大學(xué)畢業(yè)論文--年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計

摘要廣東石油化工學(xué)院：低分子量水溶性殼聚糖的制備和分子量測定年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)規(guī)模：150000t/年產(chǎn)品規(guī)格：11度淡色啤酒生產(chǎn)天數(shù)：330天/年原料配比：麥芽：大米=70:30原料利用率：98.5%麥芽水分6%大米水分：13%無水麥芽浸出率：76%無水大米浸出率：75%麥汁冷卻澄清損失：熱麥汁量的8%冷卻損失：2.7%發(fā)酵損失：1.5%過濾損失：0.9%裝瓶損失：0.7%總損失：9%糖化次數(shù)：生產(chǎn)旺季（8個月）6次/天生產(chǎn)淡季（3個月）4次/天設(shè)計內(nèi)容：(1)根據(jù)以上設(shè)計任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)方法選擇，工藝流程與工藝條件的確定與論證。(2)工藝計算：全廠的物料衡算；糖化車間的熱量橫算（即蒸汽耗量的計算）；糖化用水量的計算；發(fā)酵車間耗冷量計算。(3)糖化車間、發(fā)酵車間設(shè)備的選型計算；包括設(shè)備的容積、型號、主要尺寸。設(shè)計要求：1.根據(jù)以上設(shè)計內(nèi)容，書寫設(shè)計任務(wù)說明書。廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計第二章廠址的選擇廠址選擇是基本建設(shè)前期工作的重要環(huán)節(jié)，在工廠設(shè)計中有明顯的政治經(jīng)濟技術(shù)的意義。廠址選擇正確與否，不僅關(guān)系到建廠過程中能否以最省的投資費用，按質(zhì)按量按期完成工廠設(shè)計中所提出的各項指標(biāo)，而且對投產(chǎn)后的長期生產(chǎn)，技術(shù)管理和發(fā)展遠景，都有著很大的影響，并同國家地區(qū)的工業(yè)布局和城市規(guī)劃有著密切的關(guān)系廠址的選擇應(yīng)該作到深思熟慮和嚴謹從事。根據(jù)我國的具體情況，食品工廠一般建在距原產(chǎn)地附近大中城市的郊區(qū)。由于啤酒屬于消費性強的休閑飲品，為了有利于銷售，所以選擇建于市區(qū)比較合適。這樣不但可以獲得足夠的原料，而且利于產(chǎn)品的銷售，同時還可以減少運輸費用。2.1廠址選擇的原則(1)廠址的位置要符合城市規(guī)劃（供氣、供電、給排水、交通運輸?shù)龋┖凸S對環(huán)境的要求。(2)廠址地區(qū)要接近原料基地和產(chǎn)品銷售市場，還要接近水源和能源。(3)具有良好的交通運輸條件。(4)場地有效利用系數(shù)高，并有遠景規(guī)劃的最終總體布局。(5)有一定的施工條件和投產(chǎn)后的協(xié)作條件。(6)廠址選擇要有利于三廢處理，保證環(huán)境衛(wèi)生。(7)選廠中還應(yīng)盡量了解施工期間水電供應(yīng)，勞動力求來源，施工工人居住生活，施工機械、預(yù)制場地、建材的運輸、堆放等條件的利便情況。2.2自然條件及能源根據(jù)食品工廠廠址選擇的要求，將啤酒廠建于廣州市郊區(qū)內(nèi)。廠址地勢平坦，周圍無污染源，符合標(biāo)準(zhǔn)。場地面積有利于合理布置，符合工廠發(fā)展需要，并有一定擴建余地。該地自來水使用方便，且水質(zhì)良好，可不用地下水，減少處理費用。接近排水系統(tǒng)，有利廢水排放。供電系統(tǒng)也配備良好，可以滿足生產(chǎn)需要。附近有居民區(qū)和學(xué)校，方便銷售。2.3政治經(jīng)濟和交通該地區(qū)在城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)，經(jīng)規(guī)劃部門批準(zhǔn)，符合規(guī)劃布局。并且接近銷售渠道，有良好的經(jīng)濟開發(fā)前景。附近有發(fā)達的交通運輸條件，接近高速公路與鐵路，使原料入廠和啤酒出廠順利進行。2.4廠址選擇結(jié)果本設(shè)計的廠址選擇在廣州市南沙開發(fā)區(qū)。廣州市南沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于廣州市的東南部、伶仃洋的西岸。規(guī)劃面積為544平方公里，期中陸地面積為338平方公里。它位于珠江三角洲的地理幾何中心，方圓100公里范圍內(nèi)把整個珠江三角洲城市群都網(wǎng)絡(luò)其中。南沙水路距香港38海里，距澳門41海里。周邊有廣州、珠海、深圳、香港、澳門等五大國際機場。南沙背靠著珠江三角洲4000萬人口的廣闊市場腹地。又通過穗、深、港、澳等大城市連著海內(nèi)外市場，戰(zhàn)略位置突出，具有很強的市場潛力和輻射力。在這里建廠，原因有以下幾個方面：第一：市場廣闊。優(yōu)越的地理位置、龐大的消費市場、遼闊的輻射區(qū)域，為投資者提供了廣闊的市場前景。第二：勞動力資源豐富。第三章總平面設(shè)計啤酒廠總平面設(shè)計3.1總平面設(shè)計原則(1)布置緊湊合理，節(jié)約用地，同時為長期發(fā)展有余地。(2)必須滿足食品工廠衛(wèi)生要求和食品衛(wèi)生要求。(3)優(yōu)化建筑物間距，按有關(guān)規(guī)劃進行設(shè)計。(4)適合運輸要求。3.2總平面設(shè)計(1)廠區(qū)主要建筑物：原料庫、生產(chǎn)車間、冷庫、配電室、鍋爐房等。(2)全建筑物朝向有利于通風(fēng)采光。(3)配電室靠近生產(chǎn)車間，減少能源消耗，鍋爐房位于下風(fēng)向。(4)在廠房四周種植草坪，保證綠化。(5)通盤考慮全廠布置，力求經(jīng)濟合理，充分考慮擴大生產(chǎn)。(6)方便生產(chǎn)，符合生產(chǎn)程序。3.3平面設(shè)計圖（附圖一）廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計第四章啤酒生產(chǎn)工藝及論證第四章啤酒廠生產(chǎn)工藝及論證4.1原料4.1.1大米啤酒釀造用大米，原則上凡大米不論品種均可用來釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越好，釀造的啤酒風(fēng)味也愈好[2]。一般來說梗米優(yōu)于山米，晚稻米優(yōu)于早稻米，糯米優(yōu)于非糯米。糯米釀造啤酒，發(fā)酵度適中，啤酒的口味純凈，泡持性好。由于大米淀粉含量高（75%～82%），無水浸出率高達90%～93%，無花色苷，含脂肪低（0.2%～1.0%），并含有較多泡持蛋白（糖蛋白）。本設(shè)計用大米（大米﹕麥芽=3﹕7）作輔料釀造啤酒，所釀造的啤酒色澤淺、口味柔和，泡沫潔白細膩，泡持性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料?，F(xiàn)階段有人應(yīng)用正交旋轉(zhuǎn)組合試驗設(shè)計，研究了在擠壓大米過程中添加酶制劑作啤酒輔料對糖化過程的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明：用擠壓加酶大米作啤酒輔料，淀粉利用率較高，其麥汁浸出物收得率提高了5.09%。在可見的未來，擠壓膨化大米啤酒輔料是啤酒釀造技術(shù)發(fā)展趨勢之一[25]。大米對啤酒風(fēng)味的影響:正面：用大米做輔料，可以改善啤酒的色澤和風(fēng)味，泡沫潔白細膩，泡持性耗，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。負面：經(jīng)過碾米后的精米，極不耐貯藏，在貯藏中由于呼吸作用、氧化作用、酶促分解，使米質(zhì)惡化。特別是脂肪分解后形成脂肪酸，滲透進入胚乳，充塞于直鏈淀粉的螺旋圈內(nèi)，導(dǎo)致阻礙淀粉吸水膨脹，使糊化困難。在釀制過程中不飽和的脂肪酸可通過酶和非酶氧化為過氧化物，進一步氧化為羥基化合物，形成啤酒風(fēng)味老化的醛類物質(zhì)。4.1.2麥芽大麥?zhǔn)瞧【粕a(chǎn)的最重要的原料，先將其制成麥芽，再用于釀酒，麥芽不僅含有較高的淀粉，而且為糖化生產(chǎn)提供了各種豐富的酶系和含氮物質(zhì)，為后續(xù)發(fā)酵過程提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。溶解良好的麥芽應(yīng)該無霉雜味，麥芽香濃，牙咬發(fā)脆且松散。優(yōu)質(zhì)淺色麥芽具淡黃色而有光澤感。優(yōu)良淺色麥芽糖化時間為10～15min，糖化時間代表著麥芽淀粉酶的綜合性活動，時間愈短活力愈強。本設(shè)計采用淡色麥芽作為主要原料釀造啤酒。淡色麥芽的感官要求——淡黃色、有光澤、具有麥芽香味、無異味、無霉粒。在釀造時要先將大麥制成麥芽，再進行糖化和發(fā)酵，方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽和干燥的過程，即稱為麥芽制造。大麥發(fā)芽后稱綠麥芽，干燥后叫麥芽。麥芽的制造主要分為四個階段：(1)精選后的大麥浸泡在水中，使大麥吸收水分，達到能發(fā)芽的要求，此階段稱為浸麥。根據(jù)設(shè)備和工藝要求的不同，有多種方法。(2)然后在人工控制的條件下進行發(fā)芽，利用發(fā)芽過程中形成的酶系，使大麥的內(nèi)容物質(zhì)進行分解，變?yōu)辂溠?。大麥發(fā)芽的主要目的：胚乳細胞壁的部分或全部降解，使干燥后的麥芽變得疏松，更易粉碎，內(nèi)容物質(zhì)更容易溶出。(3)發(fā)芽完畢成為綠麥芽，利用熱空氣進行干燥。干燥的目的：使綠麥芽停止生長和酶的分解作用，除去多余的水分，防止腐爛，便于運輸。使根部干燥便于除去，增加麥芽的色、香、味。(4)經(jīng)過機械原理將麥芽的根除去。4.1.3水啤酒的主要成分是水，所以水的好壞對啤酒的影響很大。用于釀造啤酒的水應(yīng)該是無色、透明、無沉淀、無味、總?cè)芙恹}150～200mg/L、PH值6.8～7.2、有機物（高錳酸鉀耗氧量）0～3mg/L、鐵鹽（以Fe計）＜0.3mg/L、錳鹽（以Mn計）＜0.1mg/L、氨態(tài)氮（以N計）＜0.1mg/L、氯化物（以Cl計）20～60mg/L、游離氯＜0.1mg/L。質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合啤酒大麥國家標(biāo)準(zhǔn)。通常，軟水適于釀造淡色啤酒，碳酸鹽含量高的硬水適于釀制濃色啤酒。淡色啤酒用水要求為：無色，無臭，透明，無浮游物，味純正，無生物污染；硬度低；鐵、錳含量低（含量高對啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現(xiàn)象）；不含亞硝酸鹽。4.1.4酒花釀造啤酒過程中，添加酒花能賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性[2]。我國酒花主要產(chǎn)地新疆、內(nèi)蒙、甘肅、青海、黑龍江及北京地區(qū)，均在北緯40°~50°。酒花栽培氣溫的要求，生長期14~19℃，開花期17~23℃，成熟期15~25℃。酒花宜在中性土壤、低地下水位、雨水少（但要有灌溉）、長日照（1700~2600h）的地區(qū)栽培。酒花的化學(xué)組成中，對啤酒釀造有特殊意義的三大成分為酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。酒花中的-酸在麥汁煮沸時異構(gòu)化，形成異-酸，賦予啤酒爽快的苦味。在傳統(tǒng)麥汁煮沸過程中，酒花-酸只有50%能被利用，同時由于酵母吸附以及啤酒過濾，會進一步損失。所以，啤酒中-酸的總利用率很少超過40%，有時可能只有10%。為了最大限度提高-酸利用率，目前開發(fā)出多種異構(gòu)化酒花制品，異構(gòu)顆粒酒花就是其中的一種。顆粒酒花是目前世界上使用最廣泛的酒花制品，也是國內(nèi)啤酒企業(yè)應(yīng)用最多的酒花制品。顆粒酒花較全酒花的利用率提高了10%～25%，貯藏和運輸體積減少達80%以上。異構(gòu)顆粒酒花是把-酸先經(jīng)異構(gòu)化處理，再用于啤酒釀造，酒花利用率提高90%以上[3]。多酚對啤酒質(zhì)量有雙重影響：一方面：是啤酒口味助劑能加強啤酒的醇厚性和抗氧化能力。在麥汁煮沸時及冷卻過程中，能與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生凝固物沉淀，促進非生物穩(wěn)定性。另一方面：多酚能與啤酒中的蛋白質(zhì)形成聚合體，是造成啤酒渾濁的主要原因，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性。要避免形成這種類型的渾濁，可以去除蛋白多酚或兩者成比例的去除。采用吸附劑通過吸附作用除去啤酒中的多酚類物質(zhì)，減少或者除去形成蛋白質(zhì)多酚類物質(zhì)復(fù)合物的前體。不但能提高啤酒的澄清度，還能使啤酒穩(wěn)定延長啤酒的貨架壽命，改善啤酒的風(fēng)味。常用的吸附劑有：皂土、活性炭、硅膠、尼龍、PVPP等。由于PVPP具有生理安全性吸水性水不溶性絡(luò)合性等特性，是一種性能優(yōu)良的多酚類物質(zhì)吸附劑被廣泛應(yīng)用于啤酒工業(yè)中[5]。表4.1酒花的感官評定內(nèi)容鑒定情況外觀花體整齊、完整；黃綠色，有光澤，葉片內(nèi)花粉飽滿，金黃色純凈度優(yōu)良的酒花應(yīng)不含葉、梗及其他雜物手感干燥良好的酒花有彈性，以手挫擦，有油膩的粘性感覺香味干燥良好的酒花以手挫擦，含有酒花特有的清香氣味表4.2酒花的化學(xué)鑒定內(nèi)容鑒定情況水分應(yīng)在10%以內(nèi)-酸香型酒花應(yīng)在5%以上；苦型酒花應(yīng)在8%以上軟樹脂香型酒花應(yīng)在14%以上，苦型酒花應(yīng)在16%以上4.1.5酵母啤酒酵母在麥汁中25℃培養(yǎng)三天，細胞為圓形、卵形、橢圓形到臘腸形。世界各大型啤酒廠均有自己獨特的菌株，各菌株特性是由生產(chǎn)廠長期馴養(yǎng)、選育獲得的。由于啤酒酵母種類不同，導(dǎo)致所釀造的啤酒風(fēng)味也多種多樣。啤酒酵母的凝絮特性是重要的生產(chǎn)特性，它會影響酵母回收再利用于發(fā)酵的可能，影響到發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的選擇，乃至影響到啤酒風(fēng)味。金屬離子對凝聚作用影響極大。特別是鈣離子，一般認為在啤酒中Ca2+達到30mg/L以上，啤酒酵母才能呈良好的凝聚性其他二價離子也能促進凝聚，但遠比Ca2+低[2]。啤酒釀造中，酵母主要起的作用就是降糖，產(chǎn)生二氧化碳和酒精。啤酒工廠為了確保酵母的純度，進行以單細胞培養(yǎng)法為起點的純粹培養(yǎng)。為了避免野生酵母和細胞的污染，必須嚴格啤酒工廠的清洗滅菌工作。評價酵母菌種優(yōu)良與否，主要從以下幾個方面考慮：形態(tài)學(xué)上的要求：細胞形態(tài)為圓形或卵圓形，優(yōu)良菌株酵母短軸與長軸之比為1：（1.1～1.3），細胞大小趨向于中小型體積為（100μm3～160μm3），相同接種量，細胞比表面積大，發(fā)酵速度快。生理學(xué)要求：希望選擇繁殖速度快的菌株，細胞倍增時間短，細胞密度增長快，短接種后的停滯期，很快進入對數(shù)生長期。發(fā)酵力的要求：主要指酵母對糖的發(fā)酵能力，希望酵母具有良好的合成麥芽糖和麥芽三糖滲透酶的能力，使酵母能利用麥芽糖、麥芽三糖進行發(fā)酵，提高發(fā)酵度。凝聚性和沉淀能力：凝聚性太強的酵母一般發(fā)酵速度較慢，發(fā)酵度偏低，雙乙酰還原慢。要求凝聚性適中，即能達到較高的發(fā)酵度，又沉淀堅實，發(fā)酵完畢后能順利從發(fā)酵液中分離。雙乙酰峰值和還原速度：希望雙乙酰峰值低，還原速度快。揮發(fā)性風(fēng)物物質(zhì)：要求酵母最終代謝產(chǎn)物賦予啤酒以良好的風(fēng)味。酵母對壓力的耐受力：希望酵母對壓力有較強的耐受力。酵母的穩(wěn)定性：希望酵母能抗變異，連續(xù)發(fā)酵10代以上發(fā)酵速度、發(fā)酵度、雙乙酰含量及酒的風(fēng)格無顯著變化。主酵液和成品啤酒的風(fēng)味品嘗：不能有特殊的異香、異味。4.2啤酒生產(chǎn)工藝流程啤酒生產(chǎn)工藝流程如圖1.所示沉淀槽沉淀槽冷卻器粉碎機大米糊化鍋加酒花麥芽粉碎機糖化鍋過濾槽煮沸鍋罐裝滅菌清酒罐過濾機發(fā)酵罐擴培罐圖1.啤酒生產(chǎn)工藝流程圖4.3工藝原理及方法其主要過程有原料粉碎，糖化，過濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個過程。4.3.1原料粉碎原料粉碎的目的主要在于，使表皮破裂，增加麥芽本身的表面積，使其內(nèi)容物質(zhì)更容易溶解，利于糖化。按其粉碎類型來說，可以分為干粉碎和濕粉碎兩種。大米的粉碎：對于大米來說，粉碎得越細越好，越利于糊化。輔料粉碎后的時間不能超過24h，防止發(fā)熱結(jié)塊。本設(shè)計采用濕法粉碎，原因是由于麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時皮殼不易磨碎，胚乳帶水碾磨，較均勻，糖化速度快，可提高過濾速度20%～25%。麥芽在預(yù)浸槽中用溫水（25～50℃）浸泡10～20min，使麥芽的含水量達到25%～35%，放走浸泡水，用加料錕把麥芽加入四錕式粉碎機中，帶水粉碎，粉碎物在勻漿槽中加入30～40℃糖化水，勻漿后用醪泵送至糖化鍋。4.3.2糖化及糖化工藝論證糖化方法糖化[6-9]是指將麥芽和輔料中的高分子貯藏物質(zhì)及其分解產(chǎn)物，通過麥芽中各種水解酶類作用，以及水和熱力作用，使之溶解并溶解于水。本設(shè)計采用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高。特別適合釀造淺色淡爽型啤酒.而且操作簡單，糖化時間短，在3小時內(nèi)即可完成。目前我國用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法。釀制的啤酒，色澤淡黃，泡沫豐富，潔白細膩，掛杯持久，具有特殊風(fēng)味。整個糖化過程包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解，β-葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。糖化過程是原料的分解和萃取過程，它主要是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解和萃取過程。糖化過程中的工藝控制，主要是通過下述環(huán)節(jié)來進行：(1)選擇麥芽的質(zhì)量，輔料的種類及其配比、配料。(2)麥芽及非麥芽谷物的粉碎度。(3)麥芽中各種水解酶的作用條件，如溫度、PH、底物濃度、作用時間。(4)加熱的時間和溫度。(5)有時還需通過外加酶制劑、加酸、無機鹽進行調(diào)節(jié)控制。糖化時主要物質(zhì)變化：(1)非麥芽谷物中淀粉的糊化和液化。(2)淀粉的糖化。(3)糖化過程中蛋白質(zhì)的分解。(4)β-葡聚糖的分解。(5)麥芽谷皮成分的溶解。糖化的主要方法：煮出糖化法，復(fù)式浸出糖化法，雙醪糖化法，分級糖化。在各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造合于各類酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾段控制原理是相似的[2]。(1)酸休止。利用麥芽中磷酸酯酶對麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時還利用乳酸菌繁殖產(chǎn)生乳酸，此工藝條件是：溫度為35～37℃，pH5.2～5.4，時間為30～90min。(2)蛋白質(zhì)休止。利用麥芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸（-氨基氮）和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質(zhì)形成多肽和氨基酸。蛋白質(zhì)休止最佳pH為5.2～5.3，最適溫度：形成-氨基氮為45～50℃，形成可溶性多肽為50～55℃，作用時間為10～120min。(3)糖化分解。淀粉分解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖，對麥芽中的β-淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為60～65℃（62.5℃）。-淀粉酶最適活性溫度為70℃.這兩個酶共同作用，最適pH為5.5～5.6，作用時間為30～120min。(4)糖化終了。無論哪一種糖化方法，糖化終了，必須使醪中除了-淀粉酶以外，其他水解酶均失活，此溫度為70～80℃.在此溫度范圍內(nèi)主要依據(jù)需保留-淀粉酶的量及考慮到過濾的需要。采用上限溫度，醪粘度小，過濾加快，有害物質(zhì)溶解多，-淀粉酶殘留少。設(shè)計采用雙醪浸出糖化法。輔料采用較大加水比進行糊化，并盡可能利用外加-淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，在糊化煮沸時，促進皮殼溶解和形成焦糖、類黑精。輔料糊化醪一次倒入糖化鍋。經(jīng)糊化后的大米醪與麥芽醪混合后，直接經(jīng)過68℃保溫30min，升溫到78℃保溫15min到過濾溫度，然后過濾。糖化工藝曲線如圖2.所示。曲線說明：(1)大米在糊化鍋中與水混合，并升溫煮沸糊化，與此同時麥芽與水在糖化鍋內(nèi)混合，46.76℃保溫，進行蛋白質(zhì)休止。(2)糊化過程是：糊化是在47.09℃恒溫20min，加熱到70℃保溫20min，再加熱到104℃煮沸30min.糖化過程是：在46.76℃保溫30min進行蛋白質(zhì)休止，對醪加熱到糖化溫度68℃，恒溫60min再加熱到78℃結(jié)束糖化過程。麥芽粉麥芽粉+50℃釀造水46℃30min20min大米粉+耐溫α-淀粉酶+52℃釀造水1℃/min70℃20min47℃104℃30min5min68℃30minNnN70℃25min78℃15min20204060801001201401601802002202401030405060708090100糖化時間/min糖化溫度/℃5min碘試不呈色圖2.糖化工藝曲線糖化工藝論證：占投料總量30%的大米先在糊化鍋中煮沸糊化。大米糊化溫度高，若直接與麥芽一起糊化會造成大米糊化不完全，大米浸出率下降，浪費原料等。有時會破壞麥芽中的水解酶類，影響到原料的利用率。由于麥芽糖化力和粉碎度的因素，麥芽糖化宜采用分段式糖化方法：首先，在46.76℃進行蛋白質(zhì)休止，目的是減少高分子氮比列，限制蛋白質(zhì)過度分解。麥汁中有適量的可溶性氮及其分解中間產(chǎn)物能賦予啤酒醇厚豐滿的口感；升溫至68℃利用-和β-淀粉酶協(xié)助麥芽醪的糊化、液化，促進果糖、葡萄糖、麥芽糖等可發(fā)酵性糖的形成；然后在78℃麥芽中的水解酶類鈍化；糖化醪的pH是隨麥芽質(zhì)量、釀造用水水質(zhì)而變化，對于啤酒的糖化，一般在63～70℃溫度范圍內(nèi)，-和β-淀粉酶的最適pH范圍較寬，可以在pH5.2～5.8范圍內(nèi)波動，影響不大。4.3.3過濾糖化過程結(jié)束后，已基本完成了麥芽和輔料中高分子物質(zhì)的分解、萃取。因此，必須在最短時間內(nèi)，將糖化醪中的可溶性浸出物與不溶性的麥糟分離，獲得盡可能多的澄清麥汁。麥汁的分離過程實際就是一個過濾過程，麥芽中的麥皮直接起到過濾介質(zhì)的作用。濾槽將麥汁中的水溶性浸出物和非水溶性麥槽等物質(zhì)分開。麥汁經(jīng)煮沸加入顆粒酒花，然后經(jīng)迴旋沉淀槽將熱麥汁與熱凝固物分離。分離后的麥汁進入薄板冷卻器冷卻，再利用過濾設(shè)備等分離出麥汁中的冷凝固物[10]。過濾在整個生產(chǎn)中雖然工藝參數(shù)較少，但操作技術(shù)卻是要求最高的一個過程。過濾控制不當(dāng)，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且麥芽汁組分直接影響酵母生長、發(fā)酵，進而影響啤酒的風(fēng)格和風(fēng)味穩(wěn)定性[11]。麥芽醪的過濾設(shè)備，通常有三類：(1)依賴于液柱靜壓力為推動力的過濾槽法。(2)依靠泵送醪的正壓力為推動力的壓濾機法。(3)依賴于液柱正壓力和麥汁泵抽吸局部負壓的滲出過濾槽法。本設(shè)計采用壓濾法：板框式壓濾機是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過濾元件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。采用此法麥汁收得率高，可實現(xiàn)自控，而且操作費用低、水耗小。糖化醪過濾多采用過濾糟進行間歇操作，包括：過濾槽預(yù)熱、進醪、靜置、打回流、過濾得頭號麥汁、洗槽得洗滌麥汁。4.3.4麥汁煮沸麥汁煮沸的作用(1)蒸發(fā)多余的水分，濃縮到規(guī)定的濃度。(2)使酒花中的有效成分溶解于麥芽汁中，使麥汁具有香味和苦味。(3)使麥汁可凝固性蛋白質(zhì)凝結(jié)沉淀，延長啤酒的保存期。(4)鈍化全部的酶和麥芽汁殺菌。(5)排除麥汁中的特異的異雜臭味。操作方法由板框過濾機泵入煮沸鍋的麥汁液位置達到一定高度后，開始向列管加熱器通入蒸汽，令麥汁保持沸騰60min，蒸發(fā)強度10%，當(dāng)出現(xiàn)溢鍋時，打開冷卻水閥門，冷水通過冷環(huán)管進入鍋內(nèi)，同時關(guān)蒸汽閥，降低蒸發(fā)強度。本設(shè)計采用內(nèi)加熱器加熱，內(nèi)加熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，不需要動力，有利于節(jié)省蒸汽耗量，還省去了其他外加熱器的附件，節(jié)省了成本投資。酒花分兩次添加：第一次，煮沸5~10分鐘，添加總量的30%~40%；第二次，煮沸30~45分鐘，添加總量的60%~70%4.3.5麥汁后處理由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進入發(fā)酵以前還需要進行一系列處理，包括：(1)熱凝固物分離冷凝固物分離、冷卻、充氧等系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。(2)麥汁后處理主要是通過物理方法將熱凝固物質(zhì)與麥汁分離，將麥汁冷卻。(3)分離：本設(shè)計采用回旋沉淀槽分離熱凝固物。(4)冷卻：本設(shè)計采用薄板換熱器。(5)麥汁冷卻發(fā)酵接種溫度后，接觸氧，此時氧化反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的。4.3.6啤酒的發(fā)酵本設(shè)計采用下面發(fā)酵法。熱麥汁經(jīng)薄板冷卻器冷卻到6℃，接種酵母，主發(fā)酵開始。熱麥汁熱麥汁薄板冷卻器發(fā)酵罐酵母清酒罐過濾啤酒殺菌酵母CO2圖3.發(fā)酵工藝流程發(fā)酵過程介紹麥芽汁經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成啤酒。酵母的主要代謝產(chǎn)物是乙醇和二氧化碳，但同時也形成一系列發(fā)酵副產(chǎn)物，如醇類、醛類、酸類、酮類、酉旨類和硫化物等物質(zhì)這些發(fā)酵產(chǎn)物決定了啤酒的風(fēng)味、泡沫、色澤和穩(wěn)定性等各項理化指標(biāo)，同時也賦予了啤酒典型的特色[12,13]。冷卻后的麥汁添加酵母以后，便是發(fā)酵的開始，整個發(fā)酵過程可以分為：酵母恢復(fù)階段，有氧呼吸階段，無氧呼吸階段。酵母接種后，開始在麥汁充氧的條件下，恢復(fù)其生理活性，以麥汁中的氨基酸為主要的氮源，可發(fā)酵糖為主要的碳源，進行呼吸作用，并從中獲取能量而發(fā)生繁殖，同時產(chǎn)生一系列的代謝產(chǎn)物，此后便在無氧的條件下進行酒精發(fā)酵。酵母恢復(fù)階段：酵母細胞膜的主要組成物質(zhì)是甾醇，當(dāng)酵母在上一輪繁殖完畢后，甾醇含量降得很低，因此當(dāng)酵母再次接種的時候，首先要合成甾醇，產(chǎn)生新的細胞膜，恢復(fù)滲透性和進行繁殖。甾醇的生物合成主要在不飽和脂肪酸和氧的參與下進行，合成代謝的主要能量來源由暫儲藏在細胞內(nèi)的肝糖和海藻糖提供。在此階段，酵母細胞基本不繁殖，所謂的酵母停滯期。一旦細胞膜形成，恢復(fù)滲透性，營養(yǎng)物質(zhì)進入，酵母立即吸收糖類提供的能量，肝糖再行積累，供下一次接種使用。有氧呼吸階段：此階段主要是指酵母細胞以可發(fā)酵糖為主要能量來源，在氧的作用下進行繁殖。無氧呼吸階段：在此發(fā)酵過程中，絕大部分可發(fā)酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。這些糖類被酵母吸收，進行酵解的順序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麥芽糖，麥芽三糖。主發(fā)酵階段的外觀狀態(tài)和要求：發(fā)酵工藝曲線如圖4.所示。酵母繁殖期：麥汁添加酵母8～16個小時以后，液面上出現(xiàn)二氧化碳小氣泡逐漸形成白色的，乳脂狀的泡沫，酵母繁殖20小時以后立即進入主發(fā)酵槽。起泡期：4～5小時后，在麥汁表面逐漸出現(xiàn)更多的泡沫，由四周漸漸向中間，潔白細膩，厚而緊密，如花菜狀，有二氧化碳小氣泡上涌，并且?guī)С鲆恍┪龀鑫?。高泡期：發(fā)酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒內(nèi)酒花樹脂和蛋白質(zhì)-單寧復(fù)合物開始析出而逐漸變?yōu)樽攸S色，此時為發(fā)酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過早沉淀，影響發(fā)酵作用。落泡期：發(fā)酵5天以后，發(fā)酵力逐漸減弱，二氧化碳氣泡減少，泡沫回縮，酒內(nèi)析出物增加，泡沫變?yōu)樽睾稚Ｅ萆w形成期：發(fā)酵7～8天后，泡沫回縮，形成泡蓋，撇去所析出的多酚復(fù)合物，酒花樹脂，酵母細胞和其他雜質(zhì)，此時應(yīng)大幅度降溫，使酵母沉淀。后發(fā)酵以及儲藏：麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液叫嫩啤酒，此時酒的二氧化碳含量不足，雙乙酰，乙醛，硫化氫等揮發(fā)性物質(zhì)沒有減低到合理的程度，酒液的口感不成熟，不適合飲用。大量的懸浮酵母和凝結(jié)析出的物質(zhì)尚未沉淀下來，酒液不夠澄清，一般還要幾個星期的后發(fā)酵和貯酒期，啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵和貯酒期。12℃12℃6d4℃1d-1℃5d1123456789101112131415-12345678910發(fā)酵時間/d發(fā)酵溫度/℃11排放酵母圖4.發(fā)酵工藝曲線發(fā)酵工藝論證本設(shè)計采用主發(fā)酵溫度12℃中溫發(fā)酵，發(fā)酵溫度較高，酵母增值濃度高，氨基酸同化率高，pH降低迅速，高分子蛋白質(zhì)、多酚和酒花樹脂沉淀較多，不但易釀成淡爽啤酒，而且在相同貯酒期可以釀成非生物穩(wěn)定性好的啤酒。酵母的添加溫度應(yīng)低于主發(fā)酵溫度2～3℃，后幾批次麥汁溫度逐批提高，最后達到溫罐溫度（低于主發(fā)酵1℃左右），滿罐后自然升溫到主發(fā)酵溫度[14]。設(shè)計選擇在6℃下低溫接種，目的是使酵母繁殖在較低溫度下進行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過多積累。后發(fā)酵一般是VDK還原階段，同時溫度不斷降低時為了讓酵母凝聚沉淀，以利于排出酵母。-1℃貯酒5天是為了使VDK還原含量低于0.06mg/L。4.3.7啤酒的過濾經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除放能包裝。常用的方法有：濾棉過濾法、硅藻土過濾法；離心分離法；板式過濾法；微孔薄膜過濾法。對啤酒的分離要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高（透明度高），損失小，勞動條件好，CO2損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒不吸收氧。本設(shè)計采用硅藻土過濾法。硅藻土是藻類——硅藻的化石，是一種較純的二氧化硅礦石，可作絕緣材料、清潔劑和過濾介質(zhì)。硅藻土過濾的特點是可以不斷地添加助濾劑，使過濾性能得到更新、補充，所以，過濾能力強，可以過濾很渾濁的酒，沒有像面餅?zāi)菢酉疵藓筒鹦兜膭趧?，省汽省水省工，酒損失也低[2]。硅藻土過濾機型號很多，其設(shè)計的特點是在于體積小，過濾能力強，操作自動化。板框式過濾機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，活動部件少，維修方便，過濾能力可通過增減板框而變更，排除的濾餅干實。4.3.8裝罐啤酒的裝罐流程如圖5.所示。啤酒罐裝設(shè)備技術(shù)更新速度日新月異，罐裝過程要求較高，為了防止罐裝時溶入氧，常需要注入CO2來加壓，這樣會提高生產(chǎn)成本。但隨著技術(shù)的更新，這問題有望得到很好的解決。在2007年1月底在米蘭舉行的新聞發(fā)布會上，嘉士伯啤酒公司提出了未來的啤酒灌裝設(shè)備的設(shè)計方向：在意大利推出Turborg牌號的新型DraughtMaster啤酒灌裝設(shè)備。由于使用內(nèi)置壓力裝置的PET小桶，在加壓時可使啤酒有一定的流速，并可改進啤酒質(zhì)量。這種灌裝方式不需要往里注入CO2來加壓，消除了生產(chǎn)過程中的浸透和氧化過程，還可提高質(zhì)量。另外，這種桶裝啤酒可以貯存20天，味道還像第一天一樣新鮮。為了保持恒定和合適的溫度，設(shè)備還接有冷卻裝置，可以同時供兩個小桶使用[15]。瓶子選瓶浸瓶洗瓶瓶子選瓶浸瓶洗瓶控水驗瓶裝瓶壓蓋瓶裝驗酒貼標(biāo)裝箱酒箱商標(biāo)瓶裝鮮啤酒過濾啤酒貼標(biāo)裝箱驗酒殺菌瓶裝熟啤酒廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：年產(chǎn)15萬噸11度淡色啤酒廠設(shè)計第五章啤酒生產(chǎn)物料衡算第五章啤酒生產(chǎn)物料衡算15萬噸/年啤酒廠糖化車間的物料平衡計算主要項目包括原料（麥芽、大米）和酒花用量熱麥汁和冷麥汁計量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。5.1糖化車間工藝流程糖化車間的工藝流程如圖6.所示麥芽、大米麥芽、大米粉碎糊化過濾水、蒸汽麥糟糖化回旋沉淀槽麥汁煮沸鍋酒花糟酒花渣分離器熱冷凝固物薄板冷卻器冷凝固物圖6.糖化車間流程圖5.2糖化車間工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)我國南方啤酒生產(chǎn)狀況，有關(guān)生產(chǎn)原料配比，工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù)。如表5.1所示[16]。根據(jù)表5.1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進行100千克的原料生產(chǎn)11°淡色啤酒的物料計算，然后進行100升11°淡色啤酒的物料橫算，最后進行15萬噸/年啤酒廠糖化車間物料平衡計算。表5.1啤酒生產(chǎn)原料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目名稱百分（%）項目名稱百分比（%）定額指標(biāo)原料利用率麥芽水分大米水分無水麥芽浸出液無水大米浸出液98.55.01376.095原料配比麥芽70大米30啤酒損失率冷卻損失2.7發(fā)酵損失1.5過濾損失0.9裝罐損失0.7總損失9.05.3物料衡算5.3.1100千克原料（70%麥芽、30%大米）生產(chǎn)出的啤酒量(1)熱麥汁量[17]，根據(jù)表5.1可計算得到原料收率分別為原料麥芽收率：原料大米收得率：混合原料收得率：由上述可得100千克混合原料可制的11°熱麥汁量又知11°麥汁在20℃的相對密度d為1.0442，而100℃熱麥汁比20℃時的熱麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100℃）體積為：(2)冷麥汁量：（L）(3)發(fā)酵液量：（L）(4)過濾酒量：（L）(5)成品啤酒量：（L）5.3.2生產(chǎn)100L11°淡色啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)11°成品啤酒633.56L，故可得下述結(jié)果。(1)生產(chǎn)100L11°淡色啤酒需耗混合原料量：(2)麥芽耗用量：（kg）(3)大米耗用量：（kg）(4)酒花耗用量：對淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故酒花耗用量為：(5)熱麥汁量：(6)冷麥汁量：(7)濕糖化糟量設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量：濕大米糟量：故濕糖化糟量：（kg）(8)酒花糟量：設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：5.3.3二氧化碳量11°的冷麥汁103.17kg浸出物量：（kg)設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為65%，則可發(fā)酵的浸出物量：(kg)麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式：C12H22O11+H2O→2C6H12O8+2C2H5OH+4CO2+56千卡設(shè)麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則生成CO2量：(kg)式中：44——CO2的分子量342——麥芽糖分子量設(shè)11°啤酒含二氧化碳0.4%，則酒中含二氧化碳量：(kg)則釋放出的二氧化碳量:(kg)因1m二氧化碳在20℃常壓下重1.832(kg)故釋放出的二氧化碳體積：(m3)5.3.415萬噸/年11°淡色啤酒糖化車間的物料衡算由于南方旺季時間長，從4月到11月底結(jié)束共8個月旺季生產(chǎn)，旺季每月生產(chǎn)30天，每天6個糖化批次；淡季共90天，每天4個糖化批次，則每年總糖化次數(shù)為：(次)。每次糖化生成成品啤酒量：（t）11°啤酒2℃時的密度為1004kg／m3，則每次糖化生成成品啤酒量：（L）(1)生產(chǎn)83噸11°啤酒需用混合原料量：（kg）(2)麥芽耗用量：（kg）(3)大米耗用量：（kg）(4)酒花耗用量：（kg）(5)熱麥汁量：(kg)(6)冷麥汁量：(kg）(7)發(fā)酵液量：（kg）(8)過濾酒量：（kg）(9)濕糖化糟量：(kg)(10)濕酒花糟量：（kg）11°淡色啤酒的密度為1004kg/m3。將前述的有關(guān)啤酒糖化間的物料衡算計算結(jié)果整理成物料衡算表如下。表5.2啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100L11°啤酒一次糖化定額量150000t/a啤酒生產(chǎn)混合原料kg10015.78130482.37×107麥芽kg7011.04691341.67×107大米kg304.7339147.13×106酒花kg173.60.211743.17×105熱麥汁L671.78106.03876541.6×108冷麥汁L653.64103.17852901.56×108濕糖化糟kg1126813.63112682.05×107濕酒花糟kg5210.635219.35×105發(fā)酵液L643.83102840081.53×108過濾酒L638.03101832561.53×108成品啤酒L633.56100826691.51×1085.4熱量衡算采用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高。特別適合釀造淺色淡爽型啤酒。而且操作簡單，糖化時間短，在3小時內(nèi)即可完成。目前我國用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法。釀制的啤酒，色澤淡黃，泡沫豐富，潔白細膩，掛杯持久，具有特殊風(fēng)味[18]。雙醪浸出糖化法工藝如圖7.所示。糊化鍋糊化鍋大米：3914kg麥芽：783kg50℃、20min糖化鍋麥芽粉：8350kg35℃、30min自來水，20℃回旋沉淀槽煮沸30min料水比1：4.5熱水50℃70℃、20min煮沸鍋T（℃）55℃、50min68℃、60min78℃、10min糖化結(jié)束過濾麥汁酒花麥糟薄板冷卻器酒花槽熱凝固物冷凝固物15min去發(fā)酵冷麥汁15min冷卻15min料水比1：3.5料水比1：3.515min15min圖7.雙醪浸出糖化法工藝流程圖5.4.1糖化用水熱耗量的計算根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：（kg）式中：3914——糖化一次大米粉用量783——糊化鍋加入的麥芽粉量(為大米量的20%)糖化鍋加水量：（kg）式中：8350——糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量9133——糖化一次麥芽定額量故糖化總用水量：（kg）自來水平均溫度取t1=20℃，而糖化配料用水溫度t2=50℃，故耗熱量：(KJ)5.4.2第一次米醪煮沸耗熱量的計算由糖化工藝流程圖可知：(5-1)糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100℃耗熱:(5-2)計算米醪的比熱容根據(jù)經(jīng)驗公式(5-3)式中：w——含水百分率——絕對谷物比熱容取C0=1.55kJ／（kg·K）則KJ/(kg·K)KJ/(kg·K)=3.76KJ/(kg·K)(3)米醪的初溫t0，設(shè)原料的初溫為18℃，而熱水為50℃。t0=(5-4)(kg)由公式（5-4）得：℃(4)公式（5-2）式得：(KJ)5.4.3煮沸過程蒸汽帶出的熱量的計算設(shè)煮沸時間為30min，蒸發(fā)量為每小時5%，則蒸發(fā)水分量：(kg)(kg)式中：I--煮沸溫度（約為100℃）下水的汽化潛熱KJ/kg。5.4.4熱損失的計算米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前二次耗熱量的15%，即：(KJ）5.4.5米醪煮沸耗熱總量計算由公式（5-1）得：（KJ）5.4.6混合米醪升溫至68℃時的耗熱量Q3的計算按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為68℃，故混合前米醪先從100℃冷卻到中間溫度t。(1)糖化鍋中麥醪的初溫已知麥芽粉初溫為18℃，用50℃的熱水配料，則麥醪溫度：==46.76(℃)麥醪的比熱容：==3.62KJ/(kg·K)(3)根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪并合前后的焓不變，則米醪的中間溫度:（kg）kJ/(kg·K)；kg==92.4(℃)因此中間溫度比煮沸溫度值低不到8℃，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。(4)混合醪耗用的熱量：(KJ)5.4.7洗遭水耗熱量Q4的計算設(shè)洗糟水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量：(kg)則(KJ)5.4.8麥汁煮沸過程的耗熱量Q5計算（5-5）(1)麥汁升溫至煮沸點耗熱量由表5.2糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到674.5kg熱麥汁，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為78℃，則進入煮沸鍋的麥汁量：kg=4KJ/(kg·K)(KJ)(2)煮沸過程蒸發(fā)耗熱量煮沸強度10%，時間1.5h，則蒸發(fā)水分：(kg)(KJ)(3)熱損失(KJ)(4)見公式(5-5)式可得出麥汁煮沸總耗熱(KJ)5.4.9糖化一次總耗熱量(KJ)5.4.10糖化一次耗用蒸汽量使用表壓為0.3Mpa的飽和蒸汽，I=2725.3KJ/kg，則 kg 式中：i——相應(yīng)冷凝水的焓（561.47KJ/kg）——蒸汽的熱效率，取=95%5.4.11糖化過程每小時最大蒸汽耗量在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量為最大，且知煮沸時間為90min，熱效率95%=(KJ/h)相應(yīng)的最大蒸汽耗量：(KJ/h)5.4.12蒸汽單耗根據(jù)設(shè)計，每年糖化次數(shù)為1800次，每糖化一次生產(chǎn)啤酒：(kg)年耗蒸汽總量(kg)每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）(kg/d)糖化車間的熱量衡算如下表所示。表5.3150000t/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPa）每噸產(chǎn)品消耗定額（kg）每小時最大用量（kg/h）每晝夜消耗量（kg/d）年消耗量（kg/a）蒸汽0.3（表壓）67915051209763629289185.5耗冷量的計算5.5.1發(fā)酵工藝流程發(fā)酵工藝流程如圖8.所示。9494℃熱麥汁冷麥汁（6℃）過冷卻至-1℃錐形發(fā)酵罐過濾冷卻清酒罐貯酒圖8.發(fā)酵工藝流程圖5.5.2工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)11°淡色啤酒155376t；旺季每天糖化6個批次，淡季4次，每年共糖化1800次；主發(fā)酵時間6天，2鍋麥汁裝1個發(fā)酵灌；11°Bx麥汁比熱容c1=3.85KJ/(kg·K)；冷媒用15%酒精溶液，比熱容c2=4.18KJ/(kg·K)；麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=613.6KJ/kg；麥汁發(fā)酵度60%根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即:（5-6）5.5.3工藝耗冷量(1)麥汁冷卻耗冷量Q1使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為2℃冷凍水，出口溫度為85℃，糖化車間送來的熱麥汁溫度為94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度6℃。根據(jù)表5.2啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次得熱麥汁87654L，而相應(yīng)的麥汁密度為1044kg/m3。故麥汁量：(kg)又知11°麥汁的比熱容為3.85KJ(kg·K)，工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量：(KJ/h)式中：t1和t2——分別為麥汁冷卻前后溫度℃——冷卻操作過程時間h根據(jù)設(shè)計，每個錐形發(fā)酵灌裝2鍋麥汁，則麥汁冷卻每灌耗冷量：KJ/h相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（2℃的冷水）耗量KJ/h式中：和——分別是冷凍水的初溫和終溫℃——水的比熱容KJ/(kg·K)5.5.4發(fā)酵耗冷量(1)發(fā)酵期間發(fā)酵放熱假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為316.6KJ/kg，則1L麥汁放熱量:(kg)根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為57520L，則每錐形灌發(fā)酵放熱量：(KJ)由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為6天，每天糖化6鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù)1.5，忽略主發(fā)酵期的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期耗冷量：=215837(J/h)(2)發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷主發(fā)酵后期，發(fā)酵溫度從6℃緩慢降至-1℃，每天單灌降溫耗冷量：=4932461(KJ)工藝要求此過冷過程在2天內(nèi)完成，則耗冷量（麥汁每天裝3個錐形灌）(KJ/h)(3)發(fā)酵總耗冷量Q2：=524114(KJ/h)(4)每灌發(fā)酵耗冷量=1183924(5KJ)(5)發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2發(fā)酵過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進出口溫度為-8℃和0℃，故耗冷量：=15673(kg/h)(6)酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量Q3在錐形灌啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁發(fā)酵，一般可重復(fù)使用5~7次。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的1.0%，且使用1℃的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的3倍。冷卻前無菌水溫為30℃，用-8℃的酒精液作冷卻介質(zhì)。由上述條件，可得無菌水用量：=16471.94(kg/d)式中：91698——糖化一次的冷麥汁量kg每班無菌水用量：(kg/班)假定無菌水冷卻操作在2h內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗冷量：=332749(KJ/h)所耗冷凍介質(zhì)量：=9951(kg/h)式中：t1、t2——冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為-8和0℃每灌用于酵母洗滌的耗冷量：=332749(KJ)式中：2——每班裝灌2灌(7)酵母培養(yǎng)耗冷量Q4根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為12d。即288h。根據(jù)工廠實踐，年產(chǎn)150000t啤酒廠酵母培養(yǎng)耗冷量：(KJ/h)對應(yīng)的年耗冷量：(KJ)相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量：=6011(kg/h)(8)發(fā)酵車間工藝耗冷量綜上計算，可求算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量：=32061713(KJ/h)5.5.5非工藝耗冷量除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵灌外壁、運轉(zhuǎn)機械、維護結(jié)構(gòu)及管道等均會耗用或散失冷量，構(gòu)成非工藝耗冷量。(1)露天錐形灌冷量散失錐形灌啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置于露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失，根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)15萬噸啤酒廠露天錐形灌的冷量散失在52000~120000KJ/t啤酒之間，在南方亞熱帶地區(qū)設(shè)廠，取高值。故旺季每天耗冷量：(KJ/d)式中：——旺季成品啤酒日產(chǎn)量t若白天日曬高峰耗冷為平均每小時耗冷量的2倍，則高峰耗冷量：(KJ/h)冷媒（-8℃稀酒精）用量：(KJ/h)(2)清酒灌、過濾機及管道等散失冷量因涉及的設(shè)備，管路很多，若按前面的公式計算，十分繁雜，故啤酒廠設(shè)計時往往根據(jù)經(jīng)驗選取，通常，取=12%，所以(KJ/h)冷媒（-8℃稀酒精）用量：(KJ/h)5.5.6150000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算將上述計算結(jié)果，整理后得150000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表表5.4發(fā)酵車間冷量衡算表耗冷分類耗冷項目每小時耗冷量（KJ/h）冷媒用量（kg/h）每罐耗冷（KJ）年耗冷量（KJ）工藝耗冷量麥汁冷卻Q131003850.9117872762007701.825.58×1010發(fā)酵耗冷Q252411415673118392451.1×1010無菌水冷卻Q333274999513327492.99×108酵母培養(yǎng)Q420100060112.7×108工藝總耗冷Qt320617139.23×1010非工藝耗冷量錐形罐冷損Q552007215552管道等冷損Q63847406115054非工藝總耗冷Qnt4367478合計總耗冷Q68490904.91年耗冷量5.6耗水量衡算5.6.1工藝用水(1)糖化用水100kg混合原料大約需用水量400kg糖化用水量(kg)糖化用水時間設(shè)為0.5h，故每小時最大用水量：(kg/h)(2)洗料用水100kg公斤原料約用水450kg，則需用水量：(kg)用水時間約為1.5h，則每小時洗糟最大用水量：(kg/h)(3)糖化室洗涮用水一般糖化室及設(shè)備洗涮用水每糖化一次，用水約6t，用水時間約為2h。故洗涮最大用水量：(t/h)(4)沉淀槽冷卻用水（冷卻時間為1小時）（5-7）式中：Q——熱麥汁放出熱量，熱麥汁比重：熱麥汁量：kg/h熱麥汁比熱：KJ/(kg·K)熱麥汁溫度：℃，℃冷卻水溫度：℃，℃冷卻水比熱：C=1故(KJ/h)（KJ/h)(5)沉淀槽洗涮用水每次洗涮用水3.5t，沖洗時間設(shè)為0.5h，則每小時最大用水量：t/h(6)麥汁冷卻器冷卻用水麥汁冷卻時間設(shè)為1h，麥汁冷卻溫度為5.5℃→6℃。分二段冷卻，第一段：麥汁溫度70℃→25℃，冷卻水溫度18℃→30℃則冷卻水用量麥汁放出熱量：式中：麥汁量=369835kg麥汁比熱=4.10kJ/kg·℃麥汁溫度℃，25℃水的比熱C=4.18kJ/kg·℃冷卻水溫度=18℃=30℃則(KJ/h)則(kg/h)(7)麥汁冷卻器沖涮用水設(shè)沖涮一次，用水4t，用水時間為0.5h，則最大用水量：(t/h)(8)酵母洗滌用水（無菌水）每天酵母泥最大產(chǎn)量約300L，酵母貯存期每天換水一次，新收酵母洗滌4次，每次用水量為酵母的2倍，則連續(xù)生產(chǎn)每天用水量：(L)設(shè)用水時間為1h，故最大用水量為3t/h。5.6.2洗滌用水(1)清酒罐洗涮每天使用4桶，沖洗一次，共用水4t，沖涮時間為40min，則最大用水量：(t/h)(2)過濾機用水過濾機二臺，每臺沖涮一次，用水3t包括頂酒用水），使用時間為1.5h，則最大用水量：(t/h)5.6.3啤酒生產(chǎn)用水量衡算表5.5啤酒用水量衡算表編號用水項目水質(zhì)需要日水量最大用水量t/ht/次t/日1糖化用水自來水70.435.2211.22洗糟用水自來水26.439.6237.63糖化室洗涮用水自來水36364沉淀槽冷卻用水深井水70.2070.204205沉淀槽洗涮用水深井水73.5216麥汁冷卻器沖涮深井水84247酵母洗滌用水自來水33188貯酒室洗涮用水無菌水32129清酒灌洗涮自來水642410過濾機用水深井水431811洗棉機用水深井水21.142.2253.212其他用水深井水51060廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：年產(chǎn)15萬噸1度淡色啤酒廠設(shè)計第六章啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選型及論證第六章啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選型及論證6.1主要設(shè)備設(shè)計選型及論證6.1.1麥芽暫貯箱(1)所需用量的計算每次投料量G=9133.6kg麥芽容量r=500kg/m3有效容積系數(shù)φ=0.8所需容積(m3)(2)結(jié)構(gòu)采用方形斜錐底，內(nèi)襯白鐵皮。定箱內(nèi)尺寸A=2500mm，a=500mmB=2000mm，b=500mmH=2800mm，h=700mm總?cè)莘e=15.49(m3)6.1.2麥芽粉貯箱(1)所需容量計算每次投料量G=9133.6kg麥芽粉比容C=2.560m3/t有效容積系數(shù)φ=0.7所需體積=33.403(m3)(2)結(jié)構(gòu)方形椎體內(nèi)襯白鐵皮。定箱尺寸A=3000mm，a=400mmB=3000mm，b=400mmH=2800mm，h=1000mm總?cè)莘e=28.65(m3)6.1.3大米暫貯箱(1)所需容量計算每次投料量G=3914.4kg大米容重r=800kg/m3有效容積系數(shù)φ=0.8所需容積m3(2)結(jié)構(gòu)采用方形斜錐底，內(nèi)襯白鐵皮。定箱內(nèi)尺寸A=2200mm，a=300mmB=1200mm，b=200mmH=1300mm，h=1400mm總?cè)莘e=4.875m36.1.4大米粉貯箱(1)所需用量計算每次投料量G=3914.4kg麥芽粉比容C=1.73m3/t有效容積系數(shù)φ=0.7所需體積=9.67m3(2)結(jié)構(gòu)方形椎體內(nèi)襯白鐵皮。定箱尺寸為：A=2000mm，a=200mmB=2000mm，b=200mmH=1800mm，h=1200mm總?cè)莘e=9.12m36.1.5糖化過濾槽(1)所需容積計算，按物料衡算，每次糖化物料總量(kg)糖化醪的重度為1065kg/m3，生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)，故所需容積：(m3)，(m3)6.1.6糖化鍋(1)所需容積計算，按物料橫算，每次糖化鍋投料量G=8350kg，投料總量：(m3)糖化生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)，故所需容積：(m3)(2)鍋的主要尺寸，一般糖化鍋的輪廓比例為D:H=2:1，如設(shè)低高部分為空余系數(shù)部分的情況下，則取糖化鍋有效容量（m3）計算H=D/2(m)故直徑D=5810mm，鍋身H=D/2=2905mm糖化鍋升氣管的直徑為D，氣管面積占總面積的1/50，則0.785D2=(1/50)×0.785×5.812所以D=530mm。6.1.7糊化鍋糊化鍋圓柱形的器身，橢圓形的封頭底及折邊錐形封頭頂。糊化鍋投料總量：(kg)其容積計算：m3式中：1055——米醪的密度，單位是kg/m3m3式中：f——有效容積系數(shù)0.7設(shè)糊化鍋圓柱直徑為D，則圓柱部分高為D/2，鍋底的高為D/4，封頭頂?shù)捻斀菫?20°。由體積公式：(6-1)，D=3.22(m)則圓柱部分高H=D/2=1.61m，鍋底的高為0.81m。6.1.8麥汁冷卻器(1)用途：將沉清后的麥汁冷卻至發(fā)酵溫度4~7℃。(2)型式：薄板冷卻器。(3)所需冷卻面積計算冷卻介質(zhì)為深井水，麥汁溫度94℃到6℃，冷卻水溫度2℃到85℃，冷卻時間60min。(6-2)式中：G=59.98L；C=4.10kJ/kg.℃t1=94℃，t'1=2℃，t2=6℃，t'2=85℃(KJ/h)(6-3)(6-4)逆流傳導(dǎo)時的平均溫度差：℃麥汁薄板冷卻器，其傳熱系數(shù)K值取8360(KJ/m2·h·℃)，則：m36.1.9發(fā)酵罐發(fā)酵罐的個數(shù)為：(6-5)式中：t—發(fā)酵周期（天）N—每天糖化的系數(shù)（按旺季計算）A—每個發(fā)酵罐可以容納麥汁的批次數(shù)（次）3—周轉(zhuǎn)量數(shù)故：（個）(1)錐角的確定。錐角采用75°，便于酵母沉降和排放。(2)罐的保溫材料的選擇。選用經(jīng)濟的聚酰胺樹脂。(3)罐的材料選擇。選用不銹鋼作為發(fā)酵罐的材料，耐腐蝕且導(dǎo)熱系數(shù)小，罐體上各種接管均為不銹鋼。6.1.10煮沸鍋麥汁煮沸鍋采用的是圓柱型的器身，橢圓型封頭底和無折邊錐形封頭頂，頂角為60°。采用列管式內(nèi)加熱器(m3)式中：1044——麥汁密度kg/m3(m3)式中：f——填充系數(shù)0.7設(shè)鍋圓柱部分的直徑為D，高為D/2，橢圓形封頭底的高為D/4。(6-6)m則麥汁煮沸鍋圓柱高2.55m，橢圓形封頭底的高為1.27m。6.2圓柱筒體的厚度計算設(shè)計數(shù)據(jù)[19]設(shè)計壓力P=0.3Mpa，設(shè)計溫度150℃，圓柱內(nèi)徑為5090mm，1mm，筒體材料，焊縫系數(shù)=1，在設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力=103Mpa，圓柱筒體的壁厚mm設(shè)計公式為[11]。(6-6)式中：P——設(shè)計壓力MPa——圓筒內(nèi)徑mm[σ]t——設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力MPa——焊接接頭系數(shù)或許用應(yīng)力折減系數(shù)C2——腐蝕裕量mm則=8.42mm查鋼板厚度常用規(guī)格及其負偏差表知，可知C1=0.8mm；名義厚度取8.8mm；有效厚度8.8-(0.8+1)=7mm。其最大允許操作壓力：(6-7)==0.29(MPa)<P符合標(biāo)準(zhǔn)6.3鍋體下封頭的選擇與厚度計算本麥汁煮沸鍋下封頭選用橢圓形封頭。橢圓形封頭的厚度計算式可以用半徑為的半球形封頭厚度乘以2倍形狀系數(shù)K表示。加上腐蝕裕量，其設(shè)計厚度：(6-8)式中K——系數(shù)K值，對于=2的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K=1.0P——設(shè)計壓力MPa——圓筒內(nèi)徑mm[σ]t——設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力MPa——焊接接頭系數(shù)或許用應(yīng)力折減系數(shù)——腐蝕裕量mm則=8.42mm查鋼板厚度常用規(guī)格及其負偏差表，知C1=0.8mm；名義厚度取9.8mm；有效厚度mm；其最大允許操作壓力為:(6-9)==0.3MPa符合標(biāo)準(zhǔn)。6.4鍋體上封頭的選擇與計算上封頭選用無折邊錐形封頭。取=0.3Mpa設(shè)計溫度t=150℃，焊縫系數(shù)=1.0，選用，在設(shè)計溫度下其許用應(yīng)力=103Mpa，錐殼下端內(nèi)直徑5090mm，錐殼半頂角=30°取腐蝕裕量=1mm。無折邊錐形封頭的設(shè)計壁厚的計算式：(6-10)式中：——半錐頂角，以度為單位則=9.57(mm)查鋼板厚度與負偏差表?？芍狢1=0.8mm；名義厚度取10.8mm；有效厚度mm；錐體殼最大的薄膜應(yīng)力應(yīng)為大端處的環(huán)向應(yīng)力(6-11)式中:——為錐形封頭壁厚故：=92.10(MPa)因，故錐殼無需進行局部加強。6.5內(nèi)加熱器的計算采用列管式換熱器[21]。冷流體麥汁溫度從70℃升溫至100℃；飽和蒸汽壓0.3MPa的飽和蒸汽，進口溫度為120℃，出口溫度為85℃。表6.1麥汁和水蒸氣物性數(shù)據(jù)表項目密度/kg·m-3比熱容/KJ·kg-1·℃-1粘度/Pa·S熱導(dǎo)率/kg·m-1·℃麥汁10433.622×10-30．457水蒸氣958.44.2090．28×10-30．586根據(jù)熱量衡算，飽和蒸汽每小時耗量為10052kg/h。(1)試算和初選換熱器的型號1)計算熱負荷和蒸汽流量蒸汽流量，由熱量衡算知，麥汁煮沸過程蒸汽耗量Q為46409350.73KJ。熱負荷由單位換算知(W)蒸汽流量kg/s計算兩流體的平均溫度差。先求逆流時平均溫差（℃）假設(shè)換熱器流體流動為錯流，由圖查得=0.87==0.87×17.5=15.23(℃)初選換熱器規(guī)格根據(jù)兩流體的情況，假設(shè)W/(m2·℃)，傳熱面積A估應(yīng)為：m2兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程。為減少熱損失和充分利用麥汁的熱量?？刹捎名溨邭こ蹋羝吖艹?。兩流體平均溫差：℃故不考慮熱補償。流速的選擇：管內(nèi)流體流速取u=0.5m/s；管子采用普通無縫鋼管25mm×2.5mm其內(nèi)經(jīng)為=0.02m，外徑為=0.025m估算單程管子根數(shù)：(kg/h)=49（根）根據(jù)，估算管子長度為：（m）若采用4管程，則每程管長l=6.0m。據(jù)此，由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，選定BES600-2.5-90-6125-6I型換熱器，有關(guān)參數(shù)如下。表6.2列管式換熱器數(shù)據(jù)表項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)殼經(jīng)/mm600管長/m6公稱壓強/Mpa2.5管子總數(shù)308管程數(shù)4管子排列方法正方形斜轉(zhuǎn)45°殼程數(shù)1管中心距/mm32管子尺寸/mm25×2.5折流擋板間距/mm200實際傳熱面積108.2折流板型式圓缺型由于取折流擋板間距h=200mm，擋板數(shù)應(yīng)為：（塊）(2)校核總傳熱系數(shù)K1)管程對流傳熱系數(shù)管程流通面積：(m2)(m/s)則：=793.32W/(m2·℃)2)殼程對流傳熱系數(shù)流體通過管間最大截面積:(m2)(6-12)水蒸氣的流速：(m/s)管子正方形排列的當(dāng)量直徑：(m)殼程中麥汁被加熱，取所以：=187.9W/m2·℃3)污垢熱阻管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別取：m2·℃/W，=0.0002m2·℃/W4)總傳熱系數(shù)大，鋼的導(dǎo)熱率=45W/(m2·℃)總傳熱系數(shù)K(6-13)==0.00739故：K=5520.32W/(m2·℃)(3)傳熱面積A(m2)安全系數(shù)：故所選擇的換熱器是合適的。6.6換熱器的面積(m2)6.7換熱器蒸汽進管的計算每秒蒸汽耗量：(KJ/s)采用兩管進蒸汽則ρ=1.65kg/m3，=10052kg/h=2.79kg/s，(m3/s)蒸汽流速取V=0.5m/s則故d=0.98m。6.8麥汁排醪管徑計算設(shè)排醪時間為20min。在煮沸鍋中的容積為49m3，則流量：m3/h設(shè)流速V=1.5m/s，，則d=0.186m所以取排醪出口的直徑為186mm。選取200mm6.9麥汁倒醪入口管徑計算設(shè)排醪時間為20min，在過濾沉淀槽的容積為51m3，則流量：（m3/h）設(shè)流速V=1.5m/s，，則d=0.19m故取排醪入口的直徑為200mm。6.10鍋重及支座選型(6-14)(6-15)=1080.10(kg)(kg)(6-16)==1050.82(kg)故：=3211.02(kg)酶液重為32717.69kg，取鍋體重4t，酶液重33t，則總體重為37t。選用8個支座，每個支座承擔(dān)的負荷為：Q=37/8=4.625選用A型懸掛式支座查表得[22]支座的支撐面積為714.3cm2，支撐面上的單位壓力為0.69MPa，尺寸為：H=395mm；b=250mm；δ=10mm；a=230mm；c=315mm；f=115mm；δ1=16mm。6.11升氣管取煮沸鍋升氣管的面積為料液面積的m2。設(shè)煮沸鍋升氣管的直徑為d，由(6-16)所以d=0.8m。6.12酒花分離器(1)型式：采用圓柱錐底。(2)主要尺寸：直徑4m，圓柱高1.5m，錐底高0.5m，工作壓力1kg/cm2，攪拌器轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/min。(3)配用電動機：型號JQ232-6，功率3000瓦，轉(zhuǎn)速：1000轉(zhuǎn)/min。6.13人孔人孔削弱了容器的強度，同時增加了漏液的機會。人孔必須考慮在成年人能夠進出的前提下，遲寸應(yīng)盡量小些。由于設(shè)備內(nèi)徑大，頂蓋和筒體上都應(yīng)設(shè)置一個人孔。一般選用DN400mm人孔。6.14視鏡視鏡除受工作壓力外，還要承受高溫、熱應(yīng)力作用。選用DN125mm可供兩只眼睛窺視。綜上所述，計算得啤酒生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表6.3所示。表6.3啤酒生產(chǎn)設(shè)備一纜表設(shè)備名稱規(guī)格（mm）材料數(shù)量大米暫存?zhèn)}2200×1200×1300A32麥芽暫存?zhèn)}2500×2000×2800A32大米粉碎機2000×2000×2500A31麥芽粉碎機2000×2000×2500A31水箱4000×4000×2500A32糊化鍋φ2830V=24m30Gr18Ni91糖化鍋φ5100V=52m30Gr18Ni91煮沸鍋φ5200V=70m30Gr18Ni91過濾槽φ5400×27000Gr18Ni91回旋沉淀槽φ4400×52000Gr18Ni91麥汁緩沖罐φ2500×50000Gr18Ni91斗式提升機D160Q=103t/hA32麥糟槽φ1500×2000A33充氧器F-219-14500Gr18Ni91無菌水罐φ2500×32500Gr18Ni91雙氧水罐φ2500×32500Gr18Ni91清水罐φ2500×32500Gr18Ni93堿罐φ2500×32500Gr18Ni91熱水罐φ2500×32500Gr18Ni92麥汁滅菌罐φ2000×30000Gr18Ni91一級擴培罐φ1500×22500Gr18Ni91二級擴培罐φ3000×45000Gr18Ni91三級擴培罐φ5000×75000Gr18Ni91發(fā)酵罐φ4200×168000Gr18Ni963硅藻土助濾器φ1000×15000Gr18Ni91板框過濾助濾器φ1000×15000Gr18Ni91硅藻土過濾機S=150m30Gr18Ni91清酒罐V=60m30Gr18Ni910酵母泥貯罐V=15m3A31酵母泥洗滌罐V=15m3A31干燥機JF2501A31粉碎機JG3301A31貯倉V=40m3A31CO2貯罐V=20m30Gr18Ni91冷卻器6AW-170Gr18Ni91空氣壓縮機2E1/80Gr18Ni91無菌罐φ2000×30000Gr18Ni91薄板換熱器BR4J-S-1100Gr18Ni91廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文：年產(chǎn)15萬噸1度淡色啤酒廠設(shè)計第七章啤酒廠三廢處理啤酒廠三廢治理7.1三廢治理7.1.1啤酒廠的廢水情況廢水來源：(1)設(shè)備、容器、管道清洗水。(2)設(shè)備、容器、管道內(nèi)殘留麥汁、啤酒。(3)糖化過濾槽出糟排放帶出的水。(4)糖化回旋沉淀槽熱凝固物。(5)發(fā)酵池、灌殘留廢棄酵母。(6)燭式硅藻土過濾機硅藻土排放。(7)洗瓶機堿性廢水、啤酒巴氏消毒機熱廢水。(8)車間地板、墻壁、設(shè)備外表清洗水。(9)麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。(10)冷凍機、空壓機冷卻水。(11)鍋爐排渣、煙道除塵廢水。(12)啤酒工廠非工藝生活污水。啤酒生產(chǎn)廢水主要污染物來自于設(shè)備、管道中殘留的麥汁、啤酒、廢酒花糟、廢麥糟、廢冷和熱凝固物、廢酵母、廢硅藻土、廢紙板、洗瓶堿性水等。其中制麥和釀造兩個工藝流程中均有冷卻水產(chǎn)生，約占啤酒廠總排水量的65%，水質(zhì)較好，可循環(huán)用于浸洗麥工序。中、高污染負荷的廢水主要來自制麥中的浸麥工序和釀造中的糖化、發(fā)酵、過濾、包裝工序，其化學(xué)需氧量在500～40000mg.L-1之間，除了包裝工序的廢水連續(xù)排放以外，其它廢水均以間歇方式排放。啤酒廠總排水屬于中、高濃度的有機廢水，呈酸性，pH值為4.5～6.5[23]，其中的主要污染因子是化學(xué)需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）和懸浮物（SS），濃度分別為1000～1500，500～1000和220～440mg.L-1，啤酒廢水的可生化性（BOD5/CODcr）較大，為0.4～0.6，因此很多治理技術(shù)的主體部分是生化處理。雖然啤酒生產(chǎn)的廢水屬有害而無毒性廢水，但由于每生產(chǎn)100t啤酒，排放廢水中BOD量相當(dāng)于1.4萬人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相當(dāng)于1個人每天生活的污水。因此，由于啤酒廢水污染環(huán)境的嚴重狀況，隨著啤酒生產(chǎn)地日益集中化、大規(guī)?；?、污染環(huán)境的問題愈來愈不能忽視。7.1.2啤酒廠減少廢水污染的途徑(1)減少生產(chǎn)用水。糖化車間洗鍋、洗管道水作投料水分批式糖化中，每批次結(jié)束后將用鍋容積5%~10%水沖洗設(shè)備及管道，這部分水完全可以作投料水回收利用。干式排麥糟法：將過濾槽麥糟排出口增加到2~4個，耕糟機裝速可調(diào)節(jié)，用脈沖式氣流輸送，可干式快速排麥糟。過濾棉洗滌水的減少傳統(tǒng)啤酒過濾采用濾棉餅過濾法，每噸啤酒過濾棉洗滌用水為0.2~0.5t。實際上濾棉餅被啤酒酵母、酒花樹脂、蛋白質(zhì)污染僅僅為濾餅一側(cè)表面，如果洗滌濾餅時，撕下被污染表面的薄薄一層，單獨洗滌，則濾棉洗滌用水可節(jié)約50%以上，洗濾時間也可縮短一半。水啤酒回收。在啤酒過濾、清酒罐、裝瓶機等形成的水和啤酒混合物，可通過適當(dāng)處理全部回收，以減少污水量。(3)啤酒工廠廢水處理通常采用的方法如下：1)初級沉淀