啤酒產(chǎn)糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)

#/27《發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)》30200t/a啤酒廠糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：汪海賓學(xué)校：開封大學(xué)專業(yè)：生物化工工藝班級：生化 學(xué)號： 指導(dǎo)老師：胡斌杰2011年10月一、緒論 設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)思想啤酒釀造業(yè)存在的問題二、設(shè)計(jì)任務(wù)書 三、生產(chǎn)工藝流程圖及生產(chǎn)過程TOC\o"1-5"\h\z啤酒糖化的流程與說明 5原輔料預(yù)處理 6麥芽汁的制備 88糊化 8糖化 9過濾 10麥汁煮沸與酒花的添加 10麥汁熱凝固物的沉淀 11麥芽汁冷 11四、/啤酒廠糖化車間的物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 11原料％麥芽， ％大米生產(chǎn)。淡色啤酒的物料衡算………12生產(chǎn)100L12°淡色啤酒的物料衡算 134.4.30200t/a啤酒廠糖化車間的物料衡算五、啤酒廠糖化車間生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 51.啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式.糊化設(shè)備.功能用途糊化鍋容積的確定糊化鍋的主要尺寸換熱面積糖化設(shè)備糖化鍋容積的確定糖化鍋的主要尺寸加熱面積過濾槽煮沸鍋回旋沉淀槽 六、環(huán)境保護(hù)（啤酒工廠三廢處理）????.三廢概況 .三廢的治理??降低廢水污染強(qiáng)度的措施廢水處理方法防塵、除塵噪音的防治七、設(shè)計(jì)評價(jià)和總結(jié)八、參考文獻(xiàn) 前言啤酒是以優(yōu)質(zhì)大麥芽為主要原料，啤酒花為香料，經(jīng)過制麥芽、糖化、發(fā)酵等工序制成的富含營養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的釀造酒。啤酒的酒精含量僅為3%?6%（體積分?jǐn)?shù)），有酒花香和爽口的苦味，深受消費(fèi)者歡迎，因此消費(fèi)面廣，消費(fèi)量大，是世界上產(chǎn)量最大的酒種。啤酒的歷史悠久，大約起源于9000年前的地中海南岸地區(qū)，以后逐漸傳入歐美及東亞地區(qū)。我國的啤酒生產(chǎn)只有100年的歷史。啤酒是世界上產(chǎn)銷量最大的酒種，近幾年來，啤酒的產(chǎn)銷量幾乎以15%的速度巨增，我國去年啤酒增長量為10億升。2002年以來，中國的啤酒產(chǎn)銷量已超過了美國，躍居世界第一位。2008年我國啤酒產(chǎn)銷量超過5500萬噸［1］。啤酒中高級醇、有機(jī)酸、雙乙酰、醛、酯等物質(zhì)的存在量不多，但影響啤酒的風(fēng)味，它們的數(shù)量及配比，造成了啤酒色香味上的差別，造就品牌啤酒的個(gè)性。一緒論設(shè)計(jì)的目的在學(xué)習(xí)掌握所學(xué)的生物工藝學(xué)、生物工程設(shè)備、化工原理等課程的基本理論和基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，通過本次課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用這些知識分析和解決實(shí)際問題的能力以及協(xié)作攻關(guān)的能力，訓(xùn)練我們使用文獻(xiàn)資料和進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)算的能力，提高文字和語言表達(dá)能力，為其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）打下基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人們對啤酒的消費(fèi)會(huì)越來越大。所以也看到了啤酒工業(yè)的發(fā)展前景。這時(shí)候建立一個(gè)啤酒工廠的話，產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和發(fā)展提供了良好的保證。設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)以課程設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，通過文獻(xiàn)檢索、收集資料，調(diào)查研究，綜合分析；貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)先進(jìn)，降低工程造價(jià)等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，追求經(jīng)濟(jì)效益等角度出發(fā)，以“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)?！睘樵瓌t，同時(shí)注重“三廢”治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污。盡量采用本地原料、定型設(shè)備，各種設(shè)計(jì)方案綜合比較，取長補(bǔ)短，制定一個(gè)高產(chǎn)節(jié)能的設(shè)計(jì)方案，高效生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)啤酒。啤酒釀造業(yè)存在的問題啤酒釀造業(yè)在應(yīng)對三廢問題方面依然過存在著許多不足。二、設(shè)計(jì)任務(wù)書/啤酒糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)任務(wù)書i完成/啤酒糖化車間工藝流程的設(shè)計(jì)2對主要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型3對啤酒糖化車間進(jìn)行物料衡算4對結(jié)果進(jìn)行評價(jià)三、生產(chǎn)工藝流程圖及說明3-1啤酒是是一種以麥芽和水為主要原料，經(jīng)糖化、添加酒花煮沸、過濾、啤酒酵母發(fā)酵等過程，釀造而成含二氧化碳、低酒精濃度的釀造酒。其一般的工藝流程⑵如下：

翼裝機(jī)VwV翼裝機(jī)VwV沆覆障回旋麥芽、大米+J圖啤酒生產(chǎn)總體工藝流程示意圖啤酒生產(chǎn)首先要經(jīng)過預(yù)處理、糖化、過濾、煮沸，才能供酒母發(fā)酵所用，這段工藝的水準(zhǔn)將直接影響到糖化收得率、過濾時(shí)間、麥汁澄清度、發(fā)酵進(jìn)程、雙乙酰還原速度、啤酒澄清狀況等質(zhì)量參數(shù)，因此這是關(guān)系到啤酒質(zhì)量的一個(gè)重要工藝流程。麥芽汁制備俗稱糖化，就是指麥芽及輔料的粉碎，醪的糖化、過濾，以及麥汁煮沸、冷卻的過程。其流程圖如圖2所示：圖啤酒廠糖化工藝流程示意圖糖化工序主要將大米和麥芽等原料經(jīng)除塵、粉碎、調(diào)漿后送入糊化、糖化鍋內(nèi)，嚴(yán)格按照啤酒生產(chǎn)的工藝曲線進(jìn)行升溫、保溫，并在酶的作用下，使麥芽等輔料充分溶解，再將麥汁與麥糟過濾分離。過濾后的麥汁經(jīng)煮沸、蒸發(fā)、濃縮以達(dá)到工藝要求的濃度，同時(shí)，在這個(gè)工藝過程中添加酒花，煮沸后的麥汁送入回旋沉淀槽中進(jìn)行澄清，再經(jīng)過薄板冷卻至7℃~8℃左右送入發(fā)酵罐⑶。原輔料預(yù)處理在本設(shè)計(jì)中原料為麥芽，輔料為大米，在原輔料處理階段主要包括麥芽及水的選擇，原輔料的貯存及粉碎方式為原輔料處理流程與說明斗式提升機(jī)斗式提升機(jī) 大米粉碎 ?至糖化下料坑 立倉a——除雜機(jī)——麥芽干粉碎圖原輔料處理流程圖將大米和麥芽分別用斗式提升機(jī)從下料坑提到立倉，再將其提到除雜機(jī)中處理，然后將大米和麥芽用粉碎機(jī)粉碎，最后送至糖化。麥芽和大米的粉碎對啤酒質(zhì)量的好壞有直接影響。水質(zhì)要求啤酒中水的含量占90%以上，因此水質(zhì)對啤酒口味的影響極大。國內(nèi)外的著名啤酒之所以質(zhì)量較好，其釀造用水的水質(zhì)優(yōu)良是原因之一，同時(shí)水也要用于洗滌、冷卻、消防和生活等各個(gè)方面。釀造用水是指糖化用水、酵母洗滌用水以及高濃度釀造時(shí)的稀釋用水。釀造用水必須達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，一般由深井水經(jīng)改良處理而成。改良和處理的方法主要機(jī)械過濾、軟化處理、脫鹽處理等⑶。而冷卻用水，只要求干凈、硬度低、金屬離子含量少，一般的自來水即可達(dá)到要求。輔料的貯存方式本設(shè)計(jì)選用立倉貯存麥芽和大米，目前國內(nèi)的貯存有散裝、袋裝和立倉貯存三種方式。鋼筋混凝土所制立倉具有一下優(yōu)點(diǎn)：容積利用高，容量大，傳熱性小，節(jié)省勞動(dòng)力，殺菌方便。由于麥芽和大米需注意防潮，故本設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土制立倉貯存麥芽和大米。原料粉碎方法麥芽在進(jìn)行糖化前，必須粉碎，粉碎后的麥芽，可溶性物質(zhì)容易浸出，也有利于酶的作用，使麥芽的不溶性物質(zhì)進(jìn)一步溶解。目前國內(nèi)啤酒廠麥芽和大米的粉碎方法有干法、濕法，都是為了增加原料的表面積，提高熱處理效果；增加物料流動(dòng)性，提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度。干法粉碎：設(shè)備投資少，占地面積少。生產(chǎn)操作簡單靈活，粉碎程度易于控制，便于設(shè)備維修。且多采用粗碎和細(xì)碎兩級粉碎工藝，是麥芽及大米粉碎的理想選擇。濕法粉碎：可獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害。另外，麥芽和大米經(jīng)過溫水浸泡，糖化時(shí)間可減少。但設(shè)備大，占地面積大，操作復(fù)雜，維修困難，粉碎程度不易控制，此外，其耗電量要比干法粉碎高出8%—10%[6]。所以，本設(shè)計(jì)采用干法粉碎。粉碎機(jī)的選擇啤酒廠粉碎麥芽和大米的方法有輥式粉碎機(jī)和濕式粉碎機(jī)。由上面可知，我們采用的是干法粉碎，所以濕式粉碎機(jī)就不考慮了。輥式粉碎機(jī)常用的有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等⑺。兩輥式粉碎機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)為兩個(gè)相對旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒。工作時(shí)，裝在兩輥之間的物料由于輥筒對物料的摩擦作用而被拖入兩輥的間隙中被粉碎。兩輥式粉碎機(jī)制造簡便，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。四輥式粉碎機(jī)由兩對輥筒和一組篩子所組成。原料經(jīng)第一對輥筒粉碎后，由篩選裝置分離出皮殼排出，粉碎再進(jìn)入第二對輥筒粉碎。五輥式粉碎機(jī)前三個(gè)是光棍，組成兩個(gè)磨碎單元；后兩個(gè)輥筒是絲輥，單獨(dú)成一磨碎單元。通過篩選裝置的配合，可以分離出細(xì)粉、細(xì)粒和皮殼。該機(jī)性能很好，在啤酒加工過程中，通過調(diào)節(jié)可以應(yīng)用于各種麥芽。六輥式粉碎機(jī)性能與五輥式相同。它由三對輥筒組成，前兩對用光棍，主要以擠壓作用粉碎原料，可以使得生物質(zhì)原料的皮殼不至粉碎得太細(xì)而影響后一工序的操作。第三對輥筒用絲輥，將篩出的粗碎粉碎成細(xì)粉和細(xì)粒，有利于糖化時(shí)充分浸出有用物質(zhì)。根據(jù)上面的內(nèi)容，我們對麥芽粉碎采用六輥式粉碎機(jī)，對大米粉碎采用兩輥式粉碎。原料輸送設(shè)備的選擇網(wǎng)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，輸送的方式有兩種：一種是機(jī)械輸送，利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)輸送物料；另一種是氣力輸送，借助風(fēng)力輸送物料。我們選擇機(jī)械輸送，因?yàn)闅饬斔团c機(jī)械輸送相比要求動(dòng)力較大，且不適合間歇操作。在機(jī)械輸送中，用于輸送固體原料的主要有帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)。在這些輸送機(jī)中，只有斗式提升機(jī)用于物料從低的地方提升到高的地方。所以，我們在輸送麥芽和大米的時(shí)候選擇斗式提升機(jī)。麥芽汁的制備糊化輔料需先在糊化鍋中煮沸糊化，然后再與麥芽粒一起進(jìn)行糖化。輔料的淀粉顆粒在溫水中吸水膨脹，當(dāng)液溫升到70℃左右時(shí)，顆粒外膜破裂，內(nèi)部的淀粉呈糊狀物溶出而進(jìn)入液體中，使液體黏度增加。如果對淀粉糊繼續(xù)加熱，那么淀粉長鏈斷裂變成短鏈的糊精，糊狀淀粉成為半透明的均質(zhì)膠體。又糊狀淀粉變成可流動(dòng)的糊精的過程，稱為液化。在糊化大米時(shí)，可按100kg大米加入20kg的麥芽，利用麥芽中的酶使大米中的淀粉有一定程度的分解，以加速糖化酶作用，同時(shí)也可降低糊化醪的黏度。糖化糖化是利用麥芽自身的酶（或外加酶制成劑代替部分麥芽）將麥芽和輔料中不溶性的高分子物質(zhì)分解成可溶性的低分子物質(zhì)等的麥汁制備過程。整個(gè)過程主要包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解，B—葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。麥芽自身的酶含量豐富足以用于糖化。在我們的設(shè)計(jì)中糖化是利用麥芽自身的酶。糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、雙醪煮出糖化法三種方法9】。煮出糖化法：糖化過程中對部分醪液進(jìn)行煮沸的方法。根據(jù)煮沸的次數(shù)，分為一次、二次、三次煮出法。其特點(diǎn)是取部分醪液加熱到沸點(diǎn)，然后與未煮沸的醪液混合，使醪液溫度分次升高到不同分解的適宜溫度，以達(dá)到糖化完全的目的。對酶活性低和溶解不良的麥芽來說，采用三次煮出糖化法。因有部分醪液三次煮沸，有利于淀粉和其它物質(zhì)溶解。此方法的浸出物得率比較高麥汁色度相對較深，適宜于制造濃色啤酒。二次煮出糖化法的靈活性比較好，比較適用于處理各種性質(zhì)的麥芽和制造各種類型的啤酒。用淡色麥芽采用此法制造淡色貯藏啤酒是比較普遍的。浸出糖化法：這是僅僅依靠酶的作用進(jìn)行糖化的方法。其特點(diǎn)是將糖化醪逐漸升溫至酶活力的最適溫度，而不進(jìn)行醪液煮沸。此法要求麥芽有良好的溶解性。雙醪煮出糖化法：輔料、麥芽分別投入糊化鍋、糖化鍋內(nèi)，輔料在糊化鍋內(nèi)糊化，煮沸后兌入糖化鍋，逐次達(dá)到所需要的糖化溫度，根據(jù)糖化鍋兌醪的次數(shù)，分為一次、二次和三次糖化法。生產(chǎn)淡色啤酒，一般采用二次煮出糖化法。這個(gè)方法的特點(diǎn)是在糊化鍋中前后進(jìn)行過2次煮沸操作，第1次是將輔助原料在糊化鍋中煮沸糊化，然后再進(jìn)入糖化鍋糖化。煮沸糊化的目的是使糖化時(shí)糖化酶充分發(fā)揮作用。第2次煮沸的對象是部分糖化醪液，煮沸的目的是為了除酶，避免其對啤酒泡沫和口味醇厚性有益的物質(zhì)的過度分解，而影響啤酒的質(zhì)量水準(zhǔn)。糖化醪的過濾[10]糖化醪的過濾方法有過濾槽法、壓濾機(jī)法及快速滲出槽法。目前國內(nèi)的啤酒廠多采用過濾槽法。糖化結(jié)束后，從過濾槽底通入76?78℃的熱水，以浸沒濾板為度。過濾操作如下：將糖化醪充分?jǐn)嚢?，并盡快泵入過濾槽后，使用耕槽機(jī)將其翻拌均勻，再靜置20分鐘左右，讓醪在過濾槽內(nèi)自然沉降，形成過濾層。最先沉下的是谷皮之類，隨后是未分解的淀粉和蛋白質(zhì)，濾層厚度要求在30?45cm,如果糖化效果較好，醪槽表面的黏稠物就少，且醪槽上面的糖化液清涼。糖化醪溫度控制在55?70℃。濾層形成后開始過濾操作。起始流出的原麥芽汁混濁不清，必須用泵將其泵回過濾槽后再次過濾，直至得到澄清原麥芽汁，然后將原麥芽汁泵入煮沸鍋。自正式過濾開始后15?30分鐘起檢查原麥芽汁的糖度、澄清度以及色、香、味。糖化過濾期間，一般可不翻動(dòng)麥槽層，但若過濾速度太慢，則可用耕槽機(jī)進(jìn)行耕槽，從上至下將醪槽層耕松，注意不要在同一深度反復(fù)翻耕，以免壓實(shí)槽層。3.3.4麥汁煮沸與酒花的添加經(jīng)過濾得到的原麥芽汁須經(jīng)煮沸，并在煮沸過程中添加酒花，其目的是：蒸發(fā)多余水分，使麥芽汁濃縮到規(guī)定濃度；溶出酒花中有效成分，增加麥汁香氣苦味；促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固析出，增加啤酒穩(wěn)定性；破壞全部酶，進(jìn)行熱殺菌。麥汁煮沸方法常用間歇常壓煮沸，原麥汁過濾期間，當(dāng)麥汁已將加熱層蓋滿后，開始加熱保持80℃左右，酶繼續(xù)對殘存淀粉分解，洗槽結(jié)束時(shí)加熱至沸，煮沸時(shí)間一般為1?2小時(shí)。酒花添加添加酒花都在麥芽汁煮沸過程中進(jìn)行，不同的添加時(shí)間和不同的添加量會(huì)有不同的結(jié)果，因此掌握好添加時(shí)間和各次添加量十分重要。酒花的添加分為3個(gè)步驟見下表1：表酒花的添加步驟次數(shù)時(shí)間占總量的百分?jǐn)?shù)主要目的第一次分鐘左右利用其苦味以及防止泡沫升起第二次分鐘左右利用其苦味以及防止泡沫升起第三次分鐘左右為獲得酒花香氣.5麥汁熱凝固物的沉淀在麥汁用于發(fā)酵之前，先要去除熱凝固物和冷凝固物，也就是進(jìn)行麥汁的澄清。我們使用回旋沉淀槽除熱凝固物?；匦恋聿凼亲畛Ｓ玫臒崮涛锓蛛x設(shè)備，與其他分離設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、分離效果好的特點(diǎn)?；匦恋聿凼橇⑹街尾?，熱麥芽汁沿切線方向泵入，形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。由于回旋效應(yīng)，使熱凝固物顆粒沿著重力和向心力所形成的合力的方向，以較堅(jiān)實(shí)的丘狀沉積于槽底中央，達(dá)到固、液分離的目的，清亮麥芽汁則從側(cè)面麥汁出口排出。.6麥汁冷卻麥芽汁冷卻的目的主要是使麥芽汁達(dá)到發(fā)酵接種的溫度8?10℃。同時(shí)，使大量的冷凝固物析出。近年來都使用薄板冷卻器冷卻麥芽汁，冷卻時(shí)間通常為1?2h。麥芽汁冷卻結(jié)束后，可用無菌壓縮空氣將薄板冷卻器中的麥芽汁頂出。整個(gè)冷卻操作，要防止外界雜菌污染［11］。麥汁冷卻時(shí)使用薄板冷卻器要注意：①麥汁冷卻是最容易引起污染的工序，薄板冷卻器使用前，必須將麥汁一側(cè)及麥汁管路徹底殺菌；攣制好麥芽汁和冷卻水流量，使冷麥芽汁溫度符合要求；③薄板兩側(cè)麥汁和冷媒壓力要盡可能保持均衡，避免壓差大造成滲漏；靂制好冷卻開始和結(jié)束時(shí)的麥汁濃度，使之符合要求；⑤每次冷卻麥芽汁結(jié)束后，及時(shí)用熱水清洗殺菌，定期清洗薄板；齡卻的水質(zhì)應(yīng)使用碳酸鹽硬度較低的水，以減少水垢。四.30200t/a啤酒廠糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)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。表（）1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目名稱百分比（％）項(xiàng)目名稱百分比（％）原料利用率98.5麥芽75定麥芽水分6原料配比大米25額大米水分13冷卻損失7.5指口由切5支發(fā)酵損失1.6標(biāo)無水麥芽浸出率75啤酒缺失率（對熱麥汁）過濾損失1.5無水大米浸出率92裝瓶損失2.0總損失12.6根據(jù)表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行00原料生產(chǎn)12。淡色啤酒的物料計(jì)算，然

后進(jìn)行00°2淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行3。2。。/啤酒廠糖化車間的

物料平衡計(jì)算。表 啤酒生產(chǎn)過程參數(shù)表項(xiàng)目數(shù)值12°麥芽（20℃時(shí)）相對密度1.0混合醪的比重1.018 /銅的導(dǎo)熱系數(shù)1386KJ/m.h.℃糖化醪密度10.6/m糖化醪比熱3.KJ/?℃糖化醪粘度2.02X10- J/iup糊化醪的密度10 3麥汁的導(dǎo)熱系數(shù)0. 52?麥汁比熱容3.31 ?麥汁粘度42.375X10-5、100原料7%麥芽，25%大米生產(chǎn)12°淡色啤酒的物料衡算(1)熱麥汁量據(jù)表5-6可得到原料收率分別為：麥芽收率為：0.75(100-6)+100=70.5%大米收率為： 0.92(100-13)+100=80.04%混合原料收得率為：(0.75義70.5%+0.25X80.04%)98.5%=71.79%。由上述可得100kg混合原料可制得的12°熱麥汁量為：(71.79+12)X100=598.3(kg)又知12°麥汁在20℃時(shí)的相對密度為1.084,而100%熱麥汁比20℃時(shí)的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁(100℃)體積為：(598.3+1.084)X1.04=574(L)(2)冷麥汁量為：574X(1—0.075)=531(L)(3)發(fā)酵液量為：531(1—0.016)=522.5(L)(4)清酒液量為：522.5(1—0.015)=514.7(L)(5)成品啤酒量為：514.7(1—0.02)=504.4(L)、生產(chǎn)00°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)120成品啤酒504.4L,故可得出下述結(jié)果：(1)生產(chǎn)100L120淡色啤酒需耗混合原料量為：(100/504.4)X100=19.83(kg)⑵麥芽耗用量為:19.83義75%=14.87(kg)(3)大米耗用量為：19.83—14.87=4.96(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：(574/504.4)義100X0.2%=0.228(kg)(5)熱麥汁量為：(574/504.4)X100=113.8(L)(6)冷麥汁量為：(531/504.4)X100=105.3(L)(7)濕糖化糟量 (具體計(jì)算從略)濕糖化糟量為：19.2(kg)(8)酒花糟量 (具體計(jì)算從略)酒花糟量為：0.684(kg). /i淡色啤酒糖化車間物料衡算假設(shè)全年生產(chǎn)天數(shù)為300天，設(shè)旺季生產(chǎn)為240天，淡季生產(chǎn)為60天。旺季每天糖化數(shù)為6次，淡季每天糖化數(shù)為4次。則全年糖化次數(shù)為240X6+60X4=1680次計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡：(1)年實(shí)際生產(chǎn)啤酒：30200X1000：1.012=29841897.23L(2)清酒產(chǎn)量：29841897.23^(1-0.02)=30450915.54L(3)發(fā)酵液總量：30450915.54：(1—0.015)=30914635.07L(4)麥汁量：30914635.07：(1—0.016)=31417312.06L(5)煮沸后熱麥汁量：31417312.06;(1—0.075)=33964661.69L20C麥汁體積：33964661.69；1.04=32658328.55L12P麥汁質(zhì)量為20C：32658328.55X1.084=35401628.15kg(6)混合原料量：35401628.15X0.12；0.7179=5917530.823kg(7) 麥芽耗用量：5917530.823X0.75=4438148.117kg大米耗用量：5917530.823X0.25=1479382.706kg(8)酒花耗用量：33964661.69X0.002=67929.32kg根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，混合原料量定為5.92X106kg,實(shí)際產(chǎn)量才大于30200t啤酒。

把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果。整理成物料衡算表，如表（5-3）所示。表（）啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位100kg混合原料100L120色啤酒糖化一次定額量30200t/a啤酒生產(chǎn)混合原料kg10019.833523.81kg5920000kg麥芽kg7514.872642.86kg4440000kg大米kg254.96880.95kg1480000kg酒花kg1.200.22840.451kg67957.668kg熱麥汁L576113.820225.496L33978833.95L冷麥汁L531105.318708.58L31430421.4L濕糖化糟kg96.8219.23411.75kg5731744kg濕酒花糟kg3.450.684121.57kg204240kg發(fā)酵液L522.5103.618409.247L30927534.66L清酒液L514.7102.118133.108L30463621.64L成品啤酒L504.710017770.446L29854349.21L備注：120淡色啤酒的密度為1012kg/m3,實(shí)際年生產(chǎn)啤酒30212.6t。五.設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式六器組合方式，一只糊化鍋，一只糖化鍋，一只過濾槽和兩只麥汁煮沸鍋，一只回旋沉淀槽，一只麥汁冷卻器。糊化設(shè)備功能用途糊化設(shè)備是用來加熱，煮沸谷物輔料（大米粉或玉米粉）和部分麥芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的設(shè)備，用于糊化的設(shè)備有糊化鍋和糊化煮沸鍋。糊化鍋容積的確定：大米粉麥芽粉糊化鍋投大米粉：880.95kg;麥芽粉：176.19kg；水：4228.56kg糊化醪的量：880.95+176.19+4228.56=5285.71kg查表2得糊化醪的相對密度1068kg/m3則糊化鍋的有效容積5285.71/1068=4.95m3、取糊化鍋的充滿系數(shù)為0.7則總?cè)莘e：4.95/0.7=7.07m3糊化鍋的主要尺寸一般糊化鍋的輪廓比例為D:H=2:1,如設(shè)底高部分為空余系數(shù)的情況下，則有：取糊化鍋有效容量V=4m3計(jì)算。H=D/2有效一 兀D2V一,二 有效AD=2.168m故取直徑D=2500mm；鍋身H=D/2=1250mm底高h(yuǎn)=750mm(球底)則實(shí)際總?cè)萘縑=nD2義H+nh2(D/2—h/3)4=7.899m3容量系數(shù)1.2,則：V=7.899/1.2=6.574m3^6.6m3有效5.2.4換熱面積口6由前面的計(jì)算可知：在糊化鍋內(nèi)耗熱量最大的過程是把米醪由70℃加熱至90℃階段，加熱時(shí)間為12min,則：Q=3.76x5285.71x(90-70)x0.2389x3600/(12x60)=474796(kcal/h)0.3Mpa表面壓力得蒸汽溫度為：120.2℃,醪液從70℃加熱至90℃,故：

二(120.2-70)-(120.2-90) 4℃,120.2—70 .In 120.2-90傳熱系數(shù)K取經(jīng)驗(yàn)值1710kcal/(m.h.℃),則傳熱面積：F=-Q-kAtm=474796/(1710x39.4)=7.05m2表5糊化鍋基本參數(shù)表[17]名稱糊化鍋容積全容積：22.49m3有效容積：18.80m3鍋身直徑：3600mm圓柱高度：1500mm加熱面積夾套：7.05m2工作介質(zhì)鍋內(nèi)：醪液夾套內(nèi)：120.02℃工作壓力鍋內(nèi)：0.3MPa夾套內(nèi)：0.3MPa最高工作溫度鍋內(nèi)：100℃夾套內(nèi)：120.02℃電動(dòng)機(jī)、照明兩個(gè)防爆白熾燈：電壓36V功率妹w材料鍋身：厚8mm鍋底：T2紫銅，厚12mm夾套：A3厚8mm氣升管直徑升氣管面積為料液面積的1/50~1/30,取1/40貝U：d2：D2=1：40得出d=0.395m,圓整后取d=400mm5.3糖化設(shè)備糖化鍋容積的確定糖化鍋中投麥芽粉：2466.67kg；水：9866.68kg糊化液：5285.71—211.43=5074.28（kg）查表2得混合醪的相對密度1018kg/m3則糖化鍋的有效體積：（2466.67+9866.68+5074.28）/1018=17.1m3按實(shí)際生產(chǎn)情況，糊化鍋的空余系數(shù)為1.2則總?cè)莘e：17.1x1.2=20.52m3糖化鍋的主要尺寸一般糖化鍋的輪廓比例為D:H=2:1，如設(shè)底高部分為空余系數(shù)的情況下，則有：取糖化鍋有效容量V=17m3計(jì)算。H=D/2,則：有效V"有效D=3.512m圓整后取直徑D=3600mm；鍋身H=D/2=1800mm現(xiàn)按實(shí)際糖化鍋設(shè)備圖主要尺寸：直徑D=3600mm,柱高H=1800mm,底高h(yuǎn)=800mm（球底）則實(shí)際總?cè)萘縑=nD2義H+nh2(D/2—h/3)=21.39m3容量系數(shù)1.2,則：V=21.39/1.2=17.83m3有效加熱面積皿16]由前面計(jì)算可知，在糖化鍋中耗熱量最大為把醪液由63℃加熱至70℃階段，加熱時(shí)間為5min,則:Q=3.72x17407.8x(70—63)x0.2389x3600/(5x60)=185645kcal/s0.3Mpa表面壓力得蒸汽溫度為：120.2℃,醪液從63℃加熱至70℃,故：Atm==53.6℃(120.2—63)Atm==53.6℃,120.2—63In 120.2—70傳熱系數(shù)K取經(jīng)驗(yàn)值1992kcal/(m.h.℃),則傳熱面積：F=Q=—=185645/(1992x53.6)=1.738m2^1.74m2

kAtm升氣管直徑升氣管面積為料液面積的1/50?1/30,取1/40貝U：d2：D2=1：40得出d=0.569m,圓整后取d=570mm名稱糖化鍋容積全容積：21.39m3有效容積：17.83m3鍋身直徑：3600mm圓柱高度：1800mm加熱面積夾套：1.74m2工作介質(zhì)鍋內(nèi)：醪液夾套內(nèi)：120.02℃工作壓力鍋內(nèi)：0.3MPa夾套內(nèi)：0.3MPa最高工作溫度鍋內(nèi)：78℃夾套內(nèi)：120.02℃電動(dòng)機(jī)、照明兩個(gè)防爆白熾燈：電壓36V功率4kw材料鍋身：厚8mm鍋底：T2紫銅，厚12mm夾套：A3厚8mm5.4過濾槽過濾槽容積的確定V =17.1m3有效生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)，故所需容積：V=Vx1.2=20.52m3有效設(shè)過濾槽的徑高比為2：1,即D:H=2:1,則有：D=3800mmH=1900mm過濾篩板用不銹鋼焊制而成，過濾篩板上分布條形篩孔，尺寸約為0.4x0.7x20mm,平底上有均勻的麥汁倒出管，每1.25?1.5m2的篩板上有一根倒出管，導(dǎo)管直徑通常為25?45mm。5.5煮沸鍋煮沸鍋容積的確定由表4可知：進(jìn)入煮沸鍋的熱麥芽汁量為20225.496L故V=20.23m3有效生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)，則總?cè)莘e為20.23x1.2=24.276m3煮沸鍋的主要尺寸[15]一般煮沸鍋的輪廓比例為D:H=2：1，如設(shè)底高部分為空余系數(shù)的情況下，則有：取煮沸鍋有效容量V=21m3計(jì)算。H=D/2,則：有效

v"有效D=3.768m故取直徑D=4000mm；鍋身H=D/2=2000mm因此，得到糊化鍋的實(shí)際主要尺寸：有效容積21m3,直徑D=4000mm,柱高H=2000mm，底高h(yuǎn)=800mm（球底）則實(shí)際總?cè)萘縑=nD2義H+nh2(D/2—h/3)=46.89m3容量系數(shù)1.2,則：V=46.89/1.2=39.1m3有效升氣管直徑升氣管面積為料液面積的1/50~1/30,取1/40則：得出d=0.632m,圓整后取d=640mm5.6回旋沉淀槽技術(shù)參數(shù)：麥芽汁進(jìn)口速度8m/s,進(jìn)料時(shí)間20min,麥汁停留時(shí)間40min,麥汁轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分。容積V：V有效V有效=20.23L取空余系數(shù)為1.2,則V=Vx1.2=24.276m3有效尺寸：設(shè)其徑高比為2:1,即D:H=2:1D=3.768m圓整后取直徑D=4000mm H=2000mm設(shè)備選型匯總序號設(shè)備名稱附屬設(shè)備名稱單位數(shù)量規(guī)格型式1麥芽粉碎機(jī)臺1要求能力550t/時(shí)MF35型2大米粉碎機(jī)臺1要求能力300t/時(shí)MF350型

3麥芽貯倉200x200剛板個(gè)1方形錐底4大米貯倉200x200剛板個(gè)1方形錐底5糊化鍋電動(dòng)機(jī)夾套加熱個(gè)1V=22.49m3D=3600mmH=1500mmh=750mm6糖化鍋電動(dòng)機(jī)夾套加熱個(gè)1V=21.39m3D=3600mmH=1800mmh=800mm7過濾槽電動(dòng)機(jī)個(gè)1V=20.52m3D=3800mmH=1900mm8煮沸鍋電動(dòng)機(jī)夾套加熱個(gè)1V=24.276m3D=4000mmH=2000mmh=800mm9回旋過濾槽電動(dòng)機(jī)個(gè)1V=24.276m3D=4000mmH=2000mmh=800mm注：V—所需容積，m3D—直徑，mm柱高一H,mmh—底高，mm六、環(huán)境保護(hù)、三廢概況?在啤酒廠設(shè)計(jì)和生產(chǎn)進(jìn)行的同時(shí)，要重視環(huán)境保護(hù)的要求，應(yīng)采取綜合防治措施，使廢水、廢氣、廢渣、粉塵等污染物的排放量降低到最小程度，排放濃度符合國家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。6.2三廢的治理啤酒工廠廢水主要來源有：麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水，凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水；發(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水；罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公樓、食堂、單身宿舍和浴室的生活污水。降低廢水污染強(qiáng)度的措施[9]降低啤酒生產(chǎn)水耗降低啤酒噸酒耗水量，既可節(jié)水，又可直接降低廢水排放量，較濃的水是容易處理的。主要措施有：人人要有環(huán)保意識。加深管理，各盡其職，節(jié)約用水：節(jié)省工藝洗滌用水，過濾工序節(jié)水，包裝車間洗瓶和殺菌工序要合理用水;防止跑、冒、滴、漏。爭取部分資金用于降低酒損和工藝用水重復(fù)使用等技術(shù)改造項(xiàng)目上，如麥汁冷卻水的回收使用，電滲析“濃水”的利用，冷凍冷卻水的循環(huán)使用，蒸汽冷凝水的回收等。降低啤酒廢水排放負(fù)荷主要是降低啤酒生產(chǎn)的物料流失，提高整個(gè)啤酒生產(chǎn)水平，主要措施如下：有效控制最終洗糟用水，不使其排放，不宜采用“濕排糟”，要用“干排糟”，壓糟水進(jìn)入下水道，是一個(gè)嚴(yán)重的污染源。回收廢酵母，既能回收啤酒產(chǎn)量0.1%的干酵母，又可回收啤酒總量1%的啤酒。硅藻土過濾替代棉餅過濾，硅藻土過濾機(jī)應(yīng)干卸料，與麥糟混合作飼料。廢硅藻土絕不要排入下水道。熱凝固蛋白返回糖化過濾，回收凝固蛋白和酒花糟，也回收麥汁。降低啤酒損失率，尤其要降低包裝損失。清濁分流，合理排放，生產(chǎn)污水和生活污水合流排至污水處理站處理后排放，雨水和清潔生產(chǎn)廢水另行排出。廢水處理方法分四個(gè)階段：廢水收集和預(yù)處理：廢水流量平衡、篩去漂浮雜物、加營養(yǎng)鹽和調(diào)節(jié)PH值。一級生化處理。二級生化處理。污泥的排除：污泥沉淀稠化、凝聚、脫水。設(shè)計(jì)采用合建式氧化溝法合建式氧化溝法是把曝氣和沉淀合并于一個(gè)池中，污水和活性污泥的混合液在氧化溝中沿著一條橢圓形閉合式曝氣渠道連續(xù)循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)好氧和厭氧的交替過程，污水曝氣后溶解氧上升，流動(dòng)一段后溶解氧耗盡而缺氧，此時(shí)反硝化作用產(chǎn)生并放出氧，如此周而復(fù)始、循環(huán)不息。污水中的有機(jī)物在微生物的作用下得到降解，達(dá)到廢水處理的目的。其工藝流程如下:啤酒工業(yè)廢水一格柵一調(diào)節(jié)池一一級合建式氧化溝一二級合建式氧化溝一污泥濃縮池一污泥真空脫水一干污泥。曝氣設(shè)備：轉(zhuǎn)刷，。720mm,L3000mm，動(dòng)力7KW，17臺。船式沉淀器：一級氧化溝90m3，二級氧化溝180m3