【年產(chǎn)量15噸的淡色啤酒廠生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)8700字（論文）】

年產(chǎn)量15噸的淡色啤酒廠生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-1"\h\u135021緒論 1279282廠址的選擇 1187293啤酒廠總體設(shè)計(jì) 2169674啤酒生產(chǎn)工藝 463775年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒廠的物料衡算 7208046水、汽、冷等用量的計(jì)算 11114917重要設(shè)備的選擇及計(jì)算 19152338三廢的處理 241緒論1.1設(shè)計(jì)要求及依據(jù)設(shè)計(jì)要求：年產(chǎn)量為15噸的11°淡色啤酒廠，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、物料衡算、水汽冷等用量的計(jì)算以及工廠生產(chǎn)重點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行選型等。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)車間是糖化車間，重點(diǎn)設(shè)備是糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋、錐形發(fā)酵罐等。設(shè)計(jì)依據(jù)：根據(jù)GB4927-2008《啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等國家啤酒生產(chǎn)規(guī)程。查閱啤酒廠的相關(guān)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)，收集必要的技術(shù)資料、工藝參數(shù)和數(shù)據(jù)，選擇合適的生產(chǎn)方法，并且對工藝和條件進(jìn)行各種計(jì)算。1.2設(shè)計(jì)目的及可行性設(shè)計(jì)目的：通過查閱資料和實(shí)踐調(diào)研，依據(jù)相關(guān)法規(guī)，完成年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒廠的設(shè)計(jì)，通過運(yùn)用CAD等工具完成啤酒廠相關(guān)制圖。設(shè)計(jì)的可行性：啤酒含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，世界營養(yǎng)協(xié)會(huì)把它列為營養(yǎng)食品，又被稱為“液體面包”。隨著消費(fèi)者消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變和對消費(fèi)需求的提升，我國的啤酒行業(yè)將會(huì)繼續(xù)保持增長態(tài)勢，啤酒產(chǎn)業(yè)鏈參與的主體也在不斷豐富，產(chǎn)業(yè)生態(tài)越來越活躍。其中，淡色啤酒是比較受大眾所喜愛的一種啤酒種類。目前廣闊的市場能夠給本設(shè)計(jì)建立11°淡色啤酒工廠生存和發(fā)展帶來良好的保證。[1]2廠址的選擇2.1廠址選擇的原則廠址需要符合國家建廠計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定和要求。廠址需要符合國家衛(wèi)生、防火、人防等要求。廠址需要符合當(dāng)?shù)乜傮w發(fā)展規(guī)劃的要求。廠址的面積和外形需要滿足啤酒生產(chǎn)的要求。廠址的地形需要相對平坦，便于運(yùn)輸路線的布置。廠址應(yīng)選有方便的運(yùn)輸條件和一定的基建施工條件。廠址應(yīng)選有利于三廢處理的場地。2.2廠址選擇結(jié)果綜合各種因素和條件，選擇在濟(jì)寧曲阜寥河周邊作為啤酒廠的廠址，消費(fèi)市場大，且交通較為方便，有利于原料購買和產(chǎn)品銷售的運(yùn)輸，工廠生產(chǎn)和生活用水也可以解決。3啤酒廠總體設(shè)計(jì)3.1重要工藝參數(shù)3.1.1生產(chǎn)規(guī)模和發(fā)酵周期年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒。全年生產(chǎn)300天。錐形發(fā)酵罐發(fā)酵周期為24天。3.1.2原料配比75%麥芽，25%大米3.1.3啤酒質(zhì)量指標(biāo)理化要求按我國啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)BG4927-2008執(zhí)行，衛(wèi)生指標(biāo)按GB4789.25-2003執(zhí)行。表3-SEQ表\*ARABIC\s11我國啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目理化要求外觀透明度清亮透明，沒有明顯懸浮物和沉淀物濁度，EBC≤0.9香氣和口味具有明顯的酒花香氣，口味純正、爽口，酒體柔和，無異香、異味酒精度，%vol≥2.5原麥汁濃度，°P≥7.0總酸，mL/100mL≤2.2雙乙酰，mg/L≤0.10二氧化碳（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），%0.35-0.65菌落總數(shù)，cfu/g≤50大腸菌群，MPN/100mL≤33.2啤酒廠的組成一般啤酒廠由生產(chǎn)車間、輔助車間、動(dòng)力設(shè)施、給水和排水設(shè)施、全廠性設(shè)施等組成。3.3生產(chǎn)管理制度3.3.1生產(chǎn)計(jì)劃本廠地區(qū)一年四季中，11、12月為啤酒生產(chǎn)淡季，其余月份為啤酒生產(chǎn)旺季。年產(chǎn)300天，淡季按100天計(jì)算，旺季按200天計(jì)算。每天糖化次數(shù)為淡季5次、旺季8次。本設(shè)計(jì)采用三鍋兩槽式糖化設(shè)備。每次糖化可以得到熱麥汁8.55×10?L，每年一共可以糖化2100次，可產(chǎn)15萬噸啤酒。3.3.2工作制度和勞動(dòng)定員本設(shè)計(jì)啤酒廠每年生產(chǎn)300天，其余時(shí)間為開機(jī)前后的維修和保養(yǎng)時(shí)間。行政部門及在停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備檢修時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)人員實(shí)行一班制，每天工作8小時(shí)；保安和消防人員及在生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)人員實(shí)行三班制，每周輪換一班三班制。表3-2管理部門部門人數(shù)部門人數(shù)廠長室2企業(yè)管理部20財(cái)務(wù)部8生產(chǎn)管理部35市場營銷部35安全能源環(huán)保部10物業(yè)管理30消防保衛(wèi)科16合計(jì)：156人表3-3生產(chǎn)部門部門人數(shù)部門人數(shù)釀造車間30包裝車間45動(dòng)力車間45化驗(yàn)部10機(jī)修車間45運(yùn)輸站10倉儲(chǔ)部10污水處理站10合計(jì)：225人其他：30人全廠總計(jì)：411人4啤酒生產(chǎn)工藝4.1原料4.1.1麥芽啤酒生產(chǎn)中最重要的原料是麥芽。大麥?zhǔn)紫刃枰恢瞥甥溠?，然后用于釀酒。麥芽為后續(xù)的發(fā)酵提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。大麥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下：表4-SEQ表\*ARABIC\s11大麥標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)水分（驗(yàn)收），%≤5.0夾雜物，%≤0.5α-氨基酸，mg/100g180±15庫爾巴哈值，%42±2總蛋白質(zhì)（=總氮*6.25）11.0-13.5粗細(xì)粉差，%≤2.0糖化力，WK≥280色度，EBC5.0±1.0浸出物（以絕干計(jì)），%≥79.0糖化時(shí)間，min≤10總酸（滴定終點(diǎn)8.2），mL/100mL≤1.2β-葡聚糖（以絕干計(jì)），mg/100g≤150脆度（出爐），%≥704.1.2酒花啤酒花被稱為“啤酒之魂”，在啤酒釀造中發(fā)揮著不可替代的作用。如今的啤酒廠對酒花制品的使用越來越多。世界上使用最廣泛的酒花形式就是顆粒酒花。本設(shè)計(jì)就是采用顆粒酒花。4.1.3酵母酵母菌在無氧的環(huán)境中把單糖分解為二氧化碳和乙醇。本設(shè)計(jì)選用S04酵母。S04酵母發(fā)酵速度快，能形成良好的發(fā)酵脂香，能形成緊密的酵母泥，有助于提高啤酒的清亮程度。4.1.4水水是啤酒中含量最多的成分，它能夠影響酵母的生產(chǎn)和啤酒的質(zhì)量。水源的選擇應(yīng)遵循生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)。質(zhì)量要求如下：表4-2我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)總硬度，mmol/L≤4.28鐵離子濃度，mg/L＜0.5氯離子濃度，mg/L20-60氯氣，mg/L＜0.3氨基氮，mg/L＜0.5細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/mL≤1004.1.5輔料大米、玉米、小麥、大豆、糖類及糖漿等是啤酒釀造的主要輔料。本設(shè)計(jì)選用秈米作為輔料，更經(jīng)濟(jì)，大米中蛋白質(zhì)等物質(zhì)含量低于麥芽，但是淀粉含量高于麥芽。以其為輔料發(fā)酵而成，啤酒顏色較淺、口味清爽、泡沫細(xì)膩、酒花香氣突出，非生物穩(wěn)定性好。4.2啤酒工藝流程圖4-SEQ圖\*ARABIC\s11啤酒工藝生產(chǎn)流程圖4.2.1麥汁的制備圖4-SEQ圖\*ARABIC\s12麥汁的制備流程圖4.2.2啤酒的發(fā)酵本設(shè)計(jì)采用錐形罐發(fā)酵法。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s13啤酒的發(fā)酵工藝流程圖4.2.3啤酒的過濾本設(shè)計(jì)采用硅藻土過濾機(jī)作為啤酒的粗濾、紙板過濾機(jī)作為啤酒的精濾和無菌膜過濾機(jī)作為生產(chǎn)純生啤酒。圖4-4啤酒的過濾流程圖4.2.4啤酒包裝圖4-5瓶裝流程圖圖4-6灌裝流程圖圖4-7桶裝流程圖5年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒廠的物料衡算5.2100kg原料（75%麥芽＋25%大米）生產(chǎn)11°淡色啤酒的物料衡算（1）熱麥汁量麥芽水分6%，原料麥芽收得率：75%×（1?6%）=70.5%大米水分13%，輔料大米收得率：95%×（1?13%）=82.65%原料利用率98.5%，混合原料收得率：（75%×70.5%+25%×82.65%）×98.5%=72.43%100kg原料生產(chǎn)11°熱麥汁量：72.43/11100kg原料生產(chǎn)11°熱麥汁體積：658.45÷1.080×1.04=634.06式中，1.080——11°麥汁在20℃的密度1.04——100℃麥汁比20℃麥汁的體積增加倍數(shù)（2）冷卻損失7.0%，冷麥汁量634.06×（1?7%）=589.68（3）發(fā)酵損失1.5%，發(fā)酵液量589.68×（1?1.5%）=580.83（4）過濾損失2.0%，過濾酒量580.83×（1?2%）=569.21（5）包裝損失2.0%，成品啤酒569.21×（1?2%）=557.83（6）顆粒酒花使用量0.15÷100×634.06=0.9511式中，0.15——選擇加酒花1.5g/kg，即100L熱麥汁加0.15kg的顆粒酒花濕糖化糟量糖化糟含水量為80%，無水麥芽浸出率75%，無水大米浸出率95%濕麥糟量：100×75%×（1?6%）（1?75%）/（1?80%）=88.13大米糟量：100×25%×（1?13%）（1?95%）/（1?80%）=5.44則濕糖化糟量：88.13+5.44=93.57酒花糟量0.9511式中，40%——酒花在麥汁的浸出率80%——酒花含水分（9）酵母量濕酵母泥中水分占85%，生產(chǎn)100kg啤酒可得到2kg的濕酵母泥。1/2的酵母用作生產(chǎn)接種，1/2的酵母用作干酵母：酵母含固形物量：557.83/100×1×（1?85%）=0.837含水分7%的酵母量：0.837/（1?7%）=0.9（10）二氧化碳含量11°冷麥汁589.68L中浸出物量：1.0442×589.68×11%=67.732設(shè)麥汁真正發(fā)酵度為65%，則可發(fā)酵浸出物量：67.732×65%=44.026麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)方程式為：C設(shè)麥汁的浸出物為麥芽糖構(gòu)成，（二氧化碳分子量為44，麥芽糖的分子量為342）二氧化碳的生成量：44.026×4×44/342=22.657設(shè)11°啤酒含二氧化碳為0.4%，酒中含二氧化碳量：557.83×1.0442×0.4%=2.330釋出的二氧化碳量為：22.657?2.330=20.327常壓下1m3二氧化碳重1.832kg，則游離二氧化碳容積：20.327/1.832=11.10（11）啤酒空瓶用量損失率0.5%：557.83/0.64×（12）啤酒瓶蓋用量損失率1%：（13）啤酒空罐用量損失率0.5%，557.83/0.355×（14）啤酒商標(biāo)用量損失率1%，557.83/0.64×（15）啤酒空桶用量損失率0%，557.83/30×1=5.3生產(chǎn)100L11°啤酒的物料衡算綜上衡算可得，100kg的混合原料生產(chǎn)11°淡色成品啤酒557.83L（1）生產(chǎn)100L11°啤酒所需混合原料量100/557.83×100=17.93（2）麥芽用量17.93×75%=13.450（3）大米用量17.93×25%=4.48（4）熱麥汁量100×634.06/557.83=113.67L（5）冷麥汁量100×589.68/557.83=105.71L（6）發(fā)酵液量100×580.83/557.83=104.12L（7）過濾酒量100×569.21/557.83=102.04（8）成品啤酒量100×557.83/557.83=100L（9）酒花用量100×634.06/557.83×0.15%=0.17（10）濕糖化糟量17.93/100×93.57=16.78（11）濕酒花糟量17.93/100×2.8533=0.50（12）酵母量17.93/100×0.90=0.16（13）二氧化碳量17.93/100×11.10=1.99（14）啤酒空瓶用量100/0.64×（1+0.5%）（15）啤酒空罐用量100/0.355×（1+0.5%）=（16）啤酒瓶蓋用量100/0.64×（1+1%）=（17）啤酒商標(biāo)用量100/0.64×（1+1%）=（18）啤酒空桶用量100/30×1=4個(gè)5.4年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒的物料衡算年產(chǎn)旺季以200天計(jì)，占總產(chǎn)量的2/3，則旺季日產(chǎn)量：150000×2/3/200=500噸/天設(shè)旺季生產(chǎn)每天糖化8次，旺季總糖化1600次，則每次糖化可產(chǎn)成品啤酒量：500÷8=62.5噸/天表5-SEQ表\*ARABIC\s12年產(chǎn)15萬噸11°淡色啤酒釀造車間物料衡算物料名稱單位對100kg混合原料100L11°淡色啤酒一次糖化定額量15萬噸啤酒生產(chǎn)混合原料kg10017.931.1×1042.64×107麥芽kg7513.4508.1×1031.944×107大米kg254.482.7×1036.48×106熱麥汁L634.06113.676.9×1041.656×108冷麥汁L589.68105.716.6×1041.584×108發(fā)酵液L580.83104.126.5×1041.56×108過濾酒L569.21102.046.4×1041.536×108成品啤酒L557.831006.2×1041.488×108酒花kg0.95110.171062.544×105濕糖化糟kg93.5716.781.0×1042.4×108濕酒花糟kg2.85330.503197.656×105干酵母kg0.900.161002.4×105二氧化碳m311.101.991.2×1032.88×106空瓶個(gè)8681566.9×1053.11×108空罐個(gè)15642811.4×1066.22×108瓶蓋個(gè)8631556.9×1053.11×108商標(biāo)張8631556.9×1053.11×108空桶個(gè)1943688.83×1056水、汽、冷等用量的計(jì)算6.1用水的計(jì)算6.1.1糖化用水設(shè)第一麥汁濃度為16°，則根據(jù)公式：W=A（100?B）/B=74.81（100?16）/16=393（升/100公斤原料），W取400（升/100公斤原料）每次糖化用水量為：1.1×每次糖化用水時(shí)間為0.5h，則每小時(shí)的最大用水量：4.4×106.1.2洗槽用水設(shè)洗槽用水為450（L/投料100kg）100kg混合原料用水450kg，則洗槽用水量為：1.1×10用水時(shí)間為1.5小時(shí)，則每小時(shí)洗槽用水量為：4.95×106.1.3回旋沉淀槽冷卻用水Q=G×C（t式中：熱麥汁放出熱量Q=G×C（熱麥汁比容C熱麥汁量6.9×10熱麥汁比熱Cp=0.98熱麥汁溫度T冷卻水水溫t冷卻水比熱C=1所以：Q=6.9×G=Q/C（6.1.4麥汁冷卻用水（可循環(huán)利用）熱麥汁的溫度從95℃冷卻到發(fā)酵溫度6℃，冷卻水從3℃升溫到78℃，即：T1=95℃;T2=6℃;t1=3℃;t2=78℃，麥汁冷卻時(shí)間t=1h，則冷卻水用量G=Q/C（T麥汁放出熱量Q=式中，麥汁量G麥汁比熱CQ=6.9×G=6.02×6.1.5錐形發(fā)酵罐洗刷用水設(shè)錐形發(fā)酵罐的洗刷用水約為10噸，用水時(shí)間為0.5h，則洗刷最大用水量為：10/0.5=20噸6.1.6殺菌機(jī)用水殺菌機(jī)殺菌能力為2.5×104甁/小時(shí)，沖洗時(shí)每瓶用水約1L，則用水量為：1×2.5×每天生產(chǎn)6h，則總用水量：25×6=150噸6.1.7其他用水其他用水包括日常清掃用水，生活用水等，每班用水約30噸，用水時(shí)間為2h，則用水量：30/2=15噸/h6.2蒸汽耗量的計(jì)算6.2.1糖化過程蒸汽耗量（1）糖化過程蒸汽耗量本設(shè)計(jì)采用雙醪煮出糖化法。糖化用水耗熱量Q1：根據(jù)工藝可得，糊化鍋加水量G糖化鍋加水量G故，糖化總用水量為G=12960+45360=58320自來水平均溫度t1=18℃，糖化配料用水溫度t2=50℃耗熱量為Q由糖化流程可得：Q糊化鍋內(nèi)米醪由初溫加熱到100℃耗熱量：QG計(jì)算米醪的比熱容C米醪，根據(jù)公式：C式中，W——含水百分率C0——為絕對谷物比熱容，取CCCC=2700×1.89+540×1.71+12960×4.2/（2700+540+12960）=3.732米醪的初溫t0，設(shè)原料的初溫為18℃，熱水為50℃，則：t=（2700×1.89+540×1.71）×18+12960×4.2×50/16200×3.732=46.8上述結(jié)果帶入得Q（2）麥汁煮沸蒸汽耗量煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q2′′，設(shè)煮沸時(shí)間為0.5h，蒸發(fā)量為每小時(shí)5%，則蒸發(fā)量VQ2（3）麥汁設(shè)備使用一次蒸汽耗量米醪升溫和第一次煮沸過程中的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，故：熱損失QQ6.2.2第二次煮沸前混合醪液升溫的耗熱量第二次進(jìn)行煮沸前混合醪液升溫至70℃的耗熱量Q3：根據(jù)糖化生產(chǎn)過程，糊化鍋煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度為63℃，故混合前米醪從100℃冷卻到中間溫度t℃。糖化鍋中麥醪初溫t麥醪，已知麥芽粉的初溫為18℃，用50℃熱水配料，則：麥醪的溫度：GCt根據(jù)熱量衡算（忽略熱損失），米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：GGC=（15795×3.732+45900×4.17）/61695=4.06則t=（=（61695×4.06×63?45900×4.17×49.9）/15795×3.732=105.7故，6.2.3第二次煮沸混合醪的耗熱量（1）第二次煮沸混合醪的耗熱量第二次煮沸混合醪的耗熱量Q混合醪升溫至100℃所耗熱量Q4′：糖化結(jié)束醪溫為78℃，抽取混合醪的溫度為70℃，則：經(jīng)第一次煮沸后的混合醪量：GQ第二次煮沸過程中蒸汽帶走的熱量Q4′′：煮沸時(shí)間10min，蒸發(fā)強(qiáng)度為5%，則蒸發(fā)水分量：VQ其中，I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得，熱損失QQ（2）洗槽水耗熱量設(shè)洗槽水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量：GQ6.2.4麥芽煮沸過程中的耗熱量麥芽煮沸過程中的耗熱量：Q由表5.4可知，100kg混合原料可得634.06kg熱麥汁，設(shè)過濾過程完畢后麥汁溫度為70℃，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量：GCQ煮沸過程中蒸發(fā)熱量Q6′′，煮沸強(qiáng)度為10%，時(shí)間為1.5h，則蒸發(fā)水分為：VQ根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得，熱損失：QQ6.2.5糖化一次總耗熱量綜上所得，可知，糖化一次總耗熱量：Q使用壓表為0.3MPa的飽和蒸汽，則糖化一次耗用蒸汽量:D=式中：I=2725.3kJ/kgη為蒸汽的熱效率（取η=95%）糖化過程中，麥汁煮沸熱量Q6最大，煮沸時(shí)間為90min，熱效率為95%，則Q最大蒸汽耗量D6.2.6蒸汽單耗本設(shè)計(jì)每年糖化次數(shù)為2100次，共生產(chǎn)啤酒148800噸，則：年耗蒸汽總量D每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）D每晝夜耗蒸汽量（按生產(chǎn)旺季算）D6.3耗冷量的計(jì)算6.3.1工藝過程耗冷量圖6-SEQ圖\*ARABIC\s11發(fā)酵工藝流程圖（1）工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表6-SEQ表\*ARABIC\s12工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目指標(biāo)及數(shù)據(jù)年產(chǎn)量，萬噸15糖化次數(shù)旺季每天8次，淡季每天5次，每年共2100次設(shè)備數(shù)量4鍋麥汁裝2個(gè)錐形發(fā)酵罐11°Bx麥汁比熱容，kJ/（kg·K）C1=4.0冷媒用15%酒精溶液，比熱容，kJ/（kg·K）C2=4.18麥芽糖厭氧發(fā)酵熱，kJ/kgq=613.6麥汁發(fā)酵度，%60根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量，即：Q=（2）每次糖化一次可得熱麥汁69000L，相應(yīng)的麥汁密度為1048kg/m3，則：麥汁量G=1048×69000/1000=7231211°p麥汁比熱容為4.0kJ/（kg·K），工藝要求1h內(nèi)完成，故：Q根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果每個(gè)錐形發(fā)酵罐裝4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為：Q相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（2℃的冷凍水）耗冷量：M式中，t2′——冷凍水的終溫t1′——冷凍水的初溫Cm——水的比熱容[kJ/（kg·K）]（3）發(fā)酵過程耗冷量發(fā)酵期間發(fā)酵放熱：麥芽糖厭氧發(fā)酵放熱為613.6kJ/kg，發(fā)酵度為60%，則：1L麥汁放熱量為q=613.6×11%×60%=40.5根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為66000L，則每個(gè)錐形發(fā)酵罐發(fā)熱量：Q由以上工藝得主發(fā)酵時(shí)間為6天，每天糖化8鍋麥汁（旺季），并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù)1.5，忽略主發(fā)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時(shí)期的耗冷量：Q發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷Q2′′：發(fā)酵液從6℃降溫至-1℃，每天單罐降溫耗冷量：Q工藝要求此過程2天內(nèi)完成，則耗冷量（麥汁每天裝2罐）：Q每鍋麥汁Q每罐發(fā)酵耗冷量Q=發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2：發(fā)酵過程中用稀酒精液作為冷卻物質(zhì)，進(jìn)出口溫度為-8℃和0℃，每鍋耗冷量：M（4）酵母培養(yǎng)耗冷量設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的1.0%，且用1℃的無菌水洗滌，洗滌過程中無菌水量為酵母量的3倍，冷卻前無菌水水溫為30℃，用-8℃的酒精冷卻。則：無菌水用量G每班無菌水用量G設(shè)無菌水冷卻操作在2h內(nèi)完成，無菌水冷卻耗冷量：Q所耗冷凍介質(zhì)量M每班裝罐兩罐，每罐用于酵母洗滌的耗冷量：Q根據(jù)本工藝設(shè)計(jì)，每月進(jìn)行1次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為12d，即288h。根據(jù)對工廠的調(diào)研，年產(chǎn)15萬噸啤酒廠酵母培養(yǎng)耗冷量Q對應(yīng)年耗冷量Q相應(yīng)高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量：M發(fā)酵車間工藝耗冷量：Q6.3.2非工藝過程耗冷量除了上述的發(fā)酵過程的耗冷量外，各種設(shè)備、管道等均會(huì)耗用或散失冷量，這就構(gòu)成了所謂的非工藝耗冷量。（1）錐形發(fā)酵罐耗冷量年產(chǎn)15萬噸啤酒廠露天錐形發(fā)酵罐冷量散失在78000-180000kJ/t啤酒之間，故旺季成品啤酒日產(chǎn)量為Gb，旺季每天耗冷量：Q若白天日曬高峰耗冷為平均每小時(shí)耗冷量的兩倍，則高峰耗冷量：Q冷媒用-8℃的稀酒精，用量M清酒罐、過濾機(jī)及管道等散失冷量：Q冷媒用（-8℃）稀酒精，用量M7重要設(shè)備的選擇及計(jì)算7.1糊化鍋7.1.1所需容積的計(jì)算按物料衡算，每次加入糊化鍋的量M=2700+2700×20%=3240加水量G=12960kg則V按實(shí)際情況，取裝填系數(shù)0.6則V設(shè)徑高比為2：1，則V則D=則H=1.995所以V7.1.2加熱面積的計(jì)算F=Q/kΔt按雙醪一次煮出糖化的工藝，在糊化鍋內(nèi)63℃升至100℃時(shí)的傳熱量是最大的，總用時(shí)為35min（加熱至100℃需20min，煮沸15min）。Qt1=132.88℃t2=100℃，Δt=傳熱系數(shù)K值得計(jì)算K=1/1/α水在100℃時(shí)μn=0.284/9810（kg×s/mμ=1.5×0.284/9810=4.35×10μ/α蒸汽在傳熱鍋底上的凝結(jié)狀態(tài)以膜狀冷凝考慮：α在平均溫度100℃時(shí)，水的物理常數(shù)為：r=958kg/μ=0.284/9810kg·s/m2，λ=0.587kJαK=1/（1/考慮實(shí)際熱效率比理論K值降低20%，即：K=2143.3×80%=1714.7F=Q/KΔt=6.8×10鍋底表面積S=π則：F=12.17.2糖化鍋糖化鍋一次投料為69320kg則：V式中：1.0925為混合醪液的比重取填充系數(shù)為70%，則：V由V總V由徑高比2：1，得H=D/2=3由前述糊化鍋計(jì)算可知：K=1714.7又：Δt=132.88?78=54.88又知道糖化過程中，最大耗熱量為：2663634.9F=2663634.9/（1714.7×54.88）=28.31S=π所以此設(shè)計(jì)滿足要求。7.3煮沸鍋按物料衡算，每次投料量為11000kg，按100kg物料得634.06kg麥汁。則需要煮沸的麥汁量為：11000×634.06/100=69746.6V式中：1.043——麥汁的比重取空余系數(shù)為1.3，則：V煮沸鍋的徑高比取2：1，則V即：D=則H=D/2=3.0257.4麥汁壓濾機(jī)7.4.1需容積的計(jì)算按物料衡算表，每次糖化得到麥汁量為G=69320kg，查得糖化醪比重為1065kg/m3，則：V生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)，故所需容積為：V取槽的徑高比為2：1，槽底為平底，則V即：D=則：H=5.8/2=2.97.4.2過濾面積的計(jì)算一般100kg的干麥芽，所需過濾面積為0.5到0.6m2，麥槽厚為35cm，即0.35m，則過濾槽的過濾面積為（8100+2700）×0.6/100=64.8m7.5回旋沉淀槽7.5.1所需容積計(jì)算按物料衡算，熱麥汁量為69000L，取空余系數(shù)為1.2，則：V7.5.2所需幾何尺寸計(jì)算本設(shè)計(jì)選用平底回旋沉淀槽，設(shè)備與平地斜度為2%，有利于排除熱凝固物。徑高比取2：1，則D=（8V總7.6麥汁冷卻器如今，大多啤酒廠采用薄板換熱器。麥汁和冷卻劑之間的熱交換是通過泵送壓力和沿溝紋板兩面逆流來實(shí)現(xiàn)的。薄板換熱器的冷卻效果好，有利于增加麥汁中溶解物的含量，促進(jìn)酵母在發(fā)酵初期的生長。一般情況下，無菌空氣被引入到冷卻麥汁排出管道處。7.7錐形發(fā)酵罐7.7.1錐形發(fā)酵罐容積的確定V取1.2的空余系數(shù)，則7.7.2錐形罐數(shù)量計(jì)算根據(jù)公式：N=P/[V有×（1?Q%）×30/C]則：N=14880/[133.69×（1?5%）×30/20]=78.1個(gè)，取79個(gè)7.7.3錐形瓶幾何尺寸計(jì)算錐形發(fā)酵罐圓錐底夾角為75°，徑高比取1：3，由體積公式：V=1/3×（πD2/4）×（D/2）tan37.5°+（πD2/4)）×3D，得D=6.71m所以：1/3×（π得：D=4.86m取5m，查得上封頭高度為：h1=1000mm，直邊高度h7.7.4冷卻面積計(jì)算冷卻面積：F=（3×5.8）π設(shè)每噸發(fā)酵液需要0.6米的冷卻面積，則：F因?yàn)镕1＞F，所以加熱面積的設(shè)計(jì)滿足要求。重新?lián)Q算總體積：V總=1/3×（πD7.7.5蛇管的直徑選用：ψ100×3.57.7.6確定發(fā)酵罐壁厚S=[P×D/（2×[δ]×φ?P）]+C則，S=[（0.6×500）/（2×127×0.8?6）]+0.3=1.787.7.7封頭壁厚計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)封頭的厚度計(jì)算公式：S=[PD/2×[δ