【正文】 年產(chǎn)10萬噸啤酒廠項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案總 論（一）設(shè)計(jì)任務(wù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的、完整的啤酒工廠。設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)在啤酒工廠的發(fā)酵車間工藝流程。平面布置和發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)。（二）設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想以廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生物工程教研室于2005年4月下達(dá)的《年產(chǎn)10萬噸啤酒廠的工廠設(shè)計(jì)任務(wù)書》為依據(jù)。（三）設(shè)計(jì)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照微生物發(fā)酵工廠的要求，嚴(yán)格注意周圍環(huán)境的清潔衛(wèi)生，注意工廠車間對防火、衛(wèi)生的影響，充分注意“三廢”的影響和處理，保護(hù)環(huán)境。工廠的設(shè)計(jì)采用現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝，能實(shí)現(xiàn)自動化、連續(xù)化、高效率的生產(chǎn)。（四）設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)為啤酒工廠方面的初步設(shè)讁，其主要內(nèi)容為：1. 以大麥、大米和酒花為主要原料生產(chǎn)11176。p淡色啤酒的工藝流程的選擇及論證，工藝流程包括麥芽生產(chǎn)、啤酒生產(chǎn)。2. 全廠的物料衡算。3. 全廠水、電、汽、冷及壓縮空氣用量的計(jì)算。4. 主要設(shè)備的選型和計(jì)算。5. 發(fā)酵車間平面布置圖。6. 錐型罐的裝配圖。7. 全廠平面布置圖。8. 全廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算。（五）建設(shè)規(guī)模1. 年產(chǎn)量：10萬噸11176。p淡色啤酒2. 采用三鍋兩槽式糖化設(shè)備（糖化鍋、糊化鍋、煮沸鍋、過濾槽和沉淀槽）。104L，旺季每天糖化5次，淡季每天糖化3次，每年生產(chǎn)天數(shù)為300天，其中旺季按200天算，淡季按100天算，則共糖化1300次，可生產(chǎn)10萬噸啤酒。（六）產(chǎn)品方案1. 產(chǎn)品品種11度淡色啤酒，全部瓶裝， 發(fā)酵、貯酒期采用圓柱體錐型發(fā)酵罐一罐法發(fā)酵，發(fā)酵、貯酒時間為20天。（七）經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1. 生產(chǎn)規(guī)模：10萬噸/年2. 生產(chǎn)方法：雙醪一次煮出糖化法（二次煮出糖化法），圓柱體錐型發(fā)酵罐一罐發(fā)酵法3. 生產(chǎn)天數(shù)：300天/年，旺季按200天算，淡季按100天算4. 最大日產(chǎn)量： 5. 副產(chǎn)品產(chǎn)量：濕糖化槽 103噸/每年6. 產(chǎn)品質(zhì)量：11176。p普通淡色啤酒：符合GB2785規(guī)定7. 總損失率：%（對熱麥汁）8. 單耗（耗原料量/噸啤酒）（1） 精選大麥：（2） 麥芽：（3） 大米：（4） 混合原料：177/噸啤酒（5） 水：（6） 電：（7） 105kJ/噸啤酒（8） 壓縮空氣：25/噸啤酒（9） 蒸汽：433噸/噸啤酒9. 勞動生產(chǎn)率：（1） 正式職工372人（2） ，生產(chǎn)總值為 38593萬元10. 總投資：2億(經(jīng)驗(yàn)估算)（1） 設(shè)備價值：（占60％）（2） 建筑工程：3340萬元（％）（3） 安裝工程：2000萬元（占10％）（4） 其他費(fèi)用：2660萬元(％)11. 單位產(chǎn)品成本：2800萬元/噸12. 經(jīng)濟(jì)效益估算：（見表11）項(xiàng)目單位11度普通淡色啤酒啤酒商品量瓶154375000每箱啤酒成本元43每箱啤酒出廠價元65 每箱啤酒稅元12每箱啤酒利潤元10全年利潤萬元注：每箱啤酒為24瓶（八） 工作制度及定員工作制度工廠每年生產(chǎn)300天，其余時間作為開機(jī)前、開機(jī)后的維修、保養(yǎng)時間。對于行政人員，全年按每天8小時的工作時間，不實(shí)行倒班制，每周休息兩天。對于生產(chǎn)人員，生產(chǎn)時間里，則實(shí)行倒班制，各小組按白班、中班、夜班輪換，每7天輪換一班；在停產(chǎn)進(jìn)行設(shè)備大檢修時，按8小時工作制度。定員年產(chǎn)10萬噸啤酒廠定員見下表: 表1－2序號部門工業(yè)生產(chǎn)人員非生產(chǎn)人員合計(jì)說明生產(chǎn)工人輔助人員技術(shù)員職員1公共關(guān)系部2682財務(wù)部3473企業(yè)文化部1234企業(yè)管理部510155生產(chǎn)技術(shù)部525306企業(yè)發(fā)展部1347直銷部210128銷售部215179供應(yīng)部291110工程部3101311物業(yè)管理4202412運(yùn)輸27913貿(mào)易公司14514罐裝車間14715機(jī)修車間50435716釀造車間3043417動力車間4054518紙箱車間4835119貯瓶車間4420保衛(wèi)科15116(九) 公用工程及輔助工程主要是變電所、冷凍機(jī)房、水泵房、鍋爐房、機(jī)修房、倉庫、食堂、瓶箱堆場等。（十）廠址概況本廠位于桂林市郊，工廠臨近環(huán)城公路，西距桂林機(jī)場12公里，交通十分便利，為原（輔）料以及產(chǎn)品的運(yùn)輸帶來極大方便。萬伏高壓輸電線路直達(dá)本廠，市水廠生活用水干線也直通廠部。工廠生產(chǎn)和生活用水也還可以直接采用地下水源供水，其水質(zhì)均能符合國家生活用水標(biāo)準(zhǔn)。該廠區(qū)氣候條件如下：最高溫度：36℃ 最低溫度：5℃一般氣溫：18～32℃ 平均濕度：80%最高濕度：90% 主導(dǎo)風(fēng)向：東南風(fēng)水溫：最高32℃ 最低：15℃（十一） 三廢處理及綜合利用節(jié)能措施 麥芽制造和啤酒釀造的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生很多副產(chǎn)物（見表23），主要有：麥芽的根芽、糖化的麥槽、和廢酒花槽、冷卻的沉淀蛋白質(zhì)、發(fā)酵的剩余酵母和CO2等。 表1－3工序副產(chǎn)物名稱產(chǎn)量選麥癟麥和雜谷占大麥投料量的5%10%麥芽干燥麥根約占大麥投料量的3%糖化麥槽160200kg/100 Kg投料量冷卻廢酒花槽沉淀蛋白約為使用整酒花投料量的3倍發(fā)酵主、后發(fā)酵酵母CO2約5kg/100L啤酒合理的利用這些副產(chǎn)物，能有效地降低生產(chǎn)成本，減少污染，有一定的社會和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。麥槽是啤酒廠最大量的副產(chǎn)物。每投入100kg的麥芽，約產(chǎn)生濕麥槽160200kg，含水分80%左右，以干物質(zhì)計(jì)為3040kg。以下是麥槽的成分：表24：濕麥槽的成分成分含量/%成分含量/%水分粗蛋白質(zhì)可消化蛋白質(zhì)脂肪80左右52可溶性非氮物粗纖維灰份1051從這兩個表可以看出，麥槽具有很豐富的營養(yǎng)價值，是很好的飼料。若是把從麥汁回收的沉淀蛋白和廢膠木摻入其中，則更具營養(yǎng)價值。濕麥汁水分大，營養(yǎng)豐富，易染菌腐敗，不宜久放，應(yīng)將麥槽及時出售。但是獻(xiàn)技是生產(chǎn)旺季，麥槽產(chǎn)量大，為防止麥槽腐敗，影響啤酒廠的環(huán)境質(zhì)量，可先對麥槽進(jìn)行低溫干燥，以干麥槽出售。表25：干麥槽的成分成分含量/%成分含量/%粗蛋白質(zhì)粗脂肪無氮浸出物粗纖維粗灰份營養(yǎng)值/（kJ/kg）21000在啤酒生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸啤酒，其中2/3是主發(fā)酵酵母，這部分酵母質(zhì)量比較好，可回收再利用，一部分用做接種，另一部分經(jīng)低溫干燥后出售，用做制藥原料。另外1/3是后發(fā)酵酵母，在貯酒過程中與其他雜質(zhì)共同沉淀于貯酒罐底，質(zhì)量比較差，應(yīng)送入糖化車間與麥槽一起干燥，作為飼料出售。CO2是啤酒發(fā)酵的重要副產(chǎn)物。它對空氣質(zhì)量的影響是很大的，同時，它又是啤酒中不可或缺的成分，因此，現(xiàn)代的啤酒廠都會對CO2進(jìn)行回收利用。一般的啤酒廠利用CO2的方法，主要有充入啤酒形成啤酒特有的泡持性，或是壓縮后罐裝出售。（1） 廢水的來源制麥車間的用水主要包括浸麥用水和冷卻用水兩部分，其中浸麥用水是制麥車間廢水的主要來源，它是一種顏色很深、極易腐敗、高強(qiáng)度的有機(jī)污染物。啤酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水主要來源于釀造車間，從釀造車間出來的水含有大量的有機(jī)物質(zhì)，如麥槽、廢酵母、熱凝固物等，應(yīng)盡量作為副產(chǎn)物回收利用，可減輕廢水的污染程度，同時可以增加工廠的收入。 （2） 廢水的處理方法：啤酒工廠的生產(chǎn)規(guī)模是比較大的，一天會產(chǎn)生大量的廢水，若不將廢水進(jìn)行處理就直接排出，會對環(huán)境產(chǎn)生很大的污染。本設(shè)計(jì)中非常注意對廢水的處理。除了以上減少廢渣的排放能夠比較有效的降低廢水的污染程度外，本設(shè)計(jì)中還采用了厭氧好氧相結(jié)合的工藝來處理廢水。選用這樣的廢水處理工藝可以比較有效的去除廢水中的有機(jī)污染物。啤酒廢水中含有大量的有機(jī)物質(zhì)，如廢酵母、麥槽等，采用厭氧污泥床先對廢水進(jìn)行處理，利用厭氧菌的代謝作用將有機(jī)物質(zhì)分解，可以有效降低廢水中BOD含量，另外還能將部分污泥附著在隔柵上，起到一定的分離作用。經(jīng)過好氧處理的廢水COD含量顯著降低。這樣，經(jīng)過厭氧好氧處理的廢水，能夠達(dá)到規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。（十二）機(jī)械化和自動化程度 本設(shè)計(jì)中，大麥、大米等固體原料的輸送采用斗式提升機(jī)及真空氣流輸送等方式，大大提高了本廠的機(jī)械化程度，減輕了工人的勞動操作強(qiáng)度。 自動化方面，本設(shè)計(jì)對糖化、發(fā)酵、過濾等車間實(shí)行自動化控制。對影響生產(chǎn)的如溫度、PH值、物料流量等參數(shù)進(jìn)行自動監(jiān)測，并將信息發(fā)送到各車間的控制室，有操作工人在電腦上完成對各個參數(shù)的調(diào)節(jié)。在麥芽生產(chǎn)車間，通過增設(shè)計(jì)量槽，提高該車間的自動化程度，同時監(jiān)測各工序的溫度。（十三）產(chǎn)品的質(zhì)量、衛(wèi)生、質(zhì)檢措施及防火 產(chǎn)品的質(zhì)量：（1） 啤酒的非生物穩(wěn)定性：預(yù)防的措施主要有：原料和加工工藝方面，在不影響風(fēng)味和酒體的情況下，盡量減少啤酒中高分子蛋白質(zhì)的含量；罐酒是盡量避免與空氣的接觸；添加非生物穩(wěn)定劑，設(shè)法分解或除去易形成渾濁的前驅(qū)物質(zhì)。（2） 啤酒的噴涌現(xiàn)象 防止啤酒的噴涌現(xiàn)象的措施：避免金屬污染；添加過量的鈣離子；罐裝后采取竄沫排氧措施；用尼龍濾去造成噴涌的前提物質(zhì)。食品衛(wèi)生近年來，啤酒工業(yè)已取得較大發(fā)展。在啤酒中添加的添加劑也逐漸多了起來，主要有：PH調(diào)節(jié)劑、抗氧劑、增泡劑等。在生產(chǎn)中要嚴(yán)格注意食品衛(wèi)生條件。質(zhì)檢措施啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是按國家輕工業(yè)部頒發(fā)的啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行的。啤酒的驗(yàn)收規(guī)則：于同一生產(chǎn)期內(nèi)生產(chǎn)的啤酒經(jīng)過過濾包裝出廠的啤酒為同一批每批啤酒出廠的時間應(yīng)有技術(shù)檢驗(yàn)部門的簽署的質(zhì)量合格證書；抽取樣品時，可在每批中不同之處任意抽取七瓶，其中兩瓶做化驗(yàn)用，余下五瓶留做啤酒穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。防火鍋爐房、原料倉庫、冷凍站、變電站等是啤酒廠內(nèi)防火重地，應(yīng)重點(diǎn)防范，同時，對以上這些工段的操作工人要嚴(yán)格考核，方能錄用。二、工藝流程 (一)、麥芽生產(chǎn)流程麥芽的生產(chǎn)過程包括原大麥的預(yù)處理和貯存、大麥浸漬、發(fā)芽、發(fā)芽干燥、除根和干麥芽的貯藏等幾個過程。麥芽生產(chǎn)流程圖：（見圖21）1. 原大麥的預(yù)處理和精選大麥的貯存進(jìn)廠大麥通常含有各種雜質(zhì)，如石粒、塵埃、木屑、雜草和其它谷粒等。因此，原大麥進(jìn)廠后應(yīng)先經(jīng)過粗選，才能進(jìn)倉貯存，設(shè)計(jì)上選用SZ型振動篩，它具有三層篩面，能分別去除原大麥中的大、中、小雜質(zhì)。粗選后的麥流先經(jīng)過磁力除鐵器除去鐵屑，然后經(jīng)過除石機(jī)后除去和麥粒一樣大的砂石。除去鐵屑和砂石后，要進(jìn)行精選及分級。大麥精選的目的是除去大麥中的雜谷；而大麥進(jìn)行分級的目的是：（1） 為浸麥均勻、發(fā)芽整齊創(chuàng)造條件；（2） 顆粒整齊的麥芽，粉碎后能獲得粗細(xì)均勻的麥芽粉；（3） 分級提煉出的癟粒，從而提高麥芽的浸出率。大麥分級的標(biāo)準(zhǔn)[2]：分級標(biāo)準(zhǔn)篩孔規(guī)格/mm顆粒厚度/mm用 途一號大麥二號大麥三號大麥2525——制麥用制麥用 飼料用精選機(jī)與分級篩結(jié)合在一起，稱為聯(lián)合機(jī)。本設(shè)計(jì)就是采用聯(lián)合機(jī)的生產(chǎn)方式。2. 大麥浸漬(浸麥) 精選大麥經(jīng)過先整體計(jì)量倉計(jì)量后,進(jìn)入麥水混合槽與水混合,再利用輸麥泵打入浸麥槽浸漬.(1) 浸麥的目的:浸麥?zhǔn)菫榱斯┙o大麥發(fā)芽時所需的水分,大麥浸漬之前,胚部含水量很少,一切代謝活動幾乎停止,浸麥之后,氧氣投入種皮及胚部細(xì)胞內(nèi),大麥的呼吸作用增進(jìn),各種代謝作用開始恢復(fù).(2) 浸麥方法斷水浸麥法斷水浸麥法的特點(diǎn)是操作簡單易控制、浸麥時間較短、發(fā)芽均勻、酶活力高、胚乳溶解良好。在斷水浸麥的過程中，大麥每浸漬一段時間后斷水，使其與空氣接觸。浸水與斷水期間均需通風(fēng)供氧。本廠采用常用的浸2斷6法，總的浸麥時間約為60h左右，空氣休止時間為44h左右。（3）浸麥設(shè)備帶循環(huán)管的柱體錐底浸麥槽這種浸麥槽在傳統(tǒng)錐底浸麥槽的基礎(chǔ)上，加設(shè)了一條中心循環(huán)管，壓縮空氣由粗管底端送入，同時將麥、水混合帶入，由管上噴出，經(jīng)過管上端連接的回轉(zhuǎn)排料臂，旋轉(zhuǎn)排出。如此往返循環(huán)運(yùn)動，起到機(jī)械攪拌、清洗和通風(fēng)的作用，清除供氧和翻拌的死角，效果良好。大麥發(fā)芽 經(jīng)過浸麥工序之后，浸漬大麥被送入薩拉丁發(fā)芽箱中，通過控制水分、溫度、麥層中氧氣和碳酸氣的含量，適當(dāng)調(diào)節(jié)麥粒的溶解和生長過程，使麥粒既達(dá)到理想的溶解度，又不過分地消耗起內(nèi)溶物質(zhì)。（1） 發(fā)芽的目的： 發(fā)芽的目的是使麥粒生成大量的各種酶，并使麥粒中一部分非活化得到活化和增長，以利于麥粒中部分淀粉、蛋白質(zhì)和半纖維素等高分子物質(zhì)分解，滿足糖化時的需要。（2） 發(fā)芽方法及設(shè)備經(jīng)過浸麥工序之后，浸漬大麥被送入薩拉丁發(fā)芽箱，這是當(dāng)代較為通用的發(fā)芽設(shè)備，它具有生產(chǎn)規(guī)模大，附屬設(shè)備簡單、控制比較方便、合理等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中，麥芽箱的通風(fēng)方式采用連續(xù)式的通風(fēng)方式，通風(fēng)量小，風(fēng)速低，因