【正文】 第二節(jié) 外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第九章 啤酒生產(chǎn)衛(wèi)生問題 ?????????????????????? 42 第十章 三廢處理方案 ???????????????????????? 43 第一節(jié) 廢水和節(jié)水技術(shù) 第二節(jié) 廢氣處理 第三節(jié) 垃圾處理 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 5 緒論 第一節(jié) 設(shè)計(jì)的任務(wù)要求和依據(jù) 一、設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)量為 8 萬噸的 8176。啤酒作為食品飲料產(chǎn)品不僅代表生產(chǎn)力和微生物科學(xué)技術(shù)，飲酒活動(dòng)又是世界各民族獨(dú)特傳統(tǒng)文化重要組成部分。 3．糖化車間、發(fā)酵車間設(shè)備的選型計(jì)算：包括設(shè)備的容 積、型號(hào)、主要尺寸。本設(shè)計(jì)中把產(chǎn)品定位為市場比較普遍的淡色啤酒，年產(chǎn)量 5 萬噸。 根據(jù)以上設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、 文獻(xiàn)，搜集必 要的 技術(shù)資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定與 各種計(jì)算 。 結(jié)合實(shí)際，根據(jù)國家的所需而合理決定工廠的產(chǎn)品品種及合理安排工廠的產(chǎn)品方案，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以最小投資，換回最大的經(jīng)濟(jì)效益。 本設(shè)計(jì)是將我們學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中來。隨著經(jīng)濟(jì)的增長，人們對(duì)啤酒的消費(fèi)會(huì)越來越大。 廠址的面積和外形要滿足啤酒生產(chǎn)工藝的要求，并留有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)建余地。 有一定供電條件，滿足生產(chǎn)需要。風(fēng)景游覽區(qū)、有化學(xué)廢料，有機(jī)廢料堆放的地區(qū)等。 一、平面 緊湊： 必須按設(shè)計(jì)任務(wù)書和選擇廠址報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)，按不同的規(guī)模和類別結(jié)合周圍環(huán)境，布置上力求緊湊，節(jié)約用地。 動(dòng)力設(shè)施：變電所，鍋爐房，冷凍機(jī)房。 符合計(jì)劃任務(wù)書的規(guī)定。淡季每天糖化 4 次，旺季每天糖化 8次。現(xiàn)在市場上淡啤還是比較暢銷，消費(fèi)群體以年輕人為主。 化學(xué)檢驗(yàn) ①淀粉含量在 65%以上 ②含水量在 12%～ 13% ③在 15℃浸泡 48h，大麥含水不低于 42% ④蛋白質(zhì)含量為 9%～ 12%，其中 1/3～ 1/2 的蛋白質(zhì)可溶解到麥芽汁中。 第二節(jié) 啤酒工藝流程 酒花 ↘ 酵母 ↘ 原料粉碎 糖化過濾 煮沸 冷卻 發(fā)酵 濾酒 驗(yàn)瓶 殺菌 貼標(biāo) 噴碼 裝箱入庫 一．釀造啤酒的原料 釀造啤酒的主要原料是大麥，水，酵母，酒花及輔料。所制得的麥芽不僅除掉了更多的水分和生腥味，而且干麥芽具有了特色的色，香，味，對(duì)啤酒的風(fēng)味產(chǎn)生了很大影響，這就比直接用大麥粒做糖化原料好。 糊化鍋中 投入大米為總麥芽量的 20%，料液比為 1： 。 （ 2） 4555℃ 蛋白質(zhì)分解階段：此時(shí)的溫度稱為蛋白質(zhì)分解溫度，溫度偏向下限，氨基酸生成量相對(duì)多一些，溫度偏向上限，可溶性氮生成量較多一些。 3． 糖化工序結(jié)束后，應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)，將糖化醪中從原料溶出的物質(zhì)與不溶性的麥槽分開，以得到澄清的麥汁。 ③析出某些蛋白質(zhì)，以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。酒花 采用三次添加法，在麥汁初沸時(shí)，添加全量的 10%，防止麥汁起泡沫。 整個(gè)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。整個(gè)過程中，需要對(duì)溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。經(jīng)過后發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機(jī)中將所有剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)濾去，就 成為待包裝的清酒。 100=% 大米收率為： (10012)247。所以對(duì)淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為 2 % 即每 100 升熱麥汁添加 2kg，故為：（ 598/） 100 2%=(kg) （ 5）熱麥汁量為： (598/) 100= (L) （ 6）冷麥汁量為： () 100=(L) （ 7）濕糖化糟量 設(shè)濕麥芽糟水分含量為 80%，則濕麥芽糟量為： [ () ()]/()=(kg) 是麥芽水分含量， 是無水麥芽浸出率。然而設(shè)備方面進(jìn)步較快，在提高糖化時(shí)間，麥汁質(zhì)量等方面有了很大提高。料水比過大，盡管對(duì)糊化有利，但是耗能大，設(shè)備體積大。 K) C 米醪 =（ M 大米 C 大米 +M 麥芽 C 麥芽 + MwCw） /(M 大米 +M 麥芽 + MW) =(2526 +505 +13640 )/(2526+505+13640) = KJ/(Kg （ 3）能設(shè)備能充分利用原料，能耗少效率高、體積小、維修方便、勞動(dòng)強(qiáng)度底， 并能一機(jī)多用。 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 31 2．篩選機(jī) 篩選機(jī)機(jī)械有多種不同的構(gòu)造，發(fā)酵工廠較常用的是振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)筒篩。六輥式的前兩對(duì)用光輥，以便皮殼不至粉碎得太細(xì)而影 響麥汁的過濾操作。將粉碎后的麥芽和輔料中的非水溶性組成通過酶的分解盡可能的轉(zhuǎn)化成水溶性組分。因?yàn)樗鼜募訜嵝Ч蟽?yōu)于弧形盤管加熱器。 2. 外加熱器 該設(shè)計(jì)中采用的是外加熱盤管的煮沸鍋。冷卻盤法勞動(dòng)強(qiáng)度大，麥汁易染雜菌，現(xiàn) 在幾乎不再使用沉淀槽還需結(jié)合離心機(jī)和壓濾機(jī)進(jìn)行處理。 四．發(fā)酵車間 （ 1）酵母培養(yǎng)及添加罐 1. 酵母培養(yǎng)罐 發(fā)酵所需酵母通過純種培養(yǎng)獲得的，從優(yōu)良菌株的獲取到培養(yǎng)出滿足接種 所需添加量，酵母還須經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)和生產(chǎn)現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)兩個(gè)階段。本設(shè)計(jì)中采用的清洗系統(tǒng)，即內(nèi)部清洗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)清晰消毒的自動(dòng)化，保證了啤酒生產(chǎn)的無菌工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 35 程度。所以選擇了硅藻土過濾機(jī)。 в 的麥汁密度為 ㎏ /m179。.h.℃ ) 由于鍋底是球形 , α 傾 =α 直 4 simθ θ =45186。) 四 . 麥汁冷卻器冷卻面積計(jì)算 ①第一階段冷卻 (冷卻介質(zhì)為深井水 ) 麥汁溫度 55℃→ 25℃ 冷水溫度 18℃→ 30℃ 冷卻時(shí)間 1h Q1=CWM 醪 (t1t2)/T= (5525)/1=(kcal/h) CW= kcal/㎏ . ℃ M 醪 = ㎏ t1=55℃ t2=25℃ t?′ =18℃ t2′ =30℃ Δ t= 21ln 21ttttΔΔΔΔ 一=18253055ln )1825()3055(?? ???=（℃ ） 現(xiàn)取用薄板冷卻器冷卻 ,其傳熱系數(shù) K 值取 2021 kcal/ m178。 D= H= 3 糖化過濾槽 個(gè) 1 有效容量 4 酒花分離器 個(gè) 1 直 高 m 攪拌器。 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 40 生產(chǎn)需要 的空余系數(shù) ,故所需容積 : V=(m179。 μ =()㎏ .s/㎡ λ =(kcal/.℃ ) C=1 kcal/㎏ . ℃ 在 ㎏ /cm178。 一．糖化鍋容積的計(jì)算及基本尺寸 糊化鍋投料量 =1603+321=1924（ kg） 糊化醪量 =1924 +1924=10582（ kg） 設(shè)糊化鍋煮沸時(shí)，每小時(shí)蒸發(fā) 5%的水分，操作時(shí)第一次煮沸 40min，則 蒸發(fā)量 =10582 （ 40/60） =（ kg） 第一次煮沸的糊化醪量 ==（ kg） 糖化醪量 =3418+11963=15381（ kg） 混合醪的量 =+15381=（ kg） 查表得 100℃熱麥汁的相對(duì)密度為 則糖化鍋有效容積 =（ 1000） =（ m3） 設(shè)糖化鍋充滿系數(shù)為 則糖化鍋的總?cè)莘e =（ m3） 其圓筒直徑 D 與高度之比為 2： 1 即 H= D=3 ?=（ m） D=（ m） H= =（ m） 糖化鍋升氣管的直徑為 d ，則 =(1/50) ()2 d=（ m） 二．煮沸鍋加熱面積的計(jì)算 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 38 加熱面積 F F=Q/k△ t 按熱量衡算： Q=（ Kj/h） △ t =t1t2==℃ （ t1為加熱蒸汽在絕對(duì)壓力為 ㎡時(shí)的溫度， t2 為麥計(jì)煮沸時(shí)的溫度） 傳熱系數(shù) k 值的計(jì)算： k=???s??2111 1（ kcal/h C176。過濾法根據(jù)過濾介質(zhì)的不同可分纖 維濾布和松散粉粒兩種。 （ 3）清洗設(shè)備 1． CIP 清洗系統(tǒng) 隨著啤酒發(fā)酵罐的容量正在逐步增大，這類發(fā)酵罐大部分安裝在室外，原來的清洗方法已不適宜。 （ 8）麥汁通風(fēng)設(shè)備 1．空氣過濾器 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 34 麥汁通風(fēng)是使麥汁內(nèi)含有一定量的溶氧，所以麥汁必須在發(fā)酵前需通 入空氣，為了不混入雜菌，通入的空氣需經(jīng)過空氣過濾器。如果使用的是酒花制 品（酒花粉，顆粒酒花，酒花浸膏）或者使用粉碎的酒花，則酒花分離器不再需要。直接加熱方式由于操作困難，勞動(dòng)力強(qiáng)度大，工作環(huán)境差的原因該設(shè)計(jì)中不采用而采用間接加熱方式。糖化鍋的升溫速度達(dá)1℃ /min。 二．制麥車間 把原料大麥制成啤酒生產(chǎn)所需的麥芽的過程將在制麥 車間進(jìn)行。該設(shè)計(jì)中采用的是六輥式粉碎機(jī)。該設(shè)計(jì)中選擇了永久磁鐵的平板式磁鐵分離器。最后若需要耗用冷凍水，則在以下“耗冷量計(jì)算”中將會(huì)介紹 最后，把上述結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表 3 表 3 50000t/a 啤酒廠糖化車間總熱量衡算表 名稱 規(guī)格 （ MPa） 每噸消耗定額（ kg） 每小時(shí)最大用量（ kg/h） 每晝夜消耗量（ kg/d） 每年消耗量（ kg/a） 蒸汽 （表壓） 37449018 工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 30 第七章 設(shè)備選擇 第一節(jié) 設(shè)備選擇原則 食品工廠設(shè) 備大體分四個(gè)類型：計(jì)量和貯存設(shè)備、定型專用設(shè)備，通風(fēng)機(jī)械設(shè)備，在選擇設(shè)備時(shí)，要按下列原則進(jìn)行。 K) C 麥芽 =[(1006)+ 6]=(Kg而選擇雙醪則可以用廉價(jià)的大米替代部分麥芽，降低生產(chǎn)成本。麥汁的制備主要在糖化車間進(jìn)行。淡色成品啤酒 ，故可得以下結(jié)果： （ 1）生產(chǎn) 100L 8176。 第二節(jié) 物料衡算 一． 100kg 原料 （ 70%麥芽， 30%大米）生產(chǎn) 8176。在此，剩余的酵母和不溶工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 17 性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來，使啤酒的風(fēng)格逐漸成熟。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。 四．啤酒的發(fā)酵 潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。并在 80℃保持 30min，讓 α 淀粉酶將殘存的淀粉分解完全。煮沸的主要目的： ①破壞酶的活性，使之停止作用。而其它的酶則受到抑制或失活。糖化的不同階段所采取的控制溫度也不同。本設(shè)計(jì)中的糖化方法采用的是雙醪二次煮出糖化法。使用輔料是為了提供廉價(jià)的浸出物或糖類，這樣會(huì)減少麥芽的使用量，降低啤酒生產(chǎn)的成本。 ②鐵離子濃度小于 ,氯離子濃度屬于 20~60mg/L，氯氣小于 ， 氨基氮小于 。 ②將大麥從橫面切開，胚乳段面應(yīng)呈軟質(zhì)白色，透明部分越少越好。 根據(jù)網(wǎng)上的資料顯示，人們對(duì)瓶裝啤酒的消費(fèi)額最大，其次是扎啤。 確定方案如下： 產(chǎn)品品種： 12 度淡色啤酒 產(chǎn)品產(chǎn)量：年產(chǎn)五萬噸 產(chǎn)品產(chǎn)期： 150 天為生 產(chǎn)淡季 。 產(chǎn)品方案的確定是關(guān)系到工藝流程的選擇，設(shè)備型號(hào)的選擇，車間的平面布置，車間的面積以及公用工程設(shè)施，勞動(dòng)力定員等等。 生產(chǎn)車間：制麥車間，糖化車間，發(fā)酵車間 。這樣，原料購買運(yùn)輸不成問題，產(chǎn)品又能及時(shí)的銷往各中心城市，交通較為方便，是較為理想的選擇。 廠址地質(zhì)要符合啤酒廠設(shè)計(jì)的要求，一般地耐力宜在 20 噸 /平方米以上為好，可節(jié)約基礎(chǔ)工程投資，但應(yīng)避免在地表過淺或 已露頭巖石的地區(qū)及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地區(qū)或是古河道，古墓之上選擇廠區(qū)。不應(yīng)選擇在低洼窩風(fēng)的地形做 廠區(qū)，應(yīng)避開軍事措施地區(qū)等等。 廠址要符合國家下達(dá)建廠計(jì)劃任務(wù)書中所作的規(guī)定和要求。 80 年代 , 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn) , 遍及神州大地。 本設(shè)計(jì)是產(chǎn)品衛(wèi)生達(dá)食品衛(wèi)生法規(guī)，遵守有關(guān)條款的規(guī)定。 本設(shè)計(jì)盡量少或不占耕地，選擇流程盡量減少，避免污染 物排放。 二、設(shè)計(jì)的依據(jù) 本設(shè)計(jì)是以《啤酒工廠設(shè)計(jì)》為標(biāo)準(zhǔn)，通過綜合運(yùn)用大學(xué)四年自己所學(xué)到的知識(shí)付諸于實(shí)踐當(dāng)中。 啤酒的主要原料是大麥，大米，玉米等。工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 啤酒工廠設(shè)計(jì)說明書 1 50000 噸 /年 啤酒工廠 糖化 設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 生產(chǎn)規(guī)模： 80， 000 噸／年 產(chǎn)品規(guī)格： 12度淡色啤酒