【導(dǎo)讀】啤酒釀造業(yè)存在的問題·································5. 原輔料預(yù)處理流程及說明····························6

　　

【正文】 均與本設(shè)計(jì)中糊化鍋相似。 根據(jù)物料以及熱量衡算所得數(shù)據(jù)可知，一次糖化糖化鍋中需要麥芽粉量為 ，加 水 ， 糊化 鍋中 大米 麥 芽混 合物 量 為（ +）＝ ，加水 ，糊化時(shí)蒸發(fā)量為。 因此第一次煮沸后，糊化醪量 + 糖化醪量＝+++＝ 由表 51 可知，大米粉含水量為 13％，麥芽粉含水量為 6％ 糖化醪干物質(zhì)％＝ %% %)131(%)61( ??????? 相對密度為 ，則：糖化鍋有效體積＝ )( 0 0 3 6 8 2 6 6 2m?? 糖化鍋的容量系數(shù)在 ～ 之間，鍋身與高度之比一般取 2∶1 。 設(shè)計(jì)估算可以按下式估算 D，設(shè)底高部分為空余系數(shù)部分，取圓筒直徑 D與高度 H之比為 2∶1 ，則 所以， D= 圓整 取 D= H= 取容量系數(shù)為 ，則糊化鍋的全容積為 84 32 DHDV ?? ???有 24 V 全 ＝ 247。 ＝ 升氣管截面積為液體蒸發(fā)面積的 1/30～ 1/50，取 1/50，則 所以 d= 選攪拌器為二折葉旋漿攪拌器 d=2/3D= θ=60176。 n=20r/min=（ 2）計(jì)算 Q、 K、 A （假設(shè)加熱用 P=（絕）飽和蒸汽加熱。） 依熱量衡算部分?jǐn)?shù)據(jù)，在雙醪二次煮出糖化法中，最大傳熱是在第二次煮沸前混合醪由 63℃ 升溫至 70℃ ，所需熱量為 Q3=G 混合 c 混合 （ 7063） = 7= Q=G 混合 c 混合 （ 70－ 63） 560 = 560 =加熱面材料取不銹鋼板 δ=8mm ， λ 不銹鋼 =（ mK ） 總傳熱系數(shù)，由于不銹鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以 α 1和 α 2可忽略不計(jì)，因此 ]/[21 75 11 2 ）（壁KmWK ?????? 考慮實(shí)際熱效率比理論 K值降低 20% 即 K 實(shí) =2175=1740W/ （ m2K ） 傳熱面積： ℃）（）（（均 701 2 7631 2 7 )701 2 7()631 2 7 ??? ????? Int A=Q/(K 實(shí) t實(shí)） = m2 取 A=17m2 50122 ?Dd 25 ，本設(shè)計(jì)選取 JYV50 25 型糖化鍋，主要的技術(shù)參數(shù)為 型號 JYV50 25 型號 JYV50 25 全容積（ m3） 有效容積（ m3） 加熱面積 工作溫度： 加熱底（ ℃ ） 工作壓力：鍋內(nèi)（ MPa） V 型 加熱底（ MPa） 鍋身直徑（ mm） 50 25 17 167 常壓 5000 鍋體高度（ mm） 攪拌器：直徑（ mm） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 電動(dòng)機(jī)：功率（ kW） 轉(zhuǎn)速 設(shè)備質(zhì)量（ kg）外型尺寸（直徑 高度，不含排氣筒）（ mm） 2500 3300 20 13700 52008250 。 （四）過濾槽 過濾槽容積的確定 有效V ＝ 3 生產(chǎn)需要 的空余系數(shù)，故所需容積： V＝ 有效V ＝ 設(shè)過濾槽的徑高比為 2： 1，即 D:H＝ 2:1，則有： ?D 3800mm ?H 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20mm ，平底上有均勻的麥汁倒出管，每 ~倒出管，導(dǎo)管直徑通常為 25~45mm。 26 （五）蒸煮鍋 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 有效V ＝ 生產(chǎn)需要 的空余系數(shù)，則總?cè)莘e為 ＝ 煮沸鍋的主要尺寸 [15] 一般煮沸鍋的輪廓比例為 1:2: ?HD ，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 有效V ＝ 22 m3計(jì)算。 H＝ D/2，則： HDV ?? 4 2?有效 則 D= 故取直徑 ?D 4000mm ；鍋身 ?H D/2＝ 2020 mm 因此，得到糊化鍋的實(shí)際主要尺寸：有效容積 ，直徑 D＝ 4000mm,柱高 H ＝ 2020 mm ，底高 h ＝ 800 mm( 球底 ) 則實(shí)際總?cè)萘?3/2/(4 22 hDhHDV －＋ ππ ?? ＝ m3 容量系數(shù) ，則： 有效V ＝ ＝ m3 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＝ ，圓整后 取 d＝ 640mm （六）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有 有效V ＝ 取空余系數(shù)為 ，則 V＝ 有效V ＝ 尺寸：設(shè)其徑高比為 2:1，即 1:2: ?HD D= 27 圓整后 取直徑 ?D 4000mm ?H 2020mm 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 11 麥芽粉碎機(jī) 臺 1 要求能力 55t/時(shí) MF35 型 22 大米粉碎機(jī) 臺 1 要求能力 30t/時(shí) MF350 型 23 麥芽貯倉 200200 剛板 個(gè) 1 方形錐底 44 大米貯倉 200200 剛板 個(gè) 1 方形錐底 55 糖化鍋 電動(dòng)機(jī) 夾套加熱 個(gè) 1 V=25m3 、 D=5000mm H=2500mm 66 過濾槽 電動(dòng)機(jī) 個(gè) 1 V= D=3800mm ?H 1900mm 77 煮沸鍋 電動(dòng)機(jī) 夾套加熱 個(gè) 1 V ＝ D=4000mm ?H 2020mm h=800mm 88 回旋過濾槽 電動(dòng)機(jī) 個(gè) 1 V＝ ?D 4000mm ?H 2020mm h=800mm 注： V— 所需容積 ， m3 D— 直徑， mm 柱高 — H， mm h— 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)。 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： (1)人人要有環(huán)保意識。 (2)加深管理，各盡其職， 28 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。 (3)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。 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： (1)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。 (2)回收廢酵母，既能回收啤酒產(chǎn)量 %的干酵母，又可回收啤酒總量 1%的啤酒。 (3)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。 (4)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。 (5)降低啤酒損失率，尤其要降低包裝損失。 (6)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： (1)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。 (2)一級生化處理。 (3)二級生化處理。 (4)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 — 格柵 — 調(diào)節(jié)池 — 一級合建式氧化溝 — 二級合建式氧化溝 — 污泥濃縮池 — 污泥真空脫水 — 干污泥。 29 曝氣設(shè)備：轉(zhuǎn)刷， mmLmm 3000,720? ，動(dòng)力 7KW， 17 臺。 船式沉淀器：一級氧化溝 90 3m ，二級氧化溝 180 3m 。 活性污泥：利用污水管道原有微生物和好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、兼性 細(xì)菌等進(jìn)行培養(yǎng)和馴化，隨著調(diào)試運(yùn)行，污泥沉降比逐日上升，終將達(dá)到 25%左右。 廢水處理方法比較：合建式氧化溝法與其他處理方法相比，具有投資省、設(shè)備費(fèi)用低、動(dòng)力負(fù)荷少、運(yùn)行成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，它是一種行之有效的廢水處理方法。 防塵、除塵 啤酒原料輸送和粉碎過程中產(chǎn)生粉塵，會污染大氣環(huán)境，因此在生產(chǎn)和輸送貯存過程中要采用密閉的生產(chǎn)設(shè)備，并安裝通風(fēng)、吸塵和凈化、回收裝置，防止粉塵飛揚(yáng)。 噪音的防治 (1)設(shè)備選型時(shí)，盡量選用噪聲值較低的機(jī)械產(chǎn)品，在有關(guān)設(shè)備機(jī)座上設(shè)置隔振降噪裝置。 (2)設(shè)備布置上，把 同類設(shè)備分別集中于單獨(dú)房間或布置在無人或不經(jīng)常有人操作的區(qū)域內(nèi)，并采取吸聲措施，防止噪音直接對生產(chǎn)工人危害及向車間內(nèi)外散播。 (3)建筑設(shè)計(jì)和材料選用上，盡量注意消聲，允許吸音處理，噪聲應(yīng)低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。 七． 設(shè)計(jì)評價(jià) 啤酒受大眾所喜愛，市場需求量大，其成為世界上產(chǎn)量最大的酒種。但是， 目前國內(nèi)啤酒品牌眾多，口味紛紜。創(chuàng)造一個(gè)受大眾信賴的品牌是市場所迫切需要的，超凡的工藝就關(guān)系到信賴的品牌。其中，糖化工段工藝及其設(shè)備在整個(gè)啤酒生產(chǎn)工藝中又起著舉足輕重的作用。因此，我們所進(jìn)行的啤酒糖化工段工藝的設(shè)計(jì)具有 深刻的社會實(shí)際意義。在本設(shè)計(jì)中，理論聯(lián)系實(shí)際，閱讀了大量的試驗(yàn)文獻(xiàn)資料，整理了眾多的工廠生產(chǎn)技術(shù)一線資料，選擇了以 75%的淡色麥芽為原料， 25%的大米為輔料，將其分別用六輥式和兩輥式粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，之后采用二次煮沸法進(jìn)行糖化，然后進(jìn)入過濾槽將所得的麥芽汁泵入煮沸鍋中，滅菌后用回旋沉淀槽去除熱凝固物，隨后冷卻進(jìn)入發(fā)酵工段。整個(gè)過程中采用蒸汽加熱，釀造用水源于深井。保障了啤酒口味的純正風(fēng)味，確證了整個(gè)工藝的科學(xué)性和可行性。并嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)手 30 冊，參考生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，經(jīng)過細(xì)致的物料衡算和熱量 衡算，選擇了適合本設(shè)計(jì)所用的國內(nèi)外先進(jìn)工藝設(shè)備，同時(shí)提供了其基本尺寸參數(shù)，其投資成本雖然稍高，但造詣非常，社會影響力將會很大，具有先進(jìn)性。從長遠(yuǎn)的角度進(jìn)行科學(xué)的分析，其經(jīng)濟(jì)效益將會很好，為創(chuàng)造市場良好新秩序做出貢獻(xiàn)。 總結(jié) 通過這次的 工藝課程設(shè)計(jì) ，我們受益匪淺。 這次作業(yè)過程中 鞏固了我們在課堂上所學(xué)的生物工藝學(xué)，化工原理，生物工程設(shè)備等課程的基本理論，使其用于實(shí)踐設(shè)計(jì)，理解的淋漓透徹。并提高了我們分析問題，解決問題的能力，鍛煉了公式計(jì)算的推導(dǎo)能力。在 這次任務(wù)中 ，大家團(tuán)結(jié)一致，能認(rèn)識問題并解決問題，這鍛煉了我 們協(xié)作公關(guān)的能力，為以后學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)感受到了語言文字表達(dá)能力的重要性，以前不太重視這一方面，但經(jīng)歷這次課程設(shè)計(jì)后，語言功底達(dá)到了鍛煉和提高，并掌握了如何使用文獻(xiàn)資料進(jìn)行技術(shù)分析，知道了文獻(xiàn)是我們學(xué)習(xí)的又一重要渠道。 此外，通過這一整套的設(shè)計(jì)，更鍛煉了我們持之以恒的毅力、動(dòng)手動(dòng)腦的能力。 參考文獻(xiàn) [1]生物發(fā)酵技術(shù)與設(shè)備操作 .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [2]吳思方 .發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 [M].北京 :中國輕工業(yè)出版社 ,2020. [3]王福源 .現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù) (第二版 )[M].北京 :中國輕工業(yè)出版社 ,2020. [4吳根福 .發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. [5]發(fā)酵工程 .華中師范大學(xué)出版社 ,2020 [4]賀小賢 .生物工藝原理 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. [5]柴誠敬 .化工原理 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. [6]生物工程設(shè)備 .科學(xué)出版社， 2020 31