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

　　

【正文】 均與本設計中糊化鍋相似。 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 。 設計估算可以按下式估算 D，設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）計算 Q、 K、 A （假設加熱用 P=（絕）飽和蒸汽加熱。） 依熱量衡算部分數(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)，由于不銹鋼板的導熱系數(shù)很小，所以 α 1和 α 2可忽略不計，因此 ]/[21 75 11 2 ）（壁KmWK ?????? 考慮實際熱效率比理論 K值降低 20% 即 K 實 =2175=1740W/ （ m2K ） 傳熱面積： ℃）（）（（均 701 2 7631 2 7 )701 2 7()631 2 7 ??? ????? Int A=Q/(K 實 t實） = m2 取 A=17m2 50122 ?Dd 25 ，本設計選取 JYV50 25 型糖化鍋，主要的技術參數(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） 電動機：功率（ kW） 轉(zhuǎn)速 設備質(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 技術參數(shù)：麥芽汁進口速度 8m/s，進料時間 20min，麥汁停留時間 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：設其徑高比為 2:1，即 1:2: ?HD D= 27 圓整后 取直徑 ?D 4000mm ?H 2020mm 設備選型匯總 序號 設備名稱 附屬設備名稱 單位 數(shù)量 規(guī)格 型式 11 麥芽粉碎機 臺 1 要求能力 55t/時 MF35 型 22 大米粉碎機 臺 1 要求能力 30t/時 MF350 型 23 麥芽貯倉 200200 剛板 個 1 方形錐底 44 大米貯倉 200200 剛板 個 1 方形錐底 55 糖化鍋 電動機 夾套加熱 個 1 V=25m3 、 D=5000mm H=2500mm 66 過濾槽 電動機 個 1 V= D=3800mm ?H 1900mm 77 煮沸鍋 電動機 夾套加熱 個 1 V ＝ D=4000mm ?H 2020mm h=800mm 88 回旋過濾槽 電動機 個 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 、三廢概況 在啤酒廠設計和生產(chǎn)進行的同時，要重視環(huán)境保護的要求，應采取綜合防治措施，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)定的排放標準。 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使用等技術改造項目上，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”，壓糟水進入下水道，是一個嚴重的污染源。 (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，硅藻土過濾機應干卸料，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 分四個階段： (1)廢水收集和預處理：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。 設計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，實現(xiàn)好氧和厭氧的交替過程，污水曝氣后溶解氧上升，流動一段后溶解氧耗盡而缺氧，此 時反硝化作用產(chǎn)生并放出氧，如此周而復始、循環(huán)不息。污水中的有機物在微生物的作用下得到降解，達到廢水處理的目的。 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 曝氣設備：轉(zhuǎn)刷， mmLmm 3000,720? ，動力 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菌、厭氧細菌、兼性 細菌等進行培養(yǎng)和馴化，隨著調(diào)試運行，污泥沉降比逐日上升，終將達到 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、設備費用低、動力負荷少、運行成本低廉等優(yōu)點，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)設備，并安裝通風、吸塵和凈化、回收裝置，防止粉塵飛揚。 噪音的防治 (1)設備選型時，盡量選用噪聲值較低的機械產(chǎn)品，在有關設備機座上設置隔振降噪裝置。 (2)設備布置上，把 同類設備分別集中于單獨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)建筑設計和材料選用上，盡量注意消聲，允許吸音處理，噪聲應低于國家規(guī)定的標準值。 七． 設計評價 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)造一個受大眾信賴的品牌是市場所迫切需要的，超凡的工藝就關系到信賴的品牌。其中，糖化工段工藝及其設備在整個啤酒生產(chǎn)工藝中又起著舉足輕重的作用。因此，我們所進行的啤酒糖化工段工藝的設計具有 深刻的社會實際意義。在本設計中，理論聯(lián)系實際，閱讀了大量的試驗文獻資料，整理了眾多的工廠生產(chǎn)技術一線資料，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進行粉碎，之后采用二次煮沸法進行糖化，然后進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，隨后冷卻進入發(fā)酵工段。整個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味，確證了整個工藝的科學性和可行性。并嚴格按照國家標準和有關設計規(guī)范及設計手 30 冊，參考生產(chǎn)中的經(jīng)驗參數(shù)，經(jīng)過細致的物料衡算和熱量 衡算，選擇了適合本設計所用的國內(nèi)外先進工藝設備，同時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，具有先進性。從長遠的角度進行科學的分析，其經(jīng)濟效益將會很好，為創(chuàng)造市場良好新秩序做出貢獻。 總結(jié) 通過這次的 工藝課程設計 ，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的生物工藝學，化工原理，生物工程設備等課程的基本理論，使其用于實踐設計，理解的淋漓透徹。并提高了我們分析問題，解決問題的能力，鍛煉了公式計算的推導能力。在 這次任務中 ，大家團結(jié)一致，能認識問題并解決問題，這鍛煉了我 們協(xié)作公關的能力，為以后學習和工作奠定了基礎。同時感受到了語言文字表達能力的重要性，以前不太重視這一方面，但經(jīng)歷這次課程設計后，語言功底達到了鍛煉和提高，并掌握了如何使用文獻資料進行技術分析，知道了文獻是我們學習的又一重要渠道。 此外，通過這一整套的設計，更鍛煉了我們持之以恒的毅力、動手動腦的能力。 參考文獻 [1]生物發(fā)酵技術與設備操作 .北京 .化學工業(yè)出版社， 2020 [2]吳思方 .發(fā)酵工廠工藝設計概論 [M].北京 :中國輕工業(yè)出版社 ,2020. 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