【正文】 酵罐的設(shè)計(jì)。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。（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)。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(dòng)化、連續(xù)化、高效率的生產(chǎn)。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)。3. 全廠水、電、汽、冷及壓縮空氣用量的計(jì)算。5. 發(fā)酵車間平面布置圖。7. 全廠平面布置圖。（五）建設(shè)規(guī)模1. 年產(chǎn)量：10萬噸11176。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。（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。對于行政人員，全年按每天8小時(shí)的工作時(shí)間，不實(shí)行倒班制，每周休息兩天。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(cái)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(dòng)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。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。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(huì)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。麥槽是啤酒廠最大量的副產(chǎn)物。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(gè)表可以看出，麥槽具有很豐富的營養(yǎng)價(jià)值，是很好的飼料。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(shí)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。CO2是啤酒發(fā)酵的重要副產(chǎn)物。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。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(shí)可以增加工廠的收入。本設(shè)計(jì)中非常注意對廢水的處理。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。經(jīng)過好氧處理的廢水COD含量顯著降低。（十二）機(jī)械化和自動(dòng)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(dòng)操作強(qiáng)度。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(dòng)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(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)。（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)。食品衛(wèi)生近年來，啤酒工業(yè)已取得較大發(fā)展。在生產(chǎn)中要嚴(yán)格注意食品衛(wèi)生條件。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(shí)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(shí)，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)。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(gè)過程。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(dòng)篩，它具有三層篩面，能分別去除原大麥中的大、中、小雜質(zhì)。除去鐵屑和砂石后，要進(jìn)行精選及分級。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)。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(shí)所需的水分,大麥浸漬之前,胚部含水量很少,一切代謝活動(dòng)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(shí)間較短、發(fā)芽均勻、酶活力高、胚乳溶解良好。浸水與斷水期間均需通風(fēng)供氧。（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(shí)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。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)。（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)。出料方式：本設(shè)計(jì)利用翻麥機(jī)做出料機(jī)用，即當(dāng)翻麥機(jī)作翻麥用時(shí)，～；作出料機(jī)的時(shí)候，其螺旋翼片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，前進(jìn)速度為10m/min。這樣的出料方式可以減少發(fā)芽箱的附屬設(shè)備。②第一天的進(jìn)風(fēng)溫度，應(yīng)控制在15℃～17℃，以后緩慢將進(jìn)風(fēng)溫度降至12℃～14℃。（4） 加速發(fā)芽和減少制麥損失的措施：采用傳統(tǒng)的發(fā)芽方法，發(fā)芽時(shí)間一般為6～8天，為了縮短發(fā)芽時(shí)間，可采用如下措施：①CO2休止法這一方法是增加麥粒呼吸空氣總的CO2含量以抑制其新陳代謝，同時(shí)又能活化酶，使麥芽溶解繼續(xù)進(jìn)行。不過其休止時(shí)間過長，會(huì)影響麥芽質(zhì)量，同時(shí)也要考慮操作人員CO2中毒的問題。在發(fā)芽的初期添加赤霉素的效果較好。③甲醛浸麥用甲醛浸麥可殺菌，添加甲醛可以降低啤酒的花色苷含量，此外可以減少制麥損失。④氨水浸麥大麥經(jīng)16℃、24小時(shí)的浸麥后，%的稀氨水溶液浸漬5h。4 、麥芽干燥和除根：（1）麥芽干燥的目的：①綠麥芽含水量大，因此容易腐爛，必須干燥才能保存；②讓麥芽伴隨著發(fā)芽和溶解的化學(xué)變化停止；③除去綠麥芽的清腥味，賦予麥芽特有的色香味；④除去極易吸濕的麥根。它的特點(diǎn)如下：① 單層高效干燥爐的加熱面和通風(fēng)量大，能較快的將綠麥芽的水分除去，干燥時(shí)間短；② 麥層可以達(dá)到1m，不用翻麥機(jī)，其他附屬設(shè)備也比較簡單；③ 爐身較一般的平面式干燥爐低，投資費(fèi)用也較低；④ 回風(fēng)可以利用，經(jīng)濟(jì)上和工藝上均較合理；⑤ 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。①除根的原因：ⅰ.根芽吸濕強(qiáng)，貯藏時(shí)容易吸收水分而腐爛；ⅱ.麥芽有不良苦味，如帶入啤酒，會(huì)破壞啤酒的口味；ⅲ.根芽易使啤酒改變色澤。麥根穿過篩孔，落于螺旋槽內(nèi)，被螺旋器推出。③除根的要求根芽具有很強(qiáng)的吸濕性，因此除根操作應(yīng)在麥芽干燥后24h內(nèi)完成。麥芽貯藏時(shí)的要求：（1） 盡量縮小麥芽與空氣的接觸面；（2） 貯藏中的麥芽，其水分不宜超過5%；（3） 應(yīng)按時(shí)檢查麥芽的溫度和水分；（4） 貯倉時(shí)間至少一個(gè)月才能用于釀造；（5） 麥芽按品種、批次分別保管。糖化 本設(shè)計(jì)采用目前最常用的雙醪一次糖化法，該方法具有操作簡單、煮沸時(shí)間短、能耗低、設(shè)備利用率高、生產(chǎn)時(shí)間短、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。過濾槽法操作過程：（1） 將糖化終了的糖化醪泵入過濾槽中，過濾槽事先撲好過濾板并由槽底部引入少量78℃熱水。反復(fù)數(shù)次之后，將全部排除閥小開，控制流速，以防槽層抽縮緊壓，影響過濾。（5） 過濾一段時(shí)間后，麥槽開始緊壓，麥汁流速逐漸變小，此時(shí)應(yīng)以翻槽機(jī)緩慢翻拌，使麥槽層再度疏松，麥汁流出順暢。（7） %～%后，打開槽底部的排槽孔，利用翻槽機(jī)將麥槽翻出。回旋沉淀槽占地面積少，加工容易，投資少，衛(wèi)生條件容易控制，洗刷容易，可采用自動(dòng)清洗，采用回旋沉淀槽法，凝固物沉淀快而結(jié)實(shí)，與空氣接觸面積小，麥汁色澤較淺。 麥汁冷卻本設(shè)計(jì)選用薄板冷卻器是新型的密閉冷卻設(shè)備。薄板冷卻器工作時(shí)，麥汁和冷卻劑通過泵輸送壓力，以湍流形式運(yùn)動(dòng)，循著溝紋板逆向流動(dòng)，而進(jìn)行熱交換。 啤酒發(fā)酵 本設(shè)計(jì)采用目前較為常用的錐型發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，生產(chǎn)方式上采用一罐法，采用錐型發(fā)酵罐法，具有投資省、生產(chǎn)周期短，無菌操作好，能進(jìn)行自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。 啤酒過濾本設(shè)計(jì)先用燭式過濾機(jī)進(jìn)行硅藻土的粗濾，再通過PVPP機(jī)除出多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)，最后經(jīng)過膜精濾機(jī)進(jìn)行精濾。最后經(jīng)過離心機(jī)將啤酒中的微小懸浮物質(zhì)去除，使啤酒更加澄清、口感更好。p淡色啤酒的物料衡算：熱麥汁量：原料熱麥汁收得率=75%（1006）=%原料大米收得率=92%（10013）=%混合原料收得率=（%+%）=%則100千克原料產(chǎn)得11176。,而100℃時(shí)熱麥汁體積增加。：11%= kg冷麥汁的真正發(fā)酵度為：60%[2]則可發(fā)酵的浸出物量為：60%=麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為：C12 H22 O11+ H2O→ 2C6H12O6 2C6H12O11 → 4C2H5OH + 4CO2 + 56kal設(shè)麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2的產(chǎn)量為：（444）/342= kg式中：44CO2的分子量 342麥芽糖C12H22 O11的分子量設(shè)1176。p啤酒密度為1012kg/m3[2]糧耗表Kg糖化一次旺季/每天淡季/每天全年/每天混合原料1046955041730麥芽104510003060044200大米10318550113016076酒花102640384554空瓶/個(gè)105595000357000四、 水、電、汽、冷及壓縮空氣消耗 （一）、水量計(jì)算水是啤酒的主要成分之一，啤酒中含水量達(dá)8590%。好的酵母和高超的釀造技術(shù)，若沒有適當(dāng)?shù)膬?yōu)良的釀造用水，也難釀造出優(yōu)質(zhì)的啤酒。啤酒廠用水是大量的。各種用水對水的質(zhì)量的要求是不一樣的。因此，選用水質(zhì)時(shí)，也以適合釀造用水為依據(jù)。糖化用水第一麥汁濃度設(shè)為16176。所以W取400（升/公斤原料）則每次糖化用水量為：104400/100=104 千克，故：每小時(shí)最大用水量為：104/=105 千克/小時(shí)洗槽用水 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：洗槽用水量為450L /（投料100 kg）《啤酒工業(yè)手冊》P336100 kg混合原料用水450 kg[2]，則洗槽用水量為：104450/100=104 kg，則每小時(shí)洗槽用水量為：104/=104（kg /h）糖化洗刷用水一般10萬噸糖化設(shè)備的洗刷用水約為3噸，故：洗刷最大用水量為：3/=6 噸沉淀槽冷卻用水Q = G C （t2 t1） (冷卻時(shí)間1小時(shí))式中：熱麥汁放出熱量Q = Gp Cp(T1 T2) [2]熱麥汁比重為：G麥汁=[2] 熱麥汁量為：104=104 （kg/h） 熱麥汁比熱：Cp=℃[2] 所