啤酒工厂工艺方案设计书.docx

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啤酒工厂工艺方案设计书

题目名称

年产10万吨啤酒工厂设计

学生学院

生物系

专业班级

姓名

学号

2．根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。

3．工艺计算：

全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算（即蒸汽耗量的计算）；水用量的计算；发酵车间耗冷量计算。

4．糖化车间设备的选型计算：

包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。

5．选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。

二、课程设计的要求与数据

1、生产规模：

年产30万吨啤酒，全年生产300天。

2、发酵周期：

锥形发酵罐低温发酵24天。

3、原料配比：

麦芽75％，大M25％

4、啤酒质量指标

理化要求按我国啤酒质量标准GB4927－1991执行，卫生指标按GB4789.1－4789.28执行。

12°啤酒理化指标

外观透明度：

清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物

浊度，EBC≤1.0

泡沫形态：

洁白细腻，持久挂杯

泡持性S≥180

色度5.0—9.5

香气和口味明显的酒花香气，口味纯正、爽口，酒体柔和，无异香、异味

酒精度％（m/m）≥3.7

原麦汁浓度％（m/m）12±0.3

总酸mL/100mL≤2.6

二氧化碳％（m/m）≥0.40

双乙酰mg/L≤0.13

三、课程设计应完成的工作

1．根据以上设计内容，书写设计说明书。

2．完成图纸：

全厂（或车间）工艺流程图（初步设计阶段），车间设备布置图（平面图和立面图），全厂总平面布置图，重点单体设备装配图。

四、课程设计进程安排

序号

设计各阶段内容

地点

起止日期

1

上午布置及讲解设计任务；下午查阅资料及有关文献

教室

12月29日

2

有关工艺设计计算

宿舍

12月30日至1月3日

3

答辩及装配图绘制

宿舍

1月3日至1月6日

4

撰写课程设计说明书

宿舍

1月7日至1月9日

五、应收集的资料及主要参考文献

[1]金凤,安家彦.酿酒工艺与设备选用手册.北京:

化学工业出版社,2003.4

[2]顾国贤.酿造酒工艺学.北京:

中国轻工业出版社,1996.12

[3]程殿林.啤酒生产技术.北京:

化学工业出版社,2005

[4]俞俊堂,唐孝宣.生物工艺学.上海:

华东理工大学出版社,2003.1

[5]余龙江.发酵工程原理与技术应用.北京:

化学工业出版社,2006

[6]徐清华.生物工程设备.北京:

科学出版社,2004

[7]吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:

中国轻工业出版社,2006.7

[8]黎润钟.发酵工厂设备.北京:

中国轻工业出版社,2006

[9]梁世中.生物工程设备.北京:

中国轻工业出版社,2006.9

[10]陈洪章.生物过程工程与设备.北京:

化学工业出版社,2004

题目名称

年产30万吨啤酒厂的设计

学生学院

轻工化工学院

专业班级

姓名

学号

【糖化车间】

一、300000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算

啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要工程为原料（麦汁、大M）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。

1、糖化车间工艺流程

流程示意图如图1所示：

水、蒸汽

↙↘

麦芽、大M→粉碎→糊化→糖化→过滤→麦汁煮沸锅→

↓

麦槽

酒花渣分离器→回旋沉淀槽→薄板冷却器→到发酵车间

↓↓↓

酒花槽热凝固物冷凝固物

图1啤酒厂糖化车间工艺流程示

2、工艺技术指标及基本数据

根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过据如表1所示。

表1啤酒生产基础数据

项目

名称

百分比（%）

项目

名称

百分比（%）

定

额

指

标

无水麦芽

浸出率

75

原料配比

麦芽

75

大M

25

无水大M

浸出率

92

啤酒损失率（对热麦汁）

冷却损失

3

发酵损失

1

原料利用率

98.5

过滤损失

1

麦芽水分

6

装瓶损失

1

大M水分

13

总损失

6

根据表1的基础数据，首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料计算，然后进行1000L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行300000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。

3、100kg原料（75%麦芽，25%大M）生产12°淡色啤酒的物料衡算

（1）热麦汁计算根据表1可得到原料收得率分别为：

麦芽收率为：

0.75×（100-6）/100=70.5%

大M收率为：

0.92×（100-13）/100=80.04%

混合原料收得率为：

（0.75×70.5%+0.25×80.04%）×98.5%=71.79%

由上述可得100kg混合料原料可制得的12°热麦汁量为：

×100=598.3（kg）

查资料知12°麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：

598.3/1.084×1.04=574（L）

（2）冷麦汁量为：

574×（1-0.03）=556.8（L）

（3）发酵液量为：

556.8×（1-0.01）=551.2（L）

（4）过滤酒量为：

551.2×（1-0.01）=545.7（L）

（5）成品啤酒量为：

545.7×（1-0.01）=540.2（L）

4、生产1000L12°淡色啤酒的物料衡算

根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12°淡色成品啤酒540.2L，故可得以下结果：

（1）生产1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：

×100=185.1（kg）

（2）麦芽耗用量为：

185.1×75%=138.8（kg）

（3）大M耗用量为：

185.1-138.8=46.3（kg）

（4）酒花耗用量：

目前国内苦味较淡的啤酒普遍受欢迎特别是深受年轻人的喜爱。

所以对浅色啤酒热麦汁中加入的酒花量为0.2%即每1000升热麦汁添加2kg，故为：

×1000×0.2%=2.13（kg）

（5）热麦汁量为：

×1000=1063（L）

（6）冷麦汁量为：

×1000=1031（L）

（7）湿糖化糟量设湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：

[（1-0.06）×（100-75）]/（100-80）×138.8=163.1（kg）

湿大M糟量为：

[（1-0.13）×（100-92）]/（100-80）×46.3=16.11（kg）

故湿糖化糟量为：

163.1+16.11=179.2（kg）

（8）酒花糟量

设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：

（1-0.4）/（1-0.8）×2.13=6.39（kg）

5、生产300000t/a12°淡色啤酒糖化车间的物料衡算

设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数150×6+150×4=1500（次），由此可算出每次投料量及其他工程的物料衡算。

（1）查12°淡色啤酒密度为1.012kg/L，则每次糖化的啤酒量为：

300000000÷1500÷1.012=197628L

每次糖化的原料量为:

185.1/1000×197628=36581（kg）

（2）麦芽量：

36581×75％=27436（kg）

（3）大M量：

36581-27436=9145（kg）

（4）热麦汁量：

574/100×36581=209975（L）

（5）冷麦汁量:

209975×（1-3%）=203676（L）

（6）酒花用量:

2.13/1000×197628=420.9（kg）

（7）湿糖化糟量:

179.2/1000×197628=35415（kg）

（8）湿酒花糟量：

6.39/1000×197628=1262.8（kg）

（9）发酵液量：

203676×（1-1%）=201639（L）

（10）过滤酒量：

201639×（1-1%）=199623（L）

（11）成品啤酒量：

199623×（1-1%）=197627（L）

把前述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表2所示。

物料名称

单位

对100kg混合原料

1000L12°淡色啤酒

糖化一次定额量（80kL12°啤酒）

300000t/a啤酒生产量

混合原料

Kg

100

185.1

36581

57750×103

大麦

Kg

75

138.8

27436

43305×103

大M

Kg

25

46.3

9145

14445×103

酒花

Kg

1.2

2.13

420.9

664.5×103

热麦汁

L

574

1063

209975

331656×103

冷麦汁

L

556.8

1031

203676

321672×103

湿糖化糟

Kg

96.78

179.2

35415

55911×103

湿酒花糟

Kg

3.45

6.39

1262.8

1993.8×103

发酵液

L

551.2

1020

201639

318240×103

过滤酒

L

545.7

1010

199623

343200×103

成品啤酒

L

540.2

1000

197627

312000×103

备注：

12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年产啤酒315744t。

二、300000t/a啤酒厂糖化车间的热量衡算

麦芽粉

（25607kg）

46.7℃

60min

2.1二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量衡算，工艺流程示意图如图2所示。

大M粉

（9145kg）

麦芽

（1829kg）20min

自来水18℃

料水比1：

4.5料水比1：

3.5

热水50℃

70℃12mint（℃）63℃60min

7min冷却

90℃20min100℃40min70℃25min

过滤糖化结束78℃100℃10min

麦芽煮沸锅90min回旋沉淀槽薄板冷却器冷麦汁

酒花

图2啤酒厂糖化工艺流程图

2.2热量衡算

⑴糖化用水耗热量

根据工艺设计糊化锅中的料水比为1：

4.5，糖化锅中的料水比为1：

3.5。

料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。

料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅现象。

所以糊化锅加水量为：

m1=（9415+1829）×4.5=50598（kg）

式中，9415为糖化一次大M粉量，1829为糊化锅加入的麦芽粉量（为大M量的20%）

而糖化锅加水量为：

m2=25607×3.5=89624.5（kg）

式中，25607为糖化锅投入的麦芽粉量，即27436-1829=25607（kg）。

而27436为糖化一次麦芽定额量。

故糖化总用水量为：

mw=m1+m2=50598+89624.5=140222.5（kg）自来水的平均温度取t1=18℃,而糖化配料用水温度t2=50℃,故耗热量为：

Q1=cwmW（t2-t1）=4.18×140222.5×（50-18）=18.756×106（KJ）

⑵第一次M醪煮沸耗热量Q2

由糖化工艺流程图（图2）可知，

Q2=Q21＋Q22＋Q23

Q21为M醪由初温即室温加热到煮沸的耗热，Q22为煮沸过程中蒸汽带走的热量，