年产15万吨8°淡色啤酒生产车间工艺设计.doc

1、黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）年产15万吨8淡色啤酒生产车间工艺设计摘 要本文主要介绍了年产15万吨淡色啤酒厂生产车间的工艺设计。其中包括淡色啤酒的配方和工艺流程及其论证，物料平衡的计算，设备的计算及其选型，本设计采用先进的边糖化边发酵的工艺过程，对生产工艺、物料和能量的节约型和对重点工段的设备选型这三个重点做了详细地论述和介绍。同时，考虑系统的灵活性、经济性及安全、环保的要求，并降低交叉污染的几率等。本文根据啤酒生产的特点对其结构布局进行合理设计，使得生产车间尽量紧凑、物料及能源输送距离尽量缩短，从而有效地节约资源、降低生产成本。本文针对啤酒糖化和发酵特点进行物料衡算，对啤酒厂糖化车间

2、和发酵车间进行了热量衡算，使得生产的各环节能够有效结合，便于提高能源的利用率。该设计成果主要采用形式为工艺流程图，车间平面布置图，车间局部剖视图，并编写详细数据说明书。关键词：淡色啤酒；设备选型；工艺；设计The process design of annual output of 150000 ton 8 light beer workshopAbstractThis article mainly introduced yearly produces 150,000 ton pale beers the production workshop technological design. Wh

3、ile the overall factory design, the technique process of production and the workshop has been designed. At the same time, the flexibility of the system safety, environmental protection, economy and the request, and reduce the chances of cross contamination.According to the characteristics of beer pr

4、oduction structure layout is reasonable design, makes the production workshop as far as possible compact, materials and energy to shorten the distance transportation, thus effectively save resources, reduce the production cost. Based on beer saccharification and fermentation characteristics of mater

5、ial, the brewery saccharification and fermentation workshop on the workshop of heat balance of production, make each link can effectively combine, easy to improve energy efficiency.The design results mainly adopts form for process flow diagram , workshop layout , workshop sections locally, and detai

6、led data sheets.Keywords:light beer；Equipment selection； fermentation；designII目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 啤酒的起源11.2 我国啤酒工业发展状况21.3 啤酒的营养价值31.4 厂址的选择41.5 项目实施的意义4第2章 生产工艺52.1 设计任务书52.2 产品方案62.2.1 生产规模及建设时间62.3.2 主要原料规格62.3.3 产品质量及标准62.3 生产工艺流程设计72.3.1 啤酒生产工艺流程72.3.2 粉碎72.3.3 糖化72.3.4 过滤82.3.5 煮沸92.3

7、.6 冷却92.3.7 发酵9第3章 啤酒厂糖化车间的物料衡算113.1 啤酒生产基础数据113.2 物料衡算113.2.1 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产8的基础物料衡算113.2.2 生产100L，8消耗原料物料衡算123.2.3 年产15万吨,8啤酒的物料衡算13第4章 啤酒厂糖化车间的热量衡算144.1 蒸汽耗量计算144.1.1 糖化用水耗热量144.1.2 第一次米醪煮沸消耗量144.1.3 第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量154.1.4 第二次煮沸混合醪的耗热量164.1.5 洗糟水耗热量174.1.6 麦汁煮沸过程耗热量174.1.7 糖化一次总耗热量184.

8、2 耗冷量计算184.2.1 工艺技术指标及基础数据184.2.2 工艺耗冷量184.2.3 非工艺耗冷量21第5章 主要设备选型及计算225.1 主要设备计算225.1.1 麦芽仓225.1.2 麦芽粉仓225.1.3 大米仓225.1.4 大米粉仓235.1.5 糊化锅235.1.6 糖化锅235.1.7 煮沸锅245.1.8 麦汁冷却器245.1.9 发酵罐265.1.10 啤酒过滤器275.1.11 瓶装包装线275.2 设备一览表27第6章 工厂总体设计296.1 工厂总平面布置设计原则296.1.1 满足生产要求296.1.2 适应工厂内外运输要求296.1.3 合理用地296.1

9、.4充分注意防火、防爆、防振与防噪声306.1.5利用风象、朝向的自然条件，减小环境污染306.1.6充分利用地形、地貌、地质条件306.1.7考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果306.1.8考虑建筑施工的便利条件306.2 工厂车间布置设计原则306.2.1确定设备布置形式306.2.2满足工艺流程要求306.2.3实行定置管理306.2.4选择适当的建筑形式316.3 糖化与发酵车间平面316.3.1 糖化车间316.3.2 发酵车间31第 7 章 环境保护及综合利用337.1 主要设计依据337.2 环境现状337.3 主要污染源与污染物337.4 对策和措施347.4.1 废水

10、处理347.4.2 废气347.4.3 废渣347.4.4 绿化357.5 环境管理35结 论36参考文献37致 谢38附录A 工艺流程图附录B 车间平面图-黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）第1章 绪 论啤酒是世界上产量最大、酒精含量最低、营养非常丰富的酒种。早在1977年7月2日在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上就被正式列为营养食品。据统计，除茶碳酸饮料和牛奶以外，啤酒与咖啡并列2007年世界人均消费品的第四位，达到23L。啤酒与人类文明一样有着悠久的历史，它先于其他酒类而最早出现在人类的生活之中，因此，不少学者把啤酒称为“酒类之父”。1.1 啤酒的起源大约公元前48年，啤酒酿造

11、技术从埃及传到了欧洲，并落地生根，得以快速发展。当时的日耳曼人和克尔特人对欧洲啤酒的发展起了很大的促进作用。经过欧洲人不断地改进和发展，啤酒已成为一种清新爽口的饮料，并传播到世界的各个角落。但是，长期以来，由于人们相互保守秘密，啤酒生产发展缓慢，生产原料五花八门，直到公元8世纪前后，德国人把大麦和啤酒花固定为啤酒酿造原料，啤酒酿造技术才实现了重大突破。随着人类科技的进步，如18世纪初勒沃米发明温度计，1830年发现酶对大麦发芽的作用，1865年法国巴斯德灭菌方法的创立。1866年发电机的问世，1870年冷冻机的应用，1878年丹麦科学家汉森对啤酒酵母的纯粹培养和分类研究，以及19世纪中叶加热方

12、法和蒸汽机的改进等，使啤酒酿造逐步进入工业化。最先的酿酒只是一种自然现象，人们并不认识它的本质，所以只能利用而不能人为控制，所谓生产仅仅是家庭作坊式的，根本谈不上什么工业。自从法国化学家、微生物学家路易斯巴斯德于1859年证明了发酵是由微小生命体微生物活动的结果，即发酵是酵母在无氧条件下的呼吸作用后，才真正认识了发酵的本质。后来，丹麦植物学家汉森于1878年成功地分离了单个酵母细胞，并发明了啤酒酵母的纯粹培养方法，首先在啤酒厂实现了大规模工业化生产。19世纪初的工业革命对啤酒酿造产生了重要影响，特别是瓦特发明的蒸汽机和林德发明的人工冷却，使得啤酒生产条件可以人工控制，不再受季节的影响。啤酒是最

13、古老的饮料之一，据古代文献记载，约在9000年前，中亚的亚述人(今叙利亚)向女神尼哈罗的贡酒，就是用大麦酿造的，早在3200多年前我国就用“蘖”(麦芽)酿成一种“醴”的甜淡酒，可以说是我国古老的啤酒。2000年前的巴比伦汉穆拉比时代，已编著出啤酒酿造法，可见其历史的久远，后来，啤酒由埃及传到欧洲各国。 1.2 我国啤酒工业发展状况啤酒是在二十世纪初传入我国，属外来酒种。啤酒是人们根据英语“Beer”的字头发音，译成中文“啤”，称其为“啤酒”，沿用至今。啤酒的起源与谷物的起源密切相关。人类使用谷物制造酒类饮料已有8000多年的历史。我国是世界上用粮食原料酿造酒历史最悠久的国家之一。早在5000多

14、年前，当时人们就已经能够酿造酒了，其所用原料、发酵的方法、酿造的时间，与世界公认的苏美尔人所酿啤酒非常相似，如出一辙。另有研究证明，中国也是世界上最早酿造啤酒的国家，不过当时不叫啤酒，而叫“醴”。只是因为王公贵族们偏爱醇烈的美酒，而把古老而甜淡的醴酒忘却了。时隔一千年后，近代的啤酒酿造技术，才又从西方传到了中国。直到19世纪，以工业化方法生产的现代啤酒酿造技术才又从西方传到了中国，并逐渐繁衍起来，一批啤酒厂应运而生。1900年俄国人在哈尔滨市首先建立了中国最早的啤酒厂乌卢布列希夫斯基啤酒厂（哈尔滨啤酒厂前身）；1903年英德合资在青岛开办了英德酿酒有限公司（青岛啤酒厂前身）；1904年，哈尔滨

15、出现了第一家中国人开办的啤酒厂东北三省啤酒厂；1912年，捷克人在上海开办了斯堪的纳维亚啤酒厂（上海啤酒厂前身）；1914年，中国人在北京建立了双合盛啤酒厂（五星啤酒厂前身）；1920年，山东烟台几个资本家集资建成了醴泉啤酒厂（烟台啤酒厂前身）；1935年，广州建成五羊啤酒厂（广州啤酒厂前身）。新中国成立后，随着经济的逐步发展和人民生活水平的提高，啤酒工业取得了一定进展。近几年来，我国啤酒以每年增加100多万千升的速度迅猛发展。中国的啤酒工业已经成为一个现代化的工业体系，为世人所瞩目。虽然我国是啤酒生产大国，总产量已经稳居世界第一，但年人均消费量仍然较少，还达不到世界平均水平，与啤酒消费大国的

16、差距更大。在我国城镇啤酒已经成为大众饮料，由20世纪80年代以前供不应求的买方市场变为现在的消费者的买方市场。但在一些农村仍然以低档白酒为主，只是逢年过节或农忙时间才饮用少量啤酒。随着我国全面建设小康社会的不断进步，农村有着广阔的市场前景。1.3 啤酒的营养价值啤酒是以麦芽、大米、酒花、啤酒酵母和酿造水为原料，在不锈钢设备中经过数周酿造而成的产品，整个生产过程卫生监控严格，环境清洁。啤酒中也没有添加人工化学制剂和防腐剂。因此，啤酒是上等的液体食品，适量饮用有益于健康。啤酒含酒精度最低，营养价值高，成分有水分、碳水化合物、蛋白质、二氧化碳、维生素及钙、磷等物质，有“液体面包”之称。经常饮用有消暑

17、解热、帮助消化、开胃健脾、增进食欲等功能。啤酒含有丰富营养，有人把它当作日常软饮料，更有些男士每餐必饮啤酒，以啤酒代替饮料、汤羹。每升啤酒中一般含有50克糖类物质，它们是原料中的淀粉在麦芽中含有的各种酶催化形成的产物。水解完全的产物，如葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖，在发酵中可被酵母转变成酒精；水解不太彻底的产物，我们称之为低聚糊精，其中大部分是支链寡糖，它不会引起人们血糖增加和龋齿病。这些支链寡糖可被肠道中有益于健康的肠道微生物（如双岐菌）利用，协助清理肠道。每升啤酒约有3.5克蛋白质的水解产物肽和氨基酸，它们几乎可以100被人体消化吸收和利用。啤酒中碳水化合物和蛋白质的比例约在151，最符合人类

18、的营养平衡。每升啤酒还含有大约35克乙醇，是各类饮料酒中乙醇含量最低的一种含醇饮料，适量饮用啤酒时，啤酒中的乙醇可以帮助饮者抗御心血管疾病，特别可以冲刷血管中刚形成的血栓。啤酒中没有脂肪，饮用啤酒不必担心脂肪摄入过多引发的肥胖病。每升啤酒还有50克左右的二氧化碳，可以协助人们胃肠运动，也有益人体解渴。啤酒是由发醇的谷物制成的，因此含有丰富的B族维生素和其他招牌营养素，并具有一定的热量，“液体面包”之称虽有些过，但确实有类似之处；啤酒从原料和酵母代谢中得到丰富的水溶性维生素，每升啤酒中含有维生素B10.1mg0.15mg，B20.5mg1.3mg，B60.5mg1.5mg，烟酰胺5mg20mg，

19、泛酸0.5mg1.2mg，维生素H0.02mg，胆碱100200mg，叶酸0.1mg0.2mg。啤酒中的叶酸含量虽然只有0.1mg0.2mg，但它有助于降低人们血液中半胱氨酸含量，而血液中半胱氨酸含量高会诱发心脏病。另外，男性以及年轻女性经常饮用啤酒，可以减少年老时得骨质疏松症的几率。骨质的密度和硅的摄取量有密切关系，而啤酒中因为含有大量的硅，经常饮用有助于保持人体骨骼强健。1.4 厂址的选择本厂根据工农结合、城乡结合、有利生产、方便生活的原则，选定厂址位于临邑县经济技术开发区。于该地建厂有以下好处：(1) 该地有足够的用地面积有预留扩建用地，并且地形简单、平坦。(2) 该地交通十分便利对于产

20、品的内销和出口运输都十分有利。(3) 该地靠近热电供应地点所需电力、蒸汽等有可靠来源。(4) 该厂靠近水源保证供水的可靠性，并符合生产对水质、水量、水温的要求。(5) 该厂房建设在城市中心的下风侧并有一定的防护地带(6) 该地有废料、废渣的工厂使该厂所排除的废物能够得到及时处理。(7) 该地接近原料产地产品销售地区及运输方便。1.5 项目实施的意义该厂采用先进的生产技术以及合理的厂址设计，不仅有利于自身的建设发展，而且带动了当地农村的经济发展，有力的提高了人们的生活水平，提高了人们的收入。对加快效益型农业的开发、深入贯彻农业产业化政策有较大的帮助。同时也是发展新型农业的需要，是帮农民致富奔小康

21、的一个途径。第2章 生产工艺2.1 设计任务书设计项目：年产15万吨8淡色啤酒生产车间工艺设计设计规模：淡季日产400t,旺季日产：600t成品：8淡色啤酒（1） 产品质量标准感官指标： 透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物 浊度（保质期）/EBC单位 1.0 形态 泡沫洁白细腻，持久挂杯 泡持性/s 210s 色度/EBC单位 5.012.0 香气和口味 :明显有酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，无异香、异味理化指标：酒精含量/% 2.4 原麦汁浓度/% 80.3 总酸含量/0.1mLL-1 2.6 二氧化碳含量/% 0.4 双乙酰含量/mgL-1 0.13（2）产品卫生标准：卫生指标按

22、GB2758执行产品用途：广泛用于食品及餐饮行业2.2 产品方案2.2.1 生产规模及建设时间啤酒厂年产量为15万吨。建设采取统一的规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。项目从立项到施工达产验收，共需3年。2.3.2 主要原料规格本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686的优质麦芽。2.3.3 产品质量及标准GB191 包装储运图示标志GB2758 发酵酒卫生标准GB4544 啤酒瓶GB4789.14789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分GB4928 啤酒实验方法GB5739 啤酒塑料周转箱GB6543 瓦楞纸箱GB10344 饮

23、料酒标签标准GB4927-91 啤酒质量标准质量特征：富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清凉，饮后有爽口和醇厚感。2.3 生产工艺流程设计2.3.1 啤酒生产工艺流程依据啤酒年产量设计的工艺流程如图2-1： 图2-1 啤酒生产工艺流程简图2.3.2 粉碎粉碎是一种纯机械加工过程，原料通过粉碎可以增大比表面积，使内含物与介质水和生物催化剂酶接触面积增大，加速物料内含物的溶解和分解。我厂啤酒酿造常用的原料是麦芽、大米和酒花。麦芽的皮壳和内含物的功能不同，所以要求的粉碎细度也不一样，总之麦芽粉碎要求“皮壳破而不烂，胚乳部分尽可能细一些”。大米只要粉碎得细些就可以。采用酒花制品是不需要粉

24、碎的，只有使用片状压缩酒花才进行粉碎，并且只简单地粉碎细即可。2.3.3 糖化利用麦芽所含的各种水解酶（或外加酶制剂），在适宜的条件（温度、pH值、时间）下，将麦芽和麦芽辅料中的不溶性高分子物质逐步分解成可溶性低分子物质，这个分解过程称为糖化。糖化过程中重要的物质分解有：淀粉的分解，蛋白质的分解，-葡聚糖的分解。 本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法二次煮出糖化法。二次煮出糖化法操作过程如下：糖化锅：投料温度5055，加水比1:4,报文进行蛋白质休止；约20min后分出第一部分浓醪（约13）入糊化锅，剩余稀醪继续保温糖化；第一次兑醪，兑醪后温度6265，保温糖化至碘反应基本完全；分出第二部

25、分浓醪（约13）入糊化锅，剩余稀醪继续保温糖化；第二次兑醪，兑醪后温度7678。静止10min后泵入过滤槽过滤。糊化锅：将分出的第一部分浓醪加热至70，保温糖化直至碘反应无色；加热至沸并蒸煮20min左右，送回糖化锅进行第一次兑醪；将分出的第二部分浓醪升温至70左右，保温糖化直至碘反应无色，送回糖化锅进行第二次兑醪，使糖化锅中醪液升温至7578（液化温度），静置10min即可送去过滤。2.3.4 过滤糖化过程结束后，麦芽和辅料中高分子物质的分解已经完成，应迅速将糖化醪液中已溶解的可溶性物质和不溶性物质分离，以得到澄清麦汁。麦汁过滤的基本要求是迅速、彻底地分离糖化醪液中的可溶性浸出物，尽量减少影

26、响啤酒风味的麦皮多酚、色素、苦味质以及麦芽中的高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸和-葡聚糖等物质进入麦汁，从而保证麦汁良好的口味和较高的澄清度。过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。分离麦汁的过程分两步：第一步是将糖化醪中的麦汁分离，这部分麦汁称为“头号麦汁”或“第一麦汁”，这个过程称为“头号麦汁过滤”；第二步是将残留在麦糟中的麦汁用热水洗出，洗出的麦汁称为“洗糟麦汁”或“第二麦汁”。这个过程称为“洗糟”。技术指标应保证过滤的麦汁达到生产所需要的质量要求，尽可能多地获得澄清麦汁，提高生产率和收得率，减少对环境的污染。2.3.5 煮沸麦汁过滤结束后，就要将麦汁进行12h的煮沸，并在煮沸过程中添加

27、一定数量的酒花。煮沸期间将发生一系列复杂的物理和化学变化，通过煮沸可以将酒花中的苦味和香味物质溶解到麦汁中，以赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味。煮沸后的麦汁称为定型麦汁。煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发，使麦芽汁浓缩到规定浓度；使酒花有效成分溶入麦汁中；赋予麦汁独特的酒气香气和爽口的苦味；使麦汁中可凝固蛋白质凝固析出，以提高啤酒的非生物稳定性；破坏全部的酶活性，麦汁进行灭菌，以获得定型的麦汁。煮沸要求适当的煮沸温度，分批添加酒花，在预定煮沸时间内，使麦汁达到规定浓度，保持有明显酒花香味和柔和的苦味，以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性高。煮沸时间7090min，麦汁的煮沸强度应达到8%10%

28、，凝固性氮应达到1.520mg/L。2.3.6 冷却麦汁煮沸结束后，应尽快将麦汁中的热凝固物和冷凝固物进行有效的分离，已获得澄清的麦汁。然后将麦汁冷却至工艺要求的发酵温度。冷却的同时，要进行麦汁通风，为酵母繁殖提供足够的氧。本工艺采用“下面”酵母发酵，因此麦汁温度应冷却至69。要求冷却时间短，麦汁无细菌，并且不浑浊，沉淀损失少。本厂采用的麦汁冷却器是板式换热器，它的换热效率很高。2.3.7 发酵啤酒发酵过程分为主发酵（简称主酵，又称前发酵）和后发酵两个阶段。酵母繁殖和大部分可发酵性糖类的代谢以及发酵产物的形成，均在主发酵阶段形成。后发酵是前发酵的延续，必须在密闭的发酵容器中进行，残糖进一步进行

29、分解，形成二氧化碳，并充分溶于啤酒中，达到饱和；啤酒在低温下陈贮，进一步得到成熟和澄清。本工艺采用“前锥后卧”发酵方式。先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原，然后送入卧式储酒罐中进行后发酵。在主发酵结束，外观发酵达60%左右，酒温降至56时，先回收酵母，再将嫩啤酒送入储酒罐内。此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行，贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。贮酒罐需设有和发酵罐同样的冷却夹套降温设施。倒罐之后，进行后发酵和双乙酰还原，气压缓慢上升至0.08MPa左右，待双乙酰下降达到要求后，急剧降温至01，进行贮酒。贮酒时间714d。第3章 啤酒厂糖化车间的物料衡算3.1 啤酒生产基础数据通过对各

30、步工艺要点的计算，得出各物料的量见表3-1：表 3-1 啤酒生产基础数据项目名称百分比（%）定额指标原料利用率98.5麦芽水分6大米水分13无水麦芽浸出率75无水大米浸出率92原料配比麦芽75大米25啤酒损失率（对热卖汁）冷却损失7.5发酵损失1.6过滤损失1.5瓶装损失2.0总损失12.63.2 物料衡算3.2.1 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产8的基础物料衡算（1）热麦汁量： 根据表3-1可得到原料收率分别为：（2）麦芽收率：（3）大米收率：（4）混合原料收得率：（5）由上述可得100kg混合原料可制得8啤酒：kg 已知8在20时的相对为1.056，而100热麦汁比20的热麦

31、汁体积增加1.04倍，故热麦汁100体积为：L（6）冷麦汁量为：L（7）发酵液量为：L（8）过滤酒量为：L（9）成品啤酒量为：L3.2.2 生产100L，8消耗原料物料衡算 （1）生产100L，8消耗原料的量为：（2）麦芽消耗量为：（3）大米耗用量为：（4）酒花耗用量：对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：（5）热麦汁的量为：（6）冷麦汁的量为：（7）湿糖化槽是被排出的湿麦槽水分含量的80%，则湿麦槽量为： 而湿大米槽量为： 故湿槽糖化槽量为：kg（8）酒花槽量：设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%，且酒花槽水分含量为80%，则酒花槽量为：3.2.3 年产15万吨,8啤酒的

32、物料衡算设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数为1500次，由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。把上述的有关的啤酒糖化间的三项物料衡算结果整理成物料衡算表，如表4-2所示表3-2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L 8度淡色啤酒糖化一次定额量150000t/a啤酒生产混合原料Kg10013.221959029.39106大麦Kg759.914692.822.04106大米Kg253.324897.67.346106酒花Kg1.200.2228235.135.3104热麦汁L861113.8168612.625.3107冷麦汁L796105

33、.1815588323.4107湿糖化糟Kg96.8212.791896728.45106湿酒花糟Kg3.450.684675.91.014106发酵液L783.7103.615347523.02107过滤酒L771.9102.115116422.67107成品啤酒L756.510014814822.22107第4章 啤酒厂糖化车间的热量衡算4.1 蒸汽耗量计算4.1.1 糖化用水耗热量根据工艺，糊化锅加水量为： 式中：4897.6kg为糖化一次大米份量，979.52kg为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%），而糖化的加水量为：式中：13713.28kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即，

34、而14692.8kg为糖化一次麦芽定额量，故糖水总用水量为：自来水平均温度为：，而糖化配料用水温度，故耗热量为：4.1.2 第一次米醪煮沸消耗量由糖化工艺流程图可知：（1）糊化锅内米醪由初温t0加热至100耗热计算米醪的比热容，根据经验公式：进行计算，式中W为含水量百分率：C0位绝对谷物比热容，取kJ/（kg）kJ/kg.kkJ/kg.kkJ/kg.k米醪的初温t0，设原料的初温为18，而热水为50，则kg把上述结果带回得：kJ（2）煮沸过程蒸汽带出的热量设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为：故kJ式中，I为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜能(kJ/kg)（3）热损失米

35、醪升温和第一次煮沸过程的热损失均为前两次耗能量的15%，即：（4）有上述结果是：kJ4.1.3 第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量按糖化工艺，来自糊化锅的米醪为糖化锅中的麦醪混合后温度应为63，故混合前米醪先从100冷却到中间温度t0（1）糖化锅中麦醪的初温，已知麦芽糖粉初温为18，用50的热水配料，则麦醪温度为：（2）根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪，合并前后的焓不变，则米醪温度为：因此温度比煮沸温度只低6,考虑到米醪内糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不加中间冷却器。（3）kJ4.1.4 第二次煮沸混合醪的耗热量由糖化工艺流程可知：（1）混合醪升温至沸腾所消耗量为Q4经第一次煮沸后

36、米醪量为：kg糖化锅的麦芽醪量为：kg故进入第二次煮沸的混合醪量为：kg据工艺，糖化结束醪温为78，抽取混合醪的温度为70，则送到第二次煮沸的混合醪量为：麦醪的比热容：kJ/kg.kkJ/kg.k故： （2）二次煮沸过程蒸汽带走的热量，煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分量为：故 式中：I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓kJ/kg（3） 把上述结果代回得：4.1.5 洗糟水耗热量设洗糟水平均温度为80，每100kg原料用水450kg，则用水量为故4.1.6 麦汁煮沸过程耗热量（1）麦汁升温至沸点耗热量由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到897.4kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为7

37、0，则进入煮沸锅的麦汁量为： kJ/kg.k 故（2）煮沸过程蒸发耗热量煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为：故（3）热损失为：（4）把上述结果带入可得到麦汁煮沸总耗热：4.1.7 糖化一次总耗热量4.2 耗冷量计算啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类，而后者又有传统的发酵槽发酵和锥形罐发酵等之分，不同的发酵工艺，其耗冷量也随之改变，下面是应用普遍的锥形罐发酵工艺进行150000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。4.2.1 工艺技术指标及基础数据年产8 淡色啤酒149978t；旺季每天糖化6次，淡季4次，每年共糖化1500次；主发酵时间为6天；4锅麦汁装1个锥形发酵罐；麦汁比热容；冷媒

38、用15%酒精溶液，比热容可视作kJ/kg；麦芽糖厌氧发酵热kJ/kg；麦汁发酵度60%。根据发酵车间耗冷性质，可分为工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即：4.2.2 工艺耗冷量（1）麦汁冷却耗冷量近几年普遍采用一段式串联逆流是麦汁冷却方式，使用的冷却介质为2的冷冻水，出口温度为85。糖化车间送来的热麦汁温度为94，冷却至发酵起始温度6。根据啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁168612L，而相应的热麦汁密度为1048kg/m3，故麦汁量为：又知麦汁比热容为：4.0kJ/kgk，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：式中 t1和t2分别为麦汁冷却前后温度（）为冷却操作过程时间 (h)根

39、据计算结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗热量为：相应的冷冻介质（2的冷冻水）耗量为：式中 和分别是冷冻水的初温和终温（）为水的比热容kJ/kg.k（2）发酵耗冷量发酵期间发酵放热，假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6kJ/kg，设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为155883L，则每锥形罐发酵放热量为：由于工艺规定发酵的时间为6d，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数1.5，忽略主发酵期间的麦汁升温，则发酵高峰期耗冷量为：发酵后期发酵液降温耗冷 主发酵后期，发酵液温度从6缓慢降至-1，每天单罐温度耗冷量为

40、：工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装1.5个锥形管）：kJ/h发酵总热量kJ/h每罐发酵耗热量kJ/h发酵用冷媒耗量 发酵过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为-8和0，故耗冷量为：kJ/h（3）酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量在锥形罐啤酒发酵过程，主发酵结束时需要排放部分酵母，经洗涤活化后重复使用，用于麦汁的发酵，一般可重复使用57次，设湿酵母添加量为麦汁量的1%，且使用1的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为酵母量的3倍，冷却前无菌水温为30，用-8的酒精液作冷却介质。由上述条件，可得无菌水用量为：式中：为糖化一次的冷麦汁量（kg）每班无菌水用量：假定无菌水冷却操作在2h内完成

41、，则无菌水冷却耗冷量：kJ/h所耗冷冻介质质量为：kJ/h式中： t1，t2为冷冻酒精液热交换前后的温度分别为-8和0，每罐用于酵母洗涤的耗冷量为：式中：1.5为每班装罐1.5罐。（4）酵母培养耗冷量根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12d，即288h，根据工厂时间，每年产150000t啤酒工厂酵母培养耗冷量为：kJ/h对应的年耗冷量为：相应的高峰冷却介质循环量为：kJ/h（5）发酵车间工艺耗冷量综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为：kJ/h4.2.3 非工艺耗冷量（1）露天锥形罐冷量散失锥形罐啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐置于露天，由于太阳辐射，对流传热核热传导等造成冷量散

42、失。通常，这部分的冷量散失克由经验数据求取。根据经验，年产150000t啤酒厂露天锥形罐的冷量散失在65000150000kJ/t啤酒之间,故旺季每天耗冷量为：式中：Gb为旺季成品啤酒日产量（t）（2）清酒罐、过滤机及管道等散失冷量因设计的设备、管道很多，若按前面介绍的公式计算，十分复杂，故啤酒厂设计时往往根据实际经验选取。通常取kJ/h冷冻（-8稀酒精）用量：kJ/h第5章 主要设备选型及计算5.1 主要设备计算5.1.1 麦芽仓用途：储存麦芽所需容量计算： 每次投料量：G=.14692kg麦芽容重r=500kg/m3有效系数：所需容积：5.1.2 麦芽粉仓用途：储存麦芽粉所需容积计算：每次

43、投料量 麦芽粉容重 有效容积系数 所需容积：5.1.3 大米仓用途：储存大米所需容积计算：每次投量：大米容量：有效容积系数所需容积5.1.4 大米粉仓用途：储存大米粉所需容积计算：每次投量：大米粉容重：有效容积系数所需容积5.1.5 糊化锅一般糊化锅的轮廓比例为取糊化锅的有效容积计算：故取直径 5.1.6 糖化锅按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1 065kg/m3，生产需要1.2的空余系数故所需容积： 故取直径 选用浙江平阳县压力容器制造厂生产的糖化锅。5.1.7 煮沸锅按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1.065kg/m，生产需要1.4的空余系数故所需容积： 故取直径 选用哈尔滨泛亚食品机械有限公司的煮沸锅。该设备主要特点：（1） 用密闭式高温煮沸,实际温度可达摄氏100以上，能彻底杀灭麦汁中的微生物；（2） 煮降温度采用数码温度控制仪，对煮沸过程随时进行监控，同时对不同产品所需温度自行设定；（3） 煮浆锅为密闭式，与其他生产厂家开放式煮浆锅相比节能20%以上，无需使用消泡剂，并具有自动和手动补水功能；（4） 采用自动放汁，无需高位自流或用泵吸出，节省占地面积及减少故障点。5.1.8 麦汁冷却器用途：将沉清后的麦汁冷却至发酵温度47。型式：板式冷却器所需冷却面积计算：第一段冷却（冷却介质为冷水）：麦汁温度5525 冷水温度1830 冷