工厂设计说明书

工 厂 设 计 任 务 书一、总论第一节 设计依据和范围1.1.1 设计的主要依据（1） 可行性研究报告以及设计计划任务书。（2） 项目工程师或项目总负责人下达的设计工作提纲和总工程师作出的技术决定。 （3） 如采用新原料品种、新技术和新设备时，必须在技术上有切实把握并且依据了正式的试验研究报告和技术鉴定书，经设计单位领导核准后方可作为设计依据。1.1.2设计的主要范围（1） 啤酒生产工艺流程的选择、设计及论证。（2） 全厂物料衡算，水、汽、冷衡算。（3） 糖化工段设备及重点设备的选型及设计。（4）发酵工段设备选型及技术论证。（5） 设计的绘图内容。第二节 设计原则（1） 设计工作认真进行调查研究，广泛查阅文献，收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，与同类型厂先进技术经济指标作比较。设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型发酵工厂生产实际平均先进水平为宜。（2） 积极合理地采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。并根据设备和控制系统在资金和供货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化、自动化。 （3） 设计结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合的原则，不能千厂一貌。发酵工厂生产规模、产品品种的确定，要适应市场的需要，要考虑资金来源，建厂地点，时间，三废综合利用等条件，并适当留有发展余地。 （4） 酵工厂设计还考虑了采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围环境(包括空气、水源)的清洁卫生，又要注意到发酵工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。药品、食品类发酵工厂，还应贯彻国家药品、食品有关法律法规，充分体现卫生、优美、流畅，并能让参观者放心的原则。第三节 建设规模和产品方案1.3.1 建设规模本设计中厂区占地80 000100 000。1.3.2 产品方案（1） 每年生产280天，成品酒为12度（2） 定额指标 原料利用率：98。5% 麦芽水分：5% 大米水分：13% 无水麦芽浸出率：75% 无水大米浸出率：95%（3） 各级段损失率麦汁冷却澄清损失：热麦汁量的8%主发酵损失：冷麦汁的2.5%过滤和罐装损失：啤酒量的3.5%（4） 本设计中产品一用有三种规格250ml瓶装、500ml瓶装、30ml厅装。第三节 主要原辅料供应情况巫溪镇周围有大量的农作物种植户，会有大量的粮食作物的耕种，加之便利的交通可随时为工厂提供源源不断的原料。1.4.1 厂址概述1.4.1.1 厂址选择原则（1） 厂址符合国家下达建厂计划任务书中所作的规定和要求。（2） 厂址符合当地城镇总体发展规划的要求，与附近工业企业相配合，节约建设投资。（3） 厂址的面积和外形满足啤酒生产工艺的要求，留有适当的空余地。（4） 厂址地形平坦。（5） 厂址符合国家有关卫生、防火、人防等要求。（6） 厂址在当地最高洪水水位之上。1.4.1.2 厂址选择结果巫溪1.4.1.3厂址选择原因（1） 地址位于大凌河变，水质良好，水源丰富，有利于原材料的采集。（2） 运输既可以水运又可以陆运，交通方便，便于产品运输直销。（3） 此地大米，小麦收获丰富，原材料可以方便采集，降低成本。（4） 厂址可以稍微远离大凌河，避免污染河流的水质。第二章 总平面布置及运输第一节 设计原则和基本要求2.1.1设计原则（1） 总平面设计必须符合生产流程的要求。（2） 总平面设计应充分考虑地区主风向的影响，以次合理布置各建、构筑厂房及厂区位置（3） 总平面设计应将人流、货流通道分开，避免交叉。（4） 总平面设计应遵从城市规划的要求。（5） 总平面设计必须符合国家有关规范和规定。（6） 总平面设计应当将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，以便其他部门为其配合服务。2.1.2车间组成 啤酒厂一般由生产车间、辅助车间、动力设施、给水、排水设施、全场性设施等组成。生产车间：制麦车间，糖化车间，发酵车间辅助车间：原料预处理车间，过滤车间，灌装车间，仓库动力设施：变电所，锅炉房，冷冻机房给水设施：水塔，水池，冷却塔等2.1.3占地面积估算估算该啤酒厂占地面积为48000-60000.2.1.4工厂运输本工厂以车间连通，全部用高新设备，产品的生产到包装，在到产品出厂，一步到位，全部成流水线作业，减少人员之间的拥挤，运用设备进行运输，传带运输，可以减少必要的劳动时间，并且可以出现少量的人为事故.工厂布置，地面用水泥，避免打滑，生产的废物有效利用，废水经过处理后排放。第三章 劳动定员 公司总体员工1500人，临时人员400. 生产车间，辅助车间、动力设施车间、给水车间、排水清理车间，人员按情况分配.第四章 车间工艺第一节 工艺流程及相关工艺参数4.1.1 发酵工艺（1） 麦汁进罐温度，第一锅8.5，第二锅是8，第三锅是8，满锅温度8。（2） 冷却的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接泵入C.C.T发酵，接种量为0.60.8%，接种后细胞浓度为（153）106个/L。（3） 麦汁（五锅）在20小时必须满罐。（4） 满罐8，开始敞口自然发酵，维持8 24小时，排冷凝物及死酵母。（5）进冷控制升温，使温度在24小时升至9.59，恒温发酵24小时，然后生温，在24小时升至11。（6）当糖度降至5.55.8BX时封罐保压，11恒温35天，进行双乙酰还原。（7） 当双乙酰降至0.15mg/L以下时，以0.33/h速度在12h降至6，然后0.25/h速度在12h降至5，恒温发酵24h，排第一次酵母35min.（8） 以0.33/h速度降温至-1(24h)，恒温24h，排第二次酵母35min .（9） 罐压保持在0.150.2Mpa，如果压力不够，可通入其它罐旺盛时排出的CO2，使其达到要求，出酒前排第三次酵母。4.1.2 发酵工艺参数的确定（1） 进罐方法以前采用冷却麦汁混合酵母后分批进入繁殖罐，使酵母克服滞缓期，进入对数生长期再泵入C.C.T。而现在采用直接进罐法。即冷却通风后的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接泵入C.C.T发酵。操作方便，控制容易。（2）接种量和起酵温度麦汁直接进罐法，为了缩短发酵时间，大多采用较高接种量，0.60.8，接种后细胞浓度为（153）106个/ ml,麦汁是分批进入C.C.T，为了减少VDK前驱位置，乙酰乳酸的生成量，要求满罐时间在1218h之内。麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的，一般低于主发酵温度23，目的是使酵母繁殖在较低温度下进行，减少酵母代谢副产物过多积累。（3） 主发酵温度 大罐发酵就国内采用的酵母菌株而言，多采用低温发酵（8-9）和中温发酵（10-12），低温发酵适用于11度麦汁浓度。中温发酵适用于新菌株，酿造淡爽啤酒，而本设计恰好为12度淡爽啤酒，故选用中温发酵。（4）VDK还原大罐发酵中，后发酵一般称做”VDK”还原阶段。VDK还原初期一般均不排放酵母，就是发酵全部酵母参与VDK还原，这样可缩短还原时间。（5） 冷却、降温VDK还原阶段的终点，是根据成品啤酒应控制的含量而定，现代优质啤酒要求VDK0.1mg/L才称还原阶段结束，可降温。再降温、排酵母、贮酒中，VDK有少量下降，则可达到要求。本设计采用C.C.T冷却夹套对啤酒降温，有效的起到了还原，使酵母凝聚和絮凝沉淀的效果。（6）罐压控制再传统式发酵中，主发酵是在无罐压或微压下进行的。发酵中是酵母的毒物，会抑制酵母繁殖和发酵速率。本设计选用的C.C.T发酵，主发酵阶段均采用微压（0.01MP0.02MP），主发酵后期才封罐逐步升高，还原阶段才12d才升至最高制，这样一来有效的提高了酵母繁殖和发酵速率。综上所述，本设计选用的圆筒锥底发酵罐大大优越于传统发酵罐。 第二节 工艺流程4.2.1 糖化车间工艺流程示意图大米 粉碎 糊化 麦芽 粉碎 糖化 过滤 麦汁煮沸锅 麦糟酒花分离器 回旋沉淀槽 薄板冷却器 酒花糟 热凝固物 冷凝固物4.2.2 设备流程麦芽 麦芽粉碎机 糖化锅 过滤槽煮沸锅回旋沉淀槽 大米大米粉碎机糊化锅 暂存槽 薄板换热器 成品啤酒 装酒机 清酒罐 硅藻土过滤机 发酵罐 4.2.3 工艺方法的选择 （1）麦芽粉碎方法麦芽的粉碎方法随着时间的推移先后出现了干法粉碎，浸湿粉碎，回潮干法粉碎，连续湿法粉碎四种方法。干法粉碎可调节麦芽粉碎度，根据麦芽质量来控制，此法成本较低，可以节省浸泡这一环节，但粉尘污染较大，本设计采用干法粉碎。辅料也用同样的方法。（2）糖化方法糖化过程是一项非常复杂的生化反应过程，也是啤酒生产中的重要环节。糖化的目的就是要将原料（包括麦芽和辅助原料）中的可溶性物质尽可能多的萃取出来，并且创造有利于各种酶的作用条件，使很多的不溶性物质在酶的作用下变成可溶性物质而溶解出来，制成符合要求的买麦芽汁收得率。（3）过滤方法采用过滤槽法。此法虽然古老，但槽的结构日新月异，可有效的提高过滤速度，保证分离效果。由于表面积大，过滤的也较为充分，效率较高。（4） 煮沸设备煮沸锅的种类有夹套式，内加热式和外加热式。夹套式是比较古老的加热方式，他加热循环好，但是煮沸麦汁的量受限制，制作也比较麻烦，实用于中小型厂。外加热式在国内不是很常用。本设计采用内加热式，麦汁通过垂直安装在煮沸锅内的列管式换热器的列管而被加热向上沸腾，同时蒸汽被冷凝为液体。在加热器的上方装有伞型的分布罩，借此使上升的麦汁反射向四周，同时可避免泡沫的形成，保证麦汁在煮沸锅中较好的循环。（5）麦汁澄清设备采用回旋沉淀槽。热麦汁由切线方向进入回旋沉淀槽，在槽内回旋，可产生离心力。由于在槽内运动，离心力的和其反作用力的合力把颗粒推向槽底部中央，达到沉淀的目的。由于该设备占地面积小，可缩短沉淀时间，提高麦汁的澄清度，降低了损失。（6）麦汁暂存槽 麦汁在过滤后温度为78度左右，经薄板换热器使温度升至90度左右，再进入暂存槽，提高了糖化次数，节省了投资能耗，在煮沸锅中加热时可缩短到沸腾的时间。4.2.4 糖化工艺流程中工艺参数及操作规程（1） 大米的比例为25%，麦芽的比例为75%。 （2） 糊化：糊化锅料水比为1：5，投料后升温至50，50是蛋白酶最适温度，有利于氨基酸的产生，调PH，加入耐温淀粉酶，保温10分钟。加热至90，然后升温至100，保温30分钟。（3）糖化：糖化锅料水比为1：3.5，加入39的水使其混合后温度为37，保持30分钟，升温至51，保持75分钟，进行蛋白休止，将换热后的88糊化醪打入糖化锅，保持在63，保温30分钟，升温至70以碘液检查为主，直至变色，表示糖化彻底，升温至78，保温5分钟，将醪液泵入过滤槽。由于采用了高辅糖化，所以投料糖化前应加入耐高温的淀粉酶。（4） pH值的调整：淀粉酶最适pH值是5.65.8，葡聚糖酶最适pH值是4.67.0，则加入磷酸调节pH值控制在5.6。（5）甲醛的加入：在糖化时加入0.025%的甲醛来降低麦汁中花色苷的含量。（6）过滤：过滤时醪液的温度保持不变，（控制在73-76），PH值保持在5.57.5之间，洗糟水温度为80。当洗糟残液浓度达到工艺规定值，过滤结束。（7）酒花的添加：煮沸90分钟，酒花分三次加入第一次：煮沸5-15分钟，添加总量的5-10%，主要是消除煮沸时的泡沫;第二次：煮沸30-40分钟后，添加总量的55-60%，主要是萃取酸，促其异构;第三次：煮沸完成前15分钟，加入35%，萃取酒花油，提高酒花香.4.2.5 糖化工艺的控制原理糖化曲线（1）酸休止，利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲订的水解，产生酸性磷酸盐，此工艺条件是：温度为35-37，pH在5.25.4，时间为3090分钟（2）蛋白质休止，利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸（氨基酸）和利用内切肽酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸为45-50，形成可溶性多肽为50-55，作用时间为1020分钟。（3）糖化分解，淀粉分解成可溶性糊精和可发酵性糖，对麦芽中-淀粉酶催化形成可发酵性糖，最适温度为60-65，淀粉酶最适活性温度为70，这个酶共同作用，最适pH为5.55.6，作用时间为30120分钟。4.糖化终了，糖化终了必须使醪中除了淀粉酶以外，其它水解酶会失活（钝化），此温度为70-80，再此温度范围内主要依据需保留淀粉酶的量及考虑到过滤的要求。采用上限温度，醪黏度小，过滤加快，有害物质溶解多，淀粉酶残留少。 （4）酶制剂和添加剂的应用，淀粉酶，-淀粉酶，糖化酶，R-酶等酶制剂再卫生规范下，根据工艺要求，适时适量的使用，对改善工艺和麦汁组分有一定的作用。4.2.6 糖化工艺的选择及论证本设计引用了的辅料，而辅料都为不发芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳细胞壁中的生淀粉，只有经过破除淀粉细胞壁，使淀粉溶出，再经糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉浆，才能受到麦芽中淀粉酶的充分利用，形成可发酵性糖和可溶性低聚糊精。此未发芽谷物的预处理，一般在糊化加水加麦芽后，生温生至煮沸。而本设计选用的复式浸出糖化法，能很好的完成辅料的酶和煮沸处理。此法对辅料糊化有两大特点：一是大加水比，二是尽可能利用外加淀粉酶，协助糊化、液化，避免添加过多的麦芽，再糊化煮沸时，促进皮壳溶解和形成焦糖，类黑精。并且此法采用两段式糖化温度，提高了可发酵性糖的含量。综上所述，复式浸出糖化法对本设计是非常实用的。 第三节 物料衡算4.3.1 糖化物料计算（1）100Kg混合原料中含浸出物的重量（E）麦芽：Gm=m(1-Wm) Em=75(1-5%)75%=53.44kg大米：Gn=n(1-Wn) En=25(1-13%)95%=20.66kg则E=Gm+Gn=53.44+20.66=74.10kg混合原料的收得率=74.1*98.5%/100=72.43%100kg原料产12度热麦汁量为:72.43*100/12=603.6kg12度麦汁在20时的比重为1.048100麦汁比20麦汁体积增加1.04倍 热麦汁体积=603.58*1.04/1.048=598.97L冷麦汁量=598.97*(1-0.035)=578L发酵液量=578*(1-0.015)=569.33L滤过酒量=569.33*(1-0.01)=563.64L成品酒量=563.4*(1-0.01)=558L（2） 生产100L12度淡色啤酒的物料计算100kg原料生产成品酒558L生产100L12度啤酒需用混合原料为100*100/558=17.92kg麦芽耗用量=17.92*75%=13.44kg大米耗用量=17.92*25%=4.48kg酒花耗用量 100L热麦汁加入酒花为0.2kg100598.975580.2%=0.215kg热麦汁量=100598.97558=107.34L 冷麦汁量=100578558=103.58L发酵液量=100569.33558=102.03L滤过酒量=100563.64558=101.01L成品酒量=100L（3）年产200000吨12度淡色啤酒的物料计算每年生产300天，旺季180天，每天糖化39次，淡季120天，每天糖化26次。每年糖化次数=18039+12026=21159次糖化一次出成品啤酒量=1310421159=312t糖化一次粮耗量=177.4312=554.637kg即糖化一次：大米耗量=3548.225%=2661.1kg麦芽耗量=3548.275%=887kg酒花耗用量 100L热麦汁加入酒花为0.2kg 则为42.57kg热麦汁量=21253.3L 冷麦汁量=20508.8L发酵液量=20201.9L滤过酒量=19999.9L成品酒量=19800L4.3.2 其它计算（G水）（1）设：酿造12淡色啤酒的啤酒头号麦汁的浓度一般为14%18%，现取16%，糖化时原料利用率=98.5%，原料含水量和糖化时水分蒸发量忽略不计。100kg混合原料大约需要用水量400kg糖化用水量=3548.2400100=14192.8kg糖化用水时间设为0.5h 每小时最大用水量=14192.80.5=28385.6kg（2）麦糟的计算原料非浸出物=原料重量（1-原料水分）（1-原料浸出率）原料利用率麦芽中非浸出物重量：（g1m）g1m=m(1-Wm)(1-Em)= 75(1-6%)(1-75%)98.5%=17.4kg大米中非浸出物重量：（g1n）g1n=n(1-Wn)(1-En) = 25(1-13%)(1-95%)98.5%=1.07kg因此，100kg混合原料中非浸出物g为：g= g1m+ g1n=17.4+1.07=18.47kg设：由过滤槽排出的非浸出物即为麦糟，其含水80-85%，现取82%。则湿麦糟重量=18.47(1-82%)=102.6 kg（3）麦糟吸麦汁量当头号麦汁滤出后，残留在麦糟内的液体是被原料中非浸出物吸收的头号麦汁，其吸收率为麦糟的含水率（82%）麦糟吸收头号麦汁量=102.6182%(1-16%)=100.2kg （4）头号麦汁收量由100kg混合原料可得16%的麦汁量为：（原料浸出物含量原料利用率）+糖化用水量即：（E）+ G水=(74.1098.5%)+400=473kg由于原料中非浸出物吸收部分麦汁，所以实际头号麦汁收量为：（5）水量计算 100kg原料约用水450kg,则需用水量 3548.2450100=15966.9kg用水时间为1.5h,则每小时洗糟最大用水量为15966.91.5=10644.6kg/h（6）沉淀槽冷却用水 G=QC(t2-t1) (冷却时间为1h) 其中:热麦汁放出热量 Q=GpCp(t1-t2) 热麦汁比重 C麦汁=1.043 热麦汁量 Gp=21253.31.043=22167.2kg/h热麦汁比热 Cp=0.98Kcal/(kg.)热麦汁温度 t1=100 t2=55冷却水温度 t1=18 t2=45冷却水比热 C=1Q=21723.80.98(100-55)=977573.5 Kcal/hG=977573.51(45-18)=26420.9kg/h（7）沉淀槽洗刷用水每次洗刷用水3.5吨,冲洗时间为0.5h,则每小时最大用水量=3.50.5=7(吨/时)4.3.3 啤酒生产中蒸汽耗量的计算4.3.3.1 计算依据（1）以每锅糖化时投混合原料3548.2kg，按物料平衡计算依据。（2）糖化工艺采用复式浸出糖化法。其操作曲线如下糊化锅 糖化锅大米粉887kg 麦芽2661.1kg水 4335 kg 水10644kg加水比 1：5 加水比 1：4 50(10min) 37（30min）(40min) (15min) 90(30min) 51(75min)15min 10min100(30min) 63(30min) 88.5 70（碘液反应完全）15min78(5min)麦汁过滤4.3.3.2 糖化工段热量衡算设：糖化投料时原水温度为20，需加热至39才能做投料用水，需加热至80才能用做洗糟水，加热蒸汽压力为2.5（kg/cm2）4.3.3.2.1加热糖化用水耗热量（Q1）Q1=C1G1 (t2-t1)式中：G1糖化用水量，为10644kg；C1水的比热，为1.0kcal/(kg)；t1糖化用水温度，为20； t2糖化投料水温度，为39；Q1=106441(39-20)=849391.2KJ加热糊化用水耗热量（Q1）Q1=G1 (t2-t1)式中：G糊化用水量，为4335kg；C1水的比热，为1.0kcal/(kg)；t1糖化用水温度，为20； t2糖化投料水温度，为39；Q1=43351(52-20)=582624KJ4.3.3.2.2糊化醪加热时耗热量（Q2）(1) 糊化锅醪的比热C麦芽或大米=C0(1-w%)+C水w%C0-谷物干物质的比热为0.37 kcal/(kg)w-谷物的含水量%所以，C麦芽=0.37(1-6%)+16%=0.415 kcal/(kg)C大米=0.37(1-13%)+113%=0.452 kcal/(kg)糊化醪的比热(C糊)C糊= =0.91 kcal/(kg)(2) 糊化锅投料后混合醪的温度（t混）t米醪=(8870.45220+433552) (887+4335) 0.91)=49.7(3) 糊化锅加热至100耗热量（Q21）Q21=(887+4335)0.908（100-50）=296348.5Kcal(4) 煮沸30min时，水分蒸发耗热量（Q211）设：再敞口容器中煮沸时每小时蒸发量为5%则 煮沸30min水分蒸发量为（W蒸）: (887+4335)0.053060=130.55kgQ211=539.4W蒸=539.4130.55=70418.7Kcal(5) 糊化锅总耗热量（Q2）：设：热损失为总耗热量的10%则 Q2=( Q21 +Q211) 1.15=(296348.5+70418.7) 1.15=1771486KJ4.3.3.2.3 糖化锅耗热量(Q3)(1) 麦芽醪的比热（C麦醪）C麦醪= (2661.10.408+106441)/(2661.1+10644)=0.88kcal/(kg)加热醪液所需热量Q3Q3= C麦醪* G麦醪（51-37.5）=0.88*25.5*(10644+2661.1)=663866.3KJ麦醪的温度（t麦醪）t麦醪=(2661.10.45120+1064439)/( 2661.1+10644) 0.857)=37.5(2) 经混合后，对醪得到醪液温度t对麦醪与米醪混合后的比热（C混）C混合= =0.889 kcal/(kg)t对=1330551+（5222130.55）71.6 (13305+5222-130.55) 0.9=63 71.6比100低28.4,管壁损失2,需要加冷却器将温度降到71.6后,与糖化液对醪后温度为63换热器换热温度为水 1839醪液 9871.6 (此过程在10分钟内完成) 热量=GCt=5091.450.91(98-71.6) 6=733902KcalG水=5825kg(3) 混合醪由63升至过滤温度78，所需要的热量Q31为 Q31=G混合C混合(78-63)=18396.450.88915=1030330KJ(4) 糖化总损失Q3为Q3= Q31 =1030330KJ4.3.3.2.4 洗糟水耗热量 Q4设洗槽水平均温度为80，每100kg原料用水450kg，则用水量为G洗=3548.2450/100=15966.9kg故Q4=G洗C水(80-18)= 15966.9162=415778KJ4.3.3.2.5 麦汁煮沸浓缩时耗热量Q5(1) 麦汁升温至沸点耗热量Q51由糖化物料横算表可知，100kg混合原料可得到613kg热麦汁，并设过滤完毕后麦汁温度为70，由前面计算可知:G麦汁=21253.3C麦汁=0.889 kcal/(kg)故Q51= G麦汁 C麦汁(100-70) =2380667KJ (2) 煮沸过程蒸发耗热量Q511煮沸强度10，时间1.5h，则蒸发水分为:G3=21253.3101.5=3188kg故Q511=31885404.2=7230384KJ(3) 热损失为Q5111= 10(Q51+Q511)=10572156KJ4.3.3.2.6糖化一次总耗热量Q总 Q总=Q1+Q2+Q3+Q洗+Q煮沸 =4673246Kcal 4.3.3.2.7糖化一次耗用蒸汽量D使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽。I=652kcal/kg,则：D= 式中，i为相应冷凝水的焓,561.47KJ/kg;为蒸汽的热效率，取=95%。D= 9548.24.3.3.2.8 糖化过程每小时最大蒸汽耗量 Qmax 在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量为最大，且知煮沸时间为90分，热效率95%，故：Qmax=Q5/（1.595%）=10572156/(1.50.95)= 7419056KJ/h相应的最大蒸汽耗量为Dmax=Qmax/(I-i)=3429kg/h4.3.3.3蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为1560次，共生产啤酒30056吨。年耗蒸汽总量为：DT=9548.21560=14704228kg/a每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：Ds=14704228/30056=490kg/t啤酒每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：Dd=9548.26=57289kg/d4.3.3.4 冷耗平衡计算（1） 近几年来普遍使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法。使用的冷却介质为2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。根据表3-2啤酒生产物料衡算表可知每糖化一次得热麦汁21253.3L，而相应的麦汁密度为1048/m3,故麦汁量为G=104821.253=22273.1（）又知12麦汁的比热容为40 KJ/(.K)，工艺要求在1小时内完成冷却过程，则所耗冷量为Q1=GC（t1-t2）/ =22273.14.0(94-6)/1 =7840146.7(KJ/h)式中 -t1和t2 分别为麦汁冷却前后温度（） - 冷却操作过程时间（h）根据设计结果，每个锥形发酵罐装5锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为 Qf =5Q1=57840146.7 =39200733(KJ/h)相应的冷冻介质（2的冷水）耗量为： M1 = Q1/Cm(t2-t1) =7840146.7/4.18(85-2) =22598(/h)式中-t1和t2 分别为冷冻水的初温和终温（）- Cm是水的比热容 KJ/(.K)（2） 冷量消耗综合表，如表4-3-1所示表4-3 -1 冷量消耗综合表耗冷项目每小时耗冷量（KJ/h）冷媒用量（Kgh）每罐耗冷量（KJ）年耗冷量（kJ）麦汁冷却7840146.722598392007331.21010表4-3冷量消耗综合表 耗冷项目 每小时耗冷量(KJ/h) 冷媒用量（/h） 每罐耗冷量(KJ) 年耗冷量（KJ） 麦汁冷却 7840146.7 22598 39200733 1.21010 年产20W吨啤酒原料消耗表原材料消耗量（吨/年）麦芽22000大米9400酒花100硅藻土300消毒水、碱、过滤纸板、酶制剂、硫酸钙、磷酸需用量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年备注消 毒 水（吨/年）204060国内采购 碱 （吨/年）120240360国内采购过滤纸板（块/年)110022003300德国进口酶 制 剂（吨/年）204060国内采购硫 酸 钙（吨/年）255075国内采购 磷 酸 （吨/年）61218国内采购4.3.3.5 各种产量包装材料 （1）玻璃瓶 质量符合国家标准GB4544-91啤酒瓶，需用量见下表 啤酒年产量 需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年 啤酒瓶 (万只/年)160003200048000啤酒瓶70用新瓶，30用旧瓶；新瓶由桂林玻璃厂和南宁玻璃厂供应，旧瓶（生产期2年内）从区内和区外采购。 （2） 瓶盖 瓶盖由广东和区内瓶盖厂供应，瓶盖需用量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年 瓶 盖 (万只/年)160003200048000（3） 商标 商标由广东和区内商标厂供应，商标需用量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年 商 标 （万套/年）160003200048000（4） 纸箱 纸箱由广东、福建和区内纸箱厂供应，纸箱需用量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年 纸 箱 （万只/年）100020003000（5）辅助材料（胶水、洗瓶剂、润滑剂、洗瓶剂、热溶胶、周转箱） 辅助材料均在国内采购，需要量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年胶 水 （吨/年）110220330洗瓶剂 （吨/年）220440660润滑剂 （吨/年）224466热溶胶 （吨/年）4590135周转箱 （万只/年）153045 燃料 重油选用250号以下，从国内采购，需要量见下表 啤酒年产量需要量10万吨/年20万吨/年30万吨/年 重 油 (吨/年)800016000240004.3.3.5 车间设备选型配套明细表4.3.3.5.1 糊化锅、糖化锅的选型（1） 糊化锅容积的计算糊化锅投料量=9415+1829=11244kg糊化醪量=11244*（4.5+1）=61842kg查表得100热糊化醪的相对密度为1.0712g/L则，糊化锅的有效容积=61842/（1.0712*1000）=57.73（m）设糖化锅的充满系数为0.8则；糊化锅的总容积为57.73/0.8=72.2（m）故糊化锅的设备容积应选50m，所需数量为2个。(2)糊化锅基本尺寸计算取D/H=2/1（糊化锅直径与圆筒高之比），升气管面积为料液面积1/40，采用球形底，则D=4.24m取D=5m H=2.5m升气管直径d=0.80mh=1.5m(3) 加热面积计算在一次糖化法中，糖化锅的最大传热是糊化醪从45加热至70这一过程，则最大热负荷Q=1.93106kcalh0.25Mpa压力下蒸汽温度为126.9tm=56.44按经验k取1500kcal/m3hF=22.78锅实际加热面积：F=Dh=3.1451.5=23.5522.78煮沸锅加热面积的计算加热面积F=Q/kt糖化醪量=25607（3.51）=115231.5（kg）查表得糖化醪的相对密度为1.065kg/L，则糖化锅有效容积=115231.5（1.0651000）=108.2（）设糖化锅充满系数为0.8糖化锅的总容积=108.2/0.8=135.25（）故糖化锅设备的容积应选100m3，所以需要2个。4.3.3.5.2 磁铁分离器选型 是由磁铁和电磁铁组成,考虑到电磁铁需耗电能且结构复杂，维修困难，该设计选择永久磁铁的平板式磁铁分离器，它具有机构简单，维护简便，不耗电能等优点，磁性退化后更换磁铁即可。4.3.3.5.3 筛选机选型 发酵工厂常用的是振动筛和转筒筛，该设备的大麦初选机由筛选与风选结合的筛选机，还配套一圆筒分级筛，用于大麦分选后的分级，其生产能力大于10t/h。4.3.3.5.4 风选机选型 啤酒原料大米，麦芽等原料中含有杂草等杂质，所以必须用以风选机进行筛选。糊化糖化设备：采用不锈钢的糊化锅和糖化锅，而且是球形锅底，便于清洗和料液排尽，锅内装备螺旋桨搅拌器，及挡板。4.3.3.5.5 过滤设备选型过滤槽是最古老的也是应用最广泛的麦汁过滤设备，过滤槽配置湿法粉碎较完善，该设备采用的是过滤槽对麦汁过滤，将麦槽跟麦汁分开，与传统的压滤机法，快速渗出法，膜式压滤机法相比麦汁相对浊度较好，节省原料消耗的优点。酒花添加设备添加系统可采用2个或两个以上的自动添加罐，避免事故发生，麦汁煮沸时能回收。序号设备名称单位数量规范型号1麦芽粉碎机台2要求能力2000kg/hMF650型2糖化煮沸锅个2有效容量50m3糖化过滤槽个2有效容量30 m4酒花分离器个2直径7.2m，高3m,搅拌器转速5r/min5沉淀槽个有效容积25 m6麦汁冷却器台冷却面积32 m列管式7发酵罐个30500吨/只A3内涂8灌装设备套2日工作量50万瓶9CIP设备套5100吨/只10硅藻土过滤机台5100吨/台J-BS2011清酒罐只550吨/只A3内涂12杀菌机套YJL96A啤酒车间主要设备规范表第五章管道管径及主要泵的计算在本设计中，根据实际生产经验，糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽等主要设备的进水进料管均选用公称直径为150mm的YB23170钢管，外径158mm，壁厚8mm。倒醪泵选型：选择IS150125250型离心泵。麦汁泵选型：选择IS150125250型离心泵。生产车间设备布置图（略）第六章：工厂车间卫生问题第一节 卫生设施的要求（1） 车间备有通风设备吸入空气必须清洁新鲜，没有通风设备要有气窗，风帽自然通风.（2） 车间有充足照明，照明器不应安装在半成品，原料，或无盖设备上。（3） 车间内有为设备，管道，工具器进行消毒的必要设备，工具。第二节 卫生设施（1） 设置没有与车间相连的更衣室，厕所，工作休息室。（2） 车间内有洗手消毒间。（3） 车间地面有一定坡度，便于排水，清洗，消毒。第三节 防虫措施（1） 常温自然通风车间应用一层纱窗。（2） 门的防蝇防虫，采取有效的，增设暗道，水幕塑料门帘诱虫灯等。第七章 三废处理方案第一节 废水和节水技术6.1.1 啤酒废水的产生与特点啤酒生产工艺流程包括制麦和酿造两部分.二者均有冷却水产生，约占啤酒厂总排水量的65% ，水质较好，可循环用于浸洗麦工序.中、高污染负荷的废水主要来自制麦中的浸麦工序和酿造中的糖化、发酵、过滤、包装工序，其化学需氧量在50040000 mg.L-1之间，除了包装工序的废水连续排放以外，其它废水均以间歇方式排放。啤酒厂总排水属于中、高浓度的有机废水，呈酸性，pH值为4.56.57,其中 的主要污染因子是化学需氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）和悬浮物（SS），浓度分别为10001500，5001000和220440mg.L-13.啤酒废水的可生化性（BOD5/CODcr）较大，为0.40.67，因此很多治理技术的主体部分是生化处理.6.1.2 废水处理技术目前，国内外普遍采用生化法处理啤酒废水.根据处理过程中是否需要曝气，可把生物处理 法分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类. 1。好氧生物处理 好氧生物处理是在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的生命活动氧化啤酒废水中的有机物，其产物是二氧化碳、水及能量（释放于水中）.这类方法没有考虑到废水中有机物的利用问题，因此处理成本较高.2。活性污泥法、是较有代表性的好氧生物处理方法.活性污泥法是中、低浓度有机废水处理中使用最多 、运行最可靠的方 法，具有投资省、处理效果好等优点.该处理工艺的主要部分是曝气池和沉淀池.废水进入曝气池后，与活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的有机物，而污泥和水的分离则由沉淀池来完成.6.1.3 节水技术（1） 加强管理：对厂用水进行调整、调查、在资金允许范围内，可在各工段安装水表，对操作用水系统进行统计，奖罚分明。（2） 减少清洗对象：这个原则只适用于清洗。（3） 关闭不需的水：清洗管的前端安装手动控制阀；随时开关（4） 引进原位清洗系统（CIP）由于自动系统控制，使水用量达最低限度。（5） 循环利用单一用途的排水 回收凝结水作锅炉供水，蒸发器壳层内蒸汽冷凝水及喷雾干燥空气加热器的冷凝水较纯净，可作锅炉用水。省去软化步骤，还节约用水及能源。 循环的利用冷凝水，在啤酒工厂里，冷凝的二次蒸汽的冷却水和冷冻间冷藏器的冷却水用量较大。这些都是单一用途的水，可再循环利用。第二节 废气处理6.2.1 由锅炉排出这烟气经旋风除尘器净化后，每小时除烟尘不高于150kg/h，由45m高烟囱排出，低于工业三废的排放标准（170kg/h以下）6.2.2 热管技术在干燥塔余热回收的利用热管是一种新型传热卡件，它具较好的导热性，可以在温差很小的条件下，高效的传热。第三节 垃圾处理工厂的各种垃圾中，如破损玻璃瓶等特殊废物一般为个别处理，其它一般垃圾根据情况变化委托公共卫生机构运出，烧掉处理。在这样的情况下，工人有垃圾堆入外。从卫生角度讲，垃圾堆防虫手段要完备。没特定的垃圾贮存场，应密闭，并经常撒杀虫剂以防止虫害的发生，但因近年因使用化学合成树脂容器处理关系到空气污染，或给清扫、处理废弃物的社会机构带来困难，又产生了新合成树脂容器处理方法，参照废弃物处理条例。工厂炉渣，堆积到与产品区较远的隐蔽地方，与附近砖厂合作，定时运走。锅炉排污系统：锅炉连续排污水经连续排污膨胀器，其二次蒸汽供除氧气加热用。锅炉定期排水直接排入排污降温池，其中废水排厂区下水道。运煤出渣系统：运煤系统没有磁造、破碎、刮板输送机，出渣系统采用田盘出渣，配以翻斗胶轮推车送至渣场。第八章 设计成果（1）总平面设计图 1张（2）设备工艺流程图 1张（3）生产车间设备布置图 1张第九章 设计说明书第一节 设计依据和范围9.1.1 设计的