啤酒工厂设计毕业论文

1、1绪论1.1设计依据我国啤酒质量标准 GB4927-1991 等国家啤酒生产的相关规定；工业大学环境科学与工程学院下达的毕业设计任务书；我国普遍使用的相关设计和设备的技术规。1.2设计指导思想采用成熟、先进的工艺技术，合理设计，产品符合我国啤酒质量标准 GB4927-1991,保证产品质量，争取效益最大化。提高生产机械化、自动化的水平，提高资源的综合利用率，降低能耗，回收啤酒的副产物。适应消费者的需求，采用瓶装、罐装、桶装等包装规格。1.3设计围完成设计说明书一份，图纸三份。设计说明书容：总论；工艺流程选择论证，生产方法，工艺条件说明；物料衡算，热量衡算；主要设备设计及选型；水、电、汽、制冷量

2、估算及有关设备选型。绘图容：发酵车间工艺流程图；发酵车间设备平面布置图；发酵罐装配图。1.4厂址选择厂址的选择要符合城市规划和微生物发酵对环境的要求。工厂靠近原料产地、水源和电源。有一定的基建施工条件和良好的交通运输条件。有利于三废的处理。1.5主要工艺参数1、生产规模年产 3 万吨啤酒，全年生产 300 天。2、发酵周期锥行发酵罐低温发酵 24 天。3、原料配比麦芽 70%,大米 30%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 GB4789.14789.28 执行。120 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，EBC01.0泡

3、沫形态：洁白细腻，持久挂杯泡持性 S180色度 5.09.5香气和口味明显的酒花香气，口味纯正、爽口，洒体柔和，无异香、异味酒精度%(m/m)3.7原麦汁浓度%(m/m)120.3总酸 mL/100mL0.40双乙酰 mg/L0.131.6生产管理制度1、生产计划本厂位于南方地区，产品也主要面向华南地区，一年四季啤酒的销售变化不是十分明显，所以产量评价分配，每月产量相同，一年生产 300 天，每月生产 25 天，每天糖化 6 次。2、工作制度和劳动定员各生产车间和行政部门一班制，保安和消防人员三班制。表1.1管理部门人数部门厂长室2行政部2人事部3市场销售部15财务部3生产管理部10计划部2消

4、防保卫部2合计：39人表1.2生产部门人数车间酿造车间15制冷车间10包装车间30化验室5动力车间10运输站20机修车间5污水站3合计：98人其他：10人全厂总计：147人1.7三废处理及综合利用麦芽槽的麦芽可以作为饲料，回收酵母泥制成干酵母，作为饲料。采用一套全自动二氧化碳回收出来系统，回收、处理发酵中产生的二氧化碳，用于啤酒的充气和装瓶。糖化及粉碎用水可以用麦汁冷却及二次蒸汽的冷凝水。锅炉排出的灰渣，收集后供附近的砖厂加工为轻质砖。锅炉烟道气经消烟除尘达国家排放标准后排入大气。生产废水经污水处理站处理，符合国家排放标准，排入河沟。粉尘经旋风分离器处理后用麻袋收集，可用于改良建筑材料。1.8

5、经济技术指标1、本生产线在核心设备上采用先进的设备，对于质量的保证提供了坚实的物质基2、本生产线在糖化、发酵、酵母、瞬时巴氏杀菌等关键部位采用 PLC 电脑自动控制，操作人员有较高的技术技能。3、 生产线采用了大量的能源节约措施， 如煮沸二次蒸汽回收， 所有蒸汽冷凝水回收利用，瞬时巴氏杀菌等。4、本生产线在各工序的物料交接点安装了计量器具，自动记录和生成各项消耗报表，便于管理人员监控和发现生产中存在的问题。2工艺流程的选择及论证2.1原料2.1.1麦芽大麦是啤酒生产的最重要的原料，先将其制成麦芽，再用于酿酒，麦芽不仅含有较高的淀粉，而且为糖化生产提供了各种丰富的酶系和含氮物质，为后续发酵过程提

6、供良好的物质基础1。现今社会的社会分工越来越细，各生产要素越来越专业化。本啤酒厂采用优质一级以上浅色麦芽，粒大皮薄，有明显的麦芽香味、无异味。质量指标如下：夹杂物%（质量）0.5水分%（质量）150糖化力 wk250糖化时间（min）79.0粗细粉差价 2.0粘度 Mpa*s01.602.1.2酒花洒花对啤酒的质量十分重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，影响啤酒的口味和香气，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫的起泡性和泡持性，能增加麦汁和啤酒的生物稳定性，而且有一定的防腐和澄清麦汁的能力。啤酒厂直接使用酒花的比例越来越少，新的酒花制品不断受到厂家的欢迎。酒花制品具有以下优点：酒花制品所

7、含有效苦味成分 a-酸高，在无氧低温下储存，a-酸损失小，便于运输和长期储藏，费用低；酒花制品质量稳定；使用酒花制品可以提高有效成分利用率；酒花制品可实现自动计量添加1。酒花制品包括酒花粉末、颗粒洒花、颗粒洒花等。通常把粉状洒花加工成颗粒酒花。颗粒酒花与粉末酒花相比，体积和质量减少，便于运输和储藏。颗粒酒花已成为世界上使用最广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的 50%以上1。本设计采用颗粒酒花。2.1.3酵母酵母在麦汁中起物质转化作用。采用嘉士伯酵母，该酵母是汉生氏从丹麦嘉士伯啤酒厂分离培养出来。使用的酵母为嘉士伯一号，细胞椭圆形，菌体大小为(710)X(3-5)微米，发酵度高。2.1.4

8、水工厂用水一部分用于酿造啤酒，包括投料用水、洗槽水、啤酒稀释用水等，而大部分用于冲刷、清洗及冷却系统用水。啤酒含量最多的成分是水。水中各种离子在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。啤酒厂水源选择的依据是符合我国生活饮用水标准(GB5749-1985);水量应充足稳定；冷却用水的水温越低越好；在符合经济性的前提下尽可能采用地下水，地表水水质不稳定。地表水最大的缺点是水中含有盐很少，水质软，缓冲能力差，一般 pH 值较低，对铁制和钢制设备有腐蚀作用。2.1.5辅料啤酒生产中的辅料有大米、玉米、小麦、糖和淀粉糖浆等。辅料的质量对啤酒的品质影响很大2。麦芽的价格远高于不发芽的大米、玉米、小麦等谷物，

9、在麦汁制造过程中采用合适比例的辅料，可提供廉价的浸出物或糖类，虽然增加辅料加工设备，加大热能消耗，有时要添加酶制剂等增大费用，但减少麦芽的使用量，总成本降低，所以使用辅料具有经济性3。辅料在糖化时使用的配比在 20%50%之间。大部分辅料含很少的可溶性氮，几乎没有增多麦汁中的含氮成分，所以可以降低麦汁总氮，提高啤酒的非生物稳定性2。由于本啤酒厂地处南方地区，盛产大米。而且用大米作辅料生产的啤酒，色度低、口味清爽、泡沫细腻、非生物稳定性高，故采用大米作为辅料。2.2生产工艺流程的选择及论证酒花粉的体积比整酒花的体积并没有缩小太多,使用不方便，易损失，故较少使用啤酒厂的生产工艺主要包括麦汁的制备和

10、啤酒的发酵。麦汁的制备主要在糖化车间进行。粉碎后的麦芽和辅料和水混合进入糖化锅和糊化锅，原料中的非水溶性物质在酶作用下，经过糖化、糊化过程被分解为水溶性浸出物。滤槽将麦汁中的水溶性浸出物和非水溶性麦槽等物质分开。麦汁经煮沸加入颗粒酒花，然后经退旋沉淀槽将热麦汁与热凝固物分离。分离后的麦汁进入薄板冷却器冷却，再利用过滤设备等分离出麦汁中的冷凝固物40 麦芽汁组分直接影响酵母生长、发酵，进而影响啤酒的风格和风味稳定性5。处理后的麦汁进入发酵罐发酵。2.2.1麦汁的制备热水蒸汽；麦槽贮槽大米粉糊化锅 T蒸汽；麦槽 75-85C 热水洗槽麦芽粉浆糖化锅板框式压滤机颗粒酒花麦汁暂存罐薄板热交换器煮沸锅蒸

11、汽冰水供 O2煮沸锅转沉淀槽麦汁冷却器发酵罐；二次蒸汽热凝固物 80C 热水罐冷水冷凝器90C 热水罐图2.1麦汁制备流程图1、原料的粉碎及输送原料经过粉碎后，有较大的比表面积，物质更容易溶解和分散在水中，加速物料的溶解和酶的反应。麦芽-麦芽立仓-精选筛-除铁器-麦芽定量秤-湿式粉碎机大米-大米立仓平面:转筛除铁器大米定量秤大米粉碎机-大米粉储箱大米和麦芽由斗式提升机和螺旋机送入立仓储藏， 然后经过倾斜输送板送至螺旋输送带送入平面退转振筛除杂，再经除铁器除铁，进入定量秤。满秤后，大米用干法粉碎，要求尽量细。麦芽用湿法粉碎，要求麦芽皮裂而不碎。粉碎后，大米粉和麦芽粉分别进入糊化和糖化锅。目前原料

12、输送采用机械输送和气流输送较多，它们的优缺点如下：(1)气流输送：设备简单，占地面积少，费用少，连续化、自动化程度高，输送能力和距离有较大的变动围。在气流输送的同时，还可以对物料进行加热、冷却、干燥等操作。但气流输送能耗大，使用不当容易堵塞管道，输送过程麦芽易磨损，故不设计不米用。(2)机械输送：设备较复杂，占地面积大，但斗式提升机和螺旋机输送机配合，可将原料送至所需地方，功率小，运输能力强，操作连续，生产可靠，对麦芽无磨损，适于短距离输送。根据本厂的实际情况，采用斗式提升机和螺旋输送机相配合的机械输送方式。麦芽的粉碎有干法、回潮法、湿法和连续浸渍湿式粉碎等方法。(1)干法粉碎干法粉碎是传统的

13、粉碎方法，一般采用辗式粉碎机。该法要求麦芽含水在5%-8%,此时麦芽松脆，便于控制粉碎度。它的不足之处是麦皮易被破碎过细，影响麦汁过滤和啤酒的口味、色泽，粉碎时粉尘大，造成物料损失。(2)回潮法又叫增湿粉碎，短时间向麦芽通入蒸汽或热水，使麦壳增加水分，使麦皮有韧性而不破碎，有利于过滤，减少不利于啤酒质量的物质溶出。但该法对麦壳吸水量和粉碎时间要求较高，易造成增湿不均匀，粉碎质量难以保证。(3)湿法粉碎由于麦壳吸水变软，粉碎时麦片不破碎。过滤速度可提高 20%-25%或提高槽投料量，麦槽层厚度可达 500-600mm,但不影响过滤。由于麦芽进行了预浸渍，使酶增强，从而使麦芽浸出率比干法粉碎提高

14、0.7%左右。粉尘减少，麦汁色度下降。但缺点是：每吨麦芽粉碎电耗比干法高 20%30%;投料后同时浸泡，但粉碎时间不一致，麦芽的溶解性有差异，影响糖化的均匀性。(4)连续浸渍湿式粉碎法麦芽在进入粉碎机前先连续进入浸渍室或斗仓， 用温水浸渍 60s使麦芽壳变得富有弹性后再进入粉碎机边喷水边粉碎，落入调浆槽中加入糖化用水后用醪泵泵入糖化锅。此法改进了前几种方法的缺点，本设计采用该方法。大米采用四辗的二级粉碎机进行干法粉碎，大米的粉碎度越细越好，以增加原料与水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化。2、糖化3，6糖化过程是利用麦芽中各种水解酶在适宜的条件下将原料中的不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质等)分解

15、为可溶性的低分子物质。糖化方法包括以下几种：煮出糖化法：一次煮出糖化法、二次煮出糖化法、三次煮出糖化法；浸出糖化法：升温浸出糖化法、降温浸出糖化法；其他方法： 复式一次煮出糖化法、 复式煮浸糖化法、 谷皮分离糖化法、 外加酶制剂糖化法、其他特殊糖化法。煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了。部分麦芽醪被煮沸次数则称为几次煮出法。浸出糖化法是指麦芽醪只利用酶的生化作用，用不断加热或冷却调节醪的温度，使糖化完成。麦芽醪没有煮沸。其他方法是由两种基本方法演变而来。当使用大米、玉米等不发芽谷物作为辅料时，要

16、对辅料进行糊化和液化，采用复式糖化法。由于浸出糖化法成本高，原料利用率低，且只适合酿造上面啤酒和低浓度啤酒，本设计不采用。而煮出法糖化法原料利用率高，糖化时间短，麦汁成份好，糖与非糖成分易控制，酿造出的啤酒有浓厚和杀口感觉，该工艺成熟，已被广泛使用。故本设计采用该法。煮出糖化法，根据醪液煮沸的次数，常用的有一次和二次煮出糖化法。(1)一次煮出糖化法：该法原料利用率不高，对麦芽质量要求高。但此法有 3 大显著优点：一是糖化时间短；二是过程简单，节约蒸汽和动力；三是煮沸时间短，麦皮浸出物少，因而麦汁色泽清而浅，啤酒味醇。由于原料供应商完全可以保证提供优质麦芽，故采用一次煮出糖化法(2)二次煮出糖化

17、法：此法灵活性大，适于各种质量的麦芽和类型的啤酒，具操作较简单，煮沸时间短，能耗较小，设备利用率高，生产周期短，成本低，但与一次煮出糖化法相比，这些方面都不比一次煮出糖化法理想，故不采用。本设计采用一次煮出糖化法。糖化锅35C(30min)J15min50C(30min)68C(50min)麦汁过滤图2.2一次煮出糖化流程图(1)经过连续浸渍湿式粉碎的麦芽粉浆输送到糖化锅中在 35C 下保温 30min,此时麦芽中磷酸酯酶将麦芽中的菲汀水解为酸性磷酸盐，pH5.3o 再利用糖化锅夹层把醪液加热到 50c 进行，在 30min 的蛋白质休止里，酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸，pH5.3。(2)把大

18、米粉及淀粉液化酶制剂一同送入糊化锅中与定量的热水混合， 在45C下保温20min,持续加热 45min,使醪液升温至 90,保温 20min。在 15min 把醪液加热至 100C,煮沸 30min。(3)一边搅拌，一边把糊化醪液送到糖化锅，加热混合液到 68C,进行糖化分解，淀粉水解成可溶性糊精和可发酵性糖，麦芽中 B-淀粉酶催化形成可发酵性糖，pH5.6。(4)糖化至碘检反应基本完全，10min 把醪液加热至 76c 使糖化终了。(5)把糖化结束的醪液送入过滤机，进行过滤处理。3、麦芽醪的过滤糖化过程完成后，麦汁的组分基本确定，必须采用过滤方法将麦汁与麦糟尽快分离，得到清亮的麦汁和较高的麦

19、汁收得率。要求麦汁清亮透明，无白色淀粉颗粒、麦皮等杂物，洗糟水清亮，无失光混浊，控制洗糟次数。糊化锅45C(20min)J45nin90C(20min)J15nin麦芽醪过滤得到头道麦汁；然后用 80C 热水洗槽，洗出吸附在麦芽槽中的可溶性浸出物，得到二滤、三滤洗槽麦汁。根据不同的设备配置， 过滤的方法主要有以下三种:(1)依赖于液柱静压力为推动力的过滤槽法；(2)依赖于泵送醪液的正压力为推动力的压滤机法；(3)依赖于液柱静压和麦汁泵抽吸局部负压的渗出过滤法。 近年来压滤机开发了很多功能不断完善的新型产品，包括板框式压滤机、 袋式高压压滤机和膜压式压滤机， 许多大型啤酒集团使用新型麦汁压滤机。

20、(1)新型压滤机法：该法对麦芽粉碎度要求不很严格，过滤面积大，与旧式的过滤机不同，笨重的人工装卸已全部实行自动控制和机械化。水、电、汽的需求量比较均衡，高峰负荷降低，缩短了压缩时间，一天可过滤 12 次左右，提高了设备利用率，本设计采用板框式压滤机。(2)过滤槽法：新型过滤槽的生产能力较传统的麦汁过滤槽容量大，但对麦芽粉碎度要求严格，过滤、洗涤时间长，辅助原料用量相对少些，并且过滤速度慢，每 24 小时周转 4 次，成为麦汁制备的限制因素，故不采用。4、麦汁煮沸和颗粒酒花添加麦汁过滤结束后，麦汁先进入暂存罐，然后通过一薄板换热器预热后进入煮沸锅，在煮沸过程中添加颗粒酒花。煮沸可以蒸发水分浓缩麦

21、汁，破坏酶的活性和杀菌，浸出酒花的有效成分，使蛋白质变性和絮凝。煮沸锅设加热器，煮沸强度为 10%,总煮沸时间为 90min。煮沸时颗粒酒花分两次加入，第一次是在初沸后 10min 加 10%颗粒酒花，主要起消泡作用；第二次在煮沸 1 小时后加入剩余的颗粒洒花。使用时用手打开铝薄包装袋，把袋中的颗粒酒花直接加入煮沸锅中6o绝大多数煮沸设备采用间接加热方式， 热源有热水和蒸汽。 热水的总热效率比蒸汽高 20%,但对设备的加热器耐压性要求高，设备制造费用高，所以普遍使用蒸汽。本设计使用列管式加热器煮沸锅，常压煮沸法。采用列管加热，管麦汁受热上升，在加热管上部喷出，底部麦汁不断进入加热管，麦汁形成对

22、流，省去动力和搅拌系统。煮沸方法包括常压煮沸、加压煮沸和低压煮沸(体外煮沸)。(1)常压煮沸：工艺成熟，操作方便，维修费用低。酒花浸出率高，所得麦汁质量好。同时由于本设计每天的糖化次数不多，故采用该方法。(2)加压煮沸：在 0.110.22MPa 压力下煮沸，温度高达 120C,缩短煮沸时间，获得更好的非生物稳定性。但降低了 a-酸的浸出量和酒花的利用率，故本设计不采用。(3)低压煮沸：该方法设备复杂，能耗大，故不采用。5、热凝固物的分离6热凝固物是麦汁煮沸过程中高分子氮凝聚而成的不溶性混合物，主要由直径为 3080 的蛋白质和多酚混合物组成。退旋沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，分离效果最佳

23、。将煮沸好的麦汁以切线方向倒入回转沉淀槽，麦汁在槽回旋运动，进料时间为 1520min,停留 30min 左右，麦汁从槽边麦汁出口流出，在离心的作用下，热凝固物下沉至槽底中心排出。6、麦汁的冷却与充氧啤酒发酵要求在低温下进行，所以麦汁要尽快冷却至发酵所需要的温度。最常用的麦汁冷却器是薄板冷却器。麦汁冷却方式有一段冷却和两段冷却。一段薄板冷却器无中间板，结构简单，节能和控制方面优于两段冷却薄板冷却器，故使用一段薄板冷却器。用 3C 冰水冷却热麦汁，冰水被加热至 7580C,可做洗槽用水。酵母繁殖需要氧气，给酵母提供足够的氧气(无菌空气方式)有利于酵母繁殖和积累能量，并进入发酵阶段。为避免氧化作用

24、，麦汁通风充氧须在麦汁冷却后进行。通风后的麦汁溶氧量一般在 610mg/Lo 过高会使酵母过度繁殖，产物减少，副产物增多。而酵母繁殖过少，则发酵速度慢，延长发酵周期6。2.2.2啤酒发酵工艺麦芽汁经啤酒酵母发酵酿制而成啤酒。酵母的主要代产物是乙醇和二氧化碳，但同时也形成一系列发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酮类、酉旨类和硫化物等物质这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化指标，同时也赋予了啤酒典型的特色7,8。1、啤酒酵母的扩大培养1,9首先用平板分离法获得优良的酵母菌株，然后进行实验室和生产现场的扩大培养。实验室扩大培养：斜面试管-试管或富氏瓶培养-巴氏瓶或三角瓶培养-卡氏

25、罐培养图2.3啤酒酵母实验室扩大培养流程图生产现场扩大培养：汉生-库勒氏培养罐扩大培养-酵母扩大培养罐-酵母二级扩大培养罐-锥形罐图2.4啤酒酵母生产现场扩大培养流程图2、啤酒的发酵6,10啤酒发酵因所用酵母的不同， 分为上面发酵和下面发酵。 前者采用上面酵母和较高的发酵温度，后者采用下面酵母和较低的发酵温度。下面发酵是普遍使用的啤酒生产方法。本设计米用下面发酵。啤酒的发酵方法有传统方法和现代方法。传统方法是将啤酒发酵分为前发酵(或主酵)和后发酵(后贮)两个阶段； 前酵池和后贮罐都放置在很大的冷藏室环境进行温度控制调节:酵母的繁殖和大部分可发酵性搪的代在前发酵阶段完成，剩余糖份分解、二氧化碳溶

26、解、成熟和澄清在后发酵阶段完成。现代方法是以 20 世纪 60 年代广泛采用锥形发酵罐为代表，露天放置，酵母繁殖、降搪、成熟和澄清均在一个发酵罐中完成，叫做露天锥罐一罐法发酵。各发酵方法比较如下：(1)传统发酵法：啤酒质量好，工艺简单成熟，但周期长，投资大，占地面积大，工作环境差，不便于机械化、自动化生产，故不采用。(2)连续发酵法：发酵周期短，便于自动化控制，节省人力、厂房和用地，动力消耗低，但管理要求高，否则易污染，设备造价高，对酵母要求也高，产品质量差，工艺不成熟，故不采用。(3)固定化酵母发酵法：发酵周期短，设备简单，缩减酵母培养工艺，节省投资，减少占地面积，便于管道化生产，但工艺不成

27、熟，啤酒性能不稳定，尚在试验中，故也不米用。(4)锥形罐单罐发酵法：单位占地面积的啤酒产量大，可方便排放酵母及其他沉淀物，发酵温度控制方便，发酵周期短，便于自动控制，节省人力与洗涤费用，卫生条件比较好，改善了工作环境，易于回收 CO2和酵母，降低生产成本，且广泛应用，工艺成熟，啤酒质量较好，故本设计采用此法。另外，高温发酵有利缩短发酵周期，但副产物较多，影响啤酒的风味。而低温发酵则风味好，周期长，考虑保证产品的质量，故采留种酵母、废酵母废酵母酵母种罐;酵母洗涤酵母干燥图2.5啤酒发酵工艺流程图(1)三锅麦汁注满一发酵罐，时间少于 12 小时，加 0.7%的酵母。(2)冷麦汁进罐温度为 9C,自

28、然升温至 12C,然后保持 12C 发酵 5 天.(3)糖度降至 10.511Bx,通过 CO2测纯度并回收，降至 4.0Bx 时停止，保证一一20.8kg/cm(4)在 2C 保持 5 天， 使外观发酵度达 60%以上， 用 36 小时把发酵液降至 7C,排酵母一次，还原双乙酰 6 天，每天排酵母及凝固物一次。(5)当双乙酰含量低于 0.1ppm 后，用 36 小时降温至 3C,保持 3 天，再泵至罐外的薄板冷却器中把温度冷至-1C,然后送至啤酒处理罐冷罐 7 天，每天排一次酵母及冷凝固物，并进行CO2洗涤，7 天后浊啤酒经硅藻土过滤机过滤，同时进行啤酒混浊经验和滤过酒检查，然后进入清酒罐，

29、再进入包装车问。2.2.3啤酒的过滤发酵完的啤酒一-冷却器一-处理罐一-薄板冷却器一-硅藻土过滤机一-纸板过滤机一-消酒罐图2.6啤酒过滤流程图发酵出来的啤酒经酵母分离机分离出来后，进入一薄板冷却器，然后进入啤酒处理罐，进行 CO2洗涤，再经一次冷却器，冷却至-1C,经粗滤精滤后，送清酒罐然后包用低温发酵发酵罐，酵母离心分离机啤酒过滤的主要方式有棉饼过滤机、硅藻土过滤机、纸板过滤机、双流过滤机、错流过滤机、 无菌膜过滤机。 现在普遍使用的是过滤设备是硅藻土过滤机、 纸板过滤机和无菌膜过滤机。硅藻土过滤机作为啤酒的粗滤，纸板过滤机作为啤酒的精滤，无菌膜过滤机主要用于生产纯生啤酒6,9。硅藻土过滤

30、机主要有板框式、烛式、水平圆盘式三种，本设计采用板框式。2.2.4啤酒包装过滤完的啤酒，在消酒罐低温存放准备包装，通常同一批啤酒应在 24 小时包装完毕。均采用瞬时巴氏杀菌工艺技术和自动包装生产线。啤酒杀菌的目的是保证啤酒的生物稳定性，有利于长期保存。滤过啤酒瓶子-选瓶一-浸瓶一-洗瓶一-空水-验瓶一-装酒-压盖一-巴氏灭菌-验酒一-贴标一-装箱一-瓶装熟啤酒图2.7瓶装流程图空罐卸装托盘机一-链条输送机一-洗涤机一-罐装机一-自动定量仪一-分道器-杀菌机一-风干机一-测重仪一-垛装图2.8罐装流程图空桶一-浸泡一-刷洗一-蒸汽灭菌一-罐装一-垛装图2.9桶装流程图2.2.5 啤酒生产副产物的

31、利用1、麦槽的利用麦槽是麦芽和大米在不发芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物质构成的。麦槽是有价值的饲料，有较高的蛋白质，并受到适度分解。2、二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒发酵中最主要的副产物， 二氧化碳也是重要的原材料。 在过滤后的消酒中，直接充入二氧化碳，使啤酒在短时间溶解和过饱和，简单而有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。CO2贮气柜-超压装置-压缩机-氧化剂洗涤器-水冷却器-活性炭过滤器-压缩机-冷却器-干燥装置-冷却器-液态 CO2贮存罐图2.10二氧化碳的回收流程图CO2回收处理系统是使用密闭式发酵容器时特有的附属设备，是锥形罐的配套设备。回收工艺主要有 3 种：(1)高压法：高压法 CO

32、2纯度低，操作强度大，储存方法单一，故也不采用。(2)低压法：该法产生的 CO2一般不能以液态储藏，且如果无发酵气，就不能供气，故不采用。(3)中压法：采用专用的无油 CO2压缩机将 CO2压缩净化后在冷冻系统进行净化，该法产生的 CO2纯度高，储存效率高，使用方便。故本设计采用。其组成部分为：泡沫捕集器，贮气球，水洗塔，压缩站，干燥气，净化器，液化器，贮液罐，气化器。3、酵母的回收与利用根据酵母和发酵液的相对密度不同，采用离心机分离酒液和酵母。每生产 100 吨啤酒可得含水分 75%80%的剩余酵母泥 1.5t,可制成含水 8.5%10%的干酵母约 0.35to 近年来用啤酒酵母生产具有肉类

33、鲜味的调料以及生产干酵母粉，有很好的经济和社会效益，故本设计采用一个酵母车间来利用废酵母生产干酵母，其生产流程如下：啤酒放弃的酵母泥-固液分离-湿酵母-洗涤脱苦-固液分离-水解固液分离干燥干酵母浓缩-调配一-调味料酵母膏图2.11酵母回收流程图3物料衡算3.1原始数据表3.1原始数据表厅 P项目名称%备注原料利用率98.5麦芽水份61定额指标人米水份13无水麦芽浸出率75%无水大米浸出率95%2原料配比麦芽70*30冷却损失7.0发酵损失1.5过滤损失2.03损失率包装损失2.0空瓶损失1.5对热麦汁瓶蛊损失1.0商标损失0.1空罐损失1.54总损失率啤酒总损失率12.5对热麦汁3.2100k

34、g 原料(麦芽+大米)生产 12淡色啤酒的物料衡算121、热麦汁量(1)原料麦芽收得率：75%X(1-6%)=70.5%(2)辅料大米收得率：95%X(1-13%)=82.65%(3)混合原料收得率：(70%X70.5%+30%82.65%)98.5%=73.03%(4)100kg 原料生产 12热麦汁量：73.03/12100=608.61kg(5)100kg 原料生产 12热麦汁体积：608.61/1.047 仅 04=604.54L,其中 1.047 为12麦汁在 20c 的密度，1.04 为 100c 麦汁比 20c 麦汁的体积增加倍数2、冷麦汁量：604.54X(17%)=562.2

35、2L3、发酵液量：562.22X(11.5%)=553.79L4、过滤洒量：553.79X(1-2%)=542.71L5、成品啤酒：542.71X(1-2%)=531.86L6、颗粒酒花使用量选用质量较好，含 a酸较高的颗粒酒花，一般在热麦汁中加 2-1.5kg/t 颗粒酒花，选择加酒花 1.5kg/t,即 100L 热麦汁加 0.15kg 的颗粒酒花0.15/100604.54=0.907kg7、湿糖化槽量糖化槽含水 80%,则湿麦槽量：100X70%X(1-6%)(1-75%)/(1-80%)=82.25kg大米槽量：100 耶。*(1-13%)(1-95%)/(1-80%)=6.525k

36、g糖化槽量=82.25+6.525=88.775kg8、酵母量湿酵母泥含水分 85%,生产 100kg 啤酒可得 2kg 湿酵母泥， 其中一半做为生产接种用， 一半做为干酵母酵母含固形物量=531.86/100 俘(1-85%)=0.798kg含水分 7%的酵母量：0.798/(1-7%)=0.858kg9、CO2含量12冷麦汁 562.22L 中浸出物量：1.047562.2212%=70.634kg设麦汁真正发酵度为 65%则可发酵浸出物量：70.634)65%=45.912kg麦芽糖发酵的化学反应式为C12H22O11+H2O=2c6H12O62c6H12O6=4c2H50H+4CO2+

37、233.3kJ设麦汁的浸出物均为麦芽糖构成贝 UCO2的生成量：45.912444/342=23.627kg设 12啤酒含 CO2为 0.4%,贝”酉中含 CO2量为：531.861.0470.4%=2.227kg则释出的 CO2量为：23.627-2.227=21.4kg常压下 1m3CO2 重 1.832kg,所以游离 CO2容积为 21.4/1.832=11.68m10、空瓶用量：531.86/0.641.0150.6=506.10 个11、瓶盖用量：531.86/0.641X)10.6=503.61 个12、空罐用量：531.86/0.3551.0150.25=380.17 个13、商

38、标用量：531.86/0.641.0010.6=499.1214、空桶用量：531.86/301XX0.15=2.66 个3.3 生产 100L12。啤酒的物料衡算根据上述衡算可知，100kg 混合原料生产 120 成品啤酒 531.86L,故1、生产 100L12 啤酒所需混合原料量：100/531.86t00=18.80kg2、麦芽用量3、大米用量4、热麦汁量5、冷麦汁量6、发酵液量7、过滤酒量8、成品啤酒量9、酒花用量18.8070%=13.16kg18.8030%=5.64kg100604.54/531.86=113.67L100562.22/531.86=105.71L100553.

39、79/531.86=104.12L100542.71/531.86=102.04L100531.86/531.86=100L100604.54/531.860.15%=0.170kg10、湿糖化槽量18.80/10088.75=16.69kg11、酵母量 18.80/1000.858=0.16kg12、CO2量 18.80/10011.68=2.20m313、空瓶用量14、空罐用量15、瓶盖用量16、商标用量100/0.64 仅 0150.6=95.156 个100/0.355 伙 0150.25=71.472 个100/0.64 仅 010.6=94.688 个100/0.64 仅 0010

40、.6=93.8443.4 年产 3 万吨 12淡色啤酒物料衡算（以下计算为每天产量）由于是南方地区，夏、冬两旺、淡季的区别不是很明显，故取每月产量相。因为年产啤酒 3 万吨，生产时间为 300 天，所以每天产啤酒 100 吨，采用回锅一机，每天糖化 6 锅次。1、混合原料用量原料用量100X18.803=18800kg 庆=18.8t/天麦芽用量 18.870%=13.16t/天大米用量 18.830%=5.64t/天2、酒花用量100义0.1703=170kg/天100103、热麦汁量11367 一100X-=113670L/天100104、冷麦汁量100义105.71=105710L/天1

41、00105、发酵液量104.12 一100X-=104120L/天100106、滤洒量102.04 一100X-=102040L/天100107、湿糖化槽量17.27 一100X-=17270kg 庆100108、干酵母量100 x0.163=160kg 庆 9、CO,量17、空桶用量100/3010.15=0.5 个1001010010100X2.203=2220m3/天1001010、空瓶用量95156.100X_9_=95156 个/天1001011、空罐用量71472.一100X-=71472 个/天1001012、瓶盖用量100X94-6883=94688 个/天1001013、空桶

42、用量05.一100义一 053=500 个/大1001014、商标用量100X93.844100103=93844 仄表3.2年产3万吨啤酒工厂物料衡算表物料名称单位一次糖化定额指标每天糖化定额指标全年糖化定额指标混合原料t3.13333318.85640麦芽t2.19333313.1639481t0.945.641692酒花kg28.3333317051000热麦汁m318.945113.6734101冷麦汁m317.61833105.7131713发酵液m317.35333104.1231236过滤酒量m317.00667102.0430612成品酒量t16.6666710030000湿糖

43、化槽量t2.87833317.275181干酵母m326.6666716048000游离CO量m33702220666000空瓶用量个15859.339515628546800空罐用量个119127147221441600瓶盖用量个15781.339468828406400空桶用量个83.33333500150000商标用里15640.6793844281532004水、汽、冷、电、CQ用量的计算4.1 用水量的计算1、糖化用水糊化锅加水比为 1:5 糊化用水：0.94 沃=4.7t糖化锅加水比为 1:3.5 糖化锅用水量：2.193333 急 5=7.677t用水总量：4.7+7.677=1

44、2.377t日用水量：12.3776=74.262 以年用水量：74.262300=22278.6 呻2、洗槽用水量100kg 混合原料用水 450kg所以每次洗槽用水：2.87833345=12.9525 欧日用水量：12.9525)6=77.715t/日年用水量：77.715300=23314.5t3、糖化室洗刷用水一般糖化室及其设备洗刷，刷洗糖化锅一次用水 20t,日用水量：20=120t/天年用水量：12000=36000t/年4、退选沉淀槽洗刷用水每天用水 3t日用水量：3X6=18t/天年用水量：18M00=5400t/年5、麦汁冷却器洗刷用水每次用水 3t日用水量：3X6=18t

45、/天年用水量：18M00=5400t/年6、酵母扩大培养设备及车间洗刷用水每次用水 15t,每月一次，年用水量：15X12=180t/年7、麦汁冷却用水采用一级冷却，用 2C 冰水将 98c 的麦汁冷却至 9C,冰水出口温度为 80C,日冷却用水：G=Q=GPCP(L%)=352.3670.98(98-9)一。？C(tati)nCw(t2-ti)n1(802)0.98年用水量：402.06300=120618t/年8、锥形发酵罐洗涤用水四天洗七个，每个用水 5t日用水量：5X7/4=8.75t 庆年用水量：8.75 汉 00=2625t9、过滤设备洗刷用水每天洗刷一次，每次用水 6t,年用水量

46、：6 毛 00=1800t/年10、清酒罐洗刷用水每天洗清酒罐一次，用水 10t,年用水量：10M00=3000t/年11、酵母离心机洗涤用水每天冲洗一次，用水 1.5t,年用水量：1.5300=450t/年12、啤酒薄板冷却器用水每天冲洗一次，每次用水 3.5t年用水量：3.5300=1050t/年13、洗瓶机用水每台洗瓶机生产能力 2 万瓶/h,用水 1.5kg 施，日用水量：95156M.5=142.734t/天年用水量：142.734)300=42820.2t14、装瓶机洗刷用水每天洗一次，每次用水 3t年用水量：3 毛 00=900t/年15、杀菌机用水杀菌机每瓶用水 1kg,最大生

47、产能力 2 万瓶/h日用水量：95156M=95.156t/天年用水量：95.156300=28546.8t16、包装车间洗刷用水每天洗一次,用水 15t,年用水量：15M00=4500t/年17、发酵室洗涤用水每天冲洗一次，用水 3t,年用水量：3 毛 00=900t/年18、清酒车间洗涤用水每天洗一次，每次用水 6t年用水量：6 毛 00=1800t/年19、啤酒过冷却器洗涤用水每天洗刷一次，每次用水 1t,年用水量：100=300t/年20、其他公共设施洗刷用水每天洗一次，用水 10t年用水量：10M00=3000t/年21、煮沸锅二次蒸汽回收耗水量Q=G 水(t2-t1)C 水G 水=

48、Q=5.92210=95516.13kg=95.5t(t2t1)C 水(8018)1日用水量：95.5)6=573t/天年用水量：57300=171900t/年表4.1用水量表日用水量t/天年用水量t/年糖化用水74.26222278.6洗槽用水77.71523314.5糖化室洗刷用水12036000退选沉淀槽洗刷用水185400麦汁冷却器洗刷用水185400酵母扩大培养用水15180麦汁冷却用水402.06120618锥形发酵罐洗涤用水8.752625过滤设备洗刷用水61800清酒罐洗刷用水103000酵母离心机洗涤用水1.5450啤酒薄板冷却器用水3.51050洗瓶机用水142.73442

49、820.2装瓶机洗刷用水3900杀菌机用水95.15628546.8包装车间洗刷用水154500发酵室洗涤用水3900清酒车间洗涤用水61800啤酒过冷却器洗涤用水1300其他公共设施洗刷用水103000煮沸锅二次蒸汽回收耗水量573171900总计1603.677476783.14.2 耗汽量的计算1、麦汁制备耗用蒸汽量(1)糖化工段耗用蒸汽量糖化锅(麦芽 2193kg,水 7677kg)糊化锅(大米 940kg,水 4700kg)35C(30min)45c(20min)J15ninJ45nin50C(30min)90c(20min)JJ15nin68c(50min)麦汁过滤图4.1糖化过程

50、流程图糖化锅总投料量：2193+7677=9870kg糊化锅总投料量：940+4700=5640kg糖化用水耗汽量 Q1糖化醪比热：C 糖=（G 麦 C 麦+G 水 C 水）/（G 麦+G 水）原料比热：C=C0（1-w%）+C 水 w%C0谷物（绝干）比热为 0.37kcal/kgCW-谷物水分含量C 水水的比热为 1.00kcal/kgCC 麦芽=0.37X(1-6%)+16%=0.4078kcal/kgCC 大米=0.37X(1-13%)+1M3%=0.4519kcal/kgCC(21930.4078+7677X)/(2193+7677)=0.86842kcal/kgC麦芽混合前温度为

51、t 麦=18C,混合后醪液温度 t 混=39Ct 混 G 混 C 糖=G 麦 C 麦 t 麦+G 水 C 水 t 水(21937677)370.86842-21930.4078187677139.21C 的水由 80c 的麦汁冷却回收水与自来水混合而得糖化醪由 37c 加热至 50C,耗汽量为 Q1Q1=6 糖 C 糖t=98700.86842x(50-37)=1.114105kcal=4.66105kJt 水=39.21C糊化锅耗用蒸汽量工艺要求 t 混=45CC 糊=(G 米 C 米+G 水 C 水)/(G 水+G 米)=(9400.4519+4700X1)/(4700+940)=0.90

52、87kcal/kgC56400.9087459400.451918=47.44C1470047.44C 的水由 80c 和 18c 的水混合而得糊化醪由 45c 加热至 90C,耗热量为 Q2Q2=6 糊 C 糊=5640X0.9087X(90-45)=2.306X05kcal=9.654105kJ糊化醪由 90c 加热至 100C,耗热量 Q3Q3=G 糊 C 糊t2=56400.9087x(100-90)=5.13104kcal=2.148105kJ100c 煮沸 30,蒸发弓虽度为5%,水份蒸发耗热量 Q4r 水（汽化潜热）=540kcal/kgQ4=r*w=54056400.050.5

53、=7.6140104kcal=3.187105kJ糊化锅总耗热量热损失为总耗热量的 10% （包括热损失及保温耗热） 。 加热糊化锅的热量为前三项总和的 2.5%。Q 糊=（Q2+Q3+Q4）X（1+2.5%）M.1=（2.306105+5.13 汉 04+7.6140104）X1.025X.1=4.037X05kcal=1.69X06kJ糖化、糊化并醪后温度为 68CC 并=(G 糖 C 糖+G 糊 C 糊)/(G 糖+G 糊)=(98700.86842+56400.9087)/(9870+5640)=0.8831kcal/kgC1 并=（G糊 C 糊 t 糊+G糖 C 糖 t 糖）/（G糊

54、+G 糖）C 并1 水=56400.9087(10,050.5)10098700.86842505640(10.050,5)98700.8831醪液由 68.39C 加热至 76C,耗热量为 Q5Q5=G 并 C 并t4=(5640X0.975+9870)0,8831X(76-68.39)=1.033105kcal=4.324105kJ热损失为总耗热量的 10%(包括热损失及保温耗热)。加热糖化锅的热量为 QQ5总和的 2.5%。Q 糖=(Q1+Q5)X(1+2.5%)X1.1=(1.114X05+1.033X05)X1.0251.1=2.421X05kcal=1.013106kJ(2)麦汁煮

55、沸耗热100kg 原料加洗槽水可得 700kg 麦汁，过滤后麦汁温度为 72C加热麦汁至 100C,消耗热量为 Q6Q6=G 麦汁 C 麦汁(100-t)=18800迪 0,95(10072)6100=5.834X05kcal=2.442t06kJ蒸发耗热量 Q7煮沸强度 10%,煮沸时间 1.5hQ7=w*r=188000010%1.5540=1.7766106kcal=7.44106kJ6100煮沸锅总耗热量 Q 煮热损失为总耗热量的 15%(包括热损失及保温耗热)。加热煮沸锅的热量为前两项总和的 2.5%Q 煮=(Q6+Q7)X(1+2.5%)X1.15=(5.834105+1.7766

56、106)X1.025A.15=2.78106kcal=1.165107kJ(3)麦汁制备一次耗用蒸汽量 Di设蒸汽压 2.5kgf/cm2(表压),查得其热始为 648.7kcal/kg间接蒸汽加热效率为 95%,则Q 糖+Q 煮+Q 糊 2.4211052.781064.037105=68.39CDi=二(i100)n(648.7100)95%=6572.1kg=6.5721t/次日糖化用汽量：6.5721)6=39.4326t/日年糖化用汽量：39.4326)300=11829 万 t/年4、洗瓶机用汽量D 洗=J*NJ经验数据，16-58kg/1000 瓶 h,取 30kg/1000 瓶

57、 hN千瓶数日用汽量：30X95156/1000=2854.68kg/日=2.855t/日年用水量：2854.68)300=856404kg 斤=856.404t 介5、杀菌机用汽量D 杀=J*NJ经验数据，取 150kg/1000 瓶 hN千瓶数日用汽量：150X95156/1000=14273.4kg/日=14.274t/日年用水量：14273.4)300=4282.02t 介6、酵母培养耗汽量酵母一般每月培养一次，每次用汽 1200kg年用汽量：1200X12=14400kg/年=14.4t/年7、年总耗汽量(一些附属设备及管道杀菌占前面各项总和的 2%)(D 糖+D 洗+D 杀+D 酵

58、)X(1+2%)=(11829+856.404+4282.02+14.4)M.02=1.733X04t/年表4.2耗汽量表2压力kgf/cm日用汽量t/天年用汽量t/年2.539.432611829洗瓶2.52.855856.404杀菌机2.514.2744282.02酵母培养2.51.214.4其他2.51.16339.64总计2.558.921641.733104.3 耗冷量的计算121、工艺耗冷量(1)麦汁冷却耗冷量 Qii一段冷却， 麦汁由 98c 冷却至 9C,1 小时冷却完毕， 冰水由 2c 上升至 80C,冷却损失是 5%,自来水温度 32C日耗冷量：Q11=GC(t)X(1+1

59、.5%)=402.06103X1X(32-2)X1.015=1.224107kcal/天=5.124107kJ/天年耗冷量：1.224X07M00=3.673109kal/年=1.5371010kJ/年(2)发酵过程耗冷量 Q12本设计采用一罐法发酵，12。麦汁发酵度 65%,设麦汁中浸出物全部为麦芽糖，C12H22O11+H2O+4ADP+4Pi=4c2H50H+4CO2+4ATP+热每 kg 麦芽糖发酵中实际放出 146.6kcal 热量，麦汁糖度是 12w=104120/61.04712%65%=1417.2kgQ=q*w=146.61417.2=2.078105kcal=8.7 汉 0

60、5kJ发酵液从 10c 自然升温至 12C,此过程需耗热 QQ=104120/6X047义(1+0.008)0,93义(12-10)=3.41X04kcal=1.43105kJ0.008接种量0.93发酵液比热Q12=Q-Q=2.078X05-3.41104=1,737 汉 05kcal/次=7.27105kJ/次3 锅麦汁满 1 锅锥形罐，则主发酵耗冷量：1.737X05刈=5.211105kcal/罐=2.181106kJ/罐主发酵期 7 天，每天耗冷量：5.2111056/3=1.0422106kcal/天=4.36106kJ/天年耗冷量：1.0422M06刈 00=3.1266108k