年产10万吨啤酒厂项目设计方案

1、 万吨啤酒厂项 目设计方案总论（一）设计任务毕业设计要求我们综合运用所学过的基础知识和专业知识，设计系统的、完整的啤酒工厂。设计侧重点在啤酒工厂的发酵车间工艺流程。平面布置和发酵罐的设计。（二）设计的指导思想以广西大学生命科学与技术学院生物工程教研室于2005 年 4 月下达的年产 10 万吨啤酒厂的工厂设计任务书为依据。（三）设计的特点本设计严格按照微生物发酵工厂的要求，严格注意周围环境的清洁卫生，注意工厂车间对防火、卫生的影响，充分注意“三废”的影响和处理，保护环境。工厂的设计采用现代化的生产工艺，能实现自动化、连续化、高效率的生产。（四）设计范围本设计为啤酒工厂方面的初步设讁，其主要内容

2、为：以大麦、大米和酒花为主要原料生产11p淡色啤酒的工艺流程的选择及论证，工艺流程包括麦芽生产、啤酒生产。全厂的物料衡算。全厂水、电、汽、冷及压缩空气用量的计算。主要设备的选型和计算。发酵车间平面布置图。锥型罐的装配图。全厂平面布置图。全厂的技术经济指标及经济效益的计算。年产量：10 万吨 11 p 淡色啤酒 TOC o 1-5 h z 采用三锅两槽式糖化设备（糖化锅、糊化锅、 煮沸锅、 过滤槽和沉淀槽）。糖化一次可得热麦汁8.55 104L， 旺季每天糖化5 次， 淡季每天糖化3 次，每年生产天数为300天，其中旺季按200天算，淡季按100天算，则共糖化1300次，可生产10万吨啤酒。产品

3、品种11 度淡色啤酒，全部瓶装，每瓶容量为0.64L发酵、贮酒期采用圆柱体锥型发酵罐一罐法发酵，发酵、贮酒时间为20 天。生产规模： 10 万吨 / 年生产方法：双醪一次煮出糖化法（二次煮出糖化法），圆柱体锥型发酵罐一罐发酵法生产天数： 300天 /年，旺季按200天算，淡季按100天算最大日产量： 384.5 吨 /天副产品产量：湿糖化槽1.71 103吨 /每年产品质量： 11 p普通淡色啤酒：符合GB2785规定总损失率： 12.1%（对热麦汁）单耗 （耗原料量/吨啤酒）精选大麦：179.6Kg/吨啤酒麦芽：132.7/ 吨啤酒大米：48.2/ 吨啤酒混合原料：177/吨啤酒水：14.2

4、 吨 /吨啤酒电：23.4 度 /吨啤酒冷 6.5 105kJ/吨啤酒压缩空气：25/吨啤酒蒸汽： 433 吨 /吨啤酒 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 劳动生产率：正式职工372 人取瓶装 2.5 元 /瓶，生产总值为38593 万元总投资 ： 2 亿 （ 经验估算 ）设备价值：1.2 亿元（占60）建筑工程：3340万元（占16.7）安装工程：2000 万元（占10）其他费用：2660 万元 （ 占 13.3 ）单位产品成本： 2800万元 /吨经济效益估算： （见表 1-1 ）项目单位11 度普通淡色啤酒啤酒

5、商品量瓶154375000每箱啤酒成本元43每箱啤酒出厂价元65每箱啤酒税元12每箱啤酒利润元10全年利润万元6432.3注：每箱啤酒为24 瓶工作制度及定员工作制度工厂每年生产300 天，其余时间作为开机前、开机后的维修、保养时间。对于行政人员，全年按每天8 小时的工作时间，不实行倒班制，每周休息两天。对于生产人员，生产时间里，则实行倒班制，各小组按白班、中班、夜班轮换，每7 天轮换一班；在停产进行设备大检修时，按8 小时工作制度。定员年产 10 万吨啤酒厂定员见下表: 表 1 2序号部门工业生产人员非生产人员合计说 明生产 工人辅助 人员技术 员职员1公 共关 系部2682财务部3473企

6、 业文 化 部1234企 业管 理 部510155生 产技 术 部525306企 业发 展部1347直销部210128销售部215179供应部291110工程部3101311物业管理4202412运输27913贸易公司14514罐装车间14715机修车间50435716酿造车间3043417动力车间4054518纸箱车间4835119贮瓶车间4420保卫科15116（ 九 ） 公用工程及辅助工程主要是变电所、冷冻机房、水泵房、锅炉房、机修房、仓库、食堂、瓶 箱堆场等。本厂位于桂林市郊，工厂临近环城公路，北距火车站2.5 公里，西距桂林机场 12 公里，交通十分便利，为原（辅）料以及产品的运输带

7、来极大方 便。万伏高压输电线路直达本厂，市水厂生活用水干线也直通厂部。工厂生产和生活用水也还可以直接采用地下水源供水，其水质均能符合国家生活用水标准。该厂区气候条件如下：最低温度：5平均湿度：最低温度：5平均湿度：80%主导风向：东南风最低：15一般气温：18 32最高湿度：90%水温：最高32三废处理及综合利用节能措施三废处理及综合利用麦芽制造和啤酒酿造的生产过程中，会产生很多副产物（见表 2-3） ，主要有：麦芽的根芽、糖化的麦槽、和废酒花槽、冷却的沉淀蛋白质、发酵的剩余酵母和CO2等。表 1 3工序副产物名称产量选麦瘪麦和杂谷占大麦投料量的5%-10%麦芽干燥麦根约占大麦投料量的3%糖化

8、麦槽160-200kg/100 Kg 投料量冷却废酒花槽 沉淀蛋白约为使用整酒花投料量的3 倍0.3-0.7kg/100L 热麦汁发酵主、后发酵酵母CO21-1.5kg/ 干酵母/t 啤酒约 5kg/100L 啤酒合理的利用这些副产物，能有效地降低生产成本，减少污染，有一定的 社会和经济效应。麦槽麦槽是啤酒厂最大量的副产物。每投入100kg 的麦芽，约产生湿麦槽 160-200kg，含水分80%左右，以干物质计为30-40kg。以下是麦槽的成分：表 2-4：湿麦槽的成分成分含量 /%成分含量 /%水分80左右可溶性非氮物10粗蛋白质5粗纤维5可消化蛋白质3.5灰份1脂肪2从这两个表可以看出，麦

9、槽具有很丰富的营养价值，是很好的饲料。若是把从麦汁回收的沉淀蛋白和废胶木掺入其中，则更具营养价值。湿麦汁水分大，营养丰富，易染菌腐败，不宜久放，应将麦槽及时出售。但是献技是生产旺季，麦槽产量大，为防止麦槽腐败，影响啤酒厂的环境质量，可先对麦槽进行低温干燥，以干麦槽出售。表 2-5：干麦槽的成分成分含量 /%成分含量 /%粗蛋白质28.0粗纤维17.5粗脂肪8.2粗灰份2.5无氮浸出物41.0营养值/ （ kJ/kg ）21000酵母在啤酒生产过程中，每生产 1 吨啤酒， 有 1-1.5kg 剩余酵母产生，其中2/3 是主发酵酵母，这部分酵母质量比较好，可回收再利用，一部分用做接种，另一部分经低

10、温干燥后出售，用做制药原料。另外1/3 是后发酵酵母，在贮酒过程中与其他杂质共同沉淀于贮酒罐底，质量比较差，应送入糖化车间与麦槽一起干燥，作为饲料出售。CO2CO2 是啤酒发酵的重要副产物。它对空气质量的影响是很大的，同时，它又是啤酒中不可或缺的成分，因此，现代的啤酒厂都会对CO2 进行回收利用。一般的啤酒厂利用CO2 的方法，主要有充入啤酒形成啤酒特有的泡持性，或是压缩后罐装出售。废水废水的来源制麦车间的用水主要包括浸麦用水和冷却用水两部分，其中浸麦用水是制麦车间废水的主要来源，它是一种颜色很深、极易腐败、高强度的有机污染物。啤酒生产过程中产生的污水主要来源于酿造车间，从酿造车间出来的水含有

11、大量的有机物质，如麦槽、废酵母、热凝固物等，应尽量作为副产物回收利用，可减轻废水的污染程度，同时可以增加工厂的收入。废水的处理方法：啤酒工厂的生产规模是比较大的，一天会产生大量的废水，若不将废水进行处理就直接排出，会对环境产生很大的污染。本设计中非常注意对废水的处理。除了以上减少废渣的排放能够比较有效的降低废水的污染程度外，本设计中还采用了厌氧- 好氧相结合的工艺来处理废水。选用这样的废水处理工艺可以比较有效的去除废水中的有机污染物。啤酒废水中含有大量的有机物质，如废酵母、麦槽等，采用厌氧污泥床先对废水进行处理，利用厌氧菌的代谢作用将有机物质分解，可以有效降低废水中BOD含量，另外还能将部分污

12、泥附着在隔栅上，起到一定的分离作用。经过好氧处理的废水COD含量显著降低。这样，经过厌氧- 好氧处理的废水，能够达到规定的废水排放标准。本设计中，大麦、大米等固体原料的输送采用斗式提升机及真空气流输送等方式，大大提高了本厂的机械化程度，减轻了工人的劳动操作强度。自动化方面，本设计对糖化、发酵、过滤等车间实行自动化控制。对影响生产的如温度、PH值、 物料流量等参数进行自动监测，并将信息发送到各车间的控制室，有操作工人在电脑上完成对各个参数的调节。在麦芽生产车间，通过增设计量槽，提高该车间的自动化程度，同时监测各工序 的温度。产品的质量：啤酒的非生物稳定性：预防的措施主要有：原料和加工工艺方面，在

13、不影响风味和酒体的情况下，尽量减少啤酒中高分子蛋白质的含量；罐酒是尽量避免与空气的接触；添加非生物稳定剂，设法分解或除去易形成浑浊的前驱物质。啤酒的喷涌现象防止啤酒的喷涌现象的措施：避免金属污染；添加过量的钙离子；罐装后采取窜沫排氧措施；用尼龙滤去造成喷涌的前提物质。2、食品卫生近年来，啤酒工业已取得较大发展。在啤酒中添加的添加剂也逐渐多了起来，主要有：PH调节剂、抗氧剂、增泡剂等。在生产中要严格注意食品卫生条件。3、质检措施啤酒质量标准是按国家轻工业部颁发的啤酒质量标准来进行的。啤酒的验收规则：于同一生产期内生产的啤酒经过过滤包装出厂的啤酒为同一批每批啤酒出厂的时间应有技术检验部门的签署的质

14、量合格证书；抽取样品时，可在每批中不同之处任意抽取七瓶，其中两瓶做化验用，余下五瓶留做啤酒稳定性实验。4、防火锅炉房、原料仓库、冷冻站、变电站等是啤酒厂内防火重地，应重点防范，同时，对以上这些工段的操作工人要严格考核，方能录用。（ 一 ） 、麦芽生产流程麦芽的生产过程包括原大麦的预处理和贮存、大麦浸渍、发芽、 发芽干燥、（见图 2-1 ）原大麦的预处理和精选大麦的贮存进厂大麦通常含有各种杂质，如石粒、 尘埃、 木屑、 杂草和其它谷粒等。因此，原大麦进厂后应先经过粗选，才能进仓贮存，设计上选用SZ 型振动筛，它具有三层筛面，能分别去除原大麦中的大、中、小杂质。粗选后的麦流先经过磁力除铁器除去铁屑

15、，然后经过除石机后除去和麦粒一样大的砂石。除去铁屑和砂石后，要进行精选及分级。大麦精选的目的是除去大麦中的杂谷；而大麦进行分级的目的是：为浸麦均匀、发芽整齐创造条件；颗粒整齐的麦芽，粉碎后能获得粗细均匀的麦芽粉；分级提炼出的瘪粒，从而提高麦芽的浸出率。 TOC o 1-5 h z 大麦分级的标准2 ：分级标准筛孔规格/mm颗粒厚度/mm用途一号大麦25 2.52.5 以下制麦用二号大麦25 2.22.2 以下制麦用三号大麦2.2 以下饲料用精选机与分级筛结合在一起，称为联合机。本设计就是采用联合机的 生产方式。 TOC o 1-5 h z 大麦浸渍（浸麦 ）精选大麦经过先整体计量仓计量后, 进

16、入麦水混合槽与水混合, 再利用输麦泵打入浸麦槽浸渍.浸麦的目的:浸麦是为了供给大麦发芽时所需的水分, 大麦浸渍之前, 胚部含水量很少 , 一切代谢活动几乎停止, 浸麦之后, 氧气投入种皮及胚部细胞内,大麦的呼吸作用增进, 各种代谢作用开始恢复.浸麦方法 断水浸麦法断水浸麦法的特点是操作简单易控制、浸麦时间较短、发芽均匀、酶活力高、胚乳溶解良好。在断水浸麦的过程中，大麦每浸渍一段时间后断水，使其与空气接触。浸水与断水期间均需通风供氧。本厂采用常用的浸2 断 6 法，总的浸麦时间约为60h 左右，空气休止时间为44h 左右。（ 3）浸麦设备 带循环管的柱体锥底浸麦槽这种浸麦槽在传统锥底浸麦槽的基础

17、上，加设了一条中心循环管，压缩空气由粗管底端送入，同时将麦、水混合带入，由管上喷出，经过管上端连接的回转排料臂，旋转排出。如此往返循环运动，起到机械搅拌、清洗和通风的作用，清除供氧和翻拌的死角，效果良好。3、大麦发芽经过浸麦工序之后，浸渍大麦被送入萨拉丁发芽箱中，通过控制水分、温度、麦层中氧气和碳酸气的含量，适当调节麦粒的溶解和生长过程，使麦粒既达到理想的溶解度，又不过分地消耗起内溶物质。发芽的目的：发芽的目的是使麦粒生成大量的各种酶，并使麦粒中一部分非活化得到活化和增长，以利于麦粒中部分淀粉、蛋白质和半纤维素等高分子物质分解，满足糖化时的需要。发芽方法及设备经过浸麦工序之后，浸渍大麦被送入萨

18、拉丁发芽箱，这是当代较为通用的发芽设备，它具有生产规模大，附属设备简单、控制比较方便、合理等特点。本设计中，麦芽箱的通风方式采用连续式的通风方式，通风量小，风速低，因此，麦层温度比较平稳，麦层上下温差小，失水的可能性小，大麦萌发较快，麦层中的CO2含量低且麦层的翻拌次数减少，每天只需翻拌23 次即可。出料方式：本设计利用翻麦机做出料机用，即当翻麦机作翻麦用时，前进速度为0.4 0.5m/min；作出料机的时候，其螺旋翼片停止转动，前进速度为10m/min。在出口设置气流输送机，送至单层高效干燥炉。这样的出料方式可以减少发芽箱的附属设备。萨拉丁箱式发芽的操作要点：已经露出白点的浸渍大麦进入发芽箱

19、后，利用翻麦机摊平，在不超过15的条件下，16h 内不翻麦。第一天的进风温度，应控制在1517，以后缓慢将进风温度降至1214。发芽旺盛期间每隔6 8h 翻麦一次，发芽后则每隔12h 翻麦一次。加速发芽和减少制麦损失的措施：采用传统的发芽方法，发芽时间一般为6 8 天，为了缩短发芽时间，可采用如下措施： CO2休止法这一方法是增加麦粒呼吸空气总的CO2 含量以抑制其新陈代谢，同时又能活化酶，使麦芽溶解继续进行。大概做法是减少通风时间，使CO2 积累到浓度为20%，再通风5-6h ，降低CO2的浓度。不过其休止时间过长，会影响麦芽质量，同时也要考虑操作人员CO2中毒的问题。赤霉素处理添加 0.0

20、1 0.03mg/kg 的赤霉素后，能缩短大麦休眠期，分解a-葡聚糖，使发芽天数从7 天缩短至5 天，提高麦得率各3%左右。在发芽的初期添加赤霉素的效果较好。把赤霉素结晶粉末先用乙醇溶液溶解后再溶于水中，使用时，对于出根麦芽一边用翻麦机翻麦，一边用赤霉素进行喷雾，能起到良好的效果。甲醛浸麦用甲醛浸麦可杀菌，添加甲醛可以降低啤酒的花色苷含量，此外可以减少制麦损失。但是必顛考虑使用甲醛的安全性，本设计不采用此方法。氨水浸麦大麦经16、24 小时的浸麦后，再在0.25%的稀氨水溶液浸渍5h。 这样可以抑制幼芽和幼根的生长，把大麦清洗干净后，添加赤霉素使其在16发芽6 天，麦芽的质量好，且制麦的损失减

21、少至6%左右。4 、麦芽干燥和除根：1）麦芽干燥的目的：绿麦芽含水量大，因此容易腐烂，必须干燥才能保存；让麦芽伴随着发芽和溶解的化学变化停止； 除去绿麦芽的清腥味，赋予麦芽特有的色香味； 除去极易吸湿的麦根。刮扳机水浮麦2 1 麦芽生产流程（ 2）麦芽干燥方法及设备本设计选用通风式单层高效干锅炉。它的特点如下：单层高效干燥炉的加热面和通风量大，能较快的将绿麦芽的水分除去，干燥时间短；麦层可以达到1m，不用翻麦机，其他附属设备也比较简单；炉身较一般的平面式干燥炉低，投资费用也较低；回风可以利用，经济上和工艺上均较合理；易于实现自动化控制。（ 3）除根由于干燥炉卸出的热麦芽不能直接贮仓或用于酿酒，

22、必须先经过除根及贮藏前的冷却处理。除根的原因： . 根芽吸湿强，贮藏时容易吸收水分而腐烂； . 麦芽有不良苦味，如带入啤酒，会破坏啤酒的口味； . 根芽易使啤酒改变色泽。除根过程除根机上有一个缓慢转动的金属网滚筒，内装搅刀，以同一方向旋转，但转速较快，当搅刀搅动时，部分麦芽互相撞击而使根芽脱落，部分抛向筒臂而击落。麦根穿过筛孔，落于螺旋槽内，被螺旋器推出。除根后的麦芽排出时，再经过依次风选，将灰尘及轻微杂质除去，同时麦芽也得到冷却。除根的要求根芽具有很强的吸湿性，因此除根操作应在麦芽干燥后24h 内完成。4、干燥麦芽的贮藏新干燥的麦芽不宜立即用于酿酒，应经过一段时间的贮藏，贮藏时间一般不能少于

23、一个月，视麦芽情况而定。麦芽贮藏时的要求：尽量缩小麦芽与空气的接触面；贮藏中的麦芽，其水分不宜超过5%；应按时检查麦芽的温度和水分；贮仓时间至少一个月才能用于酿造；麦芽按品种、批次分别保管。（二） 、啤酒生产流程1、麦芽粉碎将麦芽通过喷水浸渍和充以空气，使其水分达到28 30%； 让后在增加水分的条件下，用对辊式粉碎机粉碎，一面粉碎，一面加水调浆，泵入糖化锅，粉碎时间在30 分钟左右。糖化 本设计采用目前最常用的双醪一次糖化法，该方法具有操作简单、煮沸时间短、能耗低、设备利用率高、生产时间短、生产成本低等特点。3、过滤 过滤槽是国内外麦汁过滤应用最为普遍的设备，本设计就是选用过滤槽作为麦汁过滤

24、的设备。过滤槽法操作过程：将糖化终了的糖化醪泵入过滤槽中，过滤槽事先扑好过滤板并由槽底部引入少量78热水。 以刚没过过滤板为度，以排除过滤板与槽底之间的空气；糖化醪泵入过滤槽后，利用翻麦机翻拌均匀，然后静置20 30 分钟，使麦槽下沉，形成过滤层；过滤开始，顺序打开一个或两个麦汁排除阀，然后迅速关闭，将过滤板与槽底之间的沉淀物排出。反复数次之后，将全部排除阀小开，控制流速，以防槽层抽缩紧压，影响过滤。开始流出的麦汁不清，用泵泵回过滤槽，待流出的麦汁（第一麦汁）变得清亮后，送入麦汁暂贮罐或煮沸锅。过滤一段时间后，麦槽开始紧压，麦汁流速逐渐变小，此时应以翻槽机缓慢翻拌，使麦槽层再度疏松，麦汁流出顺

25、畅。待第一麦汁流至露出麦槽时，在麦槽上喷洒热水，开始洗槽，将残留糖液洗出，此为第二麦汁。麦槽洗涤至残糖浓度为1.0% 1.5%后，打开槽底部的排槽孔，利用翻槽机将麦槽翻出。麦汁的预冷本设计采用回旋沉淀槽法。回旋沉淀槽占地面积少，加工容易，投资少，卫生条件容易控制，洗刷容易，可采用自动清洗，采用回旋沉淀槽法，凝固物沉淀快而结实，与空气接触面积小，麦汁色泽较浅。1、麦汁糖化流程酒花冷凝固物酒花糟 热凝固物冷凝固物酒花糟 热凝固物清酒来啤酒包装图在回旋沉淀槽中麦汁与槽壁成切线方向泵入槽内，泵入时与槽内的液面水平，使麦汁进入槽内形成回旋运动，产生回旋效应，凭借离心力使凝固物沉积槽底中心，形成坚实的沉淀

26、物，与麦汁分离；待固液相分离完毕，麦汁由槽底边的出口流出；沉淀槽底的凝固物则从中心的出口排出。麦汁冷却本设计选用薄板冷却器是新型的密闭冷却设备。它采用不锈钢板制作，由许多两面带沟纹板组成，两块一组。薄板冷却器工作时，麦汁和冷却剂通过泵输送压力，以湍流形式运动，循着沟纹板逆向流动，而进行热交换。各板角上均穿孔，构成麦汁和冷却剂的分配通道，麦汁和冷却剂可由这些孔导入各板对，经过热交换后，再使之导出。啤酒发酵本设计采用目前较为常用的锥型发酵罐进行发酵生产，生产方式上采用一罐法，采用锥型发酵罐法，具有投资省、生产周期短，无菌操作好，能进行自动化控制等优点。本设计所选用的酵母为多特蒙德酵母，其发酵度高，

27、凝聚性能好。啤酒过滤本设计先用烛式过滤机进行硅藻土的粗滤，再通过PVPP机除出多酚物质和蛋白质，最后经过膜精滤机进行精滤。通过此过滤系统可以将啤酒中浑浊物除去，使啤酒具有高的非生物稳定性，生物稳定性及风味稳定性。最后经过离心机将啤酒中的微小悬浮物质去除，使啤酒更加澄清、口感更好。三、全厂的物料衡算（一） 、麦芽生产麦芽生产基础数据:表 4-1 麦芽生产基础数据2项目%代号原大麦含水分13W1浸渍大麦含水分45W2绿麦芽含水分43W3干麦芽含水分3.5W4浮麦含水分35W5清麦及杂谷分离损失10P分级损失5R浸麦损失0.8t浮麦损失0.2n发芽损失4m除根损失3.5q2.100kg 精选大麦生产

28、浅色麦芽的物料衡算浸渍大麦大麦的干物质含量=100-13=87(kg)浸麦总损失=n+t=0.8%+0.2%=1%浸渍大麦后含干物质量=87 (1-1%)=86.13(kg)浸渍大麦重量=( 86.13 100) /( 100 45) TOC o 1-5 h z 浸渍大麦容重以660kg/m3计算:浸渍大麦容积=( 156.6 1000) /660=237.3 ( L)绿麦芽精选大麦浸麦发芽过程的总损失为:1%+4%=5%100kg精选大麦发芽后, 绿麦芽的干物质含量:87 (1-5%)=82.65(kg)绿麦芽的重量=( 82.65 100) /(100-43)=145(kg)绿麦芽的容重以

29、410kg/m3计算:绿麦芽容积=145/410 1000 353.66( L)精选大麦容重以635 kg/m3计算:精选大麦容量=100/635 100 157.5( L)由精选大麦制成半成品绿麦芽的容积增加倍数为:353.66/157.5=2.25( 倍 )( 3)成品麦芽根据基础资料, 干麦芽含水分为3.5%,根芽损失为3.5%,则 100kg精选大麦得麦芽根量=87 3.5%=3.05 (kg)除根后成品麦芽干物质量=82.65-3.05=79.60(kg)则 100kg精选大麦制成成品麦芽的重量为：79.60/(100-3.5) 100 82.49 ( kg)成品麦芽容重以500kg

30、/m3计算2：成品麦芽容积=82.49/500 1000 164.98( kg)( 4)原大麦：根据基础资料，清麦及杂谷分离损失为10%，分级损失为5%，则 100kg 精选大麦需原大麦(即商品大麦)量为：100/100-(10+5) 100 117.6( kg)原大麦容重以650kg/m3计算2：原大麦容积=117.6/650 1000 181（m3）分级前大麦重量=100/（100-10） 100 111.1 （ L） TOC o 1-5 h z 大麦精选率100/117.6 10085麦芽生成率除根后的麦芽量/ 精选大麦量100 79.6/117.6 10079.6成品麦芽对原大麦的生成

31、率=79.6/117.6 10067.75生产 100kg 成品麦芽所需原大麦量=117.6/82.49 100 142.7（ kg）生产 100kg 成品麦芽所需精选大麦量=100/79.6 100 125.6（ kg）（ 5）浮麦：基础数据：浮麦损失0.2%则 100kg精选大麦中，浮麦为87 0.20.174 （kg）浮麦含水分按35%计算：则浮麦重量=0.174/（100-35） 100 0.27（ kg）设浮麦在空气中干燥后水分含量为13%，则干浮麦重量=0.174/（100-13） 100 0.2（ kg）干浮麦容重以500kg/m 计算：则 100kg 精选大麦的浮麦容积为：（

32、6）麦根从（3）得麦根量3.05kg设麦根含水分10%100kg 精选大麦的麦根量=3.05/（100-10） 100 3.39（ kg）麦根容重以350kg/m3计算则 100kg 精选大麦制得麦根：3.39/350 1000 9.68（L）（ 7）精选大麦100kg 精选大麦容积为：635 100 157.5 9L表 4-2 麦芽生产物料衡算表：物料名称对 100kg 精选大麦对 100L 成品麦芽kgLkgL浸渍大麦156.6237.3189.8287.6绿麦芽145.0353.7175.8428.7成品麦芽82.5165.0100.0200.0原大麦117.6181.0142.7125

33、.6浮麦0.20.40.20.5麦根3.49.74.111.8精选大麦100.0157.5121.2190.9（ 二 ） 啤酒生产1、基础数据（见下表）2序号项目名称%说明1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922原料配比麦芽75大米253损失率冷却损失7对热麦汁发酵损失1.5过滤损失1.5包装损失1空瓶损失0.5瓶盖损失0.5商标损失0.14总损失啤酒总损失12.1对热麦汁100 千克原料（麦芽+大米）生产11 p 淡色啤酒的物料衡算：2、热麦汁量：原料热麦汁收得率=75%（100-6） =70.5%原料大米收得率=92%(100-13) =80

34、.04%混合原料收得率=( 0.75 70.5%+0.25 80.04%) =71.79%则 100 千克原料产得11 p 热麦汁量为：71.79 100/11=652.6 L11 p麦汁在 20度时的相对密度为1.080, 而100时热麦汁体积增加1.04 倍。 则：热麦汁体积：652.6 1.04/1.080=628.4 L冷麦汁体积：628.4( 1-0.07 ) =584.4 L发酵液量：584.4(1-0.015)=575.6L过滤酒量：575.4(1-0.015)=567.0L成品酒量：567.0(1-0.02 )=558.5 L100kg混合原料生产成品啤酒为558.5 L则生产

35、100L11 度啤酒需要的混合原料量为：100 ( 100/558.5 ) =17.91kg麦芽耗用量为：17.91 75%=13.43 kg大米耗用量为：17.91 25%=4.48 kg酒花：国内淡色啤酒100 L 热麦汁加入的酒花量定为0.15kg 2100 L 啤酒加入的酒花量定为：100(628.4/558.5 )0.15%=0.169 kg热麦汁量：100(628.4/558.5)=112.5 L冷麦汁量：100(584.4/558.5)=104.6 L发酵液量：100(575.6/558.5)=103.1 L过滤酒量：100(567.0/558.5)=101.5 L湿麦糟水分约为

36、80%2麦糟量：13.43 (1-0.06) (100-75)/(100-80)=15.78 kg大米糟量：4.64 (1-0.13) (100-92)/(100-80)=1.56 kg湿糖化糟量：15.78+1.56=17.34 kg酒花糟量：酒花在麦汁中的浸出率为40%，酒花含水分以80%计则酒花糟量为：0.169 ( 100-40) /( 100-80) =0.507 kg( 11)酵母量生产 100 L 啤酒可得2 kg 湿酵母，其中一半作为生产接触用，一半作商品酵母用，即为1 kg湿酵母固形物量：1（100-85） /100=0.15 kg则含水分7%的商品干酵母量为：0.15 10

37、0/（ 100-7） =0.16 kg（12）CO2量11 p的冷麦汁104.6 浸出物量为：11% 104.6=11.50 kg冷麦汁的真正发酵度为：60%2则可发酵的浸出物量为：11.5 60%=6.9kg麦芽糖发酵的化学反应式为：C12 H22 O11+ H2O 2C6H12O62C6H12O11 4C2H5OH + 4CO2 + 56kal设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO2的产量为：8.24 （ 4 44） /342=4.24 kg式中：44CO2的分子量342 麦芽糖C12H22 O11的分子量设1 p啤酒含CO2为 0.40%2则酒中含CO2量为：104.6 0.4%=0.4

38、2 kg则释放出的CO2的量为：3.55-0.42=3.13 kg1m3的 CO2在20常压下重为1.832 kg故释放出的CO2的容量为3.13/1.832=1.71 m 3（13）空瓶需用量：100/0.641.005=157.0个（14）瓶盖需用量：100/0.641.01=157.8 个（15）商标需用量：100/0.641.001=156.4张设生产旺季每天糖化5 次，而淡季则糖化3 次，每年糖化次数为1300 次（淡季以100 天算，旺季以200 天算）表 3-2 糖化车间物料衡算表物料名 称单 位对 100 kg 混合原料100L11 度啤酒糖 化一次定额量10 万吨啤酒 生产混

39、合原 料Kg10017.9141.39 1041.807 107麦芽Kg7513.4341.02 1041.327 107大米Kg254.483.72 1034.82 106酒花Kg0.9440.1691.28 1021.67 105热麦汁L628.4112.58.55 1041.11 108冷麦汁L584.4104.67.95 1041.033 108湿糖化 糟Kg96.8417.341.32 1041.71 107湿酒花 糟Kg42.830.50723.85 10255.009 105发酵液L56175.6103.147.836 10481.019 108过滤酒L567.0101.57.7

40、14 1041.003 108成品啤 酒L558.510047.6 1049.88 107干酵母Kg0.8940.161.216 1021.58 105游离CO2量Kg17.483.1332.38 1033.09 106空瓶个876.8157.01.19 1051.55 108瓶盖个881.3157.851.2 10581.56 108商标个873.5156.41.19 1051.545 108注： 11 p啤酒密度为1012kg/m323、粮耗表Kg糖化一次旺季 /每天淡季 / 每天全年 / 每天混合原料41.39 10469550417306023.3麦芽41.02 10451000306

41、0044200大米33.72 10318550113016076酒花21.28 102640384554空瓶 / 个51.19 105595000357000515666.7水、电、汽、冷及压缩空气消耗、水量计算水是啤酒的主要成分之一，啤酒中含水量达85-90%。 水质的好坏直接影 响到啤酒的质量，即使有优良的麦芽和酒花。好的酵母和高超的酿造技术，若没有适当的优良的酿造用水，也难酿造出优质的啤酒。因此，啤酒酿制工作者对酿制用水非常重视。啤酒厂用水是大量的。水的用途一般可分为四个方面：即酿造用水、冷却用水、洗涤用水和锅炉用水。各种用水对水的质量的要求是不一样的。但以酿造用水最为重要。因此，选用水

42、质时，也以适合酿造用水为依据。生产淡色啤酒则使用硬度偏低的水；生产浓色啤酒可以选用暂时硬度偏高的水，冷却用水一般用深井水，河水或自来水经冷却塔冷却后循环使用。1、糖化用水第一麦汁浓度设为16 p，则根据经验公式：W=A（ 100-B） /B2其中式中：W 为 100 公斤原料所需的糖化用水量A 为 100 公斤原料含有可溶性物质（%）B 为第一麦汁浓度则 W=74.81 （ 100-16） /16=393 （升 /100 公斤原料）在实际生产中，因醪液在煮沸时有部分水分被蒸发，W应较计算高些。所以W取 400（升/ 公斤原料）则每次糖化用水量为：1.36 104 400/100=5.44 10

43、4 千克每次糖化用水时间为0.5 小时，故：每小时最大用水量为：5.44 104/0.5=1.088 105 千克 /小时2、洗槽用水根据经验：洗槽用水量为450L / （投料 100 kg ） 啤酒工业手册P336100 kg 混合原料用水450 kg 2 ，则洗槽用水量为：1.36 104 450/100=6.12 104 kg用水时间为1.5 小时，则每小时洗槽用水量为：6.12 104/1.5=4.08 104（ kg /h ）3、糖化洗刷用水一般 10 万吨糖化设备的洗刷用水约为3 吨，用水时间为0.5 小时，故：洗刷最大用水量为：3/0.5=6 吨4、沉淀槽冷却用水Q = G C

44、（ t2 - t 1）（ 冷却时间1 小时 ）式中：热麦汁放出热量Q = Gp Cp（T1 - T 2） 2热麦汁比重为：G麦汁 =1.0432热麦汁量为：8.55 104 1.043=8.92 104 （ kg/h ）热麦汁比热：Cp=0.98kcal/ kg 热麦汁温度：T1=100 T 2=55 冷却水水温：t 1=18 t2=45 冷却水比热：C=1kcal/ kg 2所以 Q= 8.55 104 0.98（100-55） =3.77 106（ kcal/h ）65所以 G= Q/C （ T2-T1） =3.77 106/1 （45-18） =1.4 105（kg/h）5、沉淀槽洗涤用

45、水每次洗刷用水约5 吨，冲洗时间约为0.5h ，故：每小时最大用水量为：5/0.5=10 吨6、麦汁冷却器冷却用水（可循环使用）采用薄板冷却器，热麦汁从温度95冷却至发酵温度6，冷却水从3升温到78。即：T1=95 T 2=6t 1=3t 2=78麦汁冷却时间t=1 h所以冷却水用量为：G=Q/C（t 2- t 1）麦汁放出热量Q=GPCP（T 1- T 2）/t式中： 麦汁量 G P=8.55 104kg/h麦汁比热CP=0.98kcal/kg Q=8.55 104 0.98（ 95 6）7.457 106kcalG 7.457 106 /1 （78-3）=9.94 104kg/h7、麦汁冷

46、却器冲刷用水设冲刷一次，用水3 吨，用水时间为0.5h，则最大用水量为：3/0.5=6 （吨 /小时）8、酵母洗涤用水（无菌水）每天酵母泥最大产量约200L2 ，酵母贮存期每天换水一次，新收酵母洗涤 4 次，每次用水量为酵母的两倍，则连续生产每天用水量为：（ 4+1）200 2=2000（ L） 设用水时间为1h，则每小时最大用水量为2吨9、发酵室洗刷用水一般锥形罐洗刷用水为其容量的10%，已知锥形罐的体积为300m3, 设每天洗 2 个锥形罐，则洗刷用水量为：300 10% 2=60吨设用水时间为2 小时则每小时最大用水量为：60/2=30 t/h设每天洗刷地面用水约4 吨，即 2 t/h则

47、发酵室用水量为：30+2=32 t/h10、 贮酒室洗刷用水每天冲刷贮酒缸一个，用水4 吨，管路及地面冲刷用水为2 吨，冲刷时间为 1 小时，最大用水量为：4+2=6 吨 /小时11、清酒罐洗刷用水每天使用4 罐，冲洗一次，共用水6 吨，冲刷时间为40 分钟，则最大用水量为：6 60/40=9 吨 /h12、过滤机用水每天冲刷一次，用水5 吨（包括顶酒用水），使用时间为1 小时，则最大用水量为：2 5/1= 10 吨 /h13、 过滤酒贮存缸洗刷用水每天冲洗1 个缸，用水4 吨，用水时间为1 小时，则用水量为：4 吨 / 小时14、洗瓶机用水设洗瓶机最大生产能力为25000 瓶 /小时，设计有

48、一台，冲洗时每个瓶用水约为 1 升，则用水量为：1 25000 1=25 吨 /h 。每天生产10 个小时，则总耗水量为：25 10=250 吨15、装酒用水装酒机每班冲洗一次，每次冲洗0.5 小时，需用水4 吨，则最大用水量为：4/0.5=8 吨 /h16、杀菌机用水杀菌机杀菌能力为25000 瓶 /h ，杀菌机同样用一台，每瓶耗水1 升则用水量为：25000 1/1=25000 升 / 小时 即 25 吨 /h每日用水6 小时，则日用水为：25 6=150吨 /日17、其他用水包括冲洗地板用水，管道冲刷用水，洗滤布用水等，每班需用水20 吨，用水时间约为2 小时，则用水量为：20/2=10

49、 吨 /h除以上各项工艺耗水外，还需考虑职工生活用水，如浴室，厕所，食堂等 用水。至于消防用水，在发生火警时，可调整生产用水和生活用水。表 4-1 啤酒用水量衡算表编号用水项目水质要求用水量最大用水量 （吨 / 小时）吨 /次吨/ 日1糖化用水自来水或深 井水1081085402洗槽用水深井水40.861.23063糖化室洗刷 用水自来水6394沉淀槽冷却 用水深井水140140255沉淀槽洗刷 用水自来水或深 井水1057006麦汁冷却器 冷却用水深井水99.499.44977麦汁冷却器 冲刷用水自来水或深 井水63158酵母洗涤用 水无菌水2229发酵室洗刷 用水自来水或深 井水37747

50、410贮酒室洗刷 用水自来水66611清酒罐洗刷 用水自来水96612过滤槽洗刷 用水自来水10101013过滤酒贮存 罐洗刷用水自来水44414洗瓶机用水自来水252525015装酒机用水自来水841216杀菌机用水自来水252525017其他用水自来水10206018总计546.2520.62766、蒸汽耗量计算1、糖化方法在啤酒生产中，糖化方法可分为煮出糖化法和浸出糖化法；煮出糖化法。根据部分醪液煮沸的次数，分为一次、二次和三次煮出糖化法。根据原料质量为提高原料利用率和降低成本，本设计采用双醪煮出糖化法工艺。1)糖化用水耗热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为：G1=( 3720+744)4=

51、17856 kg糖化锅加水量为：G2 = 17856 3.5=33096kg故糖化总用水量为：G = 17856+33096=50952 kg自来水平均温度取t 1 = 18 ，而糖化配料用水温度t 2 = 50故耗热量为：Q1 = ( G1 + G 2) Cw(t 2-t 1)=50952 1 （50-18）=1885224 kJ（ 2）由糖化流程可知： Q2 = Q 2 + Q 2 + Q2糊化锅内米醪由初温加热到100 度耗热量：Q2、 =G米醪 C米醪 （ 100-t o）G米醪 =3720+744+17856+22320 kg计算米醪的比热容C米醪 根据经验公式：C谷物= 0.01

52、（ 100-W） C0 + 4.18W 2 进行计算。式中W为含水百分率，CO为绝对谷物比热容。取 Co = 1.55 kJ/ （ kg K） C 麦芽 = 0.01 （ 100-6） 1.55 + 4.18 6 = 1.71kJ /（kg KC 大米 = 0.01 （ 100-13） 1.55 + 4.18 13= 1.89 kJ /（ kg K） C米醪= G 大米 C 大米 +G麦芽 C麦芽 +G1Cw/G大米 +G麦芽 +G1=3720 1.89+744 1.71+17856 4.2/（3720+744+17856）=3.73kJ/ （ kg K） 米醪的初温t 0，设原料的初温为18

53、，而热水为50则t 0= （ G大米 C大米 +G麦芽 C麦芽 ）18 + G1Cw 50/ G 米醪 C米醪= （3720 1.89+744 1.71） 18+17856 4.2 50/22320 3.73=46.8 把上述结果代入得：Q2 22320 3.73（ 100-46.8 ）=4431466.4 kJ（ 2）煮沸过程蒸汽带出的热量Q2 ，设煮沸时间为30 分钟， 蒸发量为每小时5%，则蒸发量为：V1= G 米醪 5% 30/60=558 Kg故 Q2 = V1 I=558 2257.2=1259517.6 kJ式中： I 为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜热（ kJ/kg ） 2

54、（3） 热损失Q2 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次耗热量的15%，即：Q2 = 15%（ Q2 + Q 2 ） 2把以上所得代入（1）式得：Q2=1.15（ Q2 + Q2 ）=1.15 （ 4431466.4+125917.6） =6544631.6 kJ2、第二次煮沸前混合醪液升温至70的耗热量Q3按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与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t 0 .（ 1）糖化锅中麦醪的初温t 麦醪 ，已知麦芽粉初温为18，用50热水配料，则麦醪的温度为：t 麦醪 = G 麦芽 C 麦芽 18 + G2Cw/G 麦醪 C 麦醪又由

55、 G 麦醪=9456+33096=42550C 麦醪 = G 麦芽 C 麦芽 + G2Cw/G 麦醪=9456 1.71+33096 4.2/42552=3.64把 C麦醪 =3.71 代入上式得：t 麦醪 = 9456 1.71 18+33096 4.2 50/442552 3.64=46.7 （ 2）根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变。则米醪的中间温度为：G米醪 22320 558 21762kgG混合 42552 21762 64872kgC 混合 = G 麦醪 C 麦醪 + G 米醪 C 米醪 /G 混合=21762 3.73+42552 3.65/64872=3.

56、67 kJ / （ kg K） 则 t= （ 64872 3.67 63 42552 3.64 46.6） /21762 3.73=96.3 因为这个温度比煮沸温度低3.7 ，考虑到米醪由糊化过到糖化锅输送过程的热损失，可以不必加中间冷却器。所以Q3=G混合 C混合 （ 70-63）64872 3.67 （70 63） 1666561.7 kJ3、第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知：Q4 = Q4 + Q 4 + Q4混合醪升温至沸腾所耗热量Q4根据工艺，第二次并醪后的温度为74，则送到第二次沸腾的混合醪量为G78 G -V2由物料衡算关系：（G-V2）C混合 100（G混合 G

57、）C混合 70（G混合 -V2）C混合 78由于第二次煮沸过程时间不长，且送过去煮沸的混合醪量不多，在此忽略V2不记，则上式变为：（G - V2） G混合 100（G混合 G ）C混合 70 G混合 78G （ 78 70） /（ 100 70） C混合 =26.7% G混合 C混合由前面的计算过程知：G 混合 64872 kg C 混合 3.67 kJ/（kg K）故 Q 4 26.7 G混合 C混合 （100-70）=26.7% 64872 3.67 30 =1907022.7 kJ3）二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4 煮沸时间为10 分钟，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为：V2=26.7%

58、64872 5% 10/60=144.3 kg故 Q 4=I Q 4=2257.2 144.3=325804.7 kJ式中 I 为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（ kJ / kg ）4）损失Q4 ，根据经验Q4=15%（ Q4 + Q 4）把以上所得代入（1）得：Q4=1.15（ Q 4 + Q 4）=1.15（ 1907022.7+325804.7） =2567751.5 kJ5）槽水耗热量Q5设洗槽水平均温度为80，每100 千克原料用水450 kg ，则用水量为：G洗 =1.36 104 450/100=61200 kg故 Q5=G洗 Cw（ 80-18） =61200 4.2 62=15936

59、480 kJ4、麦芽煮沸过程中耗热量Q6Q 6 = Q 6 + Q6+ Q6 由糖化物料衡算表可知，100 千克混合原料可得到575.6 千克热麦汁，设过滤过程完毕麦汁温度为70度，则进入煮沸锅的麦汁量为：G 麦汁 =1.36 104 575.6/100=78281.6 kg又 C麦汁 =10200 1.71+3710 1.89+13600 4.2 6.2/40063 7.2 =3.85 kJ /（ kg K） 故 Q6 =G麦汁 C麦汁 （ 100-70） =78281.6 3.85 （100-70）=9041524.8 kJ煮沸过程中蒸发耗热量Q 6，煮沸强度为10%，时间为1.5 小时则

60、蒸发水分为：V3=78281.6 10% 1.5=11742.2 kgQ6 =11742.2 2257.2=26504493.8 kJ热损失 Q 6=15%（ Q 6+Q 6）故Q 6=1.15（ Q16+Q116） =1.15（9041524.8+26504493.8）=40877921.4kJ糖化一次总耗热量：Q总 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6=1855224+6544631.6+1666561.7+2567751.5+15936480+40877921.4=67778570.2kJ糖化一次耗用蒸汽量D使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽，=2725.3 kJ /