年产500t啤酒生产-全

年产5000吨12o啤酒厂糖化和发酵车间工艺设计摘要本文主要介绍年产5000吨啤酒厂糖化和发酵车间工艺设计的一种思路，对生产工艺流程进行设计研究，其中包括12度啤酒的配方和工艺流程及其论证，物料平衡和设备的计算及其选型，本设计采用先进的工艺过程，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做了重点介绍。同时，考虑系统的灵活性、经济性及平安、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、降低生产本钱。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〔1张〕，车间平面布置图〔1张〕，车间局部剖视图〔1张〕，并编写详细数据说明书。关键词：工艺流程、糖化、发酵、设计Yearlyproduces5,000tons12obeerplantdesignSaccharificationandfermentationAbstractThispapermainlyintroducestheannual5,000tonsbeersaccharificationandfermentationprocessdesignworkshopofakindofidea,designformanufacturingprocesses,including12degreesofbeerformulaandprocessandequipment,materialandtheselectionofthedesignandcalculation,adoptsadvancedprocessforproductionprocess,materials,energysavingandonandontheselectionofequipmentdounitswereanalyzedinthispaper.Atthesametime,theflexibilityofthesystemsafety,environmentalprotection,economyandtherequest,andreducethechancesofcrosscontamination.Accordingtothecharacteristicsofbeerproductionstructurelayoutisreasonabledesign,makestheproductionworkshopasfaraspossiblecompact,materialsandenergytoshortenthedistancetransportation,thuseffectivelysaveresources,reducetheproductioncost.Basedonbeersaccharificationandfermentationcharacteristicsofmaterial,thebrewerysaccharificationandfermentationworkshopontheworkshopofheatbalanceofproduction,makeeachlinkcaneffectivelycombine,easytoimproveenergyefficiency.Thedesignresultsmainlyadoptsformforprocessflowdiagram(1),workshoplayout(1),workshopsections(1)locally,anddetaileddatasheets.Keyword：Process、glycated、Fermentation、design目录摘要IAbstractII前言1第1章绪论21.1啤酒的起源21.2我国啤酒工业开展简况31.3厂址的选择41.4市场预测41.5工程实施的意义5第2章设计规模及生产方案62.1设计规模62.2产品方案62.2.1生产规模及建设时间62.2.2产品质量及标准72.2.3水质标准及啤酒质量控制7第3章工艺流程及生产方法93.1啤酒酿造的工艺流程93.2啤酒酿造的原料93.3糖化车间的工艺要点103.4发酵车间的工艺要点123.5啤酒过滤13第4章工艺计算144.1工艺技术指标及根底数据144.1.1100kg原料〔70%麦芽，30%大米〕生产12°淡色啤酒的物料衡算144.1.2生产100L12°淡色啤酒的物料衡算154.1.35000t/a12°淡色啤酒糖化车间额定量物料衡算表154.2年产5000吨啤酒厂糖化车间的耗热量计算[5]164.3年产5000吨啤酒厂发酵车间耗冷量计算224.3.1工艺耗冷量[9]22发酵耗冷量Q222第5章主要设备选型及计算265.1主要设备计算265.2设备一览表29第6章车间平面布置设计306.1总平面布置根本原那么306.1.1设计原那么306.2车间布置设计原那么316.2.1糖化车间326.2.2发酵车间326.3车间建筑特点32第7章环境保护及综合利用337.1环境保护336.2.1副产品的综合利用336.2.2职业平安卫生34节约能源[11]34总结36参考文献37致谢38附录39前言此啤酒厂设计研究是通过设计、资料收集等实践过程，到达使我们掌握啤酒厂生产啤酒的各个环节及要求的目的。将本专业学到的知识应用到企业技术开展中去，提高自己动手的能力与设计能力。真正做到学以致用。本设计的是以在华润雪花啤酒厂〔哈尔滨〕实习2个月所获的根底资料为指导思想。根据《发酵工厂设计原理》，并结合相关资料自主设计的小型啤酒厂，本工程采用的生产方法和生产工艺技术，选用的设备稳定可靠，先进可行，生产的啤酒质量高。然而，啤酒行业在中国参加世贸组织后，关税门槛的降低，特别是税制的改革，使地方政府实施地方保护的政策杠杆和财政手段大大削弱，由此带来的市场形势的变化，将使中国啤酒业逐步走向公平、公正、合理的开展方向开展。更为重要的是，中国啤酒市场呈现了飞速开展的态势。已经超过了美国，成为世界最大的啤酒消费市场。第1章绪论1.1啤酒的起源关于啤酒的起源，众说纷纭，一种比拟可靠的说法是：欧洲大陆上的农场主在收割之后，总是把麦子堆放在粮仓内，这些简陋的粮仓往往因屋顶漏水而使仓内的麦子受潮，从而开始发芽并发酵，一位大胆的农民好奇地尝试了一下，发现这种液体又香又美味可口，从此人们便模仿着依样画葫芦，这样最原始的“啤酒〞便问世了。古代的啤酒生产是家庭作坊式，原料、香料也不统一。据史料记载，当时制造啤酒尚未使用酒花，只是把发了芽的大麦枯燥后加工成粉粒状，做成面包，再将面包粉碎成碎屑，然后将水储在敞口的缸里〔由此得来“液体面包〞之称〕，让空气中的酵母菌进入缸内发酵而做成啤酒。一直到公元八世纪，德国人才将使用大麦和酒花确定下来。19世纪中叶，由于加热方法的改良和蒸汽机的出现，以及后来冷冻机的问世和法国科学家巴斯德对啤酒酵母的研究，使啤酒生产走向科学，并得以工业化大生产。据考证：1837年，在丹麦的哥本哈根城里，诞生了世界上第一个工业化的生产啤酒厂。国内外著名啤酒：比尔森啤酒、多特蒙德啤酒、慕尼黑啤酒、三月啤酒、雪花啤酒、青岛啤酒。世界啤酒的主要类型的分类如图1-1所示。图1-1世界啤酒分布形式另有研究证明，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[11]。1.2我国啤酒工业开展简况1900年俄国人在哈尔滨建立了我国土地上最早的啤酒厂——乌卢布列夫斯基啤酒厂。1903年英国和德国商人在青岛开办英德酿酒，生产能力为2000吨，这就是现在青岛啤酒厂的前身，1904年在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂——东北三省啤酒厂。以后中国人及外国商人又先后在京、津、沪、穗兴建了一大批啤酒厂。啤酒工业在中国不到100年的开展历史，可以说是我国酒类中最年轻的成员，但其开展速度之快是别的酒所无法相比的。改革开放以来，随着人民生活水平的提高和生活习惯的改变，激活了我国啤酒市场所蕴含的巨大潜力，促进了我国饮料酒消费结构的变化，纵观我国啤酒工业开展历程，我们可将其划分为以下几个阶段：第一阶段：1900年～1949年，引进技术、啤酒生产的萌芽时期。在这个阶段，啤酒生产技术根本掌握在外国人手中，工厂规模小，产量有限。1949年以前，全国啤酒最高年产量约4万吨，其中1941年上海生产啤酒1.45万吨，1949年新中国成立时，只有8家啤酒厂维持生产，啤酒产销量仅0.76万吨。第二阶段：1953年～1979年，啤酒工业调整、小开展时期。1958年我国在天津、杭州、武汉、重庆、西安等大城市投资兴建了一批规模2000吨左右的啤酒厂，成为我国啤酒业开展的一批骨干企业。到1979年，全国共有啤酒厂约90家，产量达51.58万吨，是建国初期产量的70多倍，占饮料酒的比重为16.6％。第三阶段：1980年～至今，啤酒工业高速、大踏步开展时期。八十年代初，啤酒产品供不应求，“七五〞、“八五〞期间，国家对啤酒工业的开展予以很大支持，设立专项贷款，消化吸收引进技术，促进了啤酒行业的开展，生产能力和产量迅速增长。1985年全国啤酒产量310.4万吨，1988年啤酒厂开展到813家，总产量达656.4万吨，超过了日本、苏联、英国，仅次于美国、德国，居世界第三位，1993年我国啤酒总产量到达1225万吨，超过德国，居世界第二位，从而成为名副其实的啤酒大国，令全世界都刮目相看。1995年以后，啤酒行业从高速开展期转入稳定增长期，啤酒业也从成长期进入成熟期。这从啤酒产量的增长趋势可以看出：1978年～1994年的16年间，中国啤酒产量年均增长率到达25％；而之后1995年～2000年的5年中年均增长率下降到7.3％。二十多年来，中国啤酒工业从高速开展逐步走向稳定增长，产量从10万吨增加到2500多万吨；企业规模从小到大；上交税金从几千万元增加到几十亿元；啤酒品种不断增多，质量不断提高，满足了消费需求不断增长的需要。特别值得提出的是，随着人们生活水平的不断提高，近几年来，人们对中高档啤酒的需求量逐渐增大。冬天啤酒的销售量也逐年上升，啤酒销售的淡旺季逐渐缩小。当前，虽然啤酒产量增长速度减缓，但开展前景依然十分广阔。在2002年，中国成为世界第一啤酒大国，中国啤酒工业对国民经济建设将发挥更加重要的作用，并对世界啤酒工业产生越来越大的影响。随着人民生活水平的提高和生活习惯的改变，激活了我国啤酒市场所蕴含的巨大潜力，促进了我国饮料酒消费结构的变化，啤酒占饮料酒的比重连年上升，1980年啤酒占饮料酒的比重只有18.8%，1990年上升为49.9%，2000年那么为72.3%，我国居民对啤酒的消费能力不断增强，消费群体以20%的速度增长，人均消费量已达19升。我国啤酒需求量的快速增长加速了我国啤酒行业的开展，我国啤酒的产量保持持续的增长是以麦芽为主要原料的饮料酒，营养丰富，酒精含量低，易被人体消化吸收，人们俗称啤酒为“液体面包〞，1972年第九次世界营养食品会议曾把啤酒定为营养食品之一。我国是人口大国，啤酒的销量潜力巨大。2023年我国啤酒产销量超过5500万吨[2]。1.3厂址的选择本厂根据工农结合、城乡结合、有利生产、方便生活的原那么，选定厂址位于通河县镇北经济技术开发区。于该地建厂有以下好处：〔1〕该地为农作物高产区，原料及辅料供给充足。〔2〕该地交通十分便利，对于产品的内销和出口运输都十分有利〔3〕选厂址地形平坦、地形简单、整齐。〔4〕该厂靠近水源、电源，附近有热电厂。〔5〕该厂房建设在城市中心风向的下游以免污染城市空气。〔6〕工厂所排除的废物能够得到及时处理，有较大的排污空间[3]。1.4市场预测啤酒生产行业是我国开展很快的行业，随着经济体制改革的深入和经济的开展和人民生活水平日益提高，人们对啤酒的需求量越来越大。由于具有营养、保健、社交功能，消费周期短等特点，其市场销售一直稳定增长，现已逐步开展成为世界第一大酒种。由于原有一些出口啤酒的国家和地区，劳动力价格不断上升、本钱加大而无利可图，出口数量正在逐渐减少，而由于我们在本钱、价格等方面都有较强的竞争性，同时近年来世贸环境的日趋标准、合理，这也给中国的啤酒的出口带来了很大的市场和潜力[12]。1.5工程实施的意义我厂采用合理的加工技术，大力的挖掘当地啤酒生产的潜力，有效促进了当地啤酒生产工业的兴起。同时合理地选择厂址，并根据销售状况，灵活调整生产能力，严格质量管理和开拓城市和农村市场，可以防止工厂的一些亏损情况，把该工程作好[5]。从总体上看，该啤酒厂工程的实施具备有良好的政策环境，产品结构符合国家的工业化调整政策，有利于加速地方的工业化进程。该工程有利地利用当地资源及能源，推动产业结构调整，并采用先进的加工技术进行生产，面向关大农村和城市市场，从而到达农业增收、企业增值、国家增税，促进地方经济开展的多重效益。本文主要设计小型啤酒厂糖化及发酵车间。第2章设计规模及生产方案本工程的设计按照国家要求投资小、产出大、见效快的原那么，尽可能使建筑设施、能源〔水、电、汽〕在设计时与治理三废、环保、消防同步进行。2.1设计规模设计工程：年产5000t啤酒厂设计设计规模：淡季日产20t,旺季日产：40t生产天数：300天/年糖化次数：生产旺季〔150天〕8次/天生产淡季〔150天〕4次/天原料：大麦麦芽、大米、酒花成品：12度淡色啤酒〔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5.0～9.5香气和口味明显有酒花香气，口味纯粹，爽口，酒体协调，无异香、异味理化指标：酒精含量/%≥3.7原麦汁浓度/%12±0.2总酸含量/0.1mL·L-1≤2.6二氧化碳含量/%≥0.4双乙酰含量/mg·L-1≤0.13〔2〕产品卫生标准：卫生指标按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5000t厂建设采取统一的规划布局，标准化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。本工程从立项到施工达产验收，共需2年。第一年投产到设计生产能力的80%，第二年以后各年全部达产100%。2.2.2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GB4789.1～4789.28食品卫生检验方法微生物学局部GB4928啤酒实验方法GB5739啤酒塑料周转箱GB6543瓦楞纸箱GB10344饮料酒标签标准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[7]。2.2.3水质标准及啤酒质量控制建造啤酒厂，需要的条件有：水源、原材料供给、生产技术等。2水源：啤酒的主要成分就是水，所以水的好坏对啤酒的影响很大，详见表2-2：表2-2水质分析水质内容理想状态铁盐(以Fe计)<0.3mg/L锰盐(以Mn计)<0.1mg/L氨态氮(以N计)0氯化物(以Cl计)20-60mg/L游离氯<0.1mg/L有机物(高锰酸钾耗氧量)0-3mg/LPH值总溶解盐150-200mg/L味无味透明度透明，无沉淀颜色无色2.2.4.2啤酒质量控制采用世界上最先进的德国啤酒生产技术，生产技术人员由国内啤酒生产权威专家现场培训指导。遵循《德国酿造法》、《啤酒纯度法规》，运用具有国际水平的“阿托瓦发酵工艺〞，按照1516年威廉赫姆公爵四世时期规定的纯度精心酿制。建立质量检验部，确保啤酒质量合格出厂。质量检验，理化指标执行国标GB－4928，卫生指标执行国标GB－4789.1～4789.28。工艺成熟，技术设备先进。优质、高产、低消耗。减少三废排放，减少噪音、气味对周围的影响，保护环境。自动化控制：机械化、电气化、自动化我们按照“经济节约、实用耐用〞的原那么购进啤酒生产的各种设备。主要包括粉碎机、糖化锅、发酵罐、过滤机、清酒罐、灌装设备、杀菌设备等。主要部件采用不锈钢制造，确保主要设备的使用寿命在50年以上[8]。第3章工艺流程及生产方法3.1啤酒酿造的工艺流程其主要过程有原辅料粉碎，糊化，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。啤酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因此，麦汁的颜色，芬香味、麦汁组成有一些会影响啤酒的风味、有一些影响发酵、最终也影响啤酒的风味。麦汁组成中影响发酵的主要因子是：原麦汁浓度、溶氧水平、pH值、麦汁可发酵性糖含量、α-氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。整个过程主要包括：淀粉分解，蛋白质分解，B-葡聚糖分解，酸的形成和多酚物质的变化。啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要工程为原料〔麦芽、大米〕和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量〔糖化槽和酒花槽〕等。啤酒酿造流程简图见图4-1：〔另附啤酒酿造总工艺流程图见附图1〕图3-1啤酒酿造工艺流程简图3.2啤酒酿造的原料酿造啤酒的主要原料是大麦芽，水，酵母，酒花。1大麦芽：大麦是酿造啤酒的主要原料，但是首先必须将其制成麦芽，方能用于酿酒。大麦在人工控制和外界条件下发芽和枯燥的过程，即称为麦芽制造。大麦发芽后称绿麦芽，枯燥后叫麦芽。2酵母：酵母的种类很多，用于啤酒生产的酵母叫做啤酒酵母。啤酒酵母的学名：Saccharomycescerevisiae根据发酵方式分为：上面发酵的酵母和下面发酵的酵母。3酒花：啤酒花〔简称：酒花〕使用的主要目的是利用其苦味，香味，防腐力和澄清麦汁的能力。添加酒花的作用赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味，增加麦汁和啤酒的防腐能力，增加啤酒的泡持性。酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。3.3糖化车间的工艺要点啤酒糖化工艺流程简图见图3-2：自来水18℃糊化锅料水比1:4.5料水比1:3.5糖化锅大米粉9454.5kg热水50℃麦芽粉20239.6kg46.7℃60min麦芽粉1890.9kg20min10min13min63℃60min5min冷却70℃25min70min12min20min7min90℃20min100℃40min过滤糖化结束78℃100℃10min麦糟90min麦汁煮沸锅盘旋沉淀薄板换热器冷麦汁发酵酒花煮沸强度10%冷凝固物酒花糟热凝物图3-2糖化工艺流程简图图糖化：所谓糖化就是利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件下，将麦芽中不溶性高分子物质〔淀粉，蛋白质，半纤维素及其中间分解产物〕，逐步分解成低分子可溶性物质，这个分解过程叫做糖化。整个过程主要包括：淀粉分解，蛋白质分解，B-葡聚糖分解，酸的形成和多酚物质的变化[4]。糖化的主要方法：煮出糖化法，浸出糖化法，双醪糖化法，分级糖化法。糖化过程各种中酶的变化见表3-1：表3-1温度对酶活性的影响温度℃效应-37酶的浸出，有机磷酸盐的分解40-45有机磷酸盐的分解，B-葡聚糖的分解，蛋白质分解，R-酶对支链淀粉的解支作用45-52蛋白质分解，低分子含氮物质多量形成，B-葡聚糖的分解，R-酶和界限糊精对支链淀粉的解支作用，有机磷酸盐的分解50有利于羧肽酶的作用，低分子含氮物质的形成。55有利于内肽酶的作用，大量可溶性氮形成，内-B-葡聚糖酶，氨肽酶逐渐失活53-62有利于B-淀粉酶的作用，大量麦芽糖形成63-65最高量的麦芽糖形成65-70有利于a-淀粉酶的作用，B-淀粉酶的作用相对减弱，糊精生成量相对增多，麦芽糖生成相对减少，界限糊精酶失活70麦芽a-淀粉酶的最适合温度，大量短链糊精成生，B-淀粉酶，内肽酶，磷酸盐酶失活70-75麦芽a-淀粉酶的反响速度增加，形成大量糊精，可发酵糖的生成量减少76-78麦芽a-淀粉酶和某些耐高温的酶仍起作用，浸出率开始降低80-85麦芽a-淀粉酶失活100酶的破坏糊化：大米和玉米是淀粉的主要来源，他们几乎不存在酶活力，并且几乎没有可溶性蛋白或风味提供给麦汁或成品酒。大米和玉米的主要用途是提供碳水化合物，碳水化合物可转化成可发酵糖，参加玉米或适合于生产淡色啤酒。糊化时轻微搅动使空气吸入量少，可以到达热交换的目的，参加麦芽或酶制剂以到达液化。3.4发酵车间的工艺要点啤酒发酵工艺流程见图3-3：冷却↓94℃热麦汁→冷麦汁〔6℃〕→锥形罐发酵→冷却至1℃→贮酒→过滤→清酒罐图3-3发酵工艺流程图冷却后的麦汁添加酵母以后，便是主发酵的开始，主发酵的具体过程见表4-2。整个主发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。〔1〕酵母恢复阶段：酵母细胞膜的主要组成物质是甾醇，当酵母在上一轮繁殖完毕后，甾醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成甾醇，产生新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖甾醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的参与下进行，合成代谢的主要能量来源由暂储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。在次阶段，酵母细胞根本不繁殖，所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供下一次接种使用。〔2〕有氧呼吸阶段：此阶段主要是指酵母细胞以可发酵糖为主要能量来源，在氧的作用下进行繁殖[7]。无氧呼吸阶段：在此发酵过程中，绝大局部可发酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖，麦芽三糖。在主发酵结束，外观发酵达60%左右，酒温降至5～6℃时，现回收酵母，在将嫩啤酒送入储酒罐内。此时双乙酰复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复原，气压缓慢上升至0.08Mpa左右，待双乙酰下降到达要求后，急剧降温至0～1℃，进行贮酒。贮酒时间7～14d。主发酵的各个时期见表3-2：表3-2主发酵[8]发酵阶段外观状态和要求1.酵母繁殖期麦汁添加酵母8-16个小时以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色的，乳脂状的泡沫，酵母繁殖20小时以后立即进入主发酵槽。2.起泡期还槽4-5小时后，在麦汁外表逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间，洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，有二氧化碳小气泡上涌，并且带出一些析出物。3.高泡期发酵后2-3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵作用。4.落泡期发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。5.泡盖形成期发酵7-8天后，泡沫回缩，形成泡盖，撇去所析出的多酚复合物，酒花树脂，酵母细胞和其他杂质，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。3.5啤酒过滤过滤的主要目的就是把酒内悬浮的轻微小粒子，如蛋白质复合物，冷混浊凝结物、酵母及其它的固体排掉以澄清成熟啤酒。主要目的是去除混浊物质，如蛋白质、蛋白质-单宁复合物、多酚、β-葡聚糖及一些糊状物质，去除一些微生物，如培养酵母、野生酵母、细菌等隔绝氧气。过滤过程涉及以下四个步骤：在线啤酒冷却、硅藻土过滤、精滤、PVPP过滤〔有此设备的工厂〕第4章工艺计算4.1工艺技术指标及根底数据根据表1的根底数据，首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料计算，然后进行100L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行50000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。啤酒生产根底数据见表4-1：表4-1啤酒生产根底数据项目名称百分比/%定额原料利用率98麦芽水分6大米水分12无水麦芽浸出率78无水大米浸出率90原料配比啤酒损失率〔对麦汁〕麦芽70大米30冷却损失7发酵损失1.5过滤损失1.5瓶装损失2总损失124.1.1100kg原料〔70%麦芽，30%大米〕生产12°淡色啤酒的物料衡算(1)热麦计算根据表1可得到原料收率分别为：麦芽收率为：78%×(100-6)%=73.32%大米收率为：90%×(100-12)%=79.2%混合原料收得率为：〔0.70×73.32%+0.30×79.2%〕98%=73.58%由上述可得100kg混合料原料可制得的12°热麦汁量为：〔73.58%×100〕÷12%=613.2(kg)又知12°麦汁在20℃时的相对密度为1.012，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：613.2÷(1.012×1000)×1000×1.04=609.1(L)(2)冷麦汁量为：609.1×(1-0.07)=566.46(L)(3)发酵液量为：566.46×(1-0.015)=557.96(L)(4)过滤酒量为：557.96×(1-0.015)=549.59(L)(5)成品啤酒量为：549.59×(1-0.02)=538.59(L)4.1.2生产100L12°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538.59L，故可得以下结果：〔1〕生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：〔100/538.59〕×100=18.56(kg)〔2〕麦芽耗用量为：18.56×70%=12.99(kg)〔3〕大米耗用量为：18.56-12.99=5.57(kg)〔4〕酒花耗用量：对浅色啤酒，热麦汁中参加的酒花量为0.2%，故为：(100/609.1)/538.59×0.2%=0.152(kg)〔5〕热麦汁量为：100×609.1/538.59=113.09(L)〔6〕冷麦汁量为：100×566.46/538.59=105.17(L)〔7〕湿糖化糟量设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为80%，那么湿麦芽糟量为：[〔1-0.06〕〔100-78〕/〔100-80〕]×11.21=11.59(kg)而湿大米糟量为：[〔1-0.12〕〔100-90〕/〔100-80〕]×4.81=2.12(kg)故湿糖化糟量为：11.59+2.12=13.71(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%，那么酒花糟量为：[〔100-40〕/〔100-80〕]×0.24=0.72(kg)〔9〕二氧化碳量：12°P的冷麦汁量105.17中浸出物：12%×105.17=12.62本设计中麦汁真正发酵度为55%，那么可发酵的浸出物量为12.62×55%=6.94(L)4.1.350000t/a12°淡色啤酒糖化车间额定量物料衡算表设生产旺季每天糖化8次，而淡季那么糖化4次，每年总糖化次数为1800次。由此可计算100kg原料可生产成品啤酒538.59L，又知12º淡色啤酒的密度为1012kg/m3，那么538.59L啤酒质量为：538.59÷1000×1012=545.05kg〔1〕生产50000t啤酒所需的原料量为：5000×104×100÷545.05=917.3×104kg〔2〕麦芽耗用量为：917.3×104×0.7=642.1×104kg〔3〕大米耗用量为：〔917.3-642.1〕×104=275.2×104kg把前述的有关啤酒糖化车间的三项物料衡算计算结果整理成物料衡算表，如表4-2所示：表4-2啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L12º淡色啤酒糖化一次定额量5000t/啤酒生产混合原料kg10018.564926917.3×104麦芽kg7012.993448642.1×104大米kg305.571478275.2×104酒花kg1.50.50112.8110.9×104热麦汁L609.1113.09302045324.31×104冷麦汁L566.46105.07300635164.58×104湿糖化糟kg72.3513.713650751.05×104湿酒花糟kg4.500.7217633.27×104发酵液L557.9652.05270685102.6×104过滤酒L549.5951265235041.37×104成品啤酒L538.5950277774940.54×1044.2年产50000吨啤酒厂糖化车间的耗热量计算[5]4.2.1糖化用水好热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为：G1=〔1160+232〕×4.5=6264kg式中，1160为糖化一次大米粉量，232为糊化锅参加的麦芽粉量〔为大米量的20﹪〕。而糖化的加水量为：G2=4568×3.5=15988kg式中4568为糖化一次糖化锅投入的麦芽糖量，即4800－232=4568kg。而4800为糖化一次麦芽定额量。故糖化用水量为：Gw=G1＋G2=22252kg自来水平均温度取t1=18℃，而糖化配料用水温度t2=50℃,故耗热量为：Q1=〔G1＋G2〕cw〔t2－t1〕=712064J4.2.2第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程可知Q2=Q2′＋Q2〞＋Q2〞′〔3-14〕1.糊化锅内米醪由初温t0加热至100℃好热Q2′Q2′=G米醪c米醪〔100-t0〕〔3-15〕〔1〕计算米醪的比热容c米醪根据经验公式c谷物=0.01〔(100－W)c0＋4.18W〕进行计算。式中W为含水百分率；c0为绝对谷物比热容，取c0=1.5kJ/(kg·K)。C麦芽=0.01〔〔100-6〕1.55+4.18×6〕=1.71〔kJ/(kg·K)〕C大米=0.01〔〔100-12〕1.55+4.18×12〕=1.87〔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〕==3.75kJ/〔kg〕〔2〕米醪的初温t0设原料的初温为18，而热水为50G米醪=G大米＋G1=1160＋232＋6264=7656那么t0=〔〔G大米c大米+G麦芽c麦芽〕×18＋G1cW×50〕÷G米醪c米醪G=〔(1160×1.87＋232×1.71)×18＋6264×4.18×50〕÷7656×3.75=47.2℃〔3〕把上述结果代回〔3-15〕式，得；Q2ˊ=7656×3.75(100-47.2)=1515888(kJ)2.煮沸过程蒸汽带出的热量Q2〞设煮沸时间为40min,蒸发量为每小时5﹪，那么蒸发水分量为：V1=G米醪×5﹪×40÷60=255.2〔kg〕故Q2〞=V1I=255.2×2257.2=576037.44(kJ)式中，I为煮沸温度〔约为100℃〕下水的汽化潜热〔kJ/kg〕3.热损失Q2〞ˊ米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前二次耗热量的15﹪，即：Q2=15﹪(Q2ˊ＋Q2)4.由上述结果得：Q2=1.15(Q2ˊ＋Q2〞)=2405714.3(kJ)4.2.3第二次煮沸前混合醪升温至70℃的好热量Q3按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅的麦醪混合后温度为63℃，故混合前米醪先从100℃冷却到中间温度1.糖化锅中麦醪的初温t麦醪t麦醪=〔G麦芽c麦芽×18＋G2cw×50〕÷G麦醪c麦醪=(232×1.71×18＋16303×4.18×50)÷20961×3.75=43.43℃2.根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪并合前后的焓不变，那么米醪的中间温度为：Gˊ米醪=G米醪－V=7656－255.2=7400.8(kg)G麦醪=G麦＋G2=4568＋16303=20871〔kg〕G混合=Gˊ米醪＋G麦醪=7400.8＋20871=28271.8(kg)C麦醪=〔G麦芽c麦芽＋G2cw〕÷G麦醪=〔4568×1.71＋16303×4.18〕÷20871=3.63〔kJ/(kg·K)〕C混合=〔G麦醪c麦醪＋G米醪c米醪〕÷G混合=〔20871×3.63＋7656×3.75〕÷28271.8=3.70〔kJ/(kg·K)〕t=〔G混合c混合t混合－G麦醪c麦醪t麦醪〕÷Gˊ米醪c米醪=(28271.8×3.7×63－20871×3.63×43.43)÷7400.8×3.75=118.9℃因此温度比煮沸温度高19℃，中间可放冷却器。3.Q3=G混合c混合(70-63)=28271.8×3.7×7=732239.62(kJ)4.2.4第二次煮沸混合醪的好热量Q4由糖化工艺流程可知：Q4=Q4ˊ+Q4〞+Q4ˊ〞1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q4ˊ〔1〕经第一次煮沸后米醪量为：Gˊ米醪=G米醪-V=7656–255.2=7400.8糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪=G麦＋G2=4568＋16303=20871〔kg〕故进入第二次煮沸的混合醪为：G混合=Gˊ米醪＋G麦醪=7400.8＋20871=28271.8(kg)〔2〕据工艺，糖化结束醪温为78℃,抽取混合醪的温度为70℃，那么送到第二次煮沸的混合醪量为：〔〕×100﹪=26.7﹪(3)麦醪的比热容c麦醪===3.70〔kJ/(kg·K)〕混合醪比热容：c混合===3.70〔kJ/(kg·K)〕〔4〕故Qˊ4=26.7﹪G混合C混合(100-70)=837891.3〔kJ〕2.二次煮出过程蒸汽带走的热量Q〞4煮沸时间为10min，蒸发强度5﹪，那么蒸发水分量为：V2=26.7﹪G混合×5﹪×10÷60=42.4(kg)故Qˊ4=VI=2257.2×42.4=95705.3〔kJ〕式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓〔kJ/kg〕。3.热损失Qˊˊ4根据经验有：Qˊˊ4=Qˊ4+Qˊ44.把上述结果代回〔5-16〕式得Q4=1.15〔Qˊ4+Qˊ4〕=1.15×933596.6=1073636〔kJ〕4.2.5洗槽水耗热量Q5设洗槽水平均温度为80℃，每100kg原料用水450kg，那么用水量为：5960×450÷100=26820(kg)4.2.6麦汁煮沸过程好热量Q6Q6=Qˊ6+Q〞6+Q〞ˊ6〔5-17〕1.麦汁升温至沸点耗热量Qˊ6由物料衡算表可知，100kg混合原料可得到620.7kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70℃.那么进入煮沸锅的麦汁量为：G麦汁=5960×620.7÷100=36993.7kg又c麦汁==3.85〔kJ/(kg·K)〕故Qˊ6=G麦汁c麦汁〔100-70〕=36993.7×3.85×30=4272772.35kJ2.煮沸过程蒸发耗热量Q〞6煮沸强度10﹪，时间1.5h，那么蒸发水分为：V3=36993.7×10﹪×1.5=5549.1kg故Q〞6=2257.2×5549.1=12525326.9kJ3.热损失为Q〞ˊ6=15﹪〔Qˊ6+Q〞6〕4.把上述结果代回〔5-17〕式可得到麦汁煮沸总耗热Q6=115﹪〔Qˊ6+Q〞6〕=19317814.14kJ4.2.7糖化一次总耗热量Q总Q总=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=31192239.26kJ4.2.8糖化一次耗用蒸汽量D使用表压为0.3Mpa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg，那么：D===14415.3kg式中，I为相应冷凝水的焓〔561.7kJ/kg，〕；为蒸汽效率，取95﹪.4.2.9糖化过程每小时最大蒸汽耗热量Qmax在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且知煮沸时间为90min，热效率95﹪，故：Qmax==11451097.6kJ/h相应的最大蒸汽量为：Dmax==5292kg/h4.2.10蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为1500次，共生产啤酒50000t。年耗蒸汽总量为：DT=14415.3×1500=21622950kg每吨啤酒成品耗蒸汽〔对糖化〕：Ds=21622950÷50000=432.5kg/t每昼夜耗蒸汽量〔生产旺季算〕为：Dd=14415.3×6=86491.8kg/d最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表4-3：表4-35000t/a啤酒厂糖化车间总热量衡算表名称规格〔MPa〕每吨消耗定额〔kg〕每小时最大用量〔kg/h〕每昼夜消耗量〔kg/d〕每年消耗量〔kg/a〕蒸汽0.3〔表压〕503.223287.6367096.48150967084.3年产5000吨啤酒厂发酵车间耗冷量计算下面是应用普遍的锥形罐发酵工艺进行5000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。4.3.1工艺耗冷量[9]知12º麦汁的比热容为4.0kJ/kg·K，工艺要求在1h内完成冷却过程，那么所耗冷量为：Q1=Gc〔t1-t2〕/=37099.2×4.0×4.0×(94-6)/1=13058918.4kJ/h4.3.2发酵耗冷量Q21.发酵期间发酵放热Qˊ2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613.16kJ/kg。设发酵度为60﹪，那么1L麦汁放热量为：q0=613.6×12﹪×60﹪=44.18kJ根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为33600，那么每锥形罐发酵放热量为：Qˊ0=44.18×33600×4=5937792kJ由于工艺规定主发酵的时间为6天，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，忽略主发酵期的麦汁温升，那么发酵顶峰期耗冷量为：Qˊ2===92778kJ/h2.发酵后期发酵液降温耗冷Q〞2主发酵后期，发酵液温度从6℃缓慢降至-1℃，每天单罐降温耗冷量为：Q〞0=4Gc〔6-〔-1〕〕=4×37099.2×4.0×7=4155110.4kJ/h工艺要求此过冷过程在2天内完成，那么耗冷量为〔麦汁每天装1.5个锥形罐〕：Q〞2=1.5Q〞0/〔24×2〕=129847.2kJ/h3.发酵总耗冷量Q2Q2=Qˊ2+Q〞2=92778+129847.2=222625.2kJ/h4.每罐发酵耗冷量Q0Q0=Qˊ0+Q〞0=5937792+4155110.4=10092902.4kJ5.发酵用冷媒耗量〔循环量〕M2发酵过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度-8℃和0℃，故耗冷媒量为:M2=Q2/(cm×8)=227595.45/(4.18×8)=6806kJ/h4.3.2.1酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3在锥形罐啤酒发酵过程，主发酵结束时需要排放局部酵母，经洗涤活化后重复使用，用于麦汁的发酵，一般可重复使用5~7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：Gwˊ=33600×6×1.0﹪×3=6048kJ/d式中33600—糖化一次的冷麦汁量(kg)每班无菌水用量：Gw=Gˊw÷３==2023假定无菌水冷却操作在２ｈ内完成，那么无菌水冷却耗冷量为：Q3=GwCm〔tw-tw〕/=2023×4.18×〔30-1〕/2=122189.8kJ/h所耗冷冻介质量为：M3=Q3/〔cw〔t2-t1〕〕=122189.8/〔4.18×8〕=3654kJ/h式中t1、t2—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：Q3=GwCm〔tw-tw〕/1.5=2023×4.18×〔30-1〕/1.5=162919.7kJ4.酵母培养耗冷量Q4根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间12d，即288h。根据工厂实践，年产50000t啤酒工厂酵母培养耗冷量为：Q4=69666.7kJ/h对应的年耗冷量为：Qˊ4=Q4×288×10=2.0×108kJ相应的顶峰冷冻介质循环量为：M4=Q4/〔cm〔t2-t1〕〕=69666.7/〔4.18×8〕=2083kg/h5.发酵车间工艺耗冷量Qt综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为：Qt=Qi=13058918.4+222625.2+122189.8+69666.=13473400.1kJ/h4.3.2.2非工艺耗冷量Qn1.露天锥形罐冷量散失Q5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失。通常，这局部的冷量散失克由经验数据求取。根据经验，年产50000t啤酒厂露天锥形罐的冷量散失在22000~50000KJ/t啤酒之间，假设在南方亚热带地区设厂，可取高值。故旺季每天耗冷量为：Qˊ5=Gb×50000=32.1×1.012×6×50000=9745560kJ/d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Q6因设计的设备、管道很多，假设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Q6=12﹪Qt，所以：Q6=12﹪Qt=12﹪×13473400.1=1616808kJ/h冷媒〔-8℃稀酒精〕用量：M6=Q6/〔Cm〔t2-t1〕〕=1616808/4.18×8=48349.5kJ/h将上述计算结果，整理后可得5000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表，如表4-4所示：表4-4啤酒厂发酵车间冷量衡算表耗冷分类耗冷工程每小时耗冷量(kJ/h)冷媒用量(kJ/h)每罐耗冷(kJ)年耗冷量〔kJ〕工艺耗冷量麦汁冷却Q16872056.6119807.62(M1)27488226.421.20×108发酵耗冷Q2114843.333434.31(M2)4738145.59.42×108无菌水冷却Q370996.942374137.73(M3)94662.311.73×108酵母培养Q4418001250(M4)284320.5512.0×108工艺总耗冷Qt7099696.88—————32605354.824.35×108非工艺耗冷量锥形罐冷损Q51700005083.73(M)16000005.23×108管道等冷损Q6851963.63254.38(M6)4200042.3616.1×108非工艺总耗冷Qnt1021963.63—————5800042.3621.33×108合计总耗冷Q8121660.51—————38405397.24.568×109单耗152266.67kJ/t啤酒第5章主要设备选型及计算啤酒厂主要设备：糖化锅、糊化锅、煮沸锅、过滤槽、盘旋沉淀槽、发酵罐。5.1主要设备计算5.1.1糖化锅按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1065kg/m3，生产需要1.2的空余系数故所需容积：故取直径分为两个糖化锅来完成,以下按单锅计算实际体积25m3高2m半径2m底厚0.01m侧体厚0.08m升气筒截面积为底面截面积1/50高11m直径0.1m升气筒体积0.22m3锅体体积0.63m3圆台体积0.07m3球形底体积0.25m3(圆台与锅体夹角30°)5.1.2糊化锅一般糊化锅的轮廓比例为取糊化锅的有效容积为糖化锅的1/2到2/3，因此取其体积为13.5m3：故取直径3.2m(采用共享一个糊化锅,其余锅体按总量一分为二)大米密度800kg/m3麦芽密度500kg/m3填充系数0.8实际体积13.5m3高0.8m半径1.6m底厚0.01m侧体厚0.008m升气筒高11m直径0.1m(圆台与锅体夹角30°)5.1.3煮沸锅按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1065kg/m3，生产需要1.4的空余系数故所需容积：装入糖化原料及所有洗糟水填充系数0.7实际体积28.8m3半径2.05m高2m升气筒截面积为底面截面积1/30高11m直径0.1m升气筒体积0.33m3锅体体积0.83m3圆台体积0.08m3球形底体积0.34m3(圆台与锅体夹角30°)锅内采用列管式内加热器,占锅容积4%-5%每小时蒸发量10%锅底为弧形。5.1.4过滤槽由经验得,底面为1m2能容纳麦芽200公斤,采用两个过滤槽,过滤槽将容纳糖化原料加一次洗糟水次参加过滤槽.经计算,底面积5m2底面半径1米，高1米，添充系数0.7设计体积18m3此设计为由底部进醪和麦汁集中中心排放的过滤槽.麦糟厚度0.3~0.4米.过滤槽底与筛板间距1.5cm,至少大于槽底管口直径的1/4.耕糟器器臂横梁距锅壁20cm,采用四臂式,臂间距20cm,共72个耕刀,刀长80cm.底部有62个滤管和滤孔,内径50mm.半径1m底厚0.01m侧体厚0.008m高0.5m升气筒截面积为底面截面积1/50高11m直径0.05m升气筒体积0.28m3锅体体积0.7m3圆台体积0.09m3底体积0.5m3(圆台与锅体夹角30°)5.1.5盘旋沉淀槽半径2.7m底厚0.01m侧体厚0.008m高4m麦汁高2.7m进口在0.9m处出口有三上1.8m处1.6m处底一个升气筒截面积为底面截面积1/47高11m直径0.8m升气筒体积0.22m3锅体体积0.54m3圆台体积0.20m3球形底体积0.23m3(圆台与锅体夹角30°)5.1.6发酵罐每天糖化4次，故一次投入冷麦汁量为33600×4=134400L径高比：空余系数1.2按规格取170m3按实际取D=5mH=10m发酵周期13～17d。考虑到进出料周转、清洗时间和发酵时间可能延长，故罐数取14个。5.1.7CIP系统设计思路CIP工艺的有效执行是发酵过程实现无菌酿造的前提和保证，为此CIP系统设计就显得尤为重要。CIP系统应在发酵车间生产设备确定之后，按照各种容器及管路的清洗要求、生产工艺及CIP制度。洗液罐是CIP系统配置的根底，其设计主要包括洗液罐的数量、容量。清洗液的添加方法等。本文设计的CIP系统需配备的洗液罐主要有:回收水罐：它来自最后一道清洗的无菌水，回收贮存，供下一设备的预洗用。高温碱贮罐：贮存按工艺规定调配的碱液或碱性洗调剂。常温碱水罐：用于清酒罐及发酵罐等容器有机污垢的清洗。酸贮罐：贮存酸性洗调剂，酸洗主要去去除系统内生成的无机污物，如钙盐、镁盐等。5.2设备一览表表5-1啤酒厂设备一览表设备名称数量型号设备尺寸/mm产地粉碎机2JMH3.22000×1500×2000江西钟灵机械糊化锅1HHG22Φ1500×3000浙江平阳县压力容器制造厂糖化锅2THG37Φ2700×5300煮沸锅1ZGH60Φ2000×4000石家庄三立谷物机械麦汁沉淀锅1CDC55Φ2000×4000板式换热器2LQ-3002500×800×1000江苏科威机械酵母添加器2ZOD哈尔滨泛亚食品机械发酵塔14FJT-01FJT-02FJT-03Φ1000×5000Φ1500×5500Φ2000×6000瓯海轻工机械制造厂清酒罐4100m3Φ2000×3000瓯海轻工机械制造厂灌装压盖机3PGF-323210Φ1500×2500江西钟灵机械高温碱贮罐215m32500×3100烟台设备常温碱贮罐17m32200×2700韶关机械设备厂酸贮罐210m32200×2700长春机械厂热水罐215m32500×3100长春机械厂杀菌剂罐110m32200×2700江西钟灵机械回收水罐120m32800×3300江西钟灵机械无菌水罐120m32800×3300江西钟灵机械喷淋式杀菌机3QSP24/3610000×7500×2500汕头市金园区华兴机械厂贴标机3SB30-8Φ2000×2450青州市鹏程包装机械空瓶清洗机3BXP-3055000×3000×2500第6章车间平面布置设计6.1总平面布置根本原那么6.1.1设计原那么〔1〕满足生产要求，工艺流程合理工厂总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部门之间的-关系密切程度。具体布置模式有两种：①按功能划分厂区，即将工厂的各部门按生产性质、卫生，防火与运输要求的相似性，将工厂划分为假设干功能区段。如中、大型机械工厂的厂区，可划分为加工装配区，备料〔热加工〕区，动力区、仓库设施区及厂前区等。这种布置模式的优点是各区域功能明确，相互干扰少，环境条件好，但是，这种布置模式难以完全满足工艺流程和物流合理化的要求。②采用系统布置设计模式，即按各部门之间物流与非物流相互关系的密切程度进行系统布置，因此可以防止物料搬运的往返交叉，节省搬运时间与费用。〔2〕适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直工厂总平面布置要与工厂内部运输方式相适应。根据生产产品产量特点，可以采用铁路运输、道路运输、带式运输或管道运输等。根据选定的运输方式，运输设备及技术要求等，合理地确定运输线路及与之有关的部门的位置。厂内道路承当着物料运输，人流输送，消防通行的任务，还具有划分厂区的功能；道路系统的布局对厂区绿化、美化，排水设施布置，工程管线铺设，也有重大影响。工厂内部运输方式，道路布局等应与厂外运输方式相适应，这也是工厂总平面布置应给予重视的问题。〔3〕合理用地节约用地是我国的一项根本国策。工业企业建设中，在确保生产和平安的前提下，应尽量合理地节约建设用地。在工厂总平面布置时可以采取如下措施：①根据运输、防火、平安，卫生、绿化等要求，台理确定通道宽度以及各部门建筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理。②在满足生产工艺要求的前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成联合厂房。此外，可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。③适当预留开展用地。〔4〕充分注意防火、防爆、防振与防噪声平安生产是工厂布局首先要考虑的问题，在某些危险部门之间应留出适当的防火、防爆间距。振动会影响精密作业车间的生产，因此精密车间必须远离振源或采用必要的隔振措施。如机械厂的精加工车间及计量部门应远离锻造车间或冲压车间。噪声不仅影响工作，而且还会摧残人的身体健康。因此，在工厂总平面布置时要考虑防噪声问题，一是可以采取隔音措施，降低噪声源发出的噪声级；二是可以采取使人员多的部门远离噪声源的方法。〔5〕利用风象、朝向的自然条件，减小环境污染生产中产生的有害烟雾和粉尘会严重影响工作人员的身体健康，并会造成环境污染。进行工厂总平面布置前，必须了解当地.全年各季节风向的分布和变化转换规律，绘制成风象图，拽出全年占优势的盛行风向及最小风频风向。如我国北方大局部地区春，夏季盛行东南风，秋，冬季盛行西北风。散发有害烟雾或粉尘的车间，应分布在两盛行风向间的最小频风向的上风侧。另外，建筑物的朝向也是工厂总平面布置时应注意的问题，特别是对日照、采光和自然通风要求较高的建筑物，更应注意这个问题。〔6〕充分利用地形、地貌、地质条件。〔7〕考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果。〔8〕考虑建筑施工的便利条件[1]。6.2车间布置设计原那么〔1〕确定设备布置形式根据车间的生产纲领，分析产品—产量关系，从而确定生产类型是大量生产、成批生产还是单件生产，由此决定车间设备布置形式是采用流水线式，成组单元式还是机群式。〔2〕满足工艺流程要求车间布置应保证工艺流程顺畅，物料搬运方便，减少或防止往返交叉物流现象。〔3〕实行定置管理，工作环境整洁，平安。对车间布置时除对主要生产设备安排适当位置外，还需对其它所有组成局部包括在制品暂存地，废品废料存放地，检验试验用地、工人工作地，通道及辅助部门如办公室，生活卫生设施等安排出合理的位置，确保工作环境整洁及生产平安。〔4〕选择适当的建筑形式根据工艺流程要求及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一步确定建筑物高度、跨度、拄距及形状。〔5〕采光、照明、通风，采暖、防尘、防噪声。〔6〕具备适当的柔性，适应生产的变化[6]。6.2.1糖化车间糖化车间是啤酒厂的主要生产车间，其主要设备有糖化锅、糊化锅、过滤槽、煮沸锅和盘旋沉淀槽。原料大麦进入糖化锅进行糖化，大米〔或玉米〕等辅料进入糊化锅进行糊化后将糖化醪与糊化醪混合再糖化，将该糖化醪泵入过滤槽进行过滤。麦汁经煮沸后进入旋涡沉淀槽，经板式换热器使其进一步冷却至发酵所需温度，进入发酵罐。糖化车间的面积为360m2。6.2.2发酵车间麦汁进发酵罐后同时添加酵母。发酵过程分为两个阶段：第一个阶段在相对较高的温度下〔7～16℃〕进行，时间需6～10天。将前发酵嫩啤酒留在罐内或倒灌，在低温下〔0℃左右〕节能型后发酵〔也称贮酒〕，使其进一步澄清、后熟和饱和二氧化碳。后发酵的时间随所用菌种、后发酵温度及所制啤酒品种的不同而有差异，短者仅10天左右，长的达2个月左右.发酵车间面积为580m2。另附车间平面布置图见附图2车间局部剖视图见附图36.3车间建筑特点门：车间采用双扇折叠门，各个门尺寸根据需要而定。窗：铝合金推拉窗户，窗下离地1500mm，窗户尺寸3000mm×2000mm。地坪：采用水磨石地面。排水：墙壁靠墙两内侧开始300mm宽水沟，深300mm，地面为圆弧，便于清洗每隔20000mm设置一个穿墙的出水管道[8]。墙壁：除特殊的隔音需要外，墙壁适当增加其厚度。通风：排气扇通风，增加通风量。第7章环境保护及综合利用7.1环境保护厂区周围没有对啤酒生产环境造成影响的工厂和企业，啤酒生产过程中也不对周围的环境功造成污染。啤酒生产中影响环境的主要污染物是烟囱排放的烟气和炉渣，碎玻璃等废渣及生产中排放的局部污水。1执行标准污水排放标准采用GB8978-96《污水综合排放标准》中的第二类污染物最高允许排放标准，PH6-9,SS为200mg/L,BOD60mg/L,COD150mg/L烟尘排放标准选用GB13271-91《锅炉大气污染排放标准》，烟尘允许排放浓度为250mg/m2。噪声标准采用GB13348-90《工业企业厂界噪声标准》，昼间60Leg[Db(A)]夜间50Leg[Db(A)]。2污染物及治理方法〔1〕废水：啤酒厂的水污染物主要来自堂化，发酵车间洗罐、冲罐和发酵母液及洗瓶机的排水，其中废酵母排放量虽小，但其COD浓度高达5-15万mg/L〔2〕废渣：酵母经枯燥后，可作为饲料出售，酒精可出售给饲养场，作为优质饲料。这些废渣的回收，不仅减少了环境污染，而且变废为保，增加企业的收入。煤渣可全部用于砖厂制砖用，因此炉渣不会造成污染〔3〕废气：啤酒征税中产生的二氧化碳，通过二氧化碳回收站回收近80%以上，不会影响大气环境。而影响大气污染源是来自锅炉排放的烟气，本设计锅炉排放烟气尘后的烟气中污染物浓度均能到达排放要求。〔4〕噪声：本设计的粉碎机风机易产生交大的噪音，要采取噪音防治，可以将其设在单独的房间内，还可以采取消声器和防震措施[9]。6.2.1副产品的综合利用酒糟、啤酒酵母和二氧化碳是啤酒酿造的主要副产物。本工程产生的酒糟直接出售，可获得较好的经济效益。啤酒酵母的利用途径有：直接参加麦糟做饲料；经脱苦处理生产酵母粉或口服酵母浸膏；经枯燥压成酵母片。近年来国内对啤酒酵母中的RNA进行提取、降解和磷酸化等，并制成了核苷、核苷等，有的产品已经到达生产规模。二氧化碳在啤酒生产中的应用也很多，如：利用二氧化碳充气法；用二氧化碳对清酒罐背压控制清酒的氧含量；用二氧化碳对灌酒机背压，降低瓶颈空气含量；改良过滤操作，以二氧化碳顶酒呀顶水，较少酒头，酒尾；灌装前先以二氧化碳顶出管道内余留水；发酵用二氧化碳洗涤，除去生酒气味，后期补充二氧化碳。6.2.2职业平安卫生1职业平安本工程按工程类别进行相应的土建工程设计，根据不同的车间，不同岗位，做到平安防范，满足生产。在工艺、建筑结构、装饰、消防、电气、总图、供热、冷冻等设计时，均满足国家省市有关职业平安的规定。本工程冷冻站为乙类车间，全部选取用防爆电机；啤酒生产车间湿度大，锅炉房粉尘较大及噪声的工段均已进行防潮、防尘、消除噪声的处理。同时厂区的构筑物均进行防雷处理，防止事故的发生。对重要岗位均设事故照明，对特别潮湿岗位使用平安电压，事故照明采用电压互换给予保证。危险地方设置警示标志。2劳动卫生〔1〕本工程采用先进工艺提供自动化、机械化水平，减少