10万吨11度淡爽啤酒设计论文

目录

摘要.............................................................................................................................................I abstract....................................................................................................................................II 前言.. (1)

第1章绪论 (1)

1.1设计依据 (1)

1.2设计的指导思想 (1)

1.3设计范围 (1)

1.4建设规模 (1)

1.5产品方案 (2)

1.6经济技术指标 (2)

1.7机械化和自动化程度 (2)

第2章糖化过程中的热量衡算及热量衡算 (3)

2.1 全厂物料衡算 (3)

2.1.1. 100kg原料（70％麦芽、30％大米）生产11°P淡色啤酒的物料

衡算 (3)

2.1.2. 生产100L11°P淡色啤酒需进行的物料衡算 (4)

2.1.3. 年产10万吨11°P啤酒厂的物料衡算 (5)

2.2 热量衡算 (8)

2.2.3煮沸过程蒸汽带出的热量Q2ˊˊ (9)

2.2.4热损失Q2ˊˊ (9)

2.2.5第二次煮沸前混合醪液升温至70℃的耗热量Q3 (9)

2.2.6第二次煮沸混合醪的耗热量Q4 (10)

2.2.7麦芽煮沸过程中耗热量Q6 (11)

2.2.8煮沸过程中蒸发耗热量Qˊˊ6 (11)

2.2.9蒸汽单耗Ds (12)

第3章糖化锅的计算及设备 (13)

3.1糖化锅的计算 (13)

3.2糊化，糖化设备 (13)

第四章三废处理及综合利用 (13)

4.1麦槽 (14)

4.2酵母 (15)

4.3 CO2 (15)

4.4废水的来源 (15)

4.5 废水的处理方法： (15)

设计总结 (16)

参考资料： (16)

摘要

本设计为年产10万吨11°（淡爽型）啤酒厂设计，糖化工段的工艺设计是设计的重点。该啤酒经过糊化，糖化，过滤，煮沸，冷却，采用圆筒体锥底发酵罐，历经14天发酵而成。此次设计计算主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗计算和设备选型的计算以及重点设备糊化锅的计算。该啤酒厂设计的图纸主要包括糖化车间和发酵车间的流程，重点设备糊化锅装配图，以及糖化车间的平面图和立面图。啤酒的酿造采用70%的优质麦芽，30%的大米。设计中采用湿法粉碎，该工艺可以使麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎，胚乳带水碾磨，较均匀，糖化速度快，可提高过滤速度。对大米来说，粉碎的越细越好，越利于糊化。而湿法粉碎恰恰能更好的更细的粉碎。糖化采用二次煮出糖化法，用此方法酿造啤酒，其颜色色泽淡黄，泡沫丰富持久具有特殊味道。可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，促进物料的溶解，使溶液彻底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。

关键词：淡爽型；啤酒厂；糊化锅；设计；二次煮出法

I

abstract

This design for yearly produces 10,000 tons 11°（Shuang-type short ）breweries designs, the saccharification construction section's technological design, is the design key point.The process dextrinize, the saccharification, filters, boils, cooling, uses one sets fermentation process, Uses the cylinder body fermentation pot， the calendar green 14 days fermentation material calculated becomes. This design calculation mainly includes , the thermal graduated arm calculated, coldly consumes the computation and the equipment shaping computation as well as the key equipment gelatinization pot computation. This brewery design blueprint mainly includes the saccharification workshop and the fermentation workshop flow, main equipment gelatinization pot, as well as the glycosylation of the floor plan and elevation drawing workshop. The beer brewed using 70% of high-quality malt, 30% of the rice. In the design uses is the aqueous method smashing, the reason is bec- ause malt skin shell full absoring water changes softly, when smashing the skin shell is not easy to grind, embrionic breast including water mill, evener, the saccharification speed is quick, may enhance the filtration rate. Said to the rice that, the smashing thinner is better, more favor the dextrinize. But the aqueous method smashing exactly can a better thinner smashing. And us- es two time boils the sugar reduction, brews the beer with this method, its co- lor luster light yellow, the froth rich lastingly has the special flavor. Its may recover some malts to dissolve not the good shortcoming, the promotion ma- terial dissolution, causes the solution thorough dextrinize, is advantageous for the amylase function, enha- -nces lixivium receives rate. Key words : Shuang-type short ; Breweries ; Gelatinization pot; Design; Two time boils the law

II

前言

啤酒是以优质大麦芽为主要原料，啤酒花为香料，经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。啤酒的酒精含量仅为3%~6%（体积分数），有酒花香和爽口的苦味，深受消费者欢迎，因此消费面广，消费量大，是世界上产量最大的酒种。

啤酒的历史悠久，大约起源于9000年前的地中海南岸地区，以后逐渐传入欧美及东亚地区。我国的啤酒生产只有100年的历史。啤酒是世界上产销量最大的酒种，近几年来，啤酒的产销量几乎以15%的速度巨增，我国去年啤酒增长量为10亿升。2002年以来，中国的啤酒产销量已超过了美国，跃居世界第一位。2008年我国啤酒产销量超过5500万吨。

啤酒中高级醇、有机酸、双乙酰、醛、酯等物质的存在量不多，但影响啤酒的风味，它们的数量及配比，造成了啤酒色香味上的差别，造就品牌啤酒的个性。

第1章绪论

1.1设计依据

课程设计要求我们综合运用所学过的基础知识和专业知识，设计啤酒工厂。设计侧重点在啤酒工厂的糖化车间工艺流程。平面布置和糖化锅的设计。

1.2设计的指导思想

以“课程设计”教学大纲为依据，是学生了解工厂工艺设计的一般程序和方法，通过三周的课程设计使学生加强综合性实验的设计能力。

1.3设计范围

本设计为啤酒工厂方面的初步设计，其主要内容为：

1.以大麦、大米和酒花为主要原料生产11°p淡色啤酒的工艺流程的选择及论证，糖化工艺流程

2.全厂的物料衡算。

3.糖化工段的热量衡算。

4.糖化设备的选型和计算。

1.4建设规模

1

1.年产量：10万吨11°p淡色啤酒

2.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。

1.5产品方案

1.产品品种

11度淡色啤酒，全部瓶装，每瓶容量为0.64L

2.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。

1.6经济技术指标

1.生产规模：10万吨/年

2.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

3.生产天数：300天/年，旺季按200天算，淡季按100天算

4.最大日产量： 384.5吨/天

5.副产品产量：湿糖化槽 1.71×103吨/每年

6.产品质量：11°p普通淡色啤酒：符合GB2785规定

7.总损失率：12.1%（对热麦汁）

8.单耗（耗原料量/吨啤酒）

（1）精选大麦：179.6Kg/吨啤酒

（2）麦芽：132.7/吨啤酒

（3）大米：48.2/吨啤酒

（4）混合原料：177/吨啤酒

（5）水：14.2吨/吨啤酒

（6）电：23.4度/吨啤酒

（7）冷6.5×105kJ/吨啤酒

（8）压缩空气：25/吨啤酒；蒸汽：433吨/吨啤酒

1.7机械化和自动化程度

2

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。

第2章糖化过程中的热量衡算及热量衡算

2.1 全厂物料衡算

2.1.1. 100kg原料（70％麦芽、30％大米）生产11°P淡色啤酒的物料衡算

1.热麦汁量：由基础数据可得原料收得率分别为

麦芽收率：0.75（100－6）÷100＝70.5％

大米收率：0.95（100－12）÷100＝83.6％

混合原料收率为：0.98（0.70×70.5％＋0.30×83.6％）×100％＝72.94％由此，100kg混合原料可制得11°P热麦汁量为：72.94/11 ×100 ＝663.09kg

又知11°P麦汁在20℃时的相对密度为1.0442，而100℃热麦汁比20℃时的体积增加1.04倍，故100℃热麦汁体积为：663.09/1.0442×1.04＝660.42 L

2.冷麦汁量：660.42×（1－4.5％）＝630.70 L

3.发酵液量：630.70×（1－1％）＝62

4.39L

4.过滤酒量：624.39×（1－0.8％）＝619.39 L

5.成品啤酒量：619.39×（1－0.7％）＝615.05 L

6.酒花耗用量：每100L热麦汁加入酒花量定为0.28kg

则100Kg原料耗用酒花量为: 660.42/100 ×0.28＝1.85 kg

7.湿糖化糟：设排出湿麦糟含水80％

麦糟70×[（1－6％）（100－75）/（100－80）]＝82.25 kg

大米糟30×[（1－12％）（100－95）/（100－80）]＝6.6 kg

湿糖化糟82.25＋6.6＝88.85 kg

3

8.酒花糟：设酒花糟在麦汁中浸出率40％，酒花糟含水量按80％计算，

则酒花糟 1.85×（1－40％）/（1－80%）＝5.55kg

9.酵母量(以商品干酵母计)：

生产100L啤酒可得商品酵母1kg，则生产615.05L啤酒可得6.1505kg干酵母

湿酵母含水分85％，酵母固形物6.15×（1－85％）＝0.92 kg

含水分7％的商品干酵母0.92×1/（1－7％）＝0.99kg

10. CO2：11°P冷麦汁658.6576kg中浸出物11％×630.70×1.0442＝72.44 kg

设麦汁的真正发酵物60％，则可发酵的浸出量72.44×60％＝43.47 kg

麦芽糖发酵的化学反应式 C12H22O11 + H2O→2 C6H12O6

2 C6H12O6 → 4 C2H5OH ＋ 4 CO2 ＋ 56 kcal

设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO2生成量

43.47×（4×44）/342 ＝22.37 kg

其中，44为CO2分子量，342为麦芽糖C12H22O11分子量

设11°啤酒含CO2为0.4％，

酒中含CO2 615.05×1.012× 0.4％＝2.49 kg

释出CO2量 22.37－2.49＝19.88 kg

所以得 Vco2=19.88∕1.832=10.85m3

2.1.2. 生产100L11°P淡色啤酒需进行的物料衡算

由上面计算可知100kg混合原料可生产11°P成品啤酒615.05L

1.生产100L11°P淡色啤酒需耗混合原料为：100/615.05 ×100＝16.26kg

2.麦芽耗用量：16.26×70％＝11.38kg

3.大米耗用量：16.26×30％＝

4.88kg

4.酒花耗用量：100L麦汁中加入酒花量为0.28kg，

则100L11°P啤酒耗用酒花量 660.42/615.05×0.28=0.3kg

5.热麦汁量：660.42/615.05×100＝107.38 L

6.冷麦汁量：630.70/615.05×100＝102.54 L

7.发酵液量：624.39/615.05×100＝101.52 L

4

8.过滤酒量：619.39/615.05×100＝100.71 L

9.湿糖化糟量：

设排出的湿麦糟水份含量为80％，则

湿麦糟量 [（1－0.06）（100－75）/（100－80）]×11.38＝13.37 kg 湿大米糟量 [（1－0.12）（100－95）/（100－80）]×4.88＝1.07 kg 综上可得湿糖化糟量 13.37＋1.07＝14.44 kg

10.酒花糟量：

设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40％，且酒花糟水份含量为80％，则酒花糟量

[（100－40）/（100－80）]×0.3＝0.9 kg

11.酵母量(以商品干酵母计)：

生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥，

其中一半作生产接种用，一半作商品酵母用即1kg，湿酵母泥含水分85％酵母固形物量： 1×（100－85）/100＝0.15 kg

那么含水分7％的商品干酵母量为：0.15× 100/（100－7）＝0.16 kg

12.CO2量：

11°P冷麦汁104.6385L中溶出物量11％×102.54×1.0442＝11.78 kg 麦汁真正发酵度为60％时，则可发酵的浸出物量11.78×60％＝7.07 kg 麦芽糖发酵的化学反应式 C12H22O11 + H2O→2 C6H12O6

2 C6H12O6 → 4 C2H5OH ＋ 4 CO2 ＋ 56 kcal

设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，

则CO2生成量 7.07×（4×44）/342 ＝3.64kg

其中，44为CO2分子量，342麦芽糖C12H22O11分子量

设11°P啤酒含CO2为0.4％，

酒中含CO2 100×1.012×0.4%＝0.4048 kg

释出CO2量 3.64－0.4048＝3.24kg

1m3 CO2在20℃常压下重1.832kg/ m3；

释放容积为3.24/1.832＝1.77 m3

2.1.

3. 年产10万吨11°P啤酒厂的物料衡算

5

生产旺季每天糖化7次，旺季以170天计，占年产量70％，淡季每天糖化4次，均留10天检修，以170天计。

则每年总糖化次数7×170+4×170＝1870次

10万吨11°P淡色啤酒糖化车间物料衡算：

旺季二、三季度，预留10天检修，按170天算，设每天糖化7次，共糖化1190次，旺季产量占全年70％（11°P淡色啤酒密度1012 kg/m3）

1.糖化1次成品酒定额量（10×104×103×103×70%）/（1012×1190）＝58126.02L

2.消耗混合原料58126.02×16.26/100＝9451.29 kg

3.麦芽9451.29×70％＝6615.9 kg

4.大米9451.29×30％＝283

5.39kg

5.酒花0.3×5812

6.02/100＝174.38 kg

6.热麦汁10

7.38×58126.02/100＝62415.72 L

7.冷麦汁102.54×58126.02/100＝59602.42 L

8.湿糖化糟 14.44×58126.02/100＝8393.40 kg

9.湿酒花糟 0.9×58126.02/100＝523.13 kg

10.发酵液101.52×58126.02/100＝59009.54 L

11.过滤液100.71×58126.02/100＝58538.71 L

12.成品酒100×58126.02/100＝58126.02 L

13.商品干酵母0.16×58126.02/100＝93 kg

14.CO2释放量 1.77×58126.02/100＝1028.83 m3

由前可得出整个物料衡算表：

表2—1全厂物料衡算表

物料名称单位100

㎏混合

原料

100L

10°淡色

啤酒

糖化

一次定额

10万

吨/年啤酒

生产

混合物料Kg 100 16.2

6

9451

.29

1.77

×107

6

麦芽Kg 70 11.3

8

6615

.9

1.24

×107

大米Kg 30 4.88 2835

.39

1.47×107

酒花Kg 1.8

5 0.3 174.

38

3.26

×105

热麦汁L 660

.42

107.

38

6241

5.72

1.17

×108

冷麦汁L 630

.70

102.

54

5960

2.42

1.11

×108

发酵液L 624

.39

101.

52

5900

9.54

1.10

×108

过滤液L 619

.39

100.

71

5853

8.71

1.09

×108

湿糖化糟Kg 88.

85

14.4

4

8393

.40

1.57

×107

湿酒花糟Kg 5.5

5 0.9 523.

13

9.78

×105

商品干酵母Kg 0.9

9 0.16 93 1.74

×105

游离CO2量m3 10.

85 1.77 1028

.83

1.92

×106

空瓶个966 157 9125

8

18099 5600

瓶盖个971 158 9184

18214 8200

商标张962 157 9125

8

18099 5600

成品啤酒L 615100 5812 1.09

7

.05 6.02 ×108

全年实际生产啤酒量为：1.09×108×1.012＝110308吨

2.2 热量衡算

2.2.1糖化用水耗热量Q1

根据工艺，糊化锅加水量为：G1=（3720+744）×4=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t1 = 18℃，而糖化配料用水温度t2 = 50℃

故耗热量为：Q1 =（G1 + G2）Cw(t2-t1)

=50952×1×(50-18)=1885224 kJ

2.2.2由糖化流程可知：Q2 = Q2ˊ + Q2ˊˊ+ Q2ˊˊˊ

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-to）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[（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] = 1.71[kJ /(kg·K]]

C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)

=3.73[kJ/（kg·K）]

米醪的初温t0，设原料的初温为18℃，而热水为50℃则

t0= （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：Q2ˊ＝22320 ×3.73（100-46.8）

=4431466.4 kJ

8

2.2.3煮沸过程蒸汽带出的热量Q2ˊˊ

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Q2ˊˊ = 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]

2.2.4热损失Q2ˊˊ

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%（Q2ˊ + Q2ˊˊ）[2]

把以上所得代入（1）式得：Q2=1.15（Q2ˊ + Q2ˊˊ）

=1.15（4431466.4+125917.6）=6544631.6 kJ

2.2.5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t0℃.

（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 G 麦醪=9456+33096=42550

C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＝21762kg

G混合＝42552＋21762＝64872kg

C混合= G麦醪C麦醪+ G米醪C米醪/G混合

=21762×3.73+42552×3.65/64872

=3.67 [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。

9

所以 Q3=G混合C混合（70-63）＝64872×3.67×（70－63）

＝1666561.7 kJ

2.2.6第二次煮沸混合醪的耗热量Q4

由糖化工艺流程可知：Q4 = Q4ˊ + Q4 ˊˊ+ Q4ˊˊˊ

混合醪升温至沸腾所耗热量 Q4ˊ

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GⅡ

由物料衡算关系：

(GⅡ- V2)×C混合×100＋（G混合－GⅡ）×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：

(GⅡ- V2)×G混合×100＋（G混合－GⅡ）×C混合×70＝G混合×78 GⅡ＝（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)

10

故 Qˊ4＝26.7％G混合C混合(100-70)=26.7%×64872×3.67×30 =1907022.7 kJ

1.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q4ˊˊ

煮沸时间为10分钟，蒸发强度为5%，则蒸发水分量为：

V2=26.7%×64872×5%×10/60=144.3 kg

故Qˊˊ4=I× Qˊˊ4=2257.2×144.3=325804.7 kJ

式中 I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ / kg）

2.损失Q4ˊˊˊ，根据经验Q4ˊˊˊ=15%（Qˊ4 + Qˊˊ4）

把以上所得代入（1）得：Q4=1.15（Qˊ4 + Qˊˊ4）

=1.15（1907022.7+325804.7）=2567751.5 kJ

3.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=15936480 kJ

2.2.7麦芽煮沸过程中耗热量Q6

Q6 = Qˊ6 + Q6ˊˊ + Q6 ˊˊˊ

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Q6ˊ=G麦汁C麦汁（100-70）=78281.6×3.85×（100-70）

=9041524.8 kJ

2.2.8煮沸过程中蒸发耗热量Qˊˊ6

煮沸强度为10%，时间为1.5小时

则蒸发水分为：V3=78281.6×10%×1.5=11742.2 kg

Q6ˊˊ=11742.2×2257.2=26504493.8 kJ

热损失Q″′6=15%（Qˊ6+Qˊˊ6）

故 Q6=1.15（Q16+Q116）=1.15×（9041524.8+26504493.8）

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=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，Ⅰ=2725.3 kJ / kg

则D=Q总/（I-i）η其中i为相应的冷凝水的焓（561.47 kJ / kg）

η为蒸汽的的热效率，取η=95%

则D=67778570.2/（2725.3-561.47）×95%=32972 kg

在糖化过程的各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q7为最大，且知道煮沸时间为90分钟，热效率为95%，故

Qmax=40877921.4/1.5×95%=28686260.6 kJ /h

相应的最大蒸汽耗量 D=28686260.6/I-i=13257 kg /h

2.2.9蒸汽单耗Ds

根据设计，每年糖化次数为1300次，共生产啤酒98814吨，

年耗蒸汽总量为：Dr=32972×1300=42863600 kg

每吨啤酒成品耗蒸汽Ds（对糖化）

Ds=42863600/98814=433kg /t啤酒

每昼夜耗蒸汽量（按生产旺季酸算）为

Dd=32972×5=164860 kg /h

表4-2 蒸汽耗量表

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2.2.10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。锅内装有螺旋浆搅拌器及挡板。糊化锅升温速度达0.5℃/min。糖化锅的升温速度达1℃/min。采用点状加热夹套。因为它从加热效果上优于弧形盘管加热器。糖化锅的容积为25m3，糊化锅的容积为18m3。采用的是常压蒸煮。

第3章糖化锅的计算及设备

3.1糖化锅的计算

糖化锅一次投料为64872 kg 则：

V有=64872/1.0925×1000=59.4 m3

式中：1.0925为混合醪液的比重

取填充系数为70％，则：V总=59.4/0.6=84.8m3

由V总=πD2H/4 （糖化锅径高比取：2：1）

则，V总=πD3/8 D=（8V总/π）1/3=6.0 m

由径高比2：1，得H=D/2=3 m

由前述糊化锅计算可知：K=1714.7（kJ /h×℃×m2）

又：Δt=132.88-78=54.88 ℃

又知道糖化过程中，最大耗热量为：2567751.5kJ

F=2567751.5/(1714.7×54.88)=27.29 m2

S=πr2=3.14×(6/2)2=23.26 m2>27.29 m2

3.2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。锅内装有螺旋浆搅拌器及挡板。糊化锅升温速度达0.5℃/min。糖化锅的升温速度达1℃/min。采用点状加热夹套。因为它从加热效果上优于弧形盘管加热器。糖化锅的容积为25m3，糊化锅的容积为18m3。采用的是常压蒸煮。

第四章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

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余酵母和CO2等。表1－3

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。

4.1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

从这两个表可以看出，麦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

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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

4.2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。

4.3 CO2

CO2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。

4.4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。

4.5 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。

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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。

设计总结

本次设计查阅了大量的国内啤酒行业的文献资料、采集了啤酒厂生产实际中的技术参数。以工艺技术上先进、可靠；经济上合理可行为设计原则。采用二次煮出糖化法，下面发酵法。选用的较先进的生产设备，设计的车间布置也是按照规定标准设计的。

在设计中我们也遇到了一些实际的问题。像设备选型的时候遇到的选型找不到书上的现行的规定标准的情况等。但是我们系的各位老师通过讨论都给我提出了非常行之有效的建议。

我在设计中也发现了自己在查阅文献资料时的好多的不足之处，在以后的工作学习中还需要好好的训练自己。

而且通过这次设计，我对自己在大学四年的知识有了一个更系统的认识。老师们讲的东西都是我们以后能够受用一生的，还需要好好的总结，学习。

参考资料：

[1]吴思方主编，发酵工厂工艺设计概论，北京，中国轻工业出版社，2003，

25-318

[2]管敦义主编，啤酒工业手册（修订版），北京，中国轻工业出版社，1998，

67－559

[3]林大钧主编，《化工机械设计制图》，北京，科学出版社，2000，

12－56

[4]《化工设备设计手册》编写组，材料与零部件，上海，上海人民出版社，

16

1975，23－30

[5]金凤燮主编,酿酒工艺与设备选用手册,北京，化学工业出版社，2003.4，

112－198

[6]同济大学等院校《机械制图》编写组，机械制图，北京，高等教育出版

社，1997，4-7

[7] 李艳主编,发酵工业概论,北京，中国轻工业出版社，1999.1，33－42

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f1aq.html