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1、摘要 随着生活水平的提高，人们对啤酒的需求越来越大。在国际上，啤酒工业的发展趋势是大型化和自动化，工艺上于缩短生产周期，提高整体生产的经济效益。在啤酒工艺基本成熟的情况下，啤酒生产装备的影响要比其工艺的影响大。因此，啤酒行业的竞争，最直接的表现是啤酒企业对装备的快速更新和技术提升。对新建啤酒工厂来说，发酵方法以及所选用的设备室非常关键的。 因此，本设计的重点在于以最新研究为基础进行新型设备的选择和设计。发酵所用到的设备室锥形罐，采用三段式冷却，一罐法进行发酵。第一章 总论第一节 设计依据和范围第二节 设计原则第三节 生产规模和产品方案第四节 生产工艺流程第二章 发酵车间物料衡算第一节 工艺流程
2、及相关工艺参数第二节 物料衡算第三章 设备设计与选型第一节 设备设计和选型的原则第二节 主要工艺设备的设计和选型第三节 主要设备一览表第四章 发酵车间布置设计 第一节 发酵车间布置设计的原则 第二节 建筑概述 第三节 发酵车间布置设计说明参考文献第一章 总论第一节 设计依据和范围一 本设计的依据是： 1) 批准的项目申请报告 2）可行性研究报告以及设计计划任务书。 3) 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。二 设计范围重点进行发酵车间的设计，主要包括：发酵车间的物料衡算和耗冷量计算、发酵罐和贮酒罐的选型及其他通用设备如各种泵的选型。第二节 设计原则一.设计工作要
3、为要现代化建设这个中心，为这个中心服务。二.设计工作必须认真进行调查研究。要学会收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查，与同类型厂先进技术经济指标做比较，要善于从实际出发去分析研究问题。设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。三.要解放思想，积极采用新技术，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共货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化，自动化。四.设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性想结合的原则，不能千厂一貌。工厂生产规模，产品品种的确定，要适应国民经济的需要，要考虑资金来
4、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。五.发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围环境的清洁卫生，又要注意到工厂内车间之间对卫生，无菌，防火等条件的相互影响。另外，食品类发酵工厂，还应贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生，优美，流畅，并能让参观者放心的原则。六.合计工作必须加强计划性，个阶段工作要有明确的进度。本课题是设计年产20万吨的啤酒厂发酵车间，其重点是发酵车间的工艺及其关键设备的设计与选型。本课题主要遵循以下原则：设计仔细，面面到位，考虑全面，尽量降低成本 第三节 生产规模和产品方案 年产量：200000t/a的啤酒生产 每年生产天数
5、：300天 产品规格： 12淡色啤酒 大米粉碎机糊化锅糖化锅水、蒸汽煮沸锅过滤槽麦糟回旋沉淀槽发酵罐啤酒过滤机灌装机清酒罐杀菌机熟啤热凝固物酵母二氧化碳鲜啤酒花麦汁冷却器冷凝固物第三节 生产工艺流程第二章 发酵车间物料衡算第一节 工艺流程及相关工艺参数 （1）工艺流程 糖化缪 冷却 主发酵罐 烛式离心机 贮酒罐 过滤 二级种子 通少量空气 （2）相关工艺参数 表1-1项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽75大米25麦芽水分6啤酒损失率（对热麦汁）冷却损失3大米水分13发酵损失1无水麦芽浸出率75过滤损失1无水大米浸出率92装瓶损失2总损失6课本67页
6、表4-6根据上表的基础数据，首先进行100kg原料生产12淡色啤酒的物料计算，然后进行1000L 12淡色啤酒的物料衡算最后进行200000t/a12淡色啤酒糖化车间物料衡算。1）100kg原料（75%的麦芽，25%的大米）生产12淡色啤酒的物料衡算麦芽收率： 0.75（100-6）/100=70.5%大米收率： 0.92（100-13）100=80.04%混合原料收得率：（0.7570.5%+0.2580.04%）98.5%=71.79%设每天糖化6次，每年工作300天，则每年共糖化1800次。由此可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。整理得如下表：物料名称单位对100kg混合原料1000L
7、12淡色啤酒糖化一次定额量混合原料kg100185.114808麦芽kg75138.811104大米kg2546.33704 酒花kg1.202.13170.4热麦汁L574106385040冷麦汁L556.8103182480湿糖化糟kg96.78179.214336湿酒花糟kg3.456.39511.2发酵液L551.2102081600过滤酒L545.7101080800成品啤酒L540.2100080000备注：12淡色啤酒的密度为1012kg/m3, ，实际年生产啤酒。表13发酵工艺参数的确定项目单位指标数生产规模t/a200000生产方法锥形罐、间歇发酵年生产天数d/a300二级种
8、液接种量%10产品日产量t/d667主酵温度6产品规格度12酵母回收时间主发酵结束后贮酒温度-1第二节 物料衡算1、 生产100L12淡色啤酒进入发酵罐的冷却麦汁量，由表12可知V1103.1L2、 二级种液量 V2V1*10%=10.31L3、 生产100L12淡色啤酒发酵液量 V3=102L4、 酵母量（以商品干酵母计）生产100升啤酒可得2公斤湿酵母液，其中一半作商品干酵母用湿酵母泥含水分85酵母含固形物1*（100-85）/1000.15公斤则含水分7的 商品干酵母量为0.15*100/（100-7）0.16公斤5、 二氧化碳的量12度的 冷麦汁103.1L浸出物量为 12*103.1
9、12.37升麦汁的发酵度为60，则可发酵的浸出物量为 12.37*607.42升 麦芽糖发酵的 化学反应式为 C12H22O11+H2O 2C6H12O6 2C6H12O64C2H5OH+ 4CO2+564卡设麦汁中浸出物均为麦芽糖组成，则二氧化碳生成量为：7.42*（4*44）/3423.82升 设12度啤酒含二氧化碳0.4，酒中含二氧化碳量为 103.1*0.4/1000.41升 则放出的 二氧化碳量为 3.82-0.413.41升 第三节 耗冷量计算 （一）流程示意图 94热麦汁 冷麦汁（6）锥形罐发酵过冷至-1贮酒过滤清酒罐 （二）工艺技术指标及基础数据 年产12淡色啤酒200100t
10、; 每天糖化6次，每年共糖化1300次; 主发酵时间6天;4锅麦汁装1个锥形发酵罐; 12Bx麦汁比热容c1=4.0kJ/(Kg*K) ;冷媒用1液氨 麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/Kg;麦汁发酵度60%;根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即： Q=Qt+Qnt（三）工艺耗冷量Qt1、麦汁冷却耗冷量 近几年来普遍使用的一段式串联逆流式麦汁冷却方法。使用的冷却介质为2的冷冻水，出口温度为85。糖化车间送来的热麦汁温度为94，冷至发酵起始温度6。根据表4-7啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次的热麦汁85040L，而相应的麦汁密度为1048Kg/m3，故麦汁量为： G=
11、1048*85.040=89122（Kg) 又知12Bx麦汁的比热容为4.0kJ/(Kg*K)，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为： Q1=Gc(t1-t2)/r =89121920*4.0*(94-6)/1 =31.37107 (KJ/h)式中 t1和t2分别为麦汁冷却前后温度（） r冷却操作过程时间（h）根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为： Q f=4Q1=431.37106 =125.48106（KJ）2、发酵耗冷量Q2（1）发酵期间发酵放热Q2 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613.6KJ/Kg.设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为： q0=613.6*12%*60%*1=44.18（KJ） 根据物料蘅算，每锅麦汁的冷麦汁量为82480L，则每锥形罐发酵放热量为： Q0=44.18*82480*4=14.567106（KJ）由于工艺
