年產(chǎn)30萬噸啤酒廠糖化車間設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)：111051205Tianjin TianShi College 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：年產(chǎn)30萬噸啤酒廠糖化車間設(shè)計(jì)Annual output of 300000 tons of beer saccharification workshop design院 別： 生物與食品工程學(xué)院專 業(yè)： 生物工程年 級： 2011級學(xué)生姓名： 孟楠指導(dǎo)老師： 陶永清院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：院 別：專 業(yè)

2、：年級班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：二一五年六月學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名（手簽）： 年 月 日摘 要本文主要介紹了年產(chǎn)30萬噸啤酒廠糖化車間生的工藝設(shè)計(jì)。其中包括啤酒糖化工藝流程及其論證，物料平衡的計(jì)算，設(shè)備的計(jì)算及其選型，本設(shè)計(jì)采用國內(nèi)常用的煮出糖化法工藝過程，對物料和能量的計(jì)算以及

3、糖化車間設(shè)備選型做了詳細(xì)地論述和介紹。同時(shí)，考慮系統(tǒng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性及安全、環(huán)保的要求，降低交叉污染的機(jī)率等。 本文根據(jù)啤酒生產(chǎn)的特點(diǎn)對糖化車間結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使得該車間盡量緊湊、物料及能源輸送距離盡量縮短，從而有效地節(jié)約資源、降低生產(chǎn)成本。針對啤酒煮出糖化法的特點(diǎn)進(jìn)行物料衡算及熱量衡算，選擇恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)設(shè)備，便于提高能源的利用率。 本設(shè)計(jì)的圖紙主要包括糖化車間的流程圖，以及糖化車間平面布置圖，全廠車間布局圖。關(guān)鍵詞：糖化 工藝設(shè)計(jì) 設(shè)備選型 ABSTRACTThis article mainly introduced the annual output of 300000 tons of

4、 beer saccharification workshop process design.Including beer saccharification process and its reasoning, the calculation of material balance, the calculation of equipment and its selection, the design adopts domestic commonly used cooking saccharification method, technological process, the calculat

5、ion of material and energy and the saccharification workshop equipment selection done is discussed and introduced in detail.At the same time, considering the flexibility of the system, economy and safety, environmental protection requirements, reduce the risk of cross contamination, etc.In this pape

6、r, according to the characteristics of the beer production layout of saccharification workshop structure reasonable design, compact, as far as possible make the workshop material and energy delivery distance shortened as far as possible, and save resources, reduce production cost effectively.Cooking

7、 for beer saccharification method the characteristics of the material balance and heat balance, choosing the right production equipment, to improve energy utilization. The flow chart of this design drawings including saccharification workshop, and the saccharification workshop layout, factory w

8、orkshop layout diagram.Key Words：Saccharify Process design Equipment selection目 錄摘 要I1.前言12.生產(chǎn)工藝流程圖及說明22.1啤酒工藝流程22.2 原輔料預(yù)處理22.2.1原輔料處理流程與說明32.2.2啤酒釀造對水質(zhì)要求32.2.3 輔料的貯存方式32.2.4 原料粉碎方法32.2.5 原材料粉碎機(jī)的選擇42.2.6 原料輸送機(jī)械的選取42.3 麥芽汁的制備52.3.1 糊化52.3.2糖化52.3.3糖化醪的過濾52.3.4麥汁煮沸與酒花的添加62.3.5 麥汁熱凝固物的沉淀62.3.6 麥汁冷卻63.物

9、料及熱料衡算83.1物料衡算83.1.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)83.1.2 100KG原料（60%麥芽，40%大米）生產(chǎn)12度淡色啤酒的物料衡算83.1.3 生產(chǎn)100L12°淡色啤酒的物料衡算93.1.4 30萬噸、年產(chǎn)12°淡色啤酒發(fā)酵車間物料的衡算表103.2 能量衡算103.2.1 糖化用水耗熱量Q1103.2.2 第一次米醪煮沸耗熱量Q2113.2.3第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量Q3123.2.4 第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4133.2.5洗糟用水耗熱量Q 5143.2.6麥汁煮沸過程耗熱量Q 6143.2.7 糖化一次所需的總耗熱量Q總153.2.8 糖

10、化一次耗用蒸汽量D153.2.9 糖化過程以小時(shí)為單位的最大蒸汽耗量Qmax153.2.10 麥汁冷耗冷量Q10164主要工藝設(shè)備選型計(jì)算174.1啤酒廠的糖化設(shè)備與組合方式的選取174.2貯箱174.2.1麥芽暫貯箱174.2.2 大米貯藏箱174.2.3 大米粉貯藏箱174.3粉碎設(shè)備184.3.1麥芽的粉碎設(shè)備184.3.2 大米粉碎設(shè)備184.4 糊化鍋184.5 糖化鍋194.6過濾槽194.7麥汁煮沸鍋204.8回旋沉淀槽204.9 其他設(shè)備214.9.1重力式壓力器214.9.2 旋風(fēng)除塵器214.9.3袋濾器214.9.4泵215.環(huán)境保護(hù)235.1三廢概況235.2 三廢的治

11、理235.2.1降低廢水污染強(qiáng)度的措施235.2.2廢水處理方法235.3 防塵、除塵的方法245.4 生產(chǎn)噪音的防治246.結(jié)論257.參考文獻(xiàn)268.附錄28全廠設(shè)備一覽表289.致謝2930天津天獅學(xué)院2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1.前言 啤酒是一種營養(yǎng)豐富的低酒精度數(shù)的飲品，適量的飲用有提高肝臟解毒的作用，對冠心病、高血壓、糖尿病和血脈不暢等身體不適癥狀均有一定緩解效果。啤酒中含有豐富的二氧化碳，所含的二氧化碳和極其酸度、苦味具有生津止渴、消暑、幫助消化、消除疲勞、增進(jìn)食欲的功能。我國是啤酒生產(chǎn)消費(fèi)大國，啤酒在我國有著巨大的消費(fèi)市場與良好的消費(fèi)前景。國內(nèi)眾多的啤酒生產(chǎn)企業(yè)能否利用先

12、進(jìn)技術(shù)，高效節(jié)能的生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)啤酒已經(jīng)成為競爭關(guān)鍵1。改革開放二十多年來,中國啤酒工業(yè)得到迅猛發(fā)展, 啤酒走向大型化、集中化、并努力和世界接軌。這為啤酒生產(chǎn)發(fā)展提供了市場。顧客對啤酒消費(fèi)需求的個(gè)性化，讓啤酒市場的需求呈現(xiàn)出多樣化的特征，讓我們國家的啤酒產(chǎn)品的多樣化進(jìn)程加快。隨著啤酒生產(chǎn)工藝的不斷提升，啤酒生產(chǎn)的糖化技術(shù)越來越成熟。但是，在啤酒生產(chǎn)的過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量既于設(shè)備有關(guān)、也與啤酒的生產(chǎn)工藝、原料質(zhì)量控制效果有關(guān)。啤酒生產(chǎn)工藝的控制是長時(shí)間經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)果，受到我國啤酒生產(chǎn)歷史的影響，生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)國家相比仍有一定的差距。我國作為全球范圍內(nèi)的第二大啤酒生產(chǎn)國。啤酒的市場前景廣闊，啤酒生產(chǎn)工業(yè)

13、的發(fā)展速度快。但是，受到啤酒生產(chǎn)工藝、啤酒品種的影響，在一定程度上制約我們國家的啤酒工業(yè)發(fā)展水平。所以，加大新型設(shè)備的應(yīng)用，創(chuàng)新啤酒生產(chǎn)技術(shù)，提升啤酒生產(chǎn)工藝水平，成為促進(jìn)我國啤酒工業(yè)發(fā)展的重要路徑。本研究通過對啤酒廠糖化車間的設(shè)計(jì)，旨在為了進(jìn)一步提升啤酒的生產(chǎn)水平與產(chǎn)品的質(zhì)量，在降低啤酒生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，通過借助現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)、工業(yè)設(shè)備，降低啤酒生產(chǎn)過程中的熱量等的損失。因此，提升啤酒生產(chǎn)原料的利用率，擴(kuò)大啤酒生產(chǎn)的設(shè)備，借助現(xiàn)代化的啤酒生產(chǎn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)啤酒生產(chǎn)的效益與質(zhì)量，有著重要的研究價(jià)值。在啤酒廠糖化車間設(shè)計(jì)的過程中，主要包括了生產(chǎn)設(shè)備選型、啤酒生產(chǎn)工藝的控制、原材料的選擇等。遵循著提

14、升資源利用率、降低生產(chǎn)過程損傷等原則，得到質(zhì)量高的啤酒。本文在寫作的過程中，受到理論掌握水平與實(shí)踐認(rèn)知能力的影響，設(shè)計(jì)的過程中存在一些不當(dāng)之處，請各位老師予以批評指正！2.生產(chǎn)工藝流程圖及說明2.1啤酒工藝流程 啤酒生產(chǎn)的主要原料有兩種：麥芽、水，在啤酒生產(chǎn)的時(shí)候經(jīng)過糖化過程、酒花處理、過濾過程、發(fā)酵等過程，獲得一種含有一定濃度的酒精與CO2 的釀造酒。啤酒釀造的工藝流程如下圖所示： 麥芽、大米粉碎 糊化糖化水、蒸汽過濾麥槽麥汁煮沸 鍋酒花渣分離器回旋沉淀槽酒花槽薄板冷卻器熱凝固物冷凝固物圖2-1 啤酒廠糖化工藝流程圖 在啤酒生產(chǎn)的過程中，第一步需要通過預(yù)先處理、糖化處理、原料過濾、煮沸等，才

15、可以獲得所用的酒母。這一階段的工藝水平將會(huì)對啤酒的糖化率、發(fā)酵的效果、啤酒的澄清效果等產(chǎn)生直接的影響。所以，加大對啤酒預(yù)處理等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，成為啤酒生產(chǎn)質(zhì)量控制的主要內(nèi)容之一。在啤酒生產(chǎn)的過程中，麥芽汁的植被又稱作糖化，指的是通過將釀造啤酒所需的麥芽、輔料等進(jìn)行粉碎、醪的糖化、過濾處理，麥汁加熱煮沸、原料冷卻等系統(tǒng)的過程。其流程圖如圖2所示。 2.2 原輔料預(yù)處理 在本設(shè)計(jì)開展的過程中，所選用的主要原料是麥芽，選用的輔料是大米。在進(jìn)行原（輔）料處理的時(shí)候，包括了兩項(xiàng)內(nèi)容：第一項(xiàng)是麥芽與水的選取，第二個(gè)內(nèi)容是原輔料粉碎方法與存儲(chǔ)的方式 5。2.2.1原輔料處理流程與說明 圖2-3 原輔料處理流

16、程圖在原輔料處理的過程中，通過把麥芽、大米等，使用提升機(jī)把下料坑置于立倉，然后把原輔料置于除雜機(jī)里面進(jìn)行除雜。除雜完成之后，使用粉碎機(jī)對原輔料進(jìn)行粉碎處理，之后送至糖化處理。在這個(gè)過程中，原輔料的除雜與粉碎將會(huì)對啤酒生產(chǎn)的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。2.2.2啤酒釀造對水質(zhì)要求 水占到了啤酒總量的90%之多，因此，啤酒的口感會(huì)因?yàn)樗|(zhì)而產(chǎn)生非常大的影響。世界上的名牌啤酒之所以有其特征，優(yōu)良的釀酒水質(zhì)是主要的因素之一。同時(shí)，水質(zhì)的重要性包含在啤酒生產(chǎn)的洗滌等各個(gè)過程中。啤酒生產(chǎn)的釀造用水，包括了以下幾種：第一種是糖化用水、第二種是酵母洗滌用水、第三種是高濃度啤酒稀釋用水。啤酒所需的釀造用水要符合飲用水的

17、標(biāo)準(zhǔn)，大部分是通過深井水的優(yōu)化處理而獲得的。深井水的改良與儲(chǔ)量方法是通過硬水軟化、機(jī)械過濾、水質(zhì)脫鹽等方法完成的 6。而釀造啤酒過程中所需的冷卻水，只要滿足衛(wèi)生清潔、低硬度就可以。2.2.3 輔料的貯存方式本設(shè)計(jì)的在研究的過程中，使用的是立倉儲(chǔ)存原料與輔料的方法。當(dāng)前，我們國家的輔料貯存主要有三種方式，第一種是散裝貯存，第二種是袋裝貯存，第三種是立倉貯存。立倉貯存有下面幾個(gè)優(yōu)勢：容積的利用效率高，容量大、人工節(jié)省、易于殺菌等。在輔料儲(chǔ)存的時(shí)候，為了更好的提升原料的防潮效果，在設(shè)計(jì)的時(shí)候使用的是混凝土立倉貯存處理的。2.2.4 原料粉碎方法生產(chǎn)啤酒的麥芽在糖化之前，需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的粉碎，這是因?yàn)?/p>

18、粉碎以后的麥芽，能夠讓可溶性物質(zhì)更快的滲出來，對提升酶的作用有著重要的意義。當(dāng)前，我們國家的啤酒廠在生產(chǎn)的過程中，經(jīng)常使用的粉碎方法有：干法粉碎、濕法粉碎兩種。這兩種粉碎方法的使用的，都是為了更好的提升原料的處理面積，有效的提升了熱處理的效率。為自動(dòng)化生產(chǎn)程度的提升，打下了良好的基礎(chǔ)。干法粉碎的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資額度小，不需要較大的面積，易于操作、粉碎程度控制水平高、設(shè)備維修簡單等。干法粉碎主要有粗碎、細(xì)碎兩種工藝形式。濕法粉碎的優(yōu)點(diǎn)是能夠保證較好的過濾層，有效的解決了粉碎過程中粉塵對工作人員的危害。此外，原材料在經(jīng)過溫水浸泡之后，能夠有效的降低糖化的時(shí)間。但是，其不足之處在于：粉碎所需設(shè)備大、操

19、作專業(yè)性要求較高、粉碎的程度難以控制、生產(chǎn)成本高等。所以，本設(shè)計(jì)采用干法粉碎。2.2.5 原材料粉碎機(jī)的選擇啤酒廠麥芽與大米粉碎的方法主要有兩種：第一種是輥式粉碎機(jī)粉碎、第二種是濕式粉碎機(jī)粉碎。通過上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，在使用干法粉碎的時(shí)候，常用的輥式粉碎有兩輥、四輥、五輥、六輥等幾種。兩輥式粉碎機(jī)，主要是由兩個(gè)相對平行的裝置、輥筒構(gòu)成的，在工作的過程中，由上面可知，我們采用的是干法粉碎，所以濕式粉碎機(jī)就不考慮了。輥式粉碎機(jī)常用的有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等7。通過將兩輥之間的物料相對摩擦而被粉碎。兩輥式粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡潔，結(jié)構(gòu)更為緊湊，有效運(yùn)行平穩(wěn)。四輥式的粉碎機(jī)是通過4個(gè)輥筒、篩

20、子構(gòu)成的。原材料在通過第一對輥筒之后被粉碎，然后篩選出皮殼，之后在進(jìn)行第二輥筒的粉碎。五輥粉碎機(jī)是由前面三個(gè)光面輥，后面兩個(gè)絲輥組成的。借助于篩選裝置的共同使用，能夠有效的進(jìn)行細(xì)粉、顆粒等的篩選，這一機(jī)器的使用性能良好，能夠科學(xué)的進(jìn)行不同麥芽的粉碎。六輥粉碎機(jī)同五輥粉碎機(jī)的性能基本相似，通過三對輥筒構(gòu)成，前面兩對是光面輥，后面的是絲面輥。六輥粉碎及的使用，能夠有效的提升糖化時(shí)有用物質(zhì)的浸出率。通過對上述不同粉碎機(jī)的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)使用六輥式粉碎機(jī)，能夠提升麥芽的粉碎效果。2.2.6 原料輸送機(jī)械的選取8在現(xiàn)代化的啤酒生產(chǎn)工藝中，主要有兩種原材料的輸送方式，第一種是機(jī)械輸送的方式，第二種是氣力

21、輸送的方式，通過風(fēng)力進(jìn)行物料的輸送。之所以選取機(jī)械輸送，是為了更好、更便捷的進(jìn)行操作。在機(jī)械輸送的過程中，所使用的固體原料的輸送主要有下面幾種：帶式輸送機(jī)械、斗式提升設(shè)別、刮板輸送設(shè)備、螺旋輸送設(shè)備等。在所選用的這些輸送設(shè)備當(dāng)中，斗式提升機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)從低到高的輸送。因此，在輸送麥芽等材料的時(shí)候選用此機(jī)械。2.3 麥芽汁的制備2.3.1 糊化在生產(chǎn)的過程中，輔料首先要在糊化鍋里面進(jìn)行糊化，之后在將其與麥芽攪拌糖化。通過把輔料的淀粉顆粒讓其在溫水中膨脹，在溫度達(dá)到七十?dāng)z氏度之后，顆粒的外膜產(chǎn)生破裂，北部的淀粉等快速的析出，增加了液體的粘稠度。此時(shí)如果繼續(xù)加熱，將會(huì)讓淀粉糊變成短鏈的糊精。在進(jìn)行大米

22、糊化的時(shí)候，可以將大米與麥芽配成5：1的比例，借助麥芽里面的酶讓大米中的淀粉進(jìn)行分解，提升糖化酶的作用效果，有效的降低糊化醪的黏度。2.3.2糖化啤酒生產(chǎn)中的糖化指的是通過借助麥芽自身的酶，實(shí)現(xiàn)麥芽汁制備與生產(chǎn)。在這個(gè)過程中，主要包括了淀粉的分解、蛋白質(zhì)的分解、葡聚糖分解，酸的形成等多個(gè)過程。在這個(gè)過程當(dāng)中麥芽自身的酶含量非常高能夠很好的進(jìn)行糖化。在啤酒的糖化過程中，借助的麥芽汁的酶轉(zhuǎn)化。糖化的方法主要包括三種，第一種是煮出糖化法、第二種是浸出糖化法、第三種是雙醪煮出糖化法 9。如果要生產(chǎn)出淡色啤酒，則可以使用二次煮出的糖化法。這一方法是通過在糊化鍋中前后實(shí)施二次煮沸操作，其中，第一次的蒸煮是

23、在糊化鍋中煮沸糊化，然后開始糖化鍋糖化。為了更好的提升糖化時(shí)糖化酶作用的有效性而實(shí)施。第二次煮沸的則是一部分糖化醪液，此次操作是為了除酶，以提升啤酒的口感與質(zhì)量。2.3.3糖化醪的過濾10當(dāng)前，啤酒生產(chǎn)的過程中，常用的糖化醪過濾法包括三種，第一種是過濾槽法、第二種是壓濾機(jī)過濾法、第三種是快速滲出槽法。我們國家的啤酒生產(chǎn)企業(yè)大部分是用的過濾槽法。在糖化完成之后，通過將78的熱水通入，以浸沒過濾板為標(biāo)準(zhǔn)。過濾操作的程序是：通過把糖化醪完全的攪拌均勻，并泵入過濾槽，接下來借助耕槽機(jī)來翻拌，然后進(jìn)行二十分鐘左右的靜置，保證糖化醪的自然沉降。在沉降發(fā)生的時(shí)候，最先沉降的是谷皮，接著是沒有分解的淀粉與蛋白

24、質(zhì)，過濾層的厚度一般在40厘米左右。當(dāng)糖化取得較好的效果以后，糖化醪槽表面附著的粘稠物就會(huì)降低，相反則會(huì)增加。糖化醪的適宜溫度在60攝氏度左右，在濾層形成之后進(jìn)行過濾操作。開始階段流出來的麥芽汁是渾濁的，需要使用泵把這些渾濁的麥芽汁泵回，并進(jìn)行第二次過濾，直到麥芽汁澄清方可，接著將澄清的麥芽汁泵入煮沸。從正式過濾之后的十五到三十分鐘，開始對麥芽汁的濃度、澄清效果、質(zhì)量等進(jìn)行檢查。在過濾的時(shí)候，如果過濾的速度比較慢，那么可以進(jìn)行耕槽處理，在耕槽的時(shí)候，注意在同一個(gè)深度上進(jìn)行翻耕。2.3.4麥汁煮沸與酒花的添加在過濾處理完成以后，需要將麥芽汁煮沸，并且在煮沸的過程當(dāng)中要進(jìn)行酒花的添加。通過添加酒花

25、能夠讓多余的水分爭分，保證麥芽汁達(dá)到規(guī)定的濃度。讓酒花中的有效成分溶出，提升啤酒的香氣與口味，保證蛋白質(zhì)凝固析出的速度，實(shí)現(xiàn)啤酒穩(wěn)定性的提升。1）麥芽汁煮沸的常用方法：在麥芽汁煮沸的過程中，經(jīng)常使用間歇常壓煮沸法，麥芽汁在過濾的時(shí)候，在麥芽汁把加熱層蓋滿之后，開始進(jìn)行加熱，溫度保持在八十?dāng)z氏度左右。加熱煮沸的時(shí)間大部分在一到兩個(gè)小時(shí)。2）酒花添加：所需要添加的酒花是在麥芽汁煮沸的時(shí)候進(jìn)行添加的。在生產(chǎn)的過程中，不同的酒花添加時(shí)間、添加的數(shù)量會(huì)產(chǎn)生不同的效果。所以，加大對啤酒花添加時(shí)間與數(shù)量的控制，有著重要的意義。酒花添加的時(shí)間如下表2-1所示：酒花的添加分為3個(gè)步驟見下表2-1表2-1次數(shù)時(shí)間

26、占總量的百分?jǐn)?shù)主要目的110min左右20%借助其苦味，避免泡沫升起245min左右40%借助其苦味，避免泡沫升起380min左右40%為保證更多的酒花香氣 2.3.5 麥汁熱凝固物的沉淀在使用麥芽汁進(jìn)行發(fā)酵之前，要做好熱凝與冷凝固物的去除工作，即對麥芽汁的澄清處理。在本設(shè)計(jì)中使用的是回旋沉淀槽。在啤酒生產(chǎn)的過程中，回旋沉淀槽就是一種常用的熱凝固物分離工藝設(shè)備，此設(shè)備的優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、處理效果好等。作為一種立式柱形槽，在處理的過程中熱麥芽汁通過切線方向泵入，產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)。受到回旋效應(yīng)的影響，讓其在重力的作用下，將較為堅(jiān)實(shí)的沉淀物積于槽底部，實(shí)現(xiàn)固體、液體分離的效果，而澄清之后的

27、麥芽汁通過側(cè)面的麥芽汁出口排出來。2.3.6 麥汁冷卻在啤酒生產(chǎn)的過程中，麥芽汁的冷卻是為了讓麥芽汁獲得更為適宜的接種溫度。通過冷卻讓冷凝固物快速的析出。最近一段時(shí)間以來在生產(chǎn)的過程中，使用的是薄板冷卻器進(jìn)行冷卻，冷卻的時(shí)間在1小時(shí)到兩個(gè)小時(shí)之間。在麥芽汁冷卻完成以后，通過借助無菌壓縮空氣把薄板冷卻器里面的麥芽汁頂出來。在冷卻操作的各個(gè)環(huán)節(jié)中，要主要避免外界雜菌造成的污染 11。在應(yīng)用薄板冷卻器的時(shí)候需要：由于麥芽汁冷卻的過程中易引起污染，所以，在使用薄板冷卻器之前，一定要做好冷卻管路的殺菌處理；加大對冷卻水流量的控制，以更好的保持冷卻所需的溫度標(biāo)準(zhǔn)水平；要最大程度上保持薄板兩側(cè)麥芽汁與冷媒的

28、壓力均衡，以避免滲漏問題；做好對冷卻過程中的麥芽汁濃度的控制，以獲得更好的冷卻效果；在麥芽汁冷卻完成之后，要做好冷卻薄板的清洗；在麥芽汁冷卻的時(shí)候，要選用低硬度的冷卻水，以降低水垢的產(chǎn)生。3.物料及熱料衡算3.1物料衡算在啤酒生產(chǎn)的過程中，糖化車間平衡計(jì)算的內(nèi)容主要包括了以下幾項(xiàng)，詳見圖表：3.1.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表3-1項(xiàng)目名稱百分比定額指標(biāo)原料利用率98.5麥芽水分6大米水分13無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料配比麥芽60大米40啤酒損失率（對熱麥芽汁）冷卻損失7.0發(fā)酵損失1.5過濾損失2.0包裝損失1.0總損失11.53.1.2 100KG原料（60%麥芽，40%大米）

29、生產(chǎn)12度淡色啤酒的物料衡算按照上面表格的示例，第一步進(jìn)行100千克原料生產(chǎn)12°淡色啤酒這一方法的計(jì)算，第二步展開100L12度淡色啤酒的物料衡算內(nèi)容，最第三步則是30萬噸糖化車間的物料平衡計(jì)算。（1）熱麥汁量 據(jù)上表可得到原料收得率分別為：麥芽收率為：0.75（1006）/100=70.5%大米收率為：0.95（100-13）/100=82.65%混合原料收得率為：（0.6×70.5%+0.4×82.65%）98.5%=74.23%通過上述分析可以得出，100千克的混合原料能夠制成12°熱麥汁量是：(74.23/12)×100=618.58

30、 kg又知12°熱麥汁在20時(shí)的相對密度為1.047kg/L，而100熱麥汁比20時(shí)的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100）體積為：(618.58/1.047)×1.04=614.44(L)（2） 添加酒花量： 614.44×0.2%=1.23kg (3）冷麥汁量為： 614.44×(10.07)571.4(L)（4） 發(fā)酵液量為： 571.4×(1-0.015)=562.9(L)（5） 過濾酒量為： 562.9×(1-0.015)=554.4(L) (6) 成品啤酒量為： 554.4×(1-0.01)=548.9(L)

31、3.1.3 生產(chǎn)100L12°淡色啤酒的物料衡算通過上面計(jì)算的結(jié)果獲得，100千克混合原料能夠生產(chǎn)出12°成品啤酒的數(shù)量為548.9L，所以能夠得出下面的結(jié)果：（1）在生產(chǎn)100L 12°的淡色啤酒時(shí)，所需消耗的混合料的數(shù)量為： (100/548.9)×100=18.22(kg)(2)麥芽耗用量為：18.22×6010.93(kg)(3)大米耗用量為：18.22-10.93=7.29(kg)(4)酒花的使用數(shù)量 對淡色啤酒來講，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，所以酒花的耗用量是：（614.44/548.9）×100×0.2%

32、0.224(kg)（5）熱麥汁量為：（614.44/548.9）×100=111.9(L)（6）冷麥汁量為：（571.4/548.9）×100=104.1(L)（7）濕糖化糟量 假設(shè)排出來的濕麥糟水分含量數(shù)值為80%，那么濕度糟量是：(1-0.06)(100-75)/(100-80) ×10.93=12.84(KG)而濕大米槽量為：(1-0.13)(100-95)/(100-80)×7.29=1.59(KG)故濕糖化糟量為： 12.84+1.59=14.43(kg)（8）酒花槽量 假設(shè)麥汁在煮沸的過程當(dāng)中，其干酒花的浸出數(shù)值為40%，酒花糟水分的含量是8

33、0%，那么酒花糟的數(shù)量：(100-40)/(100-80) ×0.224=0.672(kg)3.1.4 30萬噸、年產(chǎn)12°淡色啤酒發(fā)酵車間物料的衡算表 將年生產(chǎn)的時(shí)間假設(shè)為300天，旺季的生產(chǎn)時(shí)間為240天，淡季的生產(chǎn)時(shí)間為60天，在旺季的時(shí)候每天進(jìn)行糖化7此，淡季的時(shí)候每天糖化5此，那么一年的糖化次數(shù)得出：240×7 + 60×5= 1980（次）通過年糖化次數(shù)，我們能夠得出每次糖化處理的投料量及相關(guān)平衡。（1）年實(shí)際生產(chǎn)啤酒：300000/1.012=296442687.7 L（2）清酒產(chǎn)量：296442687.7/(10.01)=29943705

34、8.3 L（3）發(fā)酵液總量：299437058.3/(10.02)=305548018.7 L（4）冷麥汁量：305548018.7/(10.015)=310201034.2 L（5）煮沸后熱麥汁量：310201034.2/(10.07)=333549499.2 L 20麥汁體積：333549499.2/1.04=320720672.3 L 12°P麥汁質(zhì)量為（20）：320720672.3×1.047=335.8×106 Kg （6）混合原料量：335.8×106Kg ×12%÷74.23%=54.29×106 Kg（7）

35、麥芽耗用量：54.29×106Kg ×0.60=32.57×106 Kg 大米耗用量：(54.2932.57)×106=21.72×106 Kg（8）酒花耗用量：333549499.2×0.2%=667098.99 Kg按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的分析，混合原料的數(shù)量為54.29×106 Kg，所獲得的實(shí)際產(chǎn)量才將高于300000t。通過將上述啤酒糖化的三相物料衡算結(jié)果的整理與分析，得出表3-2。3.2 能量衡算在進(jìn)行本設(shè)計(jì)開展時(shí)，使用的是我們國家啤酒企業(yè)使用最多的雙醪一次煮出糖化法，以下為此工藝的糖化車間的熱量衡算表。數(shù)據(jù)根據(jù)表3-2。

36、3.2.1 糖化用水耗熱量Q1按照生產(chǎn)的工藝，所需要的糊化鍋加水量是：G1=(10967.72193.5)×4=52644.8 (kg)在這個(gè)公式當(dāng)中, 糖化一次大米粉量是：10967.7, 糊化鍋需要加入的麥芽粉量是2193.5.而糖化鍋加水量為:G2=14258.0×3.5=49903(kg)式中, 14258.0為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量,即16451.52193.5=14258.0(kg).而16451.5為糖化一次麥芽定額量.故糖化總用水量為: 52644.849903=102547.8 Kg所使用的自來水的溫度平均值為18，糖化配料時(shí)所需要的水溫度為50攝氏

37、度。故耗熱量為:Q1=(G1+G2)Cw(t2t1)= 102547.8×4.18×32=13716793.73(kJ)其中Cw水的比熱容為1cal·g-1-1(即4.1868×103J·kj-1·K-1)表3-2 年產(chǎn)30萬噸 啤酒生產(chǎn)物料衡算表名 稱單位 對100KG 混合原料100L1 2度淡色啤酒糖化一次定額量30萬噸/年啤酒生產(chǎn)混合原料kg10018.2227419.254.29×106Kg麥芽kg6010.9316451.532.57×106Kg大米kg407.2910967.721.72×1

38、06Kg酒花kg1.230.224336.9667098.99Kg熱麥汁L614.44111.9168459.3333549499.2冷麥汁L571.4104.1161980.1320720672.3濕糖化糟kg76.214.4321715.642.99×106濕酒花槽kg1.590.6721011.32.00×106成品啤酒L5489100150489.62.98×1083.2.2 第一次米醪煮沸耗熱量Q2由糖化工藝流程可知,（3-1） 1 糊化鍋里面的米醪，其初溫由t0加熱到100，耗熱Q2（3-2） 在進(jìn)行米醪的比熱容計(jì)算的時(shí)候，C米醪按照經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算

39、。（3-3）式中W為含水百分率;co為絕對谷物比熱容,取co=1.55kJ/(kg.K)（3-4）（3-5）(3-6) = 3.72kJ/(kg.K)米醪的初溫t0，原料的初溫為18 ，而熱水為50G米醪G110967.72193.565806(kg)(3-7) =45 把上述結(jié)果代回,得（3-8） 2.在煮沸的過程當(dāng)中，蒸汽能夠帶出的熱量煮沸所需要的時(shí)間是三十分鐘,蒸發(fā)強(qiáng)度達(dá)到每個(gè)小時(shí)5%,可得出蒸發(fā)的水量是：（3-9）故: （3-10） 其中,I為煮沸時(shí)候的溫度(約為100)下水的汽化潛熱(kJ/kg)3.熱損失Q2米醪升溫、第一次煮沸過程當(dāng)中，所產(chǎn)生的熱損失大概是前面二次耗熱量總值的15

40、%：Q2=15%(Q2Q”2)4由上述結(jié)果得:Q2= 1.15(Q2Q”2)=19753936.61(kJ)3.2.3第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量Q3根據(jù)糖化生產(chǎn)工藝，在糊化鍋煮沸之后，其混合的溫度達(dá)到63攝氏度，因此，混合之前需要將米醪先從100冷卻到中間溫度t1）糖化鍋中麥糟的初溫t麥醪已知麥芽粉的溫度是18攝氏度，使用50攝氏度的熱水配料，那么麥醪溫度是：G麥醪= G麥芽+G2=2193.5+49903=52096.5(kg) 麥醪的比熱容（3-11） 則麥醪溫度為:（3-12） =52.08 ()2）按照熱量衡算的結(jié)果,同時(shí)忽略熱損失,那么可以得出米醪與麥醪在并合前后的焓是不變

41、的, 即（3-13）混合醪的比熱容 t混合=63（3-14） 則米醪的中間溫度為:（3-15） 所以溫度比煮沸溫度僅僅低了7攝氏度，為了更恰當(dāng)?shù)奶幚砻柞灿珊伒教腔佪斔蜁r(shí)所產(chǎn)生的熱損失問題，可以不用使用中間冷卻器。3）（3-16） 3.2.4 第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4 由糖化工藝流程可知：（3-17）1.當(dāng)混合醪升溫到沸騰的時(shí)候所耗熱量經(jīng)第一次煮沸后米醪量為:G米醪= G米醪t1=658061645.15=64160.85 (kg) 糖化鍋的麥芽醪量為:G麥醪=G麥芽+ G2=2193.5+49903=52096.5(kg) 所以開始第二次煮沸的混合醪量是:G混合= G米醪+ G麥醪=

42、64160.85+52096.5=116257.35(kg) 按照生產(chǎn)的工藝,在糖化結(jié)束的時(shí)候醪溫是78攝氏度,抽取的混合醪的溫度是70攝氏度,那么送到第2次煮沸的混合醪量是: （3-18） 麥醪的比熱容: C麥醪4.08kJ/(kg.K)(計(jì)算公式如3-12) 混合醪的比熱容:C混合3.88kJ/(kg.K)(計(jì)算公式如3-12)故Q26.7%G混合c混合（10070） 27.04%×117902.5×3.88×30 3710929.31(kJ)2在2次煮沸的時(shí)候，所帶走的熱量Q4因?yàn)橹蠓袝r(shí)間為10分鐘,此時(shí)的蒸發(fā)強(qiáng)度是5%,那么可以得出蒸發(fā)水分量是V227.0

43、4% G混合×5%×10÷60 27.04%×117902.5×5%×10÷60 265.67(kg)故（3-19） 在此公式中,I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓(kJ/kg)3.熱損失Q 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有: Q15%( Q + Q )15%(3710929.31599678.5)646591.2 4.將上面的結(jié)果置于回式里面可以獲得： Q4=1.15(QQ)4957198.98(kJ) 3.2.5洗糟用水耗熱量Q 5所需要的銑槽水的溫度平均值是80攝氏度，那么：G洗G混合原料×450÷10027419.2×

44、;4.5123386.4(kg) Q 5G洗cW(8018)123386.4×4.18×6231976819.42(kJ) 3.2.6麥汁煮沸過程耗熱量Q 6Q 6= Q 6+ Q 6+ Q 61.麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量Q 6借助生產(chǎn)物料平衡表我們可以得出,100kg混合原料能夠獲得614.44kg的熱麥汁,當(dāng)設(shè)過濾完畢麥汁的溫度是70攝氏度。則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁=27419.2×614.44/100168474.53(kg) 又 故 (3-20) Q 6= G麥汁c麥汁(10070)= 168474.53×3.86×301948886

45、0.52(kJ) 2.煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q 6煮沸強(qiáng)度的10%,借助新型的麥芽汁煮沸系統(tǒng),總的時(shí)間是1.5小時(shí),可以得出蒸發(fā)的水分是:V3=168474.53×10%×1.525271.2(kg)故Q 62257.2×25271.257042106.37(kJ)3.熱損失為 Q 615%( Q 6Q 6)4.將上面計(jì)算的結(jié)果帶回式中,能夠得到麥汁煮沸總耗熱：Q 6115%( Q 6Q 6)115%(19488860.52+57042106.37)88010611.92(kJ)3.2.7 糖化一次所需的總耗熱量Q總Q總= (3-21) =13716793.73+19

46、753936.61+4345886.15+4957198.98+31976819.42+88010611.92 =162761246.8(kJ) 3.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D 使用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽,I=2725.3kJ/kg,則:（3-22） 其中，i是相應(yīng)冷凝水的焓(561.47 kJ/kg)指標(biāo); 是蒸汽的熱效率指標(biāo),取95%。3.2.9 糖化過程以小時(shí)為單位的最大蒸汽耗量Qmax在糖化工藝處理的過程當(dāng)中,麥汁煮沸耗熱量Q6是最大值,已知煮沸時(shí)間是90分鐘,熱效率95%,所以:相應(yīng)的最大蒸汽耗量為: 3.2.10 麥汁冷耗冷量Q10冷卻方法是采用一段式冷卻。所選用的冷卻介質(zhì)

47、是溫度為2的冷凍水，此時(shí)出口溫度達(dá)到了85攝氏度。生產(chǎn)的時(shí)候糖化車間產(chǎn)出的熱麥汁溫度是93攝氏度，冷卻到發(fā)酵起始溫度10攝氏度。按照啤酒生產(chǎn)的物料衡算表可以得出，每糖化一次獲得的熱麥汁是168459.3L，而所獲得的相應(yīng)麥汁密度是：1048kg/m3。因此，168459.3L約為168.459m3故麥汁量為: G1048×168.459176545.03(kg) 又得知12°麥汁的比熱容是：4.0 kJ/(kg.K),而且此生產(chǎn)工藝需要在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)實(shí)現(xiàn)冷卻,那么此時(shí)所耗冷量是:Q10Gc(t1t)/176545.03×4.0×(9310)/158612

48、950.6(kJ/h)其中, t1 、t代表的是麥汁冷卻前后溫度() 冷卻操作過程時(shí)間(h)按照本設(shè)計(jì)的結(jié)果,每一個(gè)錐形發(fā)灌裝四鍋麥汁,那么麥汁在冷卻的時(shí)候，每罐耗冷量是:Qf4Q10 4×58612950.6234451802.5(kJ)因此，相應(yīng)的冷凍介質(zhì)耗量是:（3-23） 其中，t1、t 代表的分別是冷凍水的初溫和終溫() cm 為水的比熱容kJ/(kg.K)4主要工藝設(shè)備選型計(jì)算4.1啤酒廠的糖化設(shè)備與組合方式的選取因?yàn)楸狙芯吭O(shè)計(jì)的糖化次數(shù)是在啤酒生產(chǎn)的旺季，企業(yè)的每天糖化次數(shù)是七次，在淡季的時(shí)候每次糖化的次數(shù)是五次，為了更好的滿足糖化的批次需要，所以選用了六器組合的方法進(jìn)

49、行糖化。4.2貯箱4.2.1麥芽暫貯箱1） 每次所投放的麥芽數(shù)量是 G=16451.5kg，麥芽容量 =500kg/ m3，所使用的貯箱的容積系數(shù)是 =0.7，則所需的容積為（4-1）2）結(jié)構(gòu) 使用的是方形的斜錐底，鐵質(zhì)的白鐵皮內(nèi)襯定箱的內(nèi)尺寸是：A=4000mm a=1000mm B=3500mm b=1000mm H=2800mm h=2500mm那么可以得出麥芽暫貯箱的總?cè)莘e是:（4-2）4.2.2 大米貯藏箱1)所需容量計(jì)算所使用的大米每次投料量是 G=10967.7千克，得到的大米容量 =800kg/ m3，此時(shí)貯箱的容積系數(shù) =0.7，則所需的容量為V=G÷÷=

50、10967.7÷800÷0.7=19.58 m32）結(jié)構(gòu)通過使用方形的斜錐底，鐵質(zhì)材料，其內(nèi)襯用白鐵皮，此時(shí)的定箱內(nèi)尺寸是：A=3000mm a=700mm B=2800mm b=700mm H=2000mm h=1800mm則麥芽暫貯箱的總?cè)莘e為:（4-3）4.2.3 大米粉貯藏箱1）所需容積的計(jì)算大米每次投料量 G=10967.7kg，大米粉的比容 C=1.89 m3/t貯箱的容積系數(shù) =0.7，則所需容積V=G×C÷=10.9677×1.89÷0.7=29.61m32）結(jié)構(gòu)采用方形的斜錐底，木結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸為：A=

51、3200mm a=1000mm B=3000mm b=1000mm H=2200mm h=2000mm則麥芽暫貯箱的總?cè)莘e為:（4-4）4.3粉碎設(shè)備4.3.1麥芽的粉碎設(shè)備1）粉碎原料的量 因?yàn)榇篼湻鬯榍靶枰褂脽崴荼ＷC大麥含水量達(dá)到28%30%，由于本設(shè)計(jì)設(shè)其含水量為30，那么可以得出粉碎的大麥重是：（4-5）2）生產(chǎn)能力 濕法粉碎一定要在半小時(shí)的時(shí)間之內(nèi)完成，那么可以得出粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力是:（4-6）3)設(shè)備的選擇 因?yàn)樵O(shè)備的生產(chǎn)能力較大，所以可以使用18臺(tái)粉碎機(jī)一起，此時(shí)得出每臺(tái)粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力是2500kg/h4.3.2 大米粉碎設(shè)備1）生產(chǎn)能力 因?yàn)樯a(chǎn)的過程中，所用的大米是通

52、過干法粉碎，粉碎的時(shí)間為每鍋2h，在糊化鍋每鍋投大米重量是10967.7 kg，因此，可以得出粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力是：10967.7÷2=5483.85 kg/h2）設(shè)備的選擇 生產(chǎn)過程中，大米使用的是四輥的二級粉碎機(jī)處理，其生產(chǎn)能力大于5483.85 kg/h即可。4.4 糊化鍋按照物料衡算得，糊化一次需要向糊化鍋內(nèi)投大米粉的質(zhì)量為10967.7 kg；麥芽粉2193.5 kg；水52644.8 kg，那么糊化鍋中糊化醪液重是：（4-7） 已知大米含水率為：13%，麥芽含水率為：6%，那么糊化醪中干物質(zhì)含量是：（4-8）則糊化醪的密度為1000+4B=1074.4 kg/m3，糊化鍋的

53、有效容積為62515.81074.4 =58.1 m3通過計(jì)算取糊化鍋的充滿系數(shù)0.75，則糊化鍋的實(shí)際容積為58.10.75=77.4 m3糊化鍋使用的是標(biāo)準(zhǔn)橢球體夾套罐，取D/H1=2/1，D/H2=4/1由公式（4-9）則D3=48V/7 取D=5.6m，H1=2.8m，H2=1.4m，則V=80.4m3符合要求選擇攪拌器為二折葉懸漿攪拌器，其直徑d=2D/3=3.733 m將其圓整到d=3.74m，t=60，n=30r/min=0.5r/s,氣生管截面積為液體蒸發(fā)面積的1/501/30，即d12/D21/501/30即d1 =0.79 m0.97 m，可取d1 =0.85 m4.5 糖化鍋糖化鍋容積的計(jì)算: 按照物料衡算能夠得出，糖化一次需要向糖化投料14258.0kg，向糖化鍋中加水：49903 kg，那么糖化鍋中糖化醪液重是：（4-10）已知麥芽含水率為：6%，那么糖化醪中干物質(zhì)含量是：（4-11）則糖化醪密度為1000+4B=1083.2kg/m3糖化醪有效容積V=64161.01083.2 =59.2 m3 ，因?yàn)樯a(chǎn)的過程中糊化醪需要并入糖化醪液中，則糖化鍋的有效體積應(yīng)為58.1+59.2=117.3m3假設(shè)裝料系數(shù)為0.75，那么糊化鍋的實(shí)際體積可以得出：（4-12）糖化鍋?zhàn)鳛橐环N圓柱形器身的平底容器