毕业设计（论文）-年产50000吨11o啤酒厂生产车间工艺设计.doc

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1、黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - - 年产 50000 吨 11o啤酒厂生产车间工艺设计 摘 要 本设计是对年产 5 万吨 11淡色啤酒厂生产车间设计。在设计过程中，完成了啤 酒生产工艺流程的确定，根据产量进行糖化和发酵车间的物料衡算及热量衡算，车间 的设备计算和设备选型，糖化车间平面布置及工厂总平面设计，而且对啤酒厂的投资 及经济效益进行评估并进行可行性分析。 关键词：设计；工艺流程；发酵；糖化 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - I - Annual output of 50,000 tons of 11o Brewery Process Design Workshop Ab

2、stract This design is about an annual output of 50,000 tons pale beer production plant design. In the design process, the completion of the determination of the beer production process, according to production for saccharification and fermentation plant material balance and heat balance, workshop eq

3、uipment and computing equipment selection, plant layout and plant glycosylation total graphic design, and on the brewerys investment and economic benefits and feasibility analysis. Key word：Design；process；fermentation；saccharification 目 录 摘 要I Abstract.II 第 1 章 绪 论1 1.1 啤酒行业简介 1 1.2 生产规模 1 1.3 设计范围

4、1 1.4 厂址的选择 1 1.5 项目实施的意义 2 第 2 章 设计说明书3 2.1 规模及生产方案 3 2.2 产品质量及标准 3 第 3 章 工艺流程5 3.1 啤酒酿造工艺流程图 5 3.2 工艺要点 5 3.2.1 粉碎5 3.2.2 糖化、糊化5 3.2.3 麦汁过滤6 3.2.4 高温煮沸6 3.2.5 澄清冷却6 3.2.6 加入酵母发酵6 3.2.7 硅藻过滤7 3.2.8 包装成品7 第 4 章 工艺计算8 4.1 工艺技术指标及基础数据 8 4.1.1 100kg 原料的物料衡算 8 4.1.2 100L 啤酒的物料衡算 .9 4.1.3 每次糖化的物料衡算.10 4.

5、2 糖化车间的耗热量计算 .11 4.2.1 糖化和糊化用水耗热量 Q111 4.2.2 糊化锅中米醪煮沸耗热量 Q212 4.2.3 第二次煮沸前混合醪升温至 70的好热量 Q314 4.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q414 4.2.5 洗槽水耗热量 Q515 4.2.6 麦汁煮沸过程好热量 Q615 4.2.7 糖化一次总耗热量 Q总.16 4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量 D .16 4.2.9 糖化过程每小时最大蒸汽耗热量 Qmax.16 4.2.10 蒸汽单耗17 4.3 发酵车间耗冷量计算 .17 4.3.1 工艺耗冷量.18 4.3.2 非工艺耗冷量 Qnt20 第 5 章

6、主要设备选型及计算.22 5.1 主要设备计算 .22 5.1.1 糖化锅.22 5.1.2 糊化锅.22 5.1.3 煮沸锅.22 5.1.4 过滤槽.23 5.1.5 回旋沉淀槽.23 5.1.6 发酵罐.23 5.1.7 清酒罐.24 5.1.8 CIP 系统设计思路 24 5.2 设备一览表(见附录 A) .24 第 6 章 车间平面布置设计.25 6.1 发酵工厂车间布置的原则 .25 6.1.1 车间布置应符合生产工艺的要求.25 6.1.2 车间布置应符合生产操作的要求.25 6.1.3 车间布置应符合设备安装及检修的要求.25 6.2 发酵车间布置设计的内容 .26 6.2.1

7、 厂房的整体布置和轮廓设计.26 6.2.2 设备的排列和布置.26 6.2.3 车间附属工程设计.26 6.3 车间的主要设备布置 .26 第 7 章 环境保护.28 7.1 主要设计依据 .28 7.2 啤酒生产中的大气污染 .28 7.3 啤酒生产中的废水 .28 7.3.1 啤酒厂工业废水的污染来源28 7.3.2 废水处理方法.29 7.4 绿化 .29 第 8 章 节能及综合利用.30 8.1 概述 .30 8.2 节能 .30 8.2.1 工艺.30 8.2.2 建筑.30 8.2.3 电气.30 8.2.4 给排水.30 8.3 计量 .30 8.4 副产品的综合利用 .30

8、结 论.32 参考文献.33 附 录.34 致 谢36 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 0 - 第 1 章 绪 论 1.1 啤酒行业简介 啤酒是以大麦和其它谷物为原料，并加少量酒花，采用制麦芽、糖化、发酵等其 它工艺酿制而成的。是一种含有少量酒精和充足二氧化碳、具有酒花香和爽口的苦味、 营养丰富、风味独特的低度酿造酒1。 我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年代，随着国家的经济的复 苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。 至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前的发展，并迅速成为了一个啤 酒大国，啤酒的销量潜力巨大。啤酒品种不断增

9、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2。 当前，虽然啤酒产量增长速度减缓，但发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。 1.2 生产规模 啤酒厂年产量为 5 万吨 厂建设采取统一的规划布局，规范化建设，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。本项目从立项到施工达产验收， 共需 2 年。

10、1.3 设计范围 本设计包括设计说明书、图纸设计和车间平面布置说明。说明书主要由工艺流程、 配方、物料和热量的衡算、设备计算、选型和设计图纸等。 1.4 厂址的选择 本厂根据工农结合、城乡结合、有利生产、方便生活的原则，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，原料及辅料供应充足。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 1 - （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

11、废物能够得到及时处理，有较大的排污空间3。 1.5 项目实施的意义 本设计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。开拓城市市场和农村市场，可以避免工厂的一些亏损情况，把该项目 做好4。 从总体上看，本啤酒厂项目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。本项目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，面向广大农村和城市市场，从 而达到农业增收、企业增值、国家增税，促进地方经济发展的多重效益。 本文主

12、要设计小型啤酒厂糖化及发酵车间。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 2 - 第 2 章 设计说明书 本项目的设计按照国家要求投资小、产出大、见效快的原则，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 规模及生产方案 设计项目：年产 50000t11啤酒厂生产车间工艺设计 设计规模：淡季日产 100t,旺季日产：166t 成品：11淡色啤酒 2.2 产品质量及标准 （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

13、.09.5 香气和口味 明显有酒花香气，口味纯正，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/% 140.2 总酸含量/0.1mLL-1 2.6 二氧化碳含量/% 0.4 双乙酰含量/mgL-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5。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 3 - GB191 包装储运图示标志 GB2758 发酵酒卫生标准 GB4544 啤酒瓶 GB4789.14789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分 GB4928 啤酒实验方法 GB5739 啤酒塑料周转箱 GB6543 瓦

14、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6。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 4 - 第 3 章 工艺流程 3.1 啤酒酿造工艺流程图 图 3-1 啤酒酿造工艺流程图 3.2 工艺要点 3.2.1 粉碎 大米、麦芽在进行糊化和糖化前首先经过粉碎机粉碎，粉碎虽是简单的机械过程， 但粉碎程度对糖化的生化变化，对麦汁的组成成分，对麦汁的过滤速度及原料的利用 率都是非常重要的。 （1）粉碎使原料表面积增加，与水接触面积增加，糖化时间减少，收得率增加。 （2）麦芽可粉碎成麦皮、

15、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个组分。 （3）要求麦芽皮壳破而不碎，胚乳部分尽可能细一些。 3.2.2 糖化、糊化 糊化：大米粉碎后，加到糊化锅中，加入温水，在一定的温度下(45 )，淀粉在 水中溶涨、分裂，形成均匀糊状溶液，制成液化完全的醪液，再加入糖化锅中与麦芽 一起糖化。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 5 - 糖化：麦芽经过适当的粉碎后，加到糖化锅内，加入温水，在一定的温度下(50） ，利用麦芽本身的酶，将麦芽及大米中的淀粉水解成麦芽糖等糖类，将蛋白质分解成 酵母易于发酵利用的氨基酸等营养物质，这一过程就是糖化过程。 3.2.3 麦汁过滤 糖化结束后，将糖化醪液泵送到过滤机，把麦芽

16、汁与麦糖分离出来，得到澄清的 麦芽汁。 （1）糖化工序结束后，意味着麦芽汁已经形成。采用过滤方法尽快将麦汁和麦糟分离。 过滤的好坏，对麦汁的产量和质量有重要的影响。 （2）麦汁过滤分为过滤和洗槽两个操作过程。 （3）过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。 （4）要求麦汁过滤速度正常，过滤应在规定时间内完成，麦汁低吸氧，具有正常的色、 香、味。 3.2.4 高温煮沸 煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发，使麦芽汁浓缩到规定浓度；使酒花有 效成分溶入麦汁中；赋予麦汁独特的酒气香气和爽口的苦味；使麦汁中可凝固蛋白质 凝固析出，以提高啤酒的非生物稳定性；破坏全部的酶活性，麦汁进行灭菌，以获得

17、定型的麦汁。 煮沸要求适当的煮沸温度，分批添加酒花，在预定煮沸时间内，使麦汁达到规定 浓度，保持有明显酒花香味和柔和的苦味，以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性 高。 煮沸时间 7090min，麦汁的煮沸强度应达到 8%10%。 3.2.5 澄清冷却 麦汁进入冷却器中冷却，冷却至 10左右便接种啤酒酵母进行发酵。 （1）麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，使温度适合酵母发酵的需要。 （2）要求冷却时间短，麦汁无细菌，并且不混浊，沉淀损失少，操作简单，可减少人 力。 （3）本工艺采用“下面”酵母发酵，因此麦汁温度应冷却至 48。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 6 - 3.2.6 加入酵

18、母发酵 麦芽汁经过冷却后，加入啤酒酵母和无菌空气，输送到发酵罐中，开始发酵。发 酵主要是利用啤酒酵母将买芽汁中的买芽糖转化成酒精和二氧化碳，并产生各种风味 物质，经过一定的发酵周期后，成为成熟的发酵液，也称“嫩啤酒” 。用上面酵母的发 酵温度 1025，需时 57 天7-10。 3.2.7 硅藻过滤 发酵液成熟后，经过离心及多重过滤，去掉发酵液中的酵母、大分子的蛋白质， 成为晶莹、清澈的酒精，再经巴氏灭菌制成熟啤酒，才可以进行罐装。 3.2.8 包装成品 啤酒包装是啤酒生产的最后过程，啤酒包装过程对啤酒质量和外观有直接影响， 包装过程应尽量减少二氧化碳的损失和氧气的摄入。啤酒包装可根据市场需要

19、选择各 种包装形式，常见的有玻璃瓶装、易拉罐装及桶装11。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 7 - 第 4 章 工艺计算 4.1 工艺技术指标及基础数据 年产 5 万吨 11淡色啤酒生产车间工艺设计 表 4-1 啤酒生产基础数据 项目名称百分比（%） 无水麦芽浸出率 75 无水大米浸出率 95 原料利用率 98.5 麦芽水分 5 定 额 指 标 大米水分 10 麦芽 70 原料配比 大米 30 冷却损失 4 发酵损失 1 装瓶损失 2 过滤损失 0.5 啤酒损失率 （对热麦汁） 总损失 7.5 根据表 4-1 的基础数据，首先进行 100kg 原料生产 11淡色啤酒的物料计算，然 后

20、进行 100L 11淡色啤酒的物料衡算，最后进行 5 万吨/年啤酒厂糖化车间的物料平 衡计算12。 4.1.1 100kg 原料的物料衡算 100kg 原料（70%麦芽，30%大米）生产 11淡色啤酒的物料衡算 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 8 - （1）热麦计算 根据表 1 可得到原料收得率分别为： 麦芽收率为：0.75(100-5)100=71.25% 大米收率为：0.95(100-10)100=85.5% 混合原料收得率为：（0.771.25%+0.385.5%）98.5%=74.39% 由上述可得 100kg 混合料原料可制得的 11热麦汁量为：74.3911%=676.2

21、7(kg) 查资料知 11麦汁在 20时的相对密度为 1.044，而 100的麦汁比 20的麦汁 体积增加 1.04 倍，故热麦汁（100）体积为： 676.271.0441.04=673.68(L) （2）冷麦汁量为：673.68(1-0.04)=646.73(L) （3）发酵液量为：646.73(1-0.01)=640.26 (L) （4）过滤酒量为：640.26(1-0.005)=637.06 (L) （5）成品啤酒量为：637.06(1-0.02)=624.32(L) 4.1.2 100L 啤酒的物料衡算 生产 100L11淡色啤酒的物料衡算，根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可

22、生 产 11淡色成品啤酒 624.32L，故可得以下结果： （1）生产 100L11淡色啤酒需耗混合原料量为：（100/624.32）100=16.02(kg) （2）麦芽耗用量为：16.0270%=11.21(kg) （3）大米耗用量为：16.02-11.21=4.81(kg) （4）酒花耗用量：对浅色啤酒热麦汁中加入的酒花量为 0.2 % 即每 100 升热麦汁添 加 0.2kg，故为：（673.68/624.32）1000.2%=0.22(kg) （5）热麦汁量为：（673.68/624.32）100=107.91 (L) （6）冷麦汁量为：（646.73/624.32）100=103.

23、59(L) （7）湿糖化糟量 设湿麦芽糟水分含量为 80%，则湿麦芽糟量为： 11.21(1-0.05)(1-0.75)/(1-0.8)=13.31(kg) 0.05 是麦芽水分含量，0.75 是无水麦芽浸出率。 湿大米糟量为：4.81(1-0.1)(1-0.95)/(1-0.8)=1.08(kg) 0.1 为大米水分，0.95 是大米无水浸出率。 故湿糖化糟量为：13.31+1.08=14.39(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%，则酒 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 9 - 花糟量为：0.22(1-0.4)/(1-0.8)=0

24、.66(kg) （9）发酵液量为： 100640.26/624.32=102.55(L) （10）过滤酒量为：100637.06/624.32=102.04(L) （11）成品啤酒量为: 102.04(1-0.02)=100 (L) （12）二氧化碳量：11P 的冷麦汁量 103.59 中浸出物：11%103.59=11.39 本设计 中麦汁真正发酵度为 55%，则可发酵的浸出物量为 11.3955%=6.26(L) 4.1.3 每次糖化的物料衡算 50000t/a 11淡色啤酒每次糖化的物料衡算，生产的时间定为：4 月至 9 月为生 产的旺季，每天糖化 8 次，每个月生产 28 天，10 月

25、至次年 3 月为生产的淡季，每天 糖化 6 次，每个月生产 22 天，则全年的总糖化次数为： 8286+6226=1344+924=2136 次 由以上设计中可得出 100kg 原料可得成品啤酒 624.32（L） ，而 11啤酒的密度为 =1012kg/m3。则 624.32L 啤酒质量 M=624.321.012=631.81kg 由此可得： 年产 5 万吨啤酒所需的原料量为 5107100/631.81=7.92106kg （1）每次糖化的原料量为: 混合原料: 7.92106/2136=3707.9(kg) 麦芽: 3707.90.7=2595.53(kg) 大米: 3707.9-25

26、95.53=1112.37(kg) （2）热麦汁量: (673.68/100)3707.9=24979.38(L) （3）冷麦汁量: (1-0.04)24979.38=23980.2(L) （4）湿麦糟量: (1-0.05)（1-0.75）/(1-0.8)2595.53=3082.19(kg) （5）湿米糟量: (1-0.1)(1-0.95)/(1-0.8)1112.37=250.28(kg) （6）总麦糟量: 3082.19+250.28=3332.47(kg) （7）酒花用量: 0.2%24979.38=49.96(kg) （8）湿酒花糟量: (1-40%)/(1-80%）49.96=14

27、9.88(kg) （9）发酵液量： 23980.2（1-0.01）=23740.4（L） （10）过滤酒量： 23740.4（1-0.005）=23621.7（L） 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 10 - （11）成品酒量： 23621.7（1-0.02）=23149.27（L） 把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表 4-2 表 4-2 啤酒酿造车间物料衡算表 物料名称单位 对 100kg 混 合原料 100L11 度 淡色啤酒 糖化一次定 额量 5 万吨/年 啤酒生产量 混合原料 Kg10016.023707.97.92106 麦芽 Kg7011.21

28、2595.535.544106 大米 Kg304.811112.372.38106 酒花 Kg1.40.2249.961.067105 热麦汁 L676.27107.9124979.38 5335107 冷麦汁 L646.73103.5923980.2 5122107 湿糖化糟 Kg89.8814.393332.477.12106 湿酒花糟 Kg4.20.66149.883.2105 发酵液量 Kg640.26102.5523740.45.071107 过滤酒量 L637.06102.0423621.75.046107 成品酒量 L624.3210023149.274.945107 备注：11

29、淡色啤酒的密度为 1012kg/m3，实际年产啤酒 50043t。 4.2 糖化车间的耗热量计算 4.2.1 糖化和糊化用水耗热量 Q1 糊化锅加水量为： )(2 .66745)47.22237.1112( 1 kgG 式中，1112.37 为糊化一次大米粉量，记为。1112.370.2 为糊kg37.1112 糊米 G 化锅加入的麦芽粉量（为大米量的 20%） ，而糖化锅加水量为： )(71.83053.52373.06 2 kgG 式中，2373.06kg 为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即 )(06.2373222.47-2595.53kg 而 2595.53 为糖化一次麦芽定额量，记为

30、。2595.53kg 糖麦 G 故糖化总用水量为： )(91.1497971.8305 2 . 6674 21 kgGGGW 自来水的平均温度取 T1=18,而糖化配料用水温度 T2=50,故耗热量为： 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 11 - )(8 .2003712)1850(91.1497918. 4)( 121 kJTTGCQ WW 4.2.2 糊化锅中米醪煮沸耗热量 Q2 图 4-1 糖化工艺流程简图 20min 70 自来水 18 热水 50 t() 大米粉 1112.37kg 麦芽粉 222.47kg 20min 麦芽 2373.06kg 46.7 40min 6360

31、min 7025min 90 20min 麦糟 过滤 糖化结束78 10010min 麦汁煮沸锅 回旋沉 淀槽 薄板换 热器 冷麦汁 酒花 酒花糟 热凝固物 冷凝固物 100 40min 13min 12min 10min5min 冷却 90min 煮沸强 度 10% 料水比 1:3.5 料水比 1:5 发酵罐 糊化锅糖化锅 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 12 - 由糖化工艺流程简图（图 4-1）可知， 2322212 QQQQ 为米醪由初温即室温加热到煮沸 100的耗热，为煮沸过程中蒸汽带走 21 Q 0 T 22 Q 的热量，为升温过程中的热损失。 23 Q （1） 糊化锅内米

32、醪由初温 TO加热至煮沸的耗热量 21 Q )()100( 021 aTGCQ 米醪米醪 计算米醪的比热容根据经验公式进行计算。 米醪 CWCWC18. 410001 . 0 0 ）（ 谷物 式中 为含水百分率；为绝对谷物比热容，取。W 0 C)/(55 . 1 0 KkgkJC )/(68 . 1 518 . 4 55 . 1 510001 . 0 KkgkJC）（ 麦芽 )/(81 . 1 1018 . 4 55 . 1 1010001 . 0 KkgkJC）（ 大米 )/(79 . 3 2 .667447.22237.1112 18. 42 .667471 . 1 47.22289 .

33、1 37.1112 1 1 KkgkJ GGG CGCGCG C W 麦芽大米 麦芽麦芽大米大米 米醪 米醪的初温设原料的初温为 18，而热水为 50，则 0 T （） ）（ 米醪米醪 麦芽麦芽大米大米 4 . 47 79 . 3 04.8009 5018 . 4 2 . 66741871 . 1 47.22289 . 1 37.1112 5018)( 1 0 CG CGCGCG T W 8009.04kg6674.2222.471112.37 米醪 G 把上述结果代入中，得：)(a )1596634(kJ)4 .47100(04.800979 . 3 21 Q （2） 煮沸过程蒸汽带出的热量

34、 Q22 设煮沸时间为 40min，蒸发量为每小时 5%，则蒸发水量为： 266.97(kJ)6040%504.80096040%5 1 米醪 GV J)602604.7(k 2 . 225797.266 122 IVQ 式中，I 为 100饱和气压下水的汽化潜热 2257.2)/(kgkJ 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 13 - （3） 热损失 Q23 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的 15%，即： )Q%(Q15 222123 Q （4） 由上述结果得： )2529125(kJ)602604.71596634(15 . 1 )(15 . 1 22212 QQ

35、Q 4.2.3 第二次煮沸前混合醪升温至 70的好热量 Q3 （1）糖化锅中混合醪中的麦醪 已知麦芽初温为 18，用 50的热水配料，则麦醪温度为： ）（ 麦芽麦醪 kgGGG10678.7771.830506.2373 2 )/(62 . 3 71.830506.2373 18. 471.830568. 106.2373 2 2 KkgkJ GG CGCG C W 麦芽 麦芽麦芽 麦醪 （） 麦醪麦醪 麦芽麦芽 麦醪 76.46 62 . 3 77.10678 5018. 471.83051868 . 1 06.23735018 2 CG CGCG t W （2）米醪的中间温度 根据热量衡算

36、，按照糖化工艺，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，记为，故混合前米醪先从 100冷却到中间温度 。63 混合 tt 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： 经第一次煮沸后米醪量为： )7742.07(kg97.26604.8009 1 VGG 米醪 米醪 糖化锅的麦芽醪量为： ）（ 麦醪 米醪 混合 kgGGG18120.8477.106787742.07 )/(69. 3 77.1067807.7742 62 . 3 77.1067879. 307.7742 KkgkJ GG CGCG C 麦醪 米醪 麦醪麦醪米醪 米醪 混合 （） 米醪

37、米醪 麦醪麦醪麦醪混合混合混合 82 79. 307.7742 76.4662. 377.106786369 . 3 84.18120 CG tCGtCG t 温度比煮沸温度降了 18，自然冷却不能达到，故需添加一个薄板换热器。 （3） 由上述结果得： 468061.3kJ769 . 3 84.181206370 3 ）（ 混合混合C GQ 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 14 - 4.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q4 由糖化工艺流程可知： )( 4342414 bQQQQ 为混合醪升温至沸腾所耗热量，为第二次煮沸过程蒸汽带走的热量， 41 Q 42 Q 为热损失 43 Q （

38、1） 混合醪升温至沸腾所耗热量 Q41 根据工艺，糖化结束醪温为 78，抽取混合醪的温度为 70，则送到第二次煮沸 的混合醪量为： 26.7%100 70100 )7078( 混合 混合 G G 故 ）（）（ 混合混合 kJQ5355963069 . 3 84.18120% 7 . 2670100C%G 7 . 26 41 （2） 二次煮出过程蒸汽带走的热量 42 Q 煮沸时间为 10min，蒸发强度 5%，则蒸发水分量为： ）（ 混合 kgV40.360105%18120.8426.7%6010%5%G 7 . 26 2 )90965.2(kJ 3 . 40 2 . 2257 242 IVQ

39、 式中，为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（kJ/kg）I 热损失 Q43 根据经验有：Q43=15%（Q41+Q42） 把上述结果代入公式得)(b 720545(kJ) 2 . 90965535596(15. 1)(15 . 1 42414 QQQ 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，则用水量为 ）（ 洗 kg16685.55100450 9 . 7073G ）（）（ 洗 kJCGQ W 4324227624.1816685.551880 5 4.2.6 麦汁煮沸过程好热量 Q6 )( 6362616 cQQQQ 为麦汁升温至沸点耗热量，为煮

40、沸过程蒸发耗热量，为热损失。 61 Q 62 Q 63 Q 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 15 - （1）麦汁升温至沸点耗热量 61 Q 由表 2 啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100kg 混合原料可得到 676.27kg 热麦汁， 并设过滤完毕麦汁温度为 70，则进入煮沸锅的麦汁量为： ）（ 麦汁 kgG2507510027.676 9 . 3707 )/(68. 3 64.1467237.111253.2595 18 . 4 3 .4097.26691.1497981. 137.111268. 153.2595 )( )( 21 21 KkgkJ VVGGG CVVGCGCG

41、C W WW ）（ 大米糖麦 大米大米麦芽糖麦 麦汁 ）（）（ 麦汁麦汁 kJCGQ27682803068. 32507570100 16 （2） 煮沸过程蒸发耗热量 62 Q 煮沸强度 10%，时间 1.5h，则蒸发水分为： ）（ 麦汁 kgGV25.37611.5%10250755 . 1%10 3 故kJ)8489893.5(2 .225725.3761 362 IVQ （3）热损失为 )(%15 626163 QQQ （4）把上述结果代入得出麦汁煮沸总耗热)(c (kJ)12946899.5)8489893.52768280(15 . 1 )(15 . 1 62616 QQQ 4.2.

42、7 糖化一次总耗热量 Q总 (kJ)22992570.6 12946899.54324227720545468061.32529125 8 . 2003712 6 1 i i QQ总 4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量 D 使用表压 0.3MPa 的饱和蒸汽，,则：kgkJI/ 3 . 2725 11185(kg) 95. 0561.47)-(2725.3 22992570.6 )( iI Q D 总 式中， 为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg） ；为蒸汽的热效率，取=95%。i 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 16 - 4.2.9 糖化过程每小时最大蒸汽耗热量 Qmax 在糖化过

43、程各步骤中，麦汁煮沸耗热量为最大，且已知煮沸时间为 90min 热效 6 Q 率为 95%，故： /h)9085544(kJ 95 . 0 5 . 1 5 .12946899 95 . 0 5 . 1 6 max Q Q 相应的最大蒸汽耗量为： 4199(kg/h) 47.561 3 . 2725 9085544 max max iI Q D 4.2.10 蒸汽单耗 据设计，每年糖化次数为 2136 次，共生产啤酒 50043t.年耗蒸汽总量为： ）（ 总 kgD23891160213611185 每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）： 477kg/t5004323891160 S D 每昼夜耗蒸汽量

44、（生产旺季算）为： )89480(kg/d811185 d D 最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表 4-3 所示 表 4-3 50000t/a 啤酒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） 47741998948023891160 4.3 发酵车间耗冷量计算 年产 50000 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 50000t/a 啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类， 本设计采用目前我国应用最普遍的锥形

45、罐发酵工艺进行 5 万 t/a 啤酒厂发酵车间的耗 冷量计算13。 冷却 冷却至-1 锥形灌发酵 冷麦汁 694热麦汁 清酒灌 过滤贮酒 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 17 - 图 4-2 发酵工艺流程示意图 工艺技术指标及基础数据 年产 11淡色啤酒 5 万吨旺季每天糖化 8 次，每个月生产 28 天，淡季每天糖化 6 次，每个月生产 22 天，则全年的总糖化次数为： 8286+6226=1344+924=2136 次。 主发酵时间 6 天；4 锅麦汁装 1 个锥形罐；11Bx 麦汁比热容 =4.0KJ/（kgK） ；冷媒用 15%酒精溶液，其比热容可视为=4.18 KJ/（kg

46、K） ； 1 C 2 C 麦芽糖化厌氧发酵热 q=613.6kJ/kg；麦汁发酵度 55%。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：,-工业耗冷,-非工业耗冷。 ntt QQQ t Q nt Q 4.3.1 工艺耗冷量 （1） 麦汁冷却耗冷量 Q1 采用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，出口的 温度为 85。糖化车间送来的热麦汁温度为 94，冷却至发酵起始温度 6。 根据表 4-2 啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次热麦汁 24979.38L，而相应的 麦汁密度为 1044kg/m3,故麦汁量为： )(26078979.241044kgG 又知

47、 110 Bx 麦汁比热容=4.0KJ/(Kgk),工艺要求在 1h 小时内完成冷却过程， 1 C 则所耗冷量为：/h)9179456(kJ1/ )694(0 . 426078/ )( 1211 ttGCQ 式中分别表示麦汁冷却前后温度（） ，冷却操作过程时间（h） 。 21 tt 和 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： J)36717824(k917945644 1 QQf 相应地冷冻介质（2的冷冻水）耗量为： )26458(kg/h )285(18. 4 9179456 )( 1 2 1 1 ttC Q M W 式中，分别表示冷冻水的初温和终温（）,水的比热容KJ/（kgK） 2 1 tt 和 W C 黑龙江东方学院本科生毕业