年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算
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12化工2班潘龙学号67项目背景:上税项目意义:产品介绍:乙醇俗称酒精是一种无色透明、易挥发,易燃烧,不导电的液体。
有酒的气,结构式味和刺激的辛辣滋味,微甘。
相对分子质量46.07,分子式为OHC26闪点14℃,自燃点390~430℃,乙醇蒸汽与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限为3.3%~19%(V)。
香和强烈刺激味的易燃液体。
相对密度0.7893,沸点78.3℃,凝固点-117.3℃,为:。
其分析纯级的无水乙醇是无色透明,易挥发,具有特殊芳工厂选址:项目进度设想原料来源及规格:水的类别硬度值碱性离子浓度(mmol/L)较软水0-40 0-1.44软水 4.1-8.0 1.45-2.88中硬水8.1-12.0 2.89-4.32较硬水12.1-18.0 4.33-6.48硬水18.1-30.0 6.49-10.80极硬≥31.0 >10.81物料衡算生产过程 损失原因淀粉损失/% 备注 原料处理 粉尘损失0.40 蒸煮 淀粉损失及糖分损失 0.50 发酵发酵残糖 1.50 发酵巴斯德效应 4.00 发酵酒气自然蒸发与被CO2带走 1.30 有酒精扑集器为0.30% 蒸馏废糟带走等 1.85 总计损失 9.55假定发酵系统设有酒精扑集器,则淀粉损失率为8.55%。
故生产1000kg 普通三级酒精须淀粉量为:8.55%-100%2.1627 =1779.3(kg ) 这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为1000÷1779.3=56.2%,着达到了我国先阶段甘薯干原料生产酒精的先进出酒率水平。
(5)生产1000kg 普通三级酒精甘薯干原料消耗量据基础数据给出,甘薯干原料含淀粉76.7%,故1吨酒精耗甘薯干量为: 1779.3÷76.7=2319.8(kg )若应用液体曲糖化工艺。
并设每生产1000kg 酒精需要的糖化剂所含淀粉量为G1,则淀粉原料需用量为: (1779.3-G1)÷76.7% (6)-淀粉酶消耗量应用酶活力为2000u/g 的α–淀粉酶使淀粉液化,促进糊化,减少蒸汽消耗量。
年产啤酒物料衡算(啤酒工业手册)第二章工艺计算及车间设备布置第壹节工艺计算一、物料衡算(壹)麦芽生产1、基础数据(见表7-2-1)表7-2-1麦芽生产基础数据2、100公斤精选大麦生产浅色麦芽的物料计算(精选大麦为经过粗选,分级工序后的大麦)(1)浸渍大麦大麦的干物质含量=(100-W1)=(100-13)=87(公斤)浸渍总损失=n+t=(1+0.8)%=1.8%大麦浸渍后含干物质量=87×(1-1.8%)=85.43(公斤)浸渍大麦重量==155.3(公斤)浸渍大麦容重以660公斤/计算浸渍大麦容积==235.3(升)(2)绿麦芽精选大麦浸麦,发芽过程的总损失为n+t+m=(1+0.8+7)%=8.8%100公斤精选大麦发芽后,绿麦芽的干物质含量:87×(1-8.8%)=79.34(公斤)绿麦芽质量等于===139.2(公斤)绿麦芽的容量以410公斤/计算:绿麦芽容积=×1000=339.5(升)精选大麦容重以635公斤/计算:则精选大麦容量=×1000=157.5(升)由精选大麦制成半成品绿麦芽的容积增加倍数为:=2.16(倍)附:100公斤精选大麦(G1)的呼吸损失,发芽室水分蒸发和发芽过程二氧化碳释出量:①发芽呼吸损失:S=G1××=100××=6.09(公斤)②发芽室水分蒸发W=S(0.55+)=6.09(0.55+)=7.94(公斤)式中0.55—每公斤淀粉燃烧时所蒸发的水分③发芽过程二氧化碳释出量C=1.63×S=1.63×6.09=9.927(公斤)式中1.63—每公斤淀粉燃烧释出的CO2,(3)成品麦芽根据基础数据,干麦芽(成品麦芽)含水分为3.5%除根损失q=4%则100公斤精选大麦得麦芽根量:87×4%=3.48(公斤)除根后成品麦芽干物质量为:79.34-3.48=75.86(公斤)则100公斤精选大麦制成成品麦芽的重量为:×100=78.6(公斤)或100××=78.6(公斤)成品麦芽容重以500公斤/计算成品麦芽容积=×1000=157.2(升)(4)原大麦根据基础数据:清麦及杂谷分离损失P=10%分级损失R=5%则100公斤精选大麦,需原大麦(即商品大麦)量为:×100=117.6(公斤)原大麦容重为650公斤/原大麦容积为=×1000=181(升)或分级前大麦重量为:×100=111.1(公斤)大麦精选率%=×100%=×100%=85%麦芽生成率%=×100%=×100%=78.6%成品麦芽对原大麦的生成率为:×100%=66.8%生产100公斤成品麦芽需用原大麦量为:生产100公斤成品麦芽需用精选大麦量为:×100=127.2(公斤)(5)浮麦基础数据浮麦损失n=1%则100公斤精选大麦中,浮麦为87×1%=0.87(公斤)浮麦含水分35%则浮麦重量=×100=1.34(公斤)设浮麦于空气中干燥后,其水分为13%则干浮麦重量=×100=1(公斤)干浮麦容重以500公斤/计算则100公斤精选大麦得浮麦容积为:×1000=2(升)(6)麦根从(3)得麦根量3.48公斤设麦根含水分10%100公斤精选大麦的麦根量为×100=3.87(公斤)麦根容重以350公斤/计,其容积为:×1000=11.06(升)(7)精选大麦100公斤精选大麦容积为:3、麦芽生产物料衡算表(表7-2-2)表7-2-2麦芽生产物料衡算表*指干燥浮麦含水分13%计。
题目名称年产30万吨啤酒工厂设计学生学院轻工化工学院专业班级姓名学号一、课程设计的内容1.我们组的设计任务是:年产30万吨啤酒厂的设计。
2.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数与数据,进行生产方法的选择,工艺流程与工艺条件的确定与论证。
3.工艺计算:全厂的物料衡算;糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算);水用量的计算;发酵车间耗冷量计算。
4.糖化车间设备的选型计算:包括设备的容量,数量,主要的外形尺寸。
5.选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。
二、课程设计的要求与数据1、生产规模:年产30万吨啤酒,全年生产300天。
2、发酵周期:锥形发酵罐低温发酵24天。
3、原料配比:麦芽75%,大米25%4、啤酒质量指标理化要求按我国啤酒质量标准GB 4927-1991执行,卫生指标按GB 4789.1-4789.28执行。
12°啤酒理化指标外观透明度:清亮透明,无明显悬浮物和沉淀物浊度,EBC≤1.0泡沫形态:洁白细腻,持久挂杯泡持性S≥180色度 5.0—9.5香气和口味明显的酒花香气,口味纯正、爽口,酒体柔和,无异香、异酒精度%(m/m)≥3.7原麦汁浓度%(m/m)12±0.3总酸mL/100mL ≤2.6二氧化碳%(m/m)≥0.40双乙酰mg/L ≤0.13三、课程设计应完成的工作1.根据以上设计内容,书写设计说明书。
2.完成图纸:全厂(或车间)工艺流程图(初步设计阶段),车间设备布置图(平面图和立面图),全厂总平面布置图,重点单体设备装配图。
四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 金凤,安家彦.酿酒工艺与设备选用手册.北京:化学工业出版社,2003.4[2] 顾国贤.酿造酒工艺学.北京:中国轻工业出版社,1996.12[3] 程殿林.啤酒生产技术.北京:化学工业出版社,2005[4] 俞俊堂, 唐孝宣.生物工艺学.上海: 华东理工大学出版社,2003.1[5] 余龙江.发酵工程原理与技术应用.北京:化学工业出版社,2006[6] 徐清华.生物工程设备.北京:科学出版社,2004[7] 吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:中国轻工业出版社,2006.7[8] 黎润钟.发酵工厂设备.北京:中国轻工业出版社,2006[9] 梁世中.生物工程设备.北京:中国轻工业出版社,2006.9[10] 陈洪章.生物过程工程与设备. 北京:化学工业出版社,2004发出任务书日期:2008 年 12 月 15 日指导教师签名:计划完成日期: 2008 年 12 月 23 日基层教学单位责任人签章:主管院长签章:题目名称年产30万吨啤酒厂的设计学生学院轻工化工学院专业班级姓名学号【糖化车间】一、300 000 t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料(麦汁、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。
年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算热凝固物回收主要是在煮沸锅中,达到一定煮沸强度后,麦汁会产生热凝固物,,这其中含有大量酒花物质,可以将其加入过滤槽中,随着麦汁的过滤,就可以使一部分酒花物质进入麦汁……酵母中回收啤酒主要有板筐压虑机,振动式膜分离机和叉流过滤机,前者酵母破碎严重,第二个价格太贵,第三个即便宜又好用。
主要是使酵母液在陶瓷膜孔上做切向运动,清液能从孔中滤出,叉流过滤机主要通过压差控制回收量2.1.1原料加工处理;啤酒酿造需要四种原料:大麦、酒花、水和酵母。
这些原料的质量决定着所生产啤酒的质量。
了解这四种原料的特性及其对工艺的影响,是对起进行加工处理的前提,只有这样才能有针对性地进行工艺控制。
2.1.1.1麦芽的制备大麦为啤酒酿造提供必需的淀粉,这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物。
种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要,因为这些这些大麦制成的麦芽,浸出物含量很高。
麦芽有大麦制成,制麦芽的目的是在大麦颗粒中形成酶并使大麦颗粒中的某些物质发生转化。
因此大麦需要发芽并只能发芽一段时间。
有大麦制成的麦芽,其外表几乎和大麦一样。
麦芽的制造包括如下几个步骤:大麦进厂接受,清选,分级和输送;大麦的干燥与储存;大麦浸泡;发芽;麦芽干燥;干燥后的麦芽处理;2.1.1.2原料的称量本设计的投料量比较大,所以用传统的倾翻计量称就不再适用,本设计里面使用的是电子计量称,该称为了能够准确的称量,投料过程不能太快,它分为:前容器,称重容器和后容器。
2.1.1.3麦芽的粉碎糖化是为使麦芽中的酶尽可能作用并分解麦芽中的内容物,麦芽必须粉碎。
粉碎是一个机械破碎过程。
在这一过程中,必须保护麦皮,因为麦皮将作为过滤槽中的过滤介质。
糖化是要尽可能是酶与麦芽内容物接触并分解。
对此需将麦芽粉碎,粉碎的越细,则酶的作用面就越大,也能更好地对内容物进行分解。
麦芽粉碎越细,麦糟体积就越小;麦芽粉碎越细,麦糟层的渗透性就越差,麦糟就越快被吸紧,过滤时间就越长。
啤酒酿造工艺流程1:原料贮仓 2:麦芽筛选机3:提升机4:麦芽粉碎机5:糖化锅6:大米筛选机7:大米粉碎机8:糊化锅9:过滤槽10:麦糟输送11:麦糟贮罐12:煮沸/回旋槽 13:外加热器 14:酒花添加罐15:麦汁冷却器16:空气过滤器17:酵母培养及添加罐18:发酵罐19:啤酒稳定剂添加罐20:缓冲罐 21:硅藻土添加罐 22:硅藻土过滤机23:啤酒清滤机24:清酒罐25:洗瓶机 26:罐装机27:啤酒杀菌机 28:贴标机 29:装箱机啤酒生产工艺流程示意图啤酒生产工艺过程主要包括原料粉碎、糊化、糖化、过滤、发酵和包装等。
其工艺流程示意图见图下图。
2 原料的制备2。
1 粗选、分选a、粗选供生产啤酒用的大麦,由于含有泥土、砂石、草屑、杂谷或金属等杂质物,所以在浸麦前要采用粗选机将大麦进行清理。
大麦粗选机多为振动筛式,筛体往复运动的振幅大小,可调节偏重块的重量来达到。
物料中的轻杂质由前后风道排出.由于物料在筛上面运动,砂石及其他杂质按其形状的不同分级清理出来,使被加工谷物达到整洁。
b、分选分选目的是进一步清除大麦中的灰尘、麦芒、杂谷、碎麦等夹杂物,并将大麦按麦粒度进行分级。
2.2 浸麦、发芽a、浸麦浸麦是将经精选后的大麦置于浸麦槽中浸渍.精选大麦在用水浸渍过程中,由于浸渍水的循环置换及通入压缩空气,使大麦得到进一步清洗,并排除二氧化碳。
大麦的含水量由原来的13%左右增加至43%~48%,同时麦粒因得到通风而增强了发芽的活力。
b、发芽大麦是酿造啤酒的主要原料,但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,大麦发芽后成为绿麦芽.2.3 干燥、除根a、干燥大麦经过粗选、分选、浸渍、发芽后制成的绿麦芽还必须经过干燥将它制成干麦芽,以利于长期贮藏.干燥的目的是使麦芽的含水量从45%左右降至3.5%左右,并通过烘焙而增加麦芽特有的色、香、味,同时使麦根容易脱落。
b、除根经干燥后的干麦芽不能马上用于酿酒,因麦根中含有其它杂质,而且苦味,会破坏啤酒的味道和改变啤酒的色泽,所以必须用除根机除去已干燥的麦根,并利用风力清除其它杂质。
啤酒的物料衡算啤酒的物料衡算是啤酒生产过程中一个重要的环节,它涉及到啤酒的生产工艺、原料消耗、能源消耗以及啤酒品质等多个方面。
下面将对啤酒的物料衡算进行详细的阐述。
一、啤酒生产工艺流程啤酒的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:1.原料准备:包括麦芽、啤酒花、水、酵母等原料的准备。
2.糖化:将麦芽经过加热、糖化、过滤等过程,制成糖浆。
3.发酵:将糖浆和酵母混合,进行发酵,生成啤酒。
4.过滤:将啤酒进行过滤,去除其中的杂质。
5.包装:将过滤后的啤酒进行包装,完成整个生产过程。
二、啤酒的物料衡算在啤酒的生产过程中,物料的衡算是非常重要的一个环节。
它涉及到各种原料的消耗、能源的消耗以及啤酒品质等多个方面。
下面将对啤酒的物料衡算进行详细的阐述。
1.原料消耗在啤酒的生产过程中,需要消耗大量的原料,其中主要包括麦芽、啤酒花、酵母和水等。
这些原料的消耗量需要进行精确的计量和计算,以确保生产的顺利进行和成本的合理控制。
例如,每生产1t啤酒,大约需要消耗200-300kg的麦芽,30-50kg的啤酒花,以及20-30kg的酵母。
这些原料的消耗量会因不同的生产工艺和产品品质而有所不同。
此外,还需要消耗大量的水,用于清洗、冷却等过程。
2.能源消耗在啤酒的生产过程中,还需要消耗大量的能源,主要包括热能和电能等。
这些能源的消耗量也需要进行精确的计算和控制,以确保生产的效率和成本的合理控制。
例如,每生产1t啤酒,大约需要消耗20-30GJ的能源,其中大部分是热能和电能。
这些能源的消耗量会因不同的生产工艺和设备而有所不同。
3.啤酒品质啤酒的品质是啤酒生产过程中最重要的一个方面。
为了确保啤酒的品质,需要对各种原料和生产工艺进行严格的控制和管理。
例如,麦芽的品质和用量、啤酒花的种类和用量、酵母的种类和活性等都会对啤酒的品质产生影响。
此外,生产工艺的温度、压力、时间等参数也需要进行精确的控制和管理。
三、总结啤酒的物料衡算是啤酒生产过程中一个重要的环节,它涉及到各种原料的消耗、能源的消耗以及啤酒品质等多个方面。
年产30万吨啤酒厂设计引言目前我国已经成为全世界最大的啤酒消费市场之一。
经常饮用啤酒的人越来越多。
啤酒被人们誉为“液体面包”,尤其是在夏季,人们饮用啤酒更加普遍。
现代啤酒以麦芽,大米,酒花,啤酒酵母和酿造水为原料,在不锈钢设备中经过数周酿造而成的产品,不添加人工化学制剂,色素和防腐剂,因此啤酒是上等的液体食品,适量饮用有益于健康一公升啤酒能提供人体每日所需纤维素的20%至60%因此啤酒不仅大大有利于肠道健康。
还有助于减缓消化速度以促进营养吸收,降低胆固醇含量,而且本身也不含胆固醇。
因此,啤酒被称为上等的液体食品,适量饮用有益于健康。
而且啤酒含有大量的镁.硒.钾.磷和维生素B等微量元素。
并且富含维生素,喝一些保留了维生素的啤酒比如英国散装鲜啤酒,以及许多种小罐精酿和家酿的啤酒还能够帮助抵御酒精的作用,避免让你酩酊大醉。
现代医学研究发现:啤酒中存在着多类抗氧化物质。
如从原料麦芽和酒花中得到的多酚或类黄酮,在酿造过程中形成的还原酮和类黑酮以及酵母分泌的谷胱甘肽等,都是减少氧自由基积累的最好的还原性物质,是人们公认的延缓衰老的有效物质,这对人类健康是非常有利的。
但总结起来啤酒具有七个方面的功效:一是美容。
啤酒中营养物质丰富,又都溶解于液体中,容易被人体吸收,所以被称为“液体面包”的啤酒还是美容护肤佳品。
二是解渴。
啤酒具有较高的含水量(90%)以上,喝起来清火润喉,夏日一杯啤酒,恰似清凉爽心头。
其感觉美不胜收。
三是提神。
啤酒中的有机酸具有清新、提神的作用,一方面适量饮用可减少过度兴奋和紧张情绪,并能促进肌肉松弛;另一方面,能刺激神经,促进消化。
四是帮助消化。
生产啤酒用的主要原料是大麦、醇类、酒花成分和多酚物质,能增进胃液分泌,兴奋胃功能,提高其消化吸收能力。
五是利尿。
啤酒中低含量的钠、酒精、核酸能增加大脑血液的供给,扩张冠体的代谢活动。
六是减肥。
在各种减肥方法中,啤酒能起到很好的减肥效果。
这是因为它含有非常少的钠、蛋白质和钙,不含脂肪和胆固醇。
摘要本设计是对年产30万吨10°淡色啤酒的工厂工艺设计,厂址选在广州南沙的梅山工业区。
废水处理是本设计重点。
该啤酒采用70%的麦芽和30%的大米,经过湿法粉碎,二次煮出糖化法,过滤槽静压过滤法过滤,用内加热煮沸锅煮沸,冷却,采用锥形罐一罐法发酵法,发酵而成。
此次设计计算主要包括工厂厂址选择及总平面设计,啤酒生产的工艺流程设计,工艺计算,糖化车间物料衡算、糖化车间热量衡算、发酵车间耗冷量衡算,设备的设计与选型,环境保护及末端治理,工业卫生与劳动安全。
绘制啤酒生产工艺流程图和全厂平面布置图。
糖化一次定额量32108.84kg,每年消耗蒸汽量5.09×107kg/a,年耗冷量7.08×1010kJ,单耗4.07×105kJ/t啤酒。
关键词:啤酒;糖化;发酵;废水处理AbstractThe design is an annual output of 300,000 tons of 10 °light beer plant process design, the site selected in Meishan, Guangzhou Nansha Industrial Zone. Wastewater treatment is the focus of this design. 70% malt and 30% of the rice in the beer, after wet grinding, pasting, second cook saccharification method, filter tank hydrostatic filtration filter, heated to boil the pot boiling, cooling, using the cone-shaped tank Cupping The following yeast fermentation, fermentation. The design calculations, including the main plant site selection and master plan design, the beer production process design, process calculations, saccharification workshop material balance, heat balance of the saccharification workshop, cooling consumption balance of the fermentation plant, equipment design and selection environmental protection and the end of treatment, industrial hygiene and labor safety. Draw the floor plan of the beer production process flow diagrams and the whole plant. Saccharification time 32108.84kg fixed amount, the annual consumption of steam of 5.09 ×107kg / a, the annual consumption of the cooling capacity of 7.08 ×1010kJ consumption per unit of 4.07 ×105kJ / t of beer.Keywords: beer;Saccharification;fermentation;wastewater treatment目录摘要 (I)Abstract ................................................................... I I 第一章绪论 . (1)1.1 啤酒的起源 (1)1.2 我国啤酒工业发展简况 (1)1.3 啤酒的种类 (1)1.4 环境保护及末端治理 (3)1.4.1环境现状 (3)1.4.2主要污染源与污染物 (3)1.4.3对策和措施 (3)第二章设计概论 (4)2.1毕业设计的目的 (4)2.2 设计的指导思想 (4)2.3 设计的任务 (4)2.4 厂址选择 (4)2.4.1 厂址的选择依据 (4)2.4.2 厂址选择结果 (5)2.5设计产品的标准 (5)2.5.1感官要求: (6)2.5.2理化指标 (7)第三章啤酒工艺选择与论证 (8)3.1 啤酒生产工艺流程图 (8)3.3 啤酒原料 (9)3.4. 麦汁制备 (10)3.5 麦汁过滤 (11)3.5.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标 (11)3.5.2 麦汁过滤方法及影响因素 (11)3.6 麦汁煮沸 (11)3.6.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点 (11)3.6.2 麦汁煮沸工艺 (12)3.7 麦汁后处理 (12)3.7.1 热凝固物及冷凝固物的分离 (12)3.7.2 麦汁的冷却 (12)3.7.3 麦汁的充氧 (12)3.8 啤酒发酵的工艺论证 (13)3.8.1 啤酒酵母 (13)3.8.3啤酒发酵工艺 (14)3.6.5 酵母的添加与回收 (15)3.6.6 发酵设备的降温控制 (15)3.9 啤酒过滤 (16)3.9.1 啤酒过滤理论 (16)3.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证 (16)第四章工艺计算 (18)4.1糖化车间物料衡算 (18)4.1.1工艺技术指标及基础数据 (18)4.1.2 对100kg原料生产10°P淡色啤酒物料衡算 (18)4.1.3 生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算 (19)4.1.4 30万t/a 10°P淡色啤酒糖化车间物料衡算 (19)4.2 糖化车间热量衡算 (20)4.3 发酵车间的耗冷量衡算 (25)4.3.1 发酵工艺流程示意图 (25)4.3.2 工艺技术指标及基础数据 (25)4.3.3 300000t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 (28)第五章啤酒生产主要设备的选择与论证 (28)5.1制麦设备的计算与选型 (29)5.4 麦汁制备设备计算选型 (30)5.4.1糊化锅尺寸的计算 (30)5.4.2 糖化锅尺寸的计算 (30)5.4.3 煮沸锅尺寸的计算 (31)5.4.4 过滤槽尺寸的计算 (31)5.4.5 回旋沉淀槽的尺寸计算 (31)5.4.6 薄板冷却器尺寸计算 (32)5.5 发酵罐的设计与选型 (32)5.5.1 发酵罐数量的确定 (32)5.5.2 发酵罐体积的确定 (32)5.5.3 发酵罐材料的选择 (33)第六章重点设备——废水处理设计 (39)6.1工艺选择 (40)6.2工艺流程 (41)6.3工艺特点 (42)6.3.1能减少动力消耗,降低处理成本 (42)6.3.2能减少耗氧处理负荷 (42)6.3.3可减少污泥处理费用 (42)6.3.4可生产沼气,充作能源 (42)6.3.5采用了先进的IC厌氧工艺 (42)6.4处理设施与设备 (43)6.4.1主要处理设施与设备 (43)第七章总平面的设计 (47)7.1总平面的设计的基本原则和要求 (47)7.2 工厂占地面积的估算 (47)7.3 全厂平面布置图 (47)第八章工业卫生与劳动安全及全厂定员 (47)8.1工业卫生措施 (48)8.2劳动安全措施 (48)参考文献 (50)附录 (1)谢辞 (1)第一章绪论1.1 啤酒的起源啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮,东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。
诚信承诺书本人郑重承诺:我所呈交的毕业设计《年产40万吨啤酒厂工艺设计》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其考文献,设计使用的数据真实可靠。
承诺人签名:日期:年月日年产40万吨啤酒厂工艺设计摘要啤酒是人类最古老的酒精饮料,是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。
啤酒,起泡,低洒精度的饮料酒。
以大麦芽、酒花、水为主要原料。
啤洒是一种含CO2本设计是对年产400000t啤酒厂的工艺设计,对啤酒生产具有一定的参考价值主要包括工厂总平面设计,啤酒生产的糖化工艺设计,糖化车间物料衡算、糖化车间热量衡算、设备的设计及其选型(主要是糖化锅)等方面内容。
绘制啤酒厂的平面图,生产工艺流程图和车间布置图。
关键词:啤酒;工厂总平面设计;工艺设计;设备选型An annual output of 400,000 tons brewery process designAbstractBeer is humanity's oldest alcoholic beverage, after water and tea consumption in the world's third-ranked beverages. Beer with barley malt, hops, water is the main raw material. Sprinkle a beer with CO2, blistering, low accuracy drinks spilled wine.This design is a craft brewery annual 400000t design, has a certain reference value for beer production includes total plant design graphic design, production of beer saccharification process design, brewhouse material balance, heat balance brewhouse, equipment their selection (mainly saccharification pot) and other aspects. Plans drawn brewery, production process and plant layout diagram.Key words: Beer; plant general layout design; process design; equipment selection目录摘要 (I)Abstract (II)1.前言 (1)1.1 啤酒历史 (1)1.2 啤酒的成分和分类 (1)1.3啤酒的作用 (1)2.厂址选址 (2)2.1厂址的重要性 (2)2.2厂址选址的原则 (2)2.3 厂址选址结果 (2)2.4总平面设计的基本原则 (2)2.5啤酒厂的组成 (3)3.啤酒的生产工艺 (4)3.1 麦芽制造 (4)3.2 啤酒的酿造的工艺流程 (4)4 生产工艺计算 (7)4.1 物料衡算 (7)4.1.1 物料衡算意义 (7)4.1.2 工艺衡算基础数据 (7)4.2 热量衡算 (9)4.2.1 热量衡算的意义 (9)4.2.2糖化工艺流程图 (9)4.2.3糖化用水耗热量Q1 (10)4.2.4第一次米醪煮沸耗热量Q2 (10)4.2.5第二次煮沸前混合醪升温至700C的耗热量Q3 (11)4.2.6 第二次煮沸混合醪耗热量Q4 (12)4.2.7洗糟水热量Q5 (13)4.2.8麦汁煮沸过程耗热量Q6 (13)4.2.9糖化一次总耗热量Q总 (13)4.2.10糖化一次耗用蒸汽量D (14)4.2.11糖化过程每小时最大蒸汽耗量Q max (14)4.2.12蒸汽单耗 (14)4.3 耗冷量计算 (14)4.3.1工艺技术指标及基础数据 (14)4.3.2工艺耗冷量Q1、Q2、Q3、Q4 (15)4.3.3非工艺耗冷量Q5、Q6 (16)4.3.4 40万吨/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 (16)5.设备计算与选型 (17)5.1 发酵罐 (17)5.2平底筛板过滤槽 (17)5.3 煮沸锅 (18)5.4回旋沉淀槽 (19)6 车间布置设计 (20)7 厂区洁净要求与污染控制 (21)7.1厂区洁净要求 (21)7.2污染的控制 (21)8 总结 (23)参考文献 (24)谢辞 (25)附录 (26)1.前言1.1 啤酒历史啤酒的酿造有着悠久的历史,根据考古发现及文字记载推测。
年产30万吨啤酒的发酵车间设计1、年产30万吨啤酒的发酵车间设计1每年生产280天,成品酒为10度2定额指标:原料利用率:98。
5%麦芽水分:5%大米水分:13%无水麦芽浸出率:75%无水大米浸出率:95%3各级段损失率:麦汁冷却澄清损失:热麦汁量的8%主发酵损失:冷麦汁的2。
5%过滤和罐装损失:啤酒量的3。
5%三,设计任务:1确定原料配比2进展方法论证,确定生产方案,生产工艺3确定原料的配比和生产方案进展物料和热量衡算,列出啤酒生产的衡算表4,进展设备计算:确定发酵罐的体积和高径比,计算其尺寸5.画出整个发酵车间带把握点的工艺图〔CAD 电子文本〕6.画动身酵罐的设备图补充:第一章、工厂总体设计说明工作分析与岗位设计工厂总平面设计厂址选择设计原那么工厂总平面设计设计原那么说明其次章啤酒生产工艺流程说明第三章物料衡算第三章热量衡2、算第四章用水量计算引言啤酒含有17种氨基酸,多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡,相当于6-7枚鸡蛋,0.75升牛奶或50克奶油,被世界养分协会组织列为养分食品,素有“液风光包〞之誉。
现代科学争辩说明,啤酒中所含各种成份、既有较高的养分价值又具良好的药疗效果,啤酒中酒精含量较低,10度黄啤酒含酒精3%左右,非但对胃和肝脏无损害,而且可平缓地促进人体血液循环;维生素B1、B6已能维持心脏正常活动,而烟酸那么能扩张血管,故它们对心血管系统有益,可加速新陈代谢。
啤酒中的矿物盐,对人体组织细胞的代谢起着调整作用。
有利于人体必需水分的摄取吸取,啤酒所含酒花素、既能促进唾液、胃液和胆汁分泌、健胃益脾,又可治疗肺和淋巴结核,还能促进伤口愈合和烧伤者痊愈。
贫血患者常饮啤酒,能促进3、红细胞的生长,增加造血功能。
神经衰弱者接受“啤酒疗法〞即饭后半小时和睡前各饮啤酒半瓶〔约320毫升〕,30日为一疗程,效果显著。
特殊是冬季饮用温啤酒,会使人周身发热,祛寒解乏,中、老年人最为适合。
年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算热凝固物回收主要是在煮沸锅中,达到一定煮沸强度后,麦汁会产生热凝固物,,这其中含有大量酒花物质,可以将其加入过滤槽中,随着麦汁的过滤,就可以使一部分酒花物质进入麦汁……酵母中回收啤酒主要有板筐压虑机,振动式膜分离机和叉流过滤机,前者酵母破碎严重,第二个价格太贵,第三个即便宜又好用。
主要是使酵母液在陶瓷膜孔上做切向运动,清液能从孔中滤出,叉流过滤机主要通过压差控制回收量2.1.1原料加工处理;啤酒酿造需要四种原料:大麦、酒花、水和酵母。
这些原料的质量决定着所生产啤酒的质量。
了解这四种原料的特性及其对工艺的影响,是对起进行加工处理的前提,只有这样才能有针对性地进行工艺控制。
2.1.1.1麦芽的制备大麦为啤酒酿造提供必需的淀粉,这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物。
种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要,因为这些这些大麦制成的麦芽,浸出物含量很高。
麦芽有大麦制成,制麦芽的目的是在大麦颗粒中形成酶并使大麦颗粒中的某些物质发生转化。
因此大麦需要发芽并只能发芽一段时间。
有大麦制成的麦芽,其外表几乎和大麦一样。
麦芽的制造包括如下几个步骤:大麦进厂接受,清选,分级和输送;大麦的干燥与储存;大麦浸泡;发芽;麦芽干燥;干燥后的麦芽处理;2.1.1.2原料的称量本设计的投料量比较大,所以用传统的倾翻计量称就不再适用,本设计里面使用的是电子计量称,该称为了能够准确的称量,投料过程不能太快,它分为:前容器,称重容器和后容器。
2.1.1.3麦芽的粉碎糖化是为使麦芽中的酶尽可能作用并分解麦芽中的内容物,麦芽必须粉碎。
粉碎是一个机械破碎过程。
在这一过程中,必须保护麦皮,因为麦皮将作为过滤槽中的过滤介质。
糖化是要尽可能是酶与麦芽内容物接触并分解。
对此需将麦芽粉碎,粉碎的越细,则酶的作用面就越大,也能更好地对内容物进行分解。
麦芽粉碎越细,麦糟体积就越小;麦芽粉碎越细,麦糟层的渗透性就越差,麦糟就越快被吸紧,过滤时间就越长。
所以麦芽的粉碎不可以过细。
粉碎大体上可分为干法粉碎和湿法粉碎,本设计采用的是湿法粉碎,麦芽粉碎前,若对麦芽进行浸泡处理,那么麦皮以及麦芽内容物就会吸水分,变得有弹性,麦芽内容物也能从麦皮中被分离出来并被粉碎,而麦皮几乎没有损伤,使过滤能力得以改善,粉碎得很细的麦芽内容物能更好地被分解。
湿法粉碎机的上部有一个出口为锥型的麦芽仓,在麦仓中进行浸泡。
粉碎质量的好坏会影响:糖化工艺,碘检时间,麦汁过滤,糖化车间收得率,发酵,啤酒的可滤性,啤酒的色泽、口味和总体风味。
2.2糖化糖化是麦汁制备中最重要的过程。
在糖化过程中,水与麦芽粉碎无进行混合,由此使麦芽的内容物溶出,获得浸出物。
2.2.1糖化过程中的物质变化2.2.1.1糖化的目的`麦芽粉碎物中的内容物大多是非水溶性的,而进入啤酒中的物质,只能是水溶性的物质,因此我们必须通过糖化,使粉碎物的不溶物转变为水溶性物质。
我们把所有进入溶液的物质称为浸出物。
糖化的目的就是,尽最大的可能形成多的、质量好的浸出物。
而浸出物的主要数量只能在糖化中通过酶的作用产生。
酶在其最佳温度范围内发挥作用。
2.2.1.2酶的特性酶的在重要特性是它分解底物时的活力。
这种活力取决于各种因素:1.温度:酶的活力取决于温度。
在一定温度下酶的活力是可以改变的。
在低温下,酶活力几乎可以无限度地保持,但随着温度的上升,酶的活力迅速下降。
2.PH值:因为随着PH值的变化,酶的卷曲结构也会发生改变,所以酶的活力也取决于PH值。
以下物质的分解过程对酿造来讲十分重要:淀粉分解;β—葡聚糖(麦胶物质)的分解;蛋白质的分解。
2.2.1.3淀粉的分解2.2.1.3.1淀粉必须彻底分解成糖以及不使碘液变色的糊精。
淀粉的彻底分解,不仅仅是因为经济原因,而且不可分解的残余淀粉还会导致啤酒出现糊化浑浊。
淀粉分解分为三个过程:糊化,液化,糖化。
1.糊化:就是指淀粉颗粒在热水溶液中膨胀、破裂。
在这种粘性溶液中的游离淀粉分子相对未糊化的淀粉来说,淀粉酶可较好的将其分解。
糊化后的淀粉不再聚结成固体淀粉颗粒,因此在液体中含有的酶可以直接将它们很快分解。
相反,未糊化淀粉的分解则需要很多天。
2.液化:液化就是通过α—淀粉酶的作用,使已糊化过的淀粉液粘度降低。
3.糖化:含义是通过淀粉酶的作用,把已液化的淀粉分解成麦芽糖和糊精。
它的检查是通过“碘检”进行的。
检查淀粉分解可借助于0.02mol/L的碘液(碘和碘化钾的酒精溶液)进行,称为“碘检”。
碘检时,一定要先将醪液样冷却后才能进行。
碘检原理:在室温下,碘液遇到淀粉分子和较大的糊精时,呈蓝色至红色,而所有堂分子和较小分子的糊精则不能使碘液变色。
碘液遇到高分子和中分子的分支糊精后还会呈现紫色至红色。
这一变色过程并不很容易辨认,但能表明麦汁碘检不正常。
在糖化过程中,重要产生以下可被啤酒酵母发酵和不可被啤酒酵母发酵的淀粉分解物:1糊精:不可发酵;2.麦芽三糖:能被所有高发酵度酵母发酵。
只有当麦芽糖发酵完后,酵母才能分解它,即只有在后酵储存时分解(后发酵性糖);3.麦芽糖及其他双糖:能被酵母又好又快地发酵(主发酵性糖);4.葡萄糖:最先被酵母分解(起发酵性糖);2.2.1.3.2各种因素对淀粉分解的影响1.温度:在62~64℃长时间的糖化,可以得到最终发酵度较高的啤酒;若超过此温度,在72~75℃长时间糖化,则得到最终发酵度低、含糊精丰富的啤酒。
糖化温度的影响是非常大的,所以糖化时在各种淀粉酶的最佳作用温度下进行休止,即:形成麦芽糖的休止温度在62~65℃β—淀粉酶的最佳作用温度;糖化休止温度在72~75℃α—淀粉酶的最佳作用温度;糖化终止并醪温度在76~78℃。
2.时间:在糖化过程中,酶的作用并不是均匀的。
可将酶的活力划分为两个时间阶段:(1)10~20min后达到酶的最大活力。
在温度62~68℃之间,酶的最高活力较大。
(2)40~60min后,酶的活力下降较快,然后下降变慢。
1.PH值:醪液的PH值在5.5~5.6时,可以看作是两种淀粉酶的最佳PH值范围。
与较高的醪液Ph值相比较,在此PH值下可提高浸出物浓度。
形成叫多的可发酵性糖,提高最终发酵度。
2.2.1.4淀粉分解的检查糖化时,必须将淀粉彻底分解致碘检正常状态;糖化终了时,借助碘检检查淀粉分解情况。
由于碘液遇到淀粉和较大的糊精仅在冷醪中显色,因此必须将碘检醪液样品冷却。
将冷醪液放在白瓷盆上或石膏棒上,然后滴入一滴0.02mol/L的黄色碘液。
糖化终了的醪液,碘检时绝对不能出现变色;在麦汁煮沸终了,还必须进行碘检(后糖化)。
如果碘检是出现变色现象,则说明此麦汁碘检不正常。
人们称此为“蓝色糖化”。
那么由此生产的啤酒会出现“糊化浑浊”,因为较大分子的糊精是非溶性的。
采取的不久措施是:取麦芽浸出液或头道麦汁添加到发酵中的麦汁里。
2.2.1.5β—葡聚糖的分解β—葡聚糖在啤酒酿造中有重要意义,因为它导致过滤困难。
而高分子的β—葡聚糖凝胶具有举足轻重的意义,糖化过程中出现的各种剪切力会将β—葡聚糖分子扩展开来彼此联结在一起,通过氢键形成β—葡聚糖螺旋体,此螺旋体具有形成凝胶的趋势,导致过滤困难。
β—葡聚糖通过β—葡聚糖酶分解,最佳作用温度为45~50℃。
在60~65℃下通过β—葡聚糖溶解酶的作用仍能形成β—葡聚糖。
β—葡聚糖溶解酶十分耐热,在麦芽干燥时受损不大,在65~70℃时,β—葡聚糖不能再分解,此时β—葡聚糖酶已经失活,未分解的β—葡聚糖会给糖化过程带来问题。
2.2.1.6生物酸化醪液的PH值是酶促反应的一个重要参数。
将醪的PH降至5.5~5.6会有以下好处:较高的最终发酵度;蛋白溶解完全,由此形成更多的高分子蛋白分解物和低分子蛋白分解物;黏度降低;加速麦汁的过滤;减轻麦汁煮沸时的升色。
醪液和麦汁酸化的优点:缩短或优化糖化时间;麦汁过滤快、迅速;麦汁制备过程中色度上升较少;糖化收得率较高,不过苦味物质收得率会降低;醪液中的锌离子稳定性有所提高;主酵和后酵迅速;起泡性和泡持性好;啤酒口味柔和;口味稳定性好。
降低PH的方法:对酿造用水进行脱CO2处理;添加“酸麦芽”;生物酸化。
2.2.2糖化容器本设计的糖化车间所需要的容器是,糖化锅两个,糊化锅两个,压率机一个,煮沸锅两个,回旋沉淀槽两个,待槽一个。
各个容器的计算如下:2.2.3糖化下料糖化下料是指尽最大可能使麦芽粉碎物,在预定温度下与糖化用水强烈混合。
2.2.3.1糖化用水麦芽粉碎物与糖化用水的混合比例非常重要,它决定头道麦汁的浓度。
100kg糖化投料加上300L糖化用水,可得到浓度为20%的头道麦汁。
生产浅色啤酒:应选择较多的糖化用水,料水比为1:4~1:5。
由此是酶促反应加快。
2.2.3.2投料温度原则上可在任何温度下投料。
但是,由于酶有最佳温度的特性,投料温度也就显得很重要,以使酶能充分发挥作用。
2.2.3.3糖化用水和麦芽粉碎物的混合糖化投料时,糖化用水必须和麦芽粉充分混合,决不能结块。
为使糖化用水与麦芽粉充分混合,应在下料管在中安装麦水混合器。
在麦水混合器中,投料温度下的糖化用水以水雾形式喷出,而麦芽粉从上向下穿过此水雾区,两者得到均匀混合,没有结块产生。
无结块的糖化投料及搅拌器的工作好对此具有重意义。
2.2.4糖化工艺2.2.4.1糖化就是将醪液的温度提高到酶的最佳作用温度休止,使酶充分发挥作用。
休止温度阶段如下:50℃蛋白休止;62℃~65℃麦芽糖形成休止;70℃~75℃糖化休止;78℃并醪糖化终止。
根据升温的方式不同,人们把糖化的工艺划分为两类:浸出法和煮出法。
在浸出法工艺中,就是把总醪液加热至几个温度休止阶段进行休止,最后达到并醪糖化终止温度。
在此工艺中没有分醪煮费过程。
在煮出法工艺中,通过分出一部分醪液,并煮费,然后把煮费的醪液重新泵入到余下的未煮费醪液中,这样使混合醪液的温度达到下一步较高的休止温度。
2.4.2糖化工作的几个要点选择糖化工艺时,为使生产出的醪液,麦汁在组成上要达到所期望的啤酒类型要求,这样就要注意以下几点:2.4.3麦芽质量特别是用新大麦品种制成的麦芽,起蛋白溶解度常常很高。
如果将这样的麦芽在50℃进行长时间的休止,就回导致过多的高分子蛋白质别分解,啤酒口味将过于淡薄,且泡持性能差。
若麦芽的细胞溶解很好,那么就不要在45℃~50℃度休止,而选择58℃~62℃度的糖化投料温度。
如果麦芽细胞壁溶解不足,在糖化是欲促进其继续分解,而又不使蛋白质分解继续进行,则糖化下料温度应选在35℃。
应为在此温度下对温度敏感的β-葡聚糖酶可以作用,是胚乳得到很好的分解,而蛋白质去不被分解。
2.4.4添加热水升温在制作浅色啤酒时,料水比为1:4~1:5。
如果在35℃(或50)进行浓醪投料(麦芽:水=1:2.5),然后在醪液中加入82~85度的热水,使醪液温度升到下一次的休止温度50度(或63度),分解过程,特别是蛋白质分解过程,也因此而受到抑制。