《生物工程工厂设计》课程设计报告-年产万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计.doc
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1、 生物工程工厂设计 课程设计报告系 别: 城市建设系 专业班级: 生物工程0701班 姓 名: 学 号: 指导教师: (课程设计时间:2009年4月25日2009年5月6日)目 录一课程设计目的 3二课程设计要求 3三课程设计报告内容 43.1糖化车间工艺流程示意图 43.2 工艺技术指标及基础数据 53.3 100kg原料生产12淡色啤酒的物料衡算 63.4 生产100L 12淡色啤酒的物料衡算 83.5 10000t/a 12淡色啤酒酿造车间物料衡算表94. 前、后发酵罐的计算 124.1 前发酵罐的计算 124.2后发酵罐的计算 134.3主要设备的选型 14五. 工艺流程图(附图)六.
2、 总结 16七. 参考文献 17一. 课程设计目的1.年产万吨啤酒厂糖化车间的物料衡算2前后发酵的计算3.绘制工艺流程图(1#图纸)二课程设计要求1物料衡算主要算出麦芽、大米和酒花用量,热、冷麦汁量和糖化糟、酒花糟量等。画出糖化车间工艺流程示意图。2依据啤酒厂年计划生产品种分配表,确定前、后发酵罐的数量和体积。3物料流程图用1#图纸画出,并在图上画好物料流程线、组分,表明设备特性数据。三. 课程设计报告内容3.1糖化车间工艺流程示意图(精选)大米、麦芽粉碎糊化糖化水、蒸汽过滤麦槽煮沸酒花沉淀麦汁冷却前、后发酵清酒罐过滤杀菌罐装CO2生啤熟啤酵母麦芽粉图1 啤酒酿造所需设备1:原料贮仓2:麦芽筛
3、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3.2 工艺技术指标及基础数据根据表1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100L 12淡色啤酒的物料衡算,最后进行10000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表1 啤酒生产
4、基础数据项 目名 称百分比(%)项 目名 称百分比(%)定额指标无水麦芽浸出率75原料配比麦 芽75大 米25无水大米浸出率92啤酒损失率(对热麦汁)冷却损失7.5发酵损失1.6原料利用率98.5过滤损失1.5麦芽水分6装瓶损失2.0大米水分13总 损 失12.63.3 100kg原料(75%麦芽,25%大米)生产12淡色啤酒的物料衡算(1)热麦计算 根据表1可得到原料收率分别为:麦芽收率为: 75%(100-6) %=70.5%大米收率为: 92%(100-12) %=80.04%混合原料收得率为: (0.7570.5%+0.2580.04%)98.5%=71.79%由上述可计算出100kg
5、混合料原料可制得的12热麦汁量:设100kg混合原料可制得的12热麦汁量为,则: 所以,100kg混合料原料可制得的12热麦汁量为598.3()根据山东大学啤酒酿造技术P254页,麦汁浓度(P)麦汁密度值0(水)1.00011.00421.008公式:12P麦汁密度值=120.004+1可知12麦汁在20时的相对密度为1.048,而100热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍,故热麦汁(100)体积为: (598.31.048)1.04=593.7(L)(2)冷麦汁量 根据基础数据表中对热麦汁的冷却损失百分比,可以得到冷麦汁量为:593.7(1-0.075)=549.2(L)(3)湿糖化槽量
6、设排出的湿麦槽水分含量是80%,则湿糖化槽量为:(100-75)(1-0.06)(1000.75)/(100-80)=88.125()又大米槽为:(100-75)(1-0.13)(1000.25)/(100-80)=8.7()则湿糖化槽量为:88.125+8.7=96.825()(4)酒花耗用量 酒花耗用量:根据吴思方发酵工厂工艺设计概论,对浅色啤酒,热麦汁()中加入的酒花量为0.2%,故为: 598.30.2%=1.1966()(5)湿酒花槽量 设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%,且酒花槽水分含量为80%,则湿酒花槽量为: 1.1966(100-40)/(100-80)=3.59()(6)发
7、酵液量 根据基础数据表中对热麦汁的发酵损失的百分比可得到发酵液量为:549.2(1-0.016)=540.4(L)(7)过滤酒量 根据基础数据表中队热麦汁的过滤损失的百分比可得到过滤液的量为:540.4(1-0.015)=532.3(L)(8)成品啤酒量为:同样,根据基础数据表中对热麦汁的装瓶损失的百分比可以得到成品酒(即由574L热麦汁经冷却、发酵、过滤、罐装后得到)的量为:532.3(1-0.02)=521.7(L)3.4 生产100L 12淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知,100kg混合原料可生产12淡色成品啤酒504.4L,故可得以下结果:(1)生产100L12淡色啤酒需耗混合原料
8、量为:(100/504.4)100=19.83 (kg)(2)根据基础数据表里的原料配比可得麦芽耗用量为:19.8375%=14.87(kg)(3)同样查表可得大米耗用量为: 19.83-14.87=4.96(kg)(4)酒花耗用量:根据吴思方发酵工厂工艺设计概论,对浅色啤酒,热麦汁()中加入的酒花量为0.2%,又知100原料用酒花1.1966,则可设19.83原料用的酒花量为x则有:(5)热麦汁量 根据100的混合原料可生产100的12热麦汁的体积可以得到100L淡色啤酒的热麦汁量为:(593.7521.7)100=113.80(L)(6)冷麦汁量为: (549.2521.7)100=105
9、.30(L)(7)湿糖化糟量 设排出的湿麦芽糟水分含量为80%,则湿麦芽糟量为:(1-0.06)(100-75)/(100-80)14.87=17.47(kg)而湿大米糟量为:(1-0.13)(100-92)/(100-80)4.96=1.73(kg)故湿糖化糟量为: 17.47+1.73=19.20(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%,则酒花糟量为:(100-40)/(100-80)0.237=0.711(kg)3.5 10000t/a 12淡色啤酒酿造车间物料衡算表厂年产生产计划为10000t/a,则各个季度的生产计划可以按下表的产量,这样的
10、工作量比较合理,可以很好的满足旺季的需要,也可以在淡季的时候节省工作量:季度占年产量(%)产量(t)熟啤酒鲜啤酒合计一20100010002000二30100020003000三30100020003000四20100010002000设生产旺季每天糖化6次,而淡季则糖化4次,并设年生产300工作日,则每年总糖化次数为1500次。由此可计算出每次投料量及其他项目的物料衡算。(1)每次糖化可生产成品啤酒为:10000(15001000)(10121000)=6587.62(L)(12淡色啤酒的密度为1012/)(2)每次可生产的过滤酒的量根据过滤损失可算出每次可生产的过滤酒的量为:6587.62
11、(1-0.02)=6722.06(L)(3)发酵酒的量同样可以算出发酵酒的量为:6722.06(1-0.015)=6824.43(L)(4)冷麦汁量为:6824.43(1-0.016)=6935.39(L)(5)热麦汁的体积为:6935.39(1-0.075)=7497.72(L)(可疑)(6)热麦汁的质量为:知12麦汁在20时的相对密度为1.048,而100热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍,故其质量为 (7)上面已经算出混合原料收得率为71.79%,且要制得12啤酒,故混合原料量为: (8)耗用麦芽量为: 1306.330.75=979.75(kg)(9)耗用大米量为:1306.330
12、.25=326.58(kg)(10)酒花耗用量为: 7497.720.2%=15.00(kg)(11)湿酒花糟量为:设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%,且酒花槽水分含量为80%,则酒花糟量为: 15.00(100-40)/(100-80)=45.00()(12)湿糖化糟量为: 设排除的湿麦糟水分含量是80%,则湿糖化糟量为:(100-75)(1-0.06)979.75/(100-80)=1151.21()而湿大米糟为:(100-92)(1-0.13)326.58/(100-80)=113.65()则湿糖化糟量为: 1151.21+113.65=1264.86()把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物
13、料衡算计算结果,整理成物料衡算表,如表2所示。表2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L 12度淡色啤酒糖化一次定额量10000t/a啤酒生产混合原料Kg100.0019.381306.3319.59105大麦Kg75.0014.87979.7514.7105大米Kg25.004.96326.5849.02105酒花Kg1.200.23715.610.234105热麦汁L593.7113.807496.72112.47105冷麦汁L549.2105.306935.39104.03105湿糖化糟Kg96.8319.201264.8618.97105湿酒花糟Kg3.59
14、0.71145.000.675105发酵液L540.7103.596824.43102.37105过滤酒L532.3102.046722.06100.83105成品啤酒L521.7100.006587.6298.81105备注:12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3,实际年生产啤酒9999.57t四. 前、后发酵罐的计算4.1前发酵罐的计算4.1.1前发酵罐数目(N)的确定 若单个发酵罐可容纳糖化一次麦汁量的整数倍,则发酵罐的数目可以按下列公式计算:N=nt/z式中:n为每日糖化次数,为了满足每日最大生产量,取生产旺季的糖化次数6次; t为前发酵时间,通常为78天,根据生产需要,这里取7天;
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