1、年产15万吨啤酒厂设计任务书说明书目录第1章绪论31.1 啤酒工业概述11.2 啤酒设计概述31.2.1 设计目的3设计选题依据1设计内容31.2.4 指导思想31.3 课题研究的内容和流程31.4 设计工作的背景41.4.1 啤酒的历史41.4.2 当代中国啤酒工业41.5 啤酒生产技术4啤酒的主要工艺4啤酒国家标准51.6 中国啤酒的开展方向5第2章啤酒工艺选择与论证错误!未定义书签。2.1 啤酒酿造工艺流程62.2 酿造啤酒的原料62.3 麦汁的制备72.4 主要工艺方法72.4.1 糖化工艺72.4.2 发酵工艺72.5 厂址选择的地点及条件错误!未定义书签。2.5.1 地理位置82.
2、5.2 气候8地形8第3章物料衡算错误!未定义书签。3.1 糖化车间物料衡算83.1.1 糖化车间工艺流程83.1.2 工艺技术指标及根底数据123.1.3 100kg原料的物料衡算93.1.4 100L啤酒的物料衡算93.1515000W11。淡爽啤酒酿造车间物料衡算表93.2 糖化车间的热量衡算10糖化用水耗热量16第一次米醪煮沸耗热量10第二次煮沸前混合醪升温至70C的耗热量17第二次煮沸醪的耗热量12洗槽水耗热量13麦汁煮沸过程耗热量13糖化一次总耗热量133.2.1 糖化一次耗用蒸汽量133.2.2 每小时最大蒸汽耗量133.2.3 蒸汽单耗203.3 发酵车间的水耗量计算143.4
3、 发酵车间的耗冷量衡算153.4.1 发酵工艺流程153.4.2 工艺技术指标及根底数据153.4.3 工艺耗冷量Qt15非工艺耗冷量163.4.5 发酵车间冷量衡算归纳16第4章啤酒生产主要设备的选择与论证错误!未定义书签。4.1主要设备的选型及计算17麦芽贮藏箱17麦芽粉贮藏箱17大米贮藏箱174.14大米粉贮藏箱18糖化锅尺寸的计算18煮沸锅尺寸的计算18盘旋沉淀槽的尺寸计算18板框过滤机30麦汁暂存罐19薄板换热器尺寸计算30发酵罐的尺寸计算19清酒灌尺寸计算194.2附属设备设计与选型204.2.1 啤酒过滤设备20酵母的扩培设备20CIP清洗系统设计20第5章重点设备（糊化锅）的计
4、算和选型错误!未定义书签。糊化锅的容积计算20糊化锅的厚度计算205.1.3糊化锅的管径计算21糊化锅重计算21法兰选择22支座的选择225.1.7CIP清洗管路的设计22第6章啤酒三废的处理错误!未定义书签。6.1 啤酒厂废水的治理22好氧处理工艺226.1.2 水解-好氧处理236.1.3 厌氧一好氧联合处理技术246.2 副产物的利用25麦糟的利用25二氧化碳的回收25酵母的回收利用25第1章绪论1.1 啤酒工业概述随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户。为了保持啤酒应有的传统并结合实际的生产情况，给啤酒下一个简明的定义是一件很有意义的事，既啤酒是以麦芽为主
5、要原料,添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。上述定义的实际意思:1、啤酒以麦芽为主要原料，亦即啤酒是以麦芽为主要原料生产的。基于以麦芽为主要原料，那么麦芽使用量应不少于50%。自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料。2、啤酒是添加酒花，经酵母发酵酿制而成的。是世界目前各国公认的经过糖化、发酵方法而酿制的酿造酒，非配制酒。3、啤酒应是含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。区别于汽酒和其它配制酒。我国啤酒工业起步较晚，但开展迅速。目前，我国啤酒的年产量己位居世界首位。但从人均消费量来看，远远落后于兴旺国家水平。我国啤酒产很多，但设备产量参差不齐。最近几年啤酒产业正向着规
6、模化、效益化开展。不少的啤酒厂被大啤酒厂兼并。这一开展趋势是符合世界开展趋势的。随着啤酒生产现代化的迈进，我们将会喝到更新鲜、更可口的啤酒。啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。1.2 啤酒设计概述1.2.1 设计目的通过此毕业设计，使我们初步掌握了工厂工艺设计的程序和方法。并受到一次工程设计的严格训练，让我们具有一定的工程设计能力。这对于即将从事科研，生产或技术管理工作的毕业生具有十分重要的意义。1.2.2 设计选题依据本设计是根据齐齐哈尔大学生命科学与工程学院生物工程教研室布置的毕业设计大纲的要求来进行设计的。1.2.3 设计内容本
7、设计为年产15万吨11（淡爽）啤酒厂设计，重点设备糊化锅，重点是糖化车间的设计。还包括设计工厂的工艺方法及流程，三大衡算，设备选型，生产车间的布置，绘制设计图纸（工艺流程图，车间平、立面布置图、重点设备装配图），撰写设计说明书。1.2.4 指导思想本设计是在确定工艺方法及流程和设备选型时，结合了实习工厂的实际情况，工艺上力求其合理性和先进性，设备上根据实际尽可能采用先进的生产设备。通过先进的技术，自动化、机械化的生产控制，来减轻繁重的体力劳动和提高劳动力生产率，并采用已经成熟的生产工艺技术和设备，使工厂建成后能够顺利投产，迅速到达设计能力。在经济上，因地制宜，采用适合的管理方法，降低能耗，减少
8、污染，保护环境，选用适宜的产品的，减少浪费。设计工厂整体要做到投资少、本钱低、见效快的效果。1.3 课题研究的内容和流程厂址的选择：地理位置一般工厂厂址选在城镇的郊区，考虑微生物发酵工厂对环境因素的特殊要求，需要地势平坦，利于排水，有丰富的水源。气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一。厂址应该接近原料产地，保证供给方便，减少运输损失。工艺选择：1.保证产品质量符合国家的标准2.尽量采用成熟的，先进的技术和设备。3.选择生产方法主要依据原料的来源，种类和性质。设备的选择：保证工艺的平安性和可靠性，经济上的合理性，技术先进，投资省，加工方便，运行费低,操作清洗方便。主要流程：1.查阅资料，确定工艺
9、方法以及流程2.进行设计衡算（如物料衡算）3.设计图纸绘图4.撰写设计说明书。1.4 设计工作的背景1.4.1 啤酒的历史我国古代的原始啤酒可能也有4000至5000年的历史，但是市场消费的啤酒是到十九世纪末随帝国主义洋枪洋炮一起进来的。在中国建立最早的啤酒厂是俄国人在哈尔滨八王子建立的乌卢布列夫斯基啤酒厂,此后五年时间里，俄国、德国、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂。1903年英国和德国商人在青岛开办英德酿酒，生产能力为2000吨，这就是现在青岛啤酒厂的前身。1904年在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂一东北三省啤酒厂；1914年哈尔滨又建起了五洲啤酒汽水厂；同年北京建立了双合盛啤酒厂；
10、1935年广州出现了五羊啤酒厂（广州啤酒厂的前身）。1958年我国在天津、杭州、武汉、重庆、西安、兰州、昆明等大城市投资新建了一批规模在2000吨左右的啤酒厂，成为我国啤酒业开展的一批骨干企业。1.4.2 当代中国啤酒工业新中国成立以来，啤酒工业的开展经历了四个阶段：第一阶段从1953年到1962年，是啤酒工业的调整和开展阶段，新建了一批新的啤酒厂，啤酒年产量的平均增长速度为38.2%。1963年至1972年，速度虽有所放慢，但啤酒产量仍增长1.4倍。到1978年，我国的啤酒年产量到达40万吨。在这一阶段,在啤酒科学研究、教育、人才培养等方面的工作为啤酒工业的今后的开展打下了根底。第二阶段19
11、79年后,啤酒生产全面开展。全国除西藏外，各省、市、自治区都建立了啤酒厂，全国除轻工系统外，其他部们如商业、农业、机械、国防、冶金等都建立了啤酒厂。一些啤酒厂的规模也越来越大。如在1980年,我国共生产啤酒68.8万吨。第三阶段在这一阶段，我国的啤酒工业高速开展，其主要特点是扩建和新建的啤酒厂如雨后春笋，啤酒生产规模也逐步扩大，在有的省份，几乎每个县市都有啤酒厂。据1987年的统计，在浙江省就有啤酒厂104家。由于实行改革开放政策,从国外引进技术,装备,人才,加快了啤酒工业的开展.如从国外引进了啤酒生产线，尤其是啤酒灌装线。产量翻番的时间缩短,如1982年,全国啤酒产量为117万吨，到1985
12、年，啤酒产量就到达310.4万吨。1988年，啤酒产量又翻了一番，到达654万吨。第四阶段这一阶段可说是中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期,一方面，啤酒工业继续以高速度开展,在高速开展的同时，开始对啤酒的质量，啤酒工业的经济效益更加重视，啤酒工业的规模按照国际上的惯例，开始向大型化，集团化方向开展。一些中小型啤酒厂被大型啤酒厂兼并。1.5 啤酒生产技术1.5.1 啤酒的主要工艺啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。麦芽制造：大麦（也正在试验用小麦）浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身
13、的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等低分子物质。发芽到一定程度，就要中止发芽，经过枯燥，制成水份含量较低的麦芽。麦芽汁的制造：麦芽经过适当的粉碎，参加温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶制剂，进行糖化（主要将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖），为了降低生产本钱，还可以参加一定比例的大米粉作辅料（大米粉中先加水煮沸）。制成的麦芽醪，用过滤槽进行过滤，得到麦芽汁，将麦芽汁输送到麦汁煮沸锅中，将多余的水份蒸发掉，并参加酒花。酒花是一种植物的花，参加到啤酒中,可使啤酒带有特有的酒花香味和苦味，同时，酒花中的一些成份还具有防腐作用，可延长啤酒的保藏期。发酵：麦芽汁经过冷却后，参加酵母菌，输送到
14、发酵罐中，开始发酵。传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行，现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些风味物质，排除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的成熟，这一期间，控制一定的罐内压力，使后酵时产生的二氧化碳保存在啤酒中。因此后期要充入二氧化碳，把二氧化碳通过冲气管中的小泡吹入到发酵液中。在后发酵中压强会逐渐升高。过滤灭菌：经过二个星期左右的发酵（有些啤酒发酵期可能长达几个月），将啤酒经过过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再经达低温灭菌（62C左右），冷却，啤酒就可以包装。瓶装的啤酒，瓶子要经过几次的灭菌，
15、瓶盖要经过紫外线灭菌，包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。1.5.2 啤酒国家标准啤酒国家标准编号：GB4927-91国家技术监督局1991.9.10批准，1992.8.1实施1 .引用标准：GB191包装储运图示标志GB2758发酵酒卫生标准GB4544啤酒瓶GB4789.1-4989.28食品卫生检验方法-微生物学局部GB4928啤酒试验方法GB5739啤酒塑料周转箱GB6543瓦楞纸箱GB10344饮料酒标签标准2 .技术要求感观要求：淡色啤酒的感观指标应符合表1的规定。表1-1项目优级一级二级外观透明度清亮透明，无明物显悬浮物和沉淀尚清，较透明浊度，EBC1.01.521018012
16、0听装S180180色度EBC145.0_11.01001205.0_9.55.0_11.05.0_14.085.0_12.0香气和口味具有明显的酒花香气，口味纯粹，爽口，酒体谐调，柔和无异香、异味有较明显的酒花香气，口味纯粹，较爽口，谐调，无异香、异味有酒花香气，口味较纯粹，无异味3 .啤酒的保质期瓶装、听装熟啤酒保质期不少于120天（优、一级），60天（二级）。瓶装鲜啤酒保质期不少于7天。罐装、桶装鲜啤酒保质期不少于3天。1.6中国啤酒的开展方向行业结构的变化：集团化、规模化。企业数量继续下降，青岛、燕京、华润的下属企业会继续增加，生产能力和年产量还将持续增长。珠啤、雪津、哈啤等二级啤酒集
17、团也会迅速扩张。一业为主，多元扩张。大多数啤酒集团在把啤酒业做强的同时依靠自身优势进入其它行业进行多元化开展。如青啤进入茶饮料业、葡萄酒业，燕啤进入生物制药业，蓝剑下属20多家进入其它产业等。信息化。知识经济时代，企业对信息的利用率和利用程度成为提高企业竞争力的重要方面，啤酒企业对加快企业信息化建设更加重视。一方面加快内部信息化建设，如青啤、珠啤、燕啤、哈啤投资数千万元上ERP系统，许多企业建立内部局域网等；另一方面加快外部信息沟通和利用。更多的企业成立信息中心，加快对外部商业情报的收集、分析、利用。科技化。科技永远是第一生产力，加快科技进步是啤酒企业未来竞争的焦点之一。在纯生技术进一步提高的
18、同时，啤酒企业会在啤酒保鲜度、延长保鲜期等方面不断创新。产品多样化。传统的普通啤酒依然会是主流，但随着越来越多个性化产品的不断推出，功能性保健啤酒、果汁啤酒、无醇啤酒等特色啤酒的消费量会越来越大。企业所有制结构的多元化。国有企业逐渐退出，股份制企业、多种所有制混合企业、民营企业得到大开展，新一轮的中外合资企业也会增多，不过合资企业也会增多，不过合资的形式发生了改变。市场结构的变化：在城市市场，新一轮消费高潮掀起，中高档啤酒市场、特色啤酒市场、女士啤酒市场得到开展。在农村市场，随着农村经济的开展，啤酒消费出现稳步增长趋势。传统的企业一一经销商一一消费者的模式受到挑战，企业一一消费者的直销模式得到
19、快速开展，尤其是电子商务的开展使网上营销在啤酒行业得到大开展。第2章啤酒工艺选择与论证2.1 啤酒酿造工艺流程采用如下工艺流程：辅料f粉碎f糊化酵母麦芽一粉碎一糖化一过滤一煮沸一沉淀一冷却f发酵一过滤f罐装一压盖一杀菌f贴标一装箱氧气图2-1啤酒酿造工艺流程图原料麦芽和辅料粉碎后，分别进入糖化锅和糊化锅。糊化好的糊化醪液进入糖化锅，与糖化醪混合后继续糖化。糖化完成后经过过滤，进入煮沸锅煮沸，然后进入盘旋沉淀槽沉淀，之后进入发酵车间。进入发酵车间的麦汁要先经过冷却，然后通入氧气并参加酵母一起进行发酵。发酵好的啤酒经过过滤后进入清酒罐，然后就可以进入包装车间罐装、压盖、杀菌、贴标、装箱。2.2 酿
20、造啤酒的原料酿造啤酒的主要原料是大麦、水、酵母、酒花。大麦在谷物中具有较为廉价，易于发芽，酶系统完全，并且含有蛋白质，脂肪，磷酸盐以及其他无机盐,维生素，碳水化合物和其他多种矿物质等优点，因此成为生产啤酒的主要原材料。酿造啤酒用的优质大麦具有籽粒饱满，皮薄，淀粉含量高和发芽率高的4大特点。大麦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和枯燥的过程，即称为麦芽制造。大麦发芽后称绿麦芽，枯燥后叫麦芽。酿造水：每瓶啤酒90%以上的成份是水，水在啤酒酿造的过程中起着非常重要的作用。啤酒酿造所需要的水质除洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐成为软水。对水的要求详见下表（2-1）表2
21、1水质要求表水质内容颜色透明度味道总溶解盐PH值有机物（高钵酸钾耗氧量）理想状态无色透明无沉淀无味150-200mgL0-3mgL水质内容铁盐（以产.十计）锦盐（以M/+计）氨态（N计）氯化（以CL计）游离氯理想状态0.3mgL0.1mg/L020-60mgL0.1mg/L酿造啤酒的另一个重要原料就是酒花。作为啤酒工业的原料开始使用于德国。使用的主要目的是利用其苦味，香味，防腐力和澄清麦汁的能力。酒花的主要成分有：a-酸（学名HUmUlone）和B-酸（学名Lupulone）及未定性的B-组分（B-FraetiOn）,以及酒花油和多酚物质。酒花又称啤酒花，英文名称“HOP”，其实它的真正学名
22、应为Humuluslupuluso这种植物雌雄异株，只有雌株才能结出花朵。它将自身的苦味物质，单宁，酒花油和矿物质赋予了啤酒，增强了啤酒的防腐能力，使啤酒具有芳香，安神和调节整个人体新陈代谢的功能，并且使啤酒的泡沫洁白，细腻，持久。因此可以说，大麦和啤酒和共同构成了啤酒的灵魂。酵母是生产所有酒类不可缺少的物质，酵母的种类很多，啤酒酵母的学名：SaccharomycesCerevisiae,根据Loder分类，酵母有39属，350种。啤酒酿造中酵母主要起的作用就是降糖，产生二氧化碳和酒精。但不是所有的酵母都可以用来酿酒，用来酿制啤酒的酵母大局部是经过人工培养的专用酵母，称之为啤酒酵母。啤酒酵母又
23、可分为上面发酵酵母和下面发酵酵母。用上面发酵酵母酿造的啤酒，在发酵过程中，温度比拟高，发酵时间比拟短，发酵完毕以后，酵母大多漂浮在上面。一般来讲，Ale,Stout这些种类的啤酒大多采用此种酵母。相反，使用下面发酵酵母在酿制啤酒的发酵过程中，温度比拟低，发酵时间比拟长，发酵完毕之后，酵母大多沉聚在底部，像PilSnerBeer,MunichBeer这一类的著名啤酒，大多采用此种酵母进行发酵。值得一提的是，用来酿酒的酵母，均含有大量的蛋白质和多种氨基酸，维生素以及矿物质，特别是核酸，更具有抗老防衰的独特作用。2.3 麦汁的制备主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。啤
24、酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因此麦汁的颜色，芬香味、麦汁组成有一些会影响啤酒的风味、有一些影响发酵、最终也影响啤酒的风味。麦汁组成中影响发酵的主要因子是：原麦汁浓度、溶氧水平、PH值、麦汁可发酵性糖含量、-氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。2.4 主要工艺方法2.4.1 糖化工艺糖化的主要方法：煮出糖化法，浸出糖化法，双醪糖化法，分级糖化法。本设计采用二次煮出糖化法，特点：颜色色泽淡黄，泡沫丰富持久具有特殊味道。其可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，当局部醪液加热至煮沸是，利用热力作用，促进物料的溶解，使溶液彻底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。而且其灵活性比拟大，适用于处理各种性质的麦
25、芽和制造各种类型的啤酒。用淡色麦芽采用此法制造淡色贮藏啤酒是比拟普遍的。那么二次煮出糖化法的糖化曲线：图2-2糖化工艺曲线曲线的说明：（1）辅助原料与局部麦芽粉在糊化锅中与水混合，并升温煮沸糊化。与此同时麦芽与水分在糖化锅内混合，52度保温，进行蛋白质休止。（2）采用两段式糖化温度，提高可发酵性糖含量糖化温度为63度，此温度下糖化，麦芽中核甘酸、内切肽酶及B-淀粉酶均有活性，促进了核酸分解（形成核甘酸、及喋吟、嗑咤）；内切肽酶还有一定活性，可补充蛋白质的分解，形成较多的可溶性氮；有利于形成较多的可发酵性糖。（3）第二段糖化，主要发挥-淀粉酷的催化作用，提高麦汁收率。此段要分醪煮沸至100度，在
26、回到糖化对醪，最后升温至78度时糖化结束。2.4.2 发酵工艺冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段,无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵性糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。酵母恢阶段：酵母细胞膜的主要组成物质是留醇，当酵母在上一轮繁殖完毕后，笛醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成留醇，产生新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖留醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的参与下进行，合成代谢
27、的主要能量来源由暂储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。在次阶段，酵母细胞根本不繁殖，所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供下一次接种使用。有氧呼吸阶段：此阶段主要是指酵母细胞以可发酵糖为主要能量来源，在氧的作用下进行繁殖。无氧呼吸阶段：在此发酵过程中，绝大局部可发酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖，麦芽三糖。本设计采用的是下面发酵工艺。表2-2主发酵现象和要求行发酵阶外观状态和要求段酵母繁麦汁添加酵母8-16个小时以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色的，乳脂状殖期的泡沫，
28、酵母繁殖20小时以后立即进入主发酵槽。泡期还槽4-5小时后，在麦汁外表逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间，洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，有二氧化碳小气泡上涌，并且带出一些析出物。发酵后2-3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出高泡期而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵作用。落泡期发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。泡盖形发酵7-8天后，泡沫回缩，形成泡盖，撇去所析出的多酚复合物，酒花树脂，酵母细胞和成期其他杂质，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。后发酵以及
29、储藏：麦汁经主发酵后的发酵液叫嫩啤酒，此时酒的二氧化碳含量缺乏，双乙酰，乙醛，硫化氢等挥发性物质没有减低到合理的程度，酒液的口敢不成熟，不适合饮用。大量的悬浮酵母和凝结析出的物质尚未沉淀下来，酒液不够澄清，一般还要几个星期的后发酵和贮酒期，啤酒的成熟和澄清均在后发酵和贮酒期。发酵工艺曲线：2.5 厂址选择的地点及条件2.5.1 地理位置哈尔滨位于东经12542-13010,北纬4404-4640,是黑龙江省会，是东北地区北部最大的中心城市，也是中国省辖市中面积最大、人口居第二位的特大城市（仅次于成都2.5.2 气候哈尔滨的气候属中温带大陆性季风气候，特点是四季清楚，春季山野披绿、满城丁香；夏季
30、清凉宜人、休闲避暑；秋季秋高气爽、层林尽染；冬季银装素裹、雪韵冰情。冬季1月平均气温约零下19度；夏季7月的平均气温约23度。全年平均降水量569.1亳米，夏季占全年降水量的60%。2.5.3 地形哈尔滨市区及双城市、呼兰区地域平坦、低洼，东部10县（市）多山及丘陵地。东南临张广才岭支脉丘陵，北部为小兴安岭山区，山势不高，河流纵横，平原辽阔。第3章物料衡算3.1 糖化车间物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要工程为原料（麦芽、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。3.1.1 糖化车间工艺流程根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表2
31、3所示。图3-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图3.1.2 工艺技术指标及根底数据根据表2-2的根底数据，首先进行IoOkg原料生产11淡爽啤酒的物料计算，然后进行100Ll1。淡色啤酒的物料衡算，最后进行150000ta啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表3-1啤酒生产根底数据工程名称百分比说明原料利用率98定麦芽水分6额大米水分12指无水麦芽浸出率78标无水大米浸出率90原料麦芽70配比大米30冷却损失7损发酵损失2对热麦汁而言失过滤损失1率装瓶损失2总损失率啤酒总损失率12对热麦汁而言3.1.3 100kg原料的物料衡算1.100kg原料：根据表1可得到原料收得率分别为：原料麦芽收得率为：原料
32、大米收得率为：混合原料收得率为：由上述可得100kg混合料原料可制得的11热麦汁量为：又知11麦汁在20时的相对密度为1.0442,而IO(TC热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁(100)体积为：2 .冷麦汁量为：3 .发酵液量为：4 .过滤酒量为：5 .成品啤酒量为：6 .1.4100L啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产11。淡爽啤酒583.27L,故可得下述结果：1.生产IOoLII。淡爽啤酒需耗混合原料量为：7 .麦芽耗用量为：8 .大米耗用量为：9 .酒花耗用量：对淡爽啤酒，热麦汁中参加的酒花量为0.2%,故酒花耗用量为：10 热麦汁量为：11 冷
33、麦汁量为：12 发酵液量：13 过滤酒量：14 成品酒量：15 .湿糖化糟量设啤酒厂排出的湿麦芽糟水分含量为80%,那么：湿麦芽糟量为：湿大米糟量为：故湿糖化糟量为：16 .酒花糟量设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%,且酒花糟水分含量为80%,那么酒花糟量为：3.1515000tallo淡爽啤酒酿造车间物料衡算表设生产旺季每天糖化8次，共计200天，而淡季那么每天糖化4次，共计100天，那么总的糖化次数为2000次每年。把上述的有关啤酒糖化生产车间的三项物料衡算计算结果整理成物料衡算表，见表3-2：表3-2啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100Lllo淡色啤酒糖化一次定
34、额量!50000ta啤酒生产混合原料kg10017.1413059.8826.12X106大麦kg7012.009141.9216.46106大米kg305.143917.967.05XlO6酒花kg1.340.23174.723.151O5热麦汁L666.35114.2183812.8216.76XlO7冷麦汁L619.71106.2277945.9615.59XlO7湿糖化糟kg85.5814.6711176.652235IO6湿酒花糟kg4.020.69524.161.05IO5发酵液L607.32104.1076387.00I5.28X107过滤酒L595.17103.0675623.
35、1315.12X107成品啤酒L583.27101.0074110.67IWXlO7备注：11淡色啤酒的密度为IOllkg,实际年产啤酒150032t3.2糖化车间的热量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工艺，下面就以此为基准进行糖化车间的热量衡算。工程流程示意图如图3-2所示，其中的投料量为糖化一次的用料量(计算参表3-2)图3-2啤酒厂糖化工艺流程图3.2.1 糖化用水耗热量1 .根据工艺，糊化锅加水量为：式中，3917.96为糖化一次大米粉量，783.59为糊化锅参加的麦芽粉量(为大米量的20%),4.5为加水比。2 .糖化锅加水量为：式中，8358.33为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，
36、即9141.92-783.59=8358.33(kg)而9141.92为糖化一次麦芽定额量，3.5为加水比。3 .糖化总用水量为：Gw=G1+G2=21156.98+29254.16=50411.14()地/)自来水的平均温度取tl=18C,而糖化配料用水温度t2=50C,故耗热量为：Q1=(Gl+G2)Cw-r2)=50411.14(50-18)4.18=6742994(kg)4 .2.2第一次米醪煮沸耗热量1 .由糖化工艺流程图(图3-2)可知，。2=。21+。22+。23(3.3)2 .糖化锅内米醪由初温to加热到100C的耗热量。21=G米醪C米醒(100TO)(3-4)计算米醪的比热
37、容G米醪根据经验公式G谷物二(100一的。+4.18叼进行计算。式中W为含水百分率；CO为绝对谷物比热容，取C(FL55kJ(kgK).。米酸G大米+ G麦芽+ G(3-5)=G大米C大大+G麦芽C麦芽+G1C,米醪的初温to设原料的初温为18,而热水为50,那么1_(G大米C大米+G麦芽C麦芽)*18+GC,X5G米酹C米酸(3-6)(3-3)把上述结果代入(3-4)式中，得：3.煮沸过程蒸汽带出的热量Q22设煮沸时间为40min,蒸发量为每小时5%,那么蒸发水量为:V1=G米醒5%O60=258585.535%4060=861.95Ag(3-7):Q22=V1Z=861.952257.2=
38、1945593.54()(3-8)式中，I为煮沸温度(约为Io(TC)下水的汽化潜热(kJkg)4.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:=15%(21+ej(3-9)由上述结果得:Q2=1.15(21+22)=1.15(5143365.051945593.54)=8152302.38(。)nm3.2.3第二次煮沸前混合醪升温至70C的耗热量按照糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅中的麦醪混后温度应为63,故混合前米醪先从IOCTC冷却到中间温度to1.糖化锅中麦醪中的t支同麦芽初温为18,用50的热水配料，那么麦醪温度为：G麦解=G麦芽+G2=835
39、8.33+29254.16=37612.49左g(3-11)G麦芽C麦芽+G2C卬8358.331.71+29254.164.18G麦芽+G28358.33+29254.16=3.63kJl(JCgK)(3-1)G麦芽。麦芽18+G2CwX50麦酸二方KU麦酹L麦醪(3-13)2.根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焰不变，那么米醪的中间温度为:G混合=G米醪+G麦醵=25858.53+37612.49=63471.02(kg)(3-14)G米醛C米醪+G麦酸C麦酸G米醒+G麦酸25858.533.7637612.49X3.6325858.53+37612.49=3.68kJ(kg
40、K)(3-15)G混令C混混合一G麦懿C麦解X,麦稣(3-16)G米酸C米酸3 .计算Q?Q3=G混合G8合(70-63)=63471.023.68(70-63)=1635013.48(%J)(34 .2.4第二次煮沸醪的耗热量由糖化工艺流程可知：Qa=41+42+43(3-18)1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q4I(1)经第一次煮沸后米醪量为：G米酸=G米酸-V=25858.53-861.95=24996.58()糖化锅的麦芽醪量为：G麦醪=G麦芽+G2=8358.33+29254.16=37612.49(Zg)90)故进入第二次煮沸的混合醪量为：G混合=G.+G麦晶=24996.58+376
41、1249=62606.07(依)口)(2)根据工艺，糖化结束醪温为78,抽取混合醪的温度为70,那么送到第二次煮沸的混合醪量为:(3)麦醪的比热容cG麦芽。麦芽+G2Gv8358.33x1.71+29254.16x4.18麦酸G麦芽+Gz37612.49混合醪比热容：_G米-Ct米酸十麦俄至G米醪+G麦酸24996.583.76+37612.493.6324996.58+37612.49(3-24)(3-26)=3.68。/(AgK)(4)故fti=26.7%G混合。混合(100-70)=26.7%62609.073.6830(3-25)=1845515.04（三）2 .二次煮沸过程蒸汽带走的
42、热量Q42煮沸时间为IOmin,蒸发强度5%,那么蒸发水分量为:Q42=IV2=2257.2139.31=31445().53()式中，I为煮沸温度下饱各蒸汽的焰(kJkg)3 .热损失Q43根据经验有：。43=15%(。41+。42)(3-27)4 .把上述结果代入公式(27),得Q4=1.15(41+42)=1.15(1845515.04+314450.53)=2483960.41(V)(328)5 .2.5洗槽水耗热量设洗槽水平均温度为80C,每IOoKg原料用水450Kg,那么用水量为故Q5=G洗CW(8()-18)=58769.464.1862=15230693.25（三）(3296
43、 .2.6麦汁煮沸过程耗热量Qs=Ql+。62+。63(3-30)1 .麦汁升温至沸点耗热量Qei由表3-2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100kg混合原料可得到666.35kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70,那么进入煮沸锅的麦汁量为：故Q.=G麦汁C麦汁(100-70)=10051330.91(V)f.112 .煮沸过程蒸发耗热量Q62煮沸强度10%,时间l5h,那么蒸发水分为故Q=ZV3=2257.2X13053.68=29464766.5(kJ).3 .热损失为065=15%(Q6I+。62)(3-33)4 .把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热6=1.15(61+62)=1.15X
44、1(X)5133().91+29464766.50=45443512.02(),344)3.2.7 糖化一次总耗热量Q总=Qi+3+4a+6=79462179.79(。)(335)3.2.8 糖化一次耗用蒸汽量使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3KJKg,那么：nD=N总=38655.72(kg)(J)(3-36)式中，i为相应冷凝水的焰(561.47kJkg);n为蒸汽的热效率，取n=95%。3.2.9 每小时最大蒸汽耗量在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且煮沸时间为90min热效率为95%,故QmaXQ6 45443512021.595% 1.595%= 31890183,87()(3-37)相应的最大蒸汽耗量为:maxQmaX _ 31890183 . 87 (/-/)- 2725 3-561.47=14737 .84(A)(3-38)3.2.10 蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为2000次，总共生产啤酒150000t.年耗蒸汽总量为：每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：每昼夜耗蒸汽量生产旺季算）为：至于糖化过程的冷却，如热麦汁被冷却成热麦汁后才送井发酵车间，必须尽量回收其中的热量。最后假设需要耗用冷冻水，那么在以下“耗冷
