500吨青稞啤酒厂的设计毕业设计.docx
《500吨青稞啤酒厂的设计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《500吨青稞啤酒厂的设计毕业设计.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
500吨青稞啤酒厂的设计毕业设计
年产500吨青稞啤酒厂的设计
啤酒工厂设计
基础数据：
生产规模：
500吨／年
产品规格：
10度青稞啤酒
生产天数：
304天／年
原料配比：
青稞：
麦芽=15：
85
原料利用率：
98.5％
青稞水分：
4.5％；麦芽水分：
7％
青稞芽浸出率68％；无水麦芽浸出率：
75％
啤酒损失率（对热麦汁）：
冷却损失：
7.3％；
发酵损失：
1.5％；过滤损失：
1.7％：
装瓶损失：
2％；总损失：
12.5％
糖化次数：
生产旺季（10个月）1次／天
设计内容：
1．根据以上设计任务，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。
2．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）；糖化用水量的计算；发酵车间耗冷量计算。
3．糖化车间、发酵车间设备的选型计算：
包括设备的容积、型号、主要尺寸。
设计要求：
1．根据以上设计内容，书写设计任务说明书
摘要
啤酒是一种含有营养成分而且平衡性良好的饮料，在人们日常生活中扮演着不可缺少的角色。
青稞啤酒是隶属于啤酒的一种功能性饮料，以优质西藏青稞麦芽和当地无污染的天然矿泉水为主要原料酿造而成。
经检测，青稞含有丰富营养物质、矿物质及β-葡聚糖，对人体有不同程度的营养及保健作用。
而泉水中的锂、锶、偏硅酸三项指标均达到并优于国家饮用天然矿泉水标准。
泉水的感官指标、限量指标、微生物指标均符合【国家饮用天然矿泉水】标准，含有多种对人体非常有益的微量元素组份。
本设计中把产品定位为具有保健作用的青稞啤酒，年产量500吨。
根据设计任务书，设计生产工艺流程并进行工艺计算并对重点设备和能量消耗进行计算。
产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。
关键词：
原料青稞啤酒保健工艺计算天然矿泉水
ABSTRACT
Beerisabeveragecontainingnutrientsandbalancetothegoodwhichplayanindispensableroleininpeople'sdailylife.Highlandbarleybeerisafunctionbeverage,attachedtobarleybeer,bythehighqualityTibetanbarleymaltandlocalpollution-freenaturalmineralwaterisproducedasthemainrawmaterial.Aftertheexamination,highlandbarleycontainsrichnutrients,mineralsandβ-glucan,tohumanbodyhavedifferentdegreeofnutritionandhealthcarefunction.Thelithium,strontiumandmetasilicicacidthreeindexesinthespringsreachthestandardandissuperiortothenationaldrinkingnaturalmineralwater.Springssensoryindicators,limitindicators,microbiologicalindexesaccordwithstandardof"nationaldrinkingnaturalmineralwater",containavarietyoftraceelementsbeneficialtohumanbody.
Thisdesignintheproductpositioningforahealthcarefunctionofhighlandbarleybeer,annualproductionof5hundredtons.Accordingtothedesignspecification,designandproductionprocessflowandprocesscalculationandthekeyequipmentandenergyconsumptioncalculation.Productbroadmarketforthefactory'ssurvivalanddevelopmentprovidesagoodguarantee.
Keywords：
rawmaterial；highlandbarleybeer；healthcare；processcalculation；naturalmineralwater
第一章总论
1．1绪论
啤酒的起源与谷物的起源密切相关。
人类使用谷物制造酒类饮料已有8000多年的历史，已知最古老的酒类文献。
1881年，E.汉森发明了酵母纯粹培养法，使啤酒酿造科学得到飞跃的进步，由神秘化、经验主义走向科学化。
蒸汽机的应用，1874年林德冷冻机的发明，使啤酒的工业化大生产成为现实。
全世界啤酒年产量已居各种酒类之首，已突破100000Ml。
1986年全世界生产啤酒101588.7Ml。
啤酒以大麦芽、大米为原料，加入少量酒花，经糖化、低温发酵制成，被称为“液体面包”，是一种低浓度酒精饮料。
啤酒乙醇含量较少，喝啤酒不但不易醉人伤人，少量饮用反而对身体有益。
随着现代生活中人们对更为健康的生活方式的追求，具有保健功能的饮料逐渐进入人们的视线。
青稞是禾本科大麦属的一种禾谷类作物，因其内外颖壳分离，籽粒裸露，故又称裸大麦、元麦、米大麦。
随着青藏铁路的开通，北京、上海、广东等不少城市居民在超市、饭店、酒吧的柜台上发现多款青稞啤酒的身影。
伴随西藏旅游大潮形成的各地游客对西藏特色产品的热烈追捧，是青稞啤酒获得市场青睐的最直接原因，游客到达拉萨后往往会希望品尝一下当地的特色食品、饮品，这就为青稞啤酒打动消费者提供了契机。
1．2设计的任务要求和依据
1.2.1设计的任务及要求
本设计是年产500吨青稞啤酒厂的设计，重点是产品的物料衡算，热量衡算，以及工艺流程规划及设备的选型。
本设计的重点车间为糖化车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。
1.2.2设计的依据
本设计是以《毕业设计任务书》为标准，通过综合运用大学四年自己所学到的知识付诸于实践当中，根据以上设计任务，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各种计算。
1.3设计的原则、特点
1.3.1设计原则
1、必须符合计划任务书的规定和要求。
各阶段工作要有明确的进度。
毕业设计要有计划的进行。
2、本设计争取做到积极采用和大力发展新技术，吸收科研和技术改造的新成果，力求技术上具有现实性和先进性，经济上有合理性。
3、设备选用时，应满足生产工艺要求，同时安全可靠，尽量选用成套设备，通用设备，以利于提高机械化程度，方便生产，节约投资。
4、尽量减少三废处理量，同时注意节能和充分利用余热。
5、结合实际，合理安排工厂的产品方案，以最小投资，换回最大的经济效益。
1.3.2设计特点
1、本设计从实际出发，讲究效益，生产的各个环节中力图以较少的人力、物力、财力取得较大的经济效益。
2、青稞啤酒既能满足人们对酒精饮品的要求，又具有多种保健功效，在养生意识日益强烈的现代生活中能够得到人们的青睐。
3、设计从国内市场的销售来确定产品，使产品在市场上具有较强的竞争力。
4、本设计从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生产不同产品，这对于厂房用地，设备投资都很有利。
5、本设计符合食品卫生法规，遵守有关条款的规定。
1.4设计的目的、可行性
1.4.1目的
大学四年的全面学习，包括基础知识和专业知识，使我们在离开学校，步向社会之际，有了一定的基础应用技能。
本设计是将我们学到的知识应用到实践中来。
在独立完成这个设计的过程中，巩固学到的知识，通过查阅，整理资料增加我们的认识和科研技能，同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养我们理论联系实际的能力，锻炼我们作为一名技术骨干应有的独立工作能力。
更重要的是，从设计开始查阅资料，整体规划，计算数据，到最后设计工厂布局，画图，整个过程锻炼了我们独立完成一项任务的能力，为以后在工作中独立接受打下了基础。
1.4.2现实意义和可行性分析
西藏青稞啤酒采用西藏当地无污染的优质矿泉水和极富营养价值的青稞麦芽为主要原料，经过糖化、发酵等工序精心酿制而成，是世界上唯一以青稞为原料、规模化生产的啤酒。
以青稞为原料酿制的啤酒自然拥有独特的功效，饮用它可以达到降血脂、调节血糖、有益肠道、提高免疫力等保健功效。
经检测青稞含有β-葡聚糖等丰富的营养物质以及锂、硒、铬、黄酮类等矿物质，它们对人体有不同程度的营养和保健作用。
β-葡聚糖具有降低人体胆固醇，防止心血管病方面有积极的作用，还可以降低人体肿瘤LDL-C的水平，有抗肿瘤等独特的保健作用。
在中华民族悠久的历史文化长河中，神秘的藏族文化，正是一株永不凋零的雪莲花。
依托西藏地缘优势及西藏文化，西藏青稞啤酒开创出一个以青稞为主要原料的地域特色啤酒品类。
随着经济的增长，人们对啤酒的消费会越来越大，对自身健康的关注也会越来越密切，所以我们看到了青稞啤酒工业的发展前景。
这时候建立一个青稞啤酒工厂的话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。
第二章厂址的选择
2.1厂址选择的原则
厂址选择是设计工作的基本内容之一。
厂址选择的好坏直接影响设计质量、建设进度、投资大小和投产后经营管理条件。
因此，厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性。
1、厂址要符合国家下达建厂计划任务书中所作的规定和要求。
2、厂址应符合当地城镇总体发展规划的要求，并尽量与附近工业企业相配合，以节约基建投资。
3、厂址的面积和外形要满足青稞啤酒生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。
4、厂址地形宜平坦，地面倾斜坡度最好不超过3%,便于厂区运输线路布置，并尽可能减少土方工程量。
5、厂址应符合国家有关卫生、防火、人防等要求。
如:
厂区应在居民点下风侧;河流的上游;厂区附近不得有细菌，传染病病源或其他污染的来源;不应选择在低洼窝风的地形做厂区，应避开军事措施地区等等。
6、厂址应在当地最高洪水水位之上，如果低于洪水位则须有坚固堤防保护.同时，要防止内涝水的浸淹.
2.2厂址选择从投资和经济效益考虑
1、厂址应有较方便的运输条件，若需建公路或专用铁路时，距离最短为好，以节省投资。
2、有一定供电条件，满足生产需要。
3、所选厂址附近不仅有充足的水源，而且水质应较好，周边应盛产优质青稞作物或者能够及时得到优质青稞作物。
4、厂址最好选在居民区附近，这样可以减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。
2.3厂址选择结果
综合以上各种因素，初步选择在贵州省的遵义市忠庄镇建厂，遵义地处中国西南腹地，是中国西部的重镇之一，贵州省第二大城市。
这里气候宜人，风景优美，文化底蕴深厚，是中国著名的酒文化名城。
现已探明的矿产有60多种，水能资源、煤炭储量、旅游资源都比较丰富。
贵州距离西藏、青海、四川等青稞作物主产区较近，原材料获取比较便捷，忠庄镇毗邻贵遵高速和210国道，产品向重庆、广州等大城市以及全国输出非常便捷。
而且周边城市的人口密度比较大，消费水平比较高，为青稞啤酒的销售提供了广阔的前景。
第三章啤酒厂总平面设计
3.1总平面设计的基本原则
总平面设计必须贯彻国家的各项方针，政策，在符合放火，卫生规范的前提下，尽可能节约用地，不占或少占农田，减少劳动强度，节约建筑材料，具体应注意以下几方面：
3.1.1平面紧凑
必须按设计任务书和选择厂址报告进行设计，按不同的规模和类别结合周围环境，布置上力求紧凑，节约用地。
3.1.2布置合理
1、建筑物、构筑物的布置必须符合工艺流程要求，力求生产线略短，避免交
叉和往返运输，合理组织人流物流。
2、动力设施应接近负荷中心，以缩短管线，减少损耗。
3、根据生产性质不同，动力供应、货运周转、卫生防火等分区布置。
4、车间应与对食品卫生有影响的综合车间、废品仓库、煤堆、大量烟尘或有害气体排出车间间隔一定的距离，主车间应设在锅炉房的风位，并把有大量烟尘排出的车间布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧。
3.2啤酒厂的组成
啤酒厂一般是由生产车间，辅助车间，动力设施，给水、排水设施，全厂性设施等组成。
生产车间：
制麦车间，糖化车间，发酵车间。
辅助车间：
原料预处理车间，过滤车间，灌装车间，仓库。
动力设施：
变电所，锅炉房，冷冻机房。
给水设施：
水塔，水池，冷却塔等。
排水设施：
污水净化池，污水处理车间等。
全厂性设施：
办公室，食堂，医务室，哺乳室，托儿所，浴室，厕所，自行车棚，围墙，大门，传达室。
3.3占地面积的估算
估算该啤酒厂占地面积为248000-255000m2。
厂区建筑系数取40%，厂区土地利用系数60%
第四章产品方案的确定及论证
4.1产品方案的制定依据
产品方案实际上是拟定工厂投资后准备在什么时候生产什么品种的产品，产量有多大。
关系到工艺流程、设备型号的选择，车间的平面布置，车间的面积以及公用工程设施，劳动力定员等等。
对工艺设计和整个工厂设计都有重大的关系。
1、符合计划任务书的规定。
2、必须考虑产品在国内外市场的销售情况，以及产品的成本和获得的利润，有利于收到较好的经济效益。
3、必须考虑充分利用原料资源，尤其是充分利用季节性的原料资源，使生产原料供应充足。
4、必须解决淡旺季生产的均衡性问题，以便充分的利用厂房、设备，使工厂发挥最大的生产潜力。
产品方案拟定时，列出几个产品方案，进行比较，讨论，分析，确定一个较合理的产品方案作为工艺设计的重要依据。
确定方案如下：
产品品种：
青稞啤酒
产品产量：
年产500吨
产品产期：
11，12月为生产淡季。
其它月份为旺季。
旺季每天糖化1次。
4.2产品方案的论证
青稞作为产品原料具有以下优点：
1.是世界上麦类作物中含葡聚糖最高的农作物。
2.含有丰富的膳食纤维。
3.含有独特的支链淀粉。
4．含有稀有的营养成分：
含硫胺素、核黄素、尼克酸、维生素E。
5．含有对人体有益的微量元素：
钙、磷、铁、铜、锌、硒等矿物质元素。
因此，以青稞为原料酿制的啤酒自然拥有独特的功效，饮用它可以达到降血脂、调节血糖、有益肠道、提高免疫力等保健功效。
青稞啤酒具有利尿、促进胃液分泌作用。
工厂根据遵义及周边地区已存在的品牌啤酒和城市的消费能力及群体的消费嗜好。
把青稞啤酒年产量定为500吨是合理的。
第五章啤酒工艺流程
5.1原料要求
5.1.1青稞的要求
1、感官要求
颗粒饱满、富有光泽、大小均匀的上等青稞
2、物理检验
①千粒重35～45g。
能通过2.8mm筛孔径的麦粒，应占85%以上。
②发芽率要求不得低于70%，发芽力要求达到85%以上。
3、化学检验
①淀粉含量在65%以上
②含水量在4%～10%
③在15℃浸泡48h，青稞含水不低于42%
5.1.2糖化用水的质量要求
①要求水的总硬度不超过4.28mmol/L,硬度过高会使糖化醪的酸度降低，从而影响糖化和发酵。
②铁离子浓度小于0.5mg/L,氯离子浓度属于20～60mg/L，氯气小于0.3mg/L，
氨基氮小于0.5mg/L。
③卫生指标要求细菌总数不得超过100个/ml，不得有大肠杆菌和八叠球菌。
5.2青稞啤酒工艺流程
青稞啤酒的酿造按照大麦啤酒的工艺流程进行：
酒花酵母
原料粉碎糖化过滤煮沸冷却发酵滤酒验瓶
杀菌贴标喷码装箱入库
图1青稞啤酒酿造工艺流程图
5.2.1酿造青稞啤酒的原料
酿造啤酒的主要原料是青稞麦芽，优质矿物质水，酵母，酒花及辅料。
青稞是青稞啤酒生产的重要原料，先将青稞制成麦芽，再用于酿酒。
青稞含有β-葡聚糖等丰富的营养物质以及锂、硒、铬、黄酮类等矿物质，它们对人体有不同程度的营养和保健作用。
水是啤酒含量最多的成分，在酿造的过程中，水中的各种离子的作用是不可低估的，在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。
西藏青稞啤酒采用西藏当地无污染的优质矿泉水。
酒花对啤酒的质量非常重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，同时也影响啤酒的苦味与香气。
对啤酒发酵而言，酵母的作用是至关重要的，它直接影响着啤酒的口味和特点。
使用辅料是为了提供廉价的浸出物或糖类，这样会减少青稞芽的使用量，降低啤酒生产的成本。
5.2.2麦芽的制备
制麦芽的目的是为了产生出各种水解酶便于糖化时便于淀粉和蛋白质的水解。
青稞麦芽吸水较快,容易缠根,叶芽生长旺盛,制麦损失比较大,发芽72h时,青稞麦芽内部的各种酶活达到了最大值,青稞麦芽中的β-葡聚糖含量在制麦过程中也发生了变化。
在获得最低β-葡聚糖含量（3.1g/L）的前提下,青稞最佳的发芽工艺为发芽温度为16.6℃、发芽时间为101.5h,GA3添加量为0.085mg.L~（-1）;在此工艺条件下能够大大降低青稞麦芽中的β-葡聚糖含量,制得比较优质的青稞麦芽,从而更有利于青稞啤酒的酿造。
5.2.3麦汁的制备
其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。
1．原料的粉碎采用湿法粉碎。
这样的粉碎物，麦皮完整，面胚乳则被磨成浆状细粒，既有利于加速麦汁过滤，又可增加麦芽浸出率。
2．糖化，最佳的青稞麦芽添加比例为30%,料水比为1:
4.0,β-葡聚糖酶添加量为0.2μg/mL。
在此工艺条件下可以很好的降低麦汁的粘度,加快麦汁的过滤速度,并且降低β-葡聚糖含量及适宜的α-氨基氮含量可以保证啤酒的非生物稳定性。
3．糖化工序结束后，在最短时间内，将糖化醪中从原料溶出的物质与不溶性的麦槽分开，以得到澄清的麦汁。
淡色啤酒的第一道麦汁过滤后的浓度必须控制在14～16%。
4．麦汁过滤后先进入贮槽再进入煮沸锅煮沸和添加酒花。
5．麦芽汁用于发酵前还要去除热凝固物和冷凝固物，也就是麦芽汁的澄清。
设计中使用的回旋沉淀槽除去热凝固物。
5.2.4啤酒的发酵
洁净的麦芽汁从回旋沉淀槽中泵出后，被送入热交换器冷却。
随后，麦芽汁中被加入酵母，开始进入发酵的程序。
采用上面发酵酵母303对青稞麦汁进行酿造,得到的青稞啤酒口味纯正,清爽新鲜,杀口力强;同时还含有独特的青稞风味。
酵母将麦芽汁中可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤酒。
发酵完麦芽汁中所有可供发酵的物质后，就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。
随之温度逐渐降低，在8～10天后发酵就完全结束了。
整个过程中，需要对温度和压力做严格的控制。
上面酵母发酵结束后，浮于液面，降温后也会沉于锥形罐底部，可回收用于接种。
除去酵母后，生成物"嫩啤酒"被泵入后发酵罐（或者被称为熟化罐中）。
在此，剩余的酵母和不溶性蛋白质进一步沉淀下来，使啤酒的风格逐渐成熟。
成熟的时间随啤酒品种的不同而异，一般在7～21天。
经过后发酵而成熟的啤酒在过滤机中将所有剩余的酵母和不溶性蛋白质滤去，就成为待包装的清酒。
第六章500吨/年青稞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（青稞、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），每次糖化量等。
6.1数据准备
6.1.1糖化车间工艺流程示意图
青稞芽、麦芽粉碎糖化过滤薄板冷却器回旋沉淀槽麦汁煮沸锅酒花渣分离器
图2糖化车间工艺流程图
6.1.2工艺技术指标及基础数据
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1所示
表1啤酒生产基础数据
项目
名称
百分比（%）
定
额
指
标
无水青稞芽浸出率
68
无水麦芽浸出率
75
原料利用率
98.5
青稞芽水分
4.5
麦芽水分
7
原料配比
青稞芽
15
麦芽
85
啤酒损失率（对热麦汁）
冷却损失
7.3
发酵损失
1.5
装瓶损失
2.0
过滤损失
1.7
总损失
12.5
根据表1的基础数据，首先进行100kg原料生产10°青稞啤酒的物料计算，然后进行100L10°青稞啤酒的物料衡算，最后进行500吨/年青稞啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
6.2物料衡算
6.2.1100kg原料（15%青稞芽，85%麦芽）生产10°青稞啤酒的物料衡算
（1）热麦汁计算根据表1可得到原料收得率分别为：
青稞芽收率为：
0.68×（100-4.5）÷100=64.94%
麦芽收率为：
0.75×（100-7）÷100=69.75%
混合原料收得率为：
（0.15×64.94%+0.85×69.75%）×98.5%=67.99%
由上述可得100kg混合料原料可制得的10°热麦汁量为：
67.99÷10%=679.90（kg）
查资料知10°麦汁在20℃时的相对密度为1.084kg/l，而100℃热麦汁相对密度为1.024，故热麦汁（100℃）体积为：
679.90/1.042=652.50（L）
（2）冷麦汁量为：
652.50×（1-0.073）=604.87（L）
（3）发酵液量为：
604.87×（1-0.015）=595.80（L）
（4）过滤酒量为：
595.80×（1-0.017）=585.67（L）
（5）成品啤酒量为：
585.67×（1-0.02）=573.96（L）
6.2.2生产100L10°青稞啤酒的物料衡算
根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产10°青稞成品啤酒573.96L，故可得以下结果：
（1）生产100L10°青稞啤酒需耗混合原料量为：
（100/573.96）×100=17.42（kg）
（2）青稞芽耗用量为：
17.42-14.81=2.61（kg）
（3）麦芽耗用量为：
17.42×85%=14.81（kg）
（4）酒花耗用量：
啤酒热麦汁中加入的酒花量为0.13%即每100升热麦汁添加0.13kg，故为：
（652.50/573.96）×100×0.13%=0.148（kg）
（5）热麦汁量为：
（652.50/573.96）×100=113.68（L）
（6）冷麦汁量为：
（604.87/573.96）×100=105.39（L）
（7）湿糖化糟量
设湿青稞芽糟水分含量为80%，则湿青稞芽糟量为：
[2.61×（1-0.68）×（1-0.045）]/（1-0.8）=3.99（kg）
0.68是无水青稞芽浸出率，0.045是无水青稞芽水分
湿麦芽糟量为：
[14.81×（1-0.75）×（1-0.07）]/（1-0.8）=17.22（kg）
故湿糖化糟量为：
3.99+17.22=21.21（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：
[0.148×（1-0.4）]/（1-0.8）=0.
升级会员 