年产10万吨啤酒厂设计论文.docx

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年产10万吨啤酒厂设计论文

摘　要

本次主要是简要的介绍年产10万吨1０度淡色啤酒厂的工厂设计。

它主要包括啤酒发展,啤酒原料，啤酒厂建设的目的，啤酒厂的规划,啤酒工艺计算,啤酒厂的发展状况，啤酒厂资金的估算等方面的内容。

本次设计一共画三张图：

全厂平面布置图、工艺流程图、车间工艺布置图。

本文设计的工厂采用3班倒的工作制，每天工作24小时，出去设备清洗和升温时间4小时,实际生产时间按20小时计，本设计设计了一个年产量1０万吨啤酒厂主要车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备等等。

关键词：

啤酒厂；工厂设计;工艺流程

目　　录

摘要………………………………………………………………………………………………-1-

第一章厂址的选择-3-

１．1厂址选择的原则ﻩ-3-

第二章总平面设计-3-

2．1　总品面设计原则ﻩ-3-

2．2总平面设计-４－

2.3平面设计图ﻩ-14－

第三章　　产品方案ﻩ-　4　-

3.1生产规模及建设时间－4-

3.2　主要原料规格ﻩ-4－

3.3生产品种及数量-４　-

3.4产品质量及标准-5　－

第四章工艺流程ﻩ-　5-

４．1　工艺流程图ﻩ-15-

4．２工艺要点－6　-

5.1工作制度ﻩ-7-

5.2　劳动定员-7－

第六章主要车间工艺布置-　７－

6．1车间布置原则ﻩ－７－

６.3车间设计图ﻩ－16－

第七章　物料衡算ﻩ-　8　-

7．1工艺技术指标及基础数据ﻩ－８-

7．21０0kg原料（７0％麦芽,30%大米）生产10°淡色啤酒的物料衡算-8－

7．3　生产100Ｌ10°淡色啤酒的物料衡算-　９　-

7.4100000ｔ/ａ１0°淡色啤酒酿造车间物料衡算表ﻩ－9-

第八章效益和成本计算ﻩ-１0　-

8．1建设年限、达产能力-1０-

8．3总投资概算ﻩ-　1１-

８．4成本估算-　11-

8．５投资回收期－　12-

参考文献：

-　１３－

第一章厂址的选择

根据我国的具体情况，食品工厂一般建在距原产地附近大中城市的郊区。

由于啤酒属于消费性强的休闲饮品,为了有利于销售,所以选择建于市区比较合适。

这样不但可以获得足够的原料,而且利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。

1．1　厂址选择的原则[1]

（1）厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输等）和工厂对环境的要求。

（2）厂址地区要接近原料基地和产品销售市场,还要接近水源和能源。

（3）具有良好的交通运输条件。

（4）场地有效利用系数高,并有远景规划的最终总体布局。

（5）有一定的施工条件和投产后的协作条件。

（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。

1．2自然条件及能源

根据食品工厂厂址选择的要求,将啤酒厂建于哈尔滨市郊区内。

厂址地势平坦，周围无污染源，符合标准。

场地面积有利于合理布置,符合工厂发展需要，并有一定扩建余地。

该地自来水使用方便，且水质良好,可不用地下水，减少处理费用。

接近排水系统，有利废水排放。

供电系统也配备良好,可以满足生产需要。

附近有居民区和学校,方便销售。

1．３政治经济和交通

该地区在城市规划区内,经规划部门批准，符合规划布局。

并且接近销售渠道，有良好的经济开发前景。

附近有发达的交通运输条件，接近高速公路与铁路，使原料入厂和啤酒出厂顺利进行。

第二章　总平面设计

2.1总品面设计原则

（1）符合生产工艺要求。

（2）布置紧凑合理,节约用地，同时为长期发展留有余地。

（3）必须满足食品工厂卫生要求和食品卫生要求。

（4）优化建筑物间距，按有关规划进行设计。

（5）适合运输要求。

２.2　总平面设计

（１）厂区主要建筑物:

办公楼、原料库、生产车间、冷库、配电室、锅炉房等。

（2）全建筑物朝向有利于通风采光。

（3）配电室靠近生产车间,减少能源消耗，锅炉房位于下风向。

（4）在厂房四周种植草坪，保证绿化。

（5）通盘考虑全厂布置,力求经济合理，充分考虑扩大生产。

（６）方便生产，符合生产程序。

2.3平面设计图（附图一）

第三章产品方案

３．1生产规模及建设时间

啤酒厂年产量为1.０×105t

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。

３.2主要原料规格

本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB１68６的优质麦芽。

3.３生产品种及数量

表１生产品种为10°淡色啤酒

产品名称

年产量

班产量

时间

瓶装啤酒

１0０000t

3４×3

1～12月（３00天计）

3.４　产品质量及标准

GB１91　包装储运图示标志

GB27５8发酵酒卫生标准

GB4544　啤酒瓶

ＧB478９.１~４78９.28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瓦楞纸箱

ＧＢ10３４4饮料酒标签标准

GB49２7－91啤酒质量标准

第四章工艺流程

4．1　工艺流程图[2]（附图二）

啤酒:

大麦原料→粗选→精选→浸麦→发芽→干燥→除根→成品麦芽

原料（大米）→粉碎→糊化

↘

→过滤→煮沸→酒花分离→沉渣→冷却→前发酵

↗　　　　　　　　　　↓

原料（麦芽）→粉碎→糖化　　　　　　　　CＯ２

→后发酵（贮酒）→过冷却→过滤→滤过酒暂贮→装酒→压盖→杀菌→贴标→成品啤酒

白酒:

原料→配料→拌合→粉碎↘

　　　　　配料拌合、润料

↗母糟↗　↓

开窖→分层起窖→红糟→加糠拌合←出甑冷却←生糠

　　　　　↘面糟↗　↓

　　　　　上甑

　　　　　　　　↓↗酒头→存贮

　　　　　蒸馏→合格酒→入库→勾兑→包装

　　　　　　↓↘酒尾→回蒸

窖池管理　　出甑→打量水

↑　　　　　　　↓

封窖　←踩窖　←　收摊场←　下曲

４．2工艺要点

4.2．１粉碎

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。

麦芽可粉碎成麦皮、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个组分。

要求麦芽皮壳破而不碎，胚乳部分尽可能细一些。

4.2．2糖化

制备麦芽汁的主要过程是糖化。

将粉碎后的麦芽在底部搅拌的糖化锅中与45℃的水混合,利用麦芽自身的酶,使麦芽和辅料中的淀粉和蛋白质等的不溶性高分子物质水解成为可溶性低分子物质,如糊精、糖类、胨、肽、氨基酸等,这就是糖化过程。

本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法——二次煮出糖化法。

该方法简单来说,首先将辅料与部分麦芽在糊化锅中与45℃温水混合,保温20mｉn，然后用10ｍin时间升温到70℃,再保温20mｉn,其后再用15mｉn时间升温煮沸,让其沸腾4-ｍiｎ,称第一次煮沸,得到糊化醪。

与此同时，麦芽和水在糖化锅内混合，45~５5℃保温30～90min,使麦芽所含蛋白质分解，称为蛋白质休止。

将煮沸纸糊化醪泵入糖化锅中，使混合醪温达到６５～68℃,保温搅拌进行糖化。

待糖化醪无碘色反应后,从糖化锅中取出部分醪也进入糊化锅进行第二次煮沸，而后再次泵入糖化锅混合,使糖化锅中醪液升温至75~78℃（液化温度）,静置１0min即可送去过滤。

４．2.３过滤

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。

麦汁过滤分为过滤和洗糟两个操作过程。

过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。

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。

4．２.4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7０~９0miｎ,麦汁的煮沸强度应达到8%~10%，凝固性氮应达到１.5~２0mg/L。

4.2.5冷却

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。

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。

４.2.６发酵

本工艺采用“前锥后卧”发酵方式[3]。

先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原,然后送入卧式储酒罐中进行后发酵。

在主发酵结束,外观发酵达６0％左右，酒温降至５~６℃时，现回收酵母,在将嫩啤酒送入储酒罐内。

此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行,贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。

倒罐之后，进行后发酵和双乙酰还原，气压缓慢上升至0.０8Mｐa左右,待双乙酰下降达到要求后,急剧降温至０～１℃，进行贮酒。

贮酒时间7～14d。

第五章定员设计

本公司的行政管理和技术管理及车间的设置,依据本公司董事会讨论通过决定而设定的。

5．1　工作制度

（1）全年生产天数300d。

（2）生产车间及辅助车间按三班成产,每班工作8h。

（３）劳动出勤率按95%配置预备人员。

5．２劳动定员

公司定员783人。

其中专业人员８0人,占职工的10.2%，生产及销售第一线人员７03人,占职工的89.8%。

第六章主要车间工艺布置

6.1车间布置原则

生产车间工艺布置很重要，不仅对生产产品有很大关系，而且影响到工厂整体。

在进行车间布置时,应遵循以下原则:

（1）生产车间是工厂的中心,其他部门均围绕其展开，它们应是一个协调统一的整体。

因此，必须考虑与其他部门的相互关系,以及工厂的发展前景,满足总体设计要求。

（2）在工艺流程确定后,其设备的布置要尽量按工艺流水线安排,使占地面积最少,操作最方便。

（3）保证车间卫生，同时注意车间的采光、通风、降温等设施。

６.２　车间布置

（1）生产工序的安排要做到冷、热分开，生、熟分开，干、湿分开,成品、半成品分开。

（2）按生产流水线安排设备，防止交叉，浪费资源。

6．3车间设计图（附图三）

第七章　物料衡算

100０００t/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（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化糟和酒花糟）等。

７．1工艺技术指标及基础数据

根据表7-1的基础数据,首先进行100kｇ原料生产10°淡色啤酒的物料计算，然后进行100L10°淡色啤酒的物料衡算,最后进行1０00００t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算[4］。

表7-1　啤酒生产基础数据

项目

名称

百分比/%

定额

原料利用率

９8

麦芽水分

6

大米水分

1２

无水麦芽浸出率

78

无水大米浸出率

90

原料配比

麦芽

７0

大米

30

啤酒损失率（对麦汁）

冷却损失

7

发酵损失

2

过滤损失

1

瓶装损失

2

总损失

12

7.2100ｋg原料（70%麦芽,30%大米）生产１０°淡色啤酒的物料衡算

（１）热麦计算　根据表7-1可得到原料收率分别为：

　麦芽收率为:

7８%×（1０0-6）％=73.３2%

大米收率为:

90％×﹙100-12﹚%＝7９.2％

　　混合原料收得率为：

（0．70×7３.32%+0.30×7９.2%﹚98%＝73.58%

　　由上述可得100kg混合料原料可制得的10°热麦汁量为：

（７3.58％×10０﹚÷10％=７35.８﹙kg﹚

又知10°麦汁在10℃时的相对密度为1.084，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:

7３5.8÷（1.084×１000）×10０0×1．０4＝7０５.９3（L）

（2）冷麦汁量为:

705．９3×﹙１-0.07﹚＝6５６.5２﹙L﹚

（3）发酵液量为：

６5６．52×﹙1-0.02﹚=６４3．3９﹙Ｌ﹚

（４）过滤酒量为：

６4３.39×﹙1－0.01﹚=636.95﹙L﹚

（5）成品啤酒量为：

6３6.９５×﹙1-0.02﹚＝６24.２2﹙Ｌ﹚

7．3生产100L10°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1０°淡色成品啤酒６24.２2Ｌ，故可得一下结果：

（1）生产100Ｌ10°淡色啤酒需耗混合原料量为:

﹙100／6２4.22﹚×１０0=１6.0２﹙ｋg﹚

（２）麦芽耗用量为：

16.02×70%=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％,故为:

　　　﹙１0０／６2４.22﹚×735.8×0．2%＝0．2４﹙kg﹚

（5）热麦汁量为：

﹙16.02/100﹚×7０５.９3=11３．09﹙L﹚

（6）冷麦汁量为:

﹙16．0２／１00﹚×656.５2＝１05.１8﹙L﹚

（7）湿糖化糟量设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为80％，则湿麦芽糟量为：

[﹙１－0．06﹚﹙100-7８﹚/﹙１０0－80﹚］×11．21=11.５９﹙kｇ﹚

　　而湿大米糟量为:

　[﹙1－０.1２﹚﹙100-９０﹚／﹙１00-８０﹚]×4.81=2．12﹙kg﹚

　故湿糖化糟量为：

1１.59+2.１２=13．７1﹙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﹚]×0．24=0.72﹙kg﹚

7．41０0０0０ｔ/a１0°淡色啤酒酿造车间物料衡算表

设生产旺季每天糖化８次，而淡季则糖化４次,淡季150天,旺季１50天,则每年总糖化次数为1８00次。

由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。

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,如表7－2所示。

糖化一次定额:

成品啤酒:

1０0000吨÷1800次＝5５．556吨/次

　　　5５555.５56kg÷１.０12ｋｇ／L＝548９6.７94Ｌ

过滤酒：

10２．0４K×5４89６.794L÷100L＝560１6.68９L

发酵液：

10３．07L×54896.79４L÷1０0Ｌ=5６５８2.1２6L

湿酒花糟:

0．７2kg×5４8９6.７94L÷１00L＝395．2５７kg

湿糖化糟:

11．59kg×5４896.7９4L÷100L＝63６２.53８kｇ

冷麦汁：

1０5.18L×5４896.79４L÷１00L＝5７７３8．889Ｌ

热麦汁：

1１3.09L×54８9６.794L÷1００L=62082.784L

酒花:

０．２４kｇ×54896.7９４L÷１00L＝13１．752kg

大米:

4．8１kｇ×54８96．79４L÷１00Ｌ＝2640.５3６kg

小麦：

11．2１kg×54８９6．79４Ｌ÷１00L＝6153.93１kｇ

混合原料：

16.0２kg×5４８９６.79４Ｌ÷100L＝87９4．464ｋｇ

旺季一天生产:

5４８９6.794Ｌ×8＝43９174．35２Ｌ

淡季一天生产:

５48９6.794L×４＝21９58７.17６Ｌ

年生产量:

548９６.79４L×1８00＝98814２29.2Ｌ其他的年产量的计算都乘以1800可得到表7-2

表7-2　啤酒厂酿造车间物料衡算表

物料名称

单位

对10０kg混合原料

1００L10°淡色啤酒

糖化一次定额量

１０0000t/a啤酒生产

混合原料

kg

１０0

１6．02

８７94.4６4

1．583×１07

大麦

kg

７0

１1.2１

6153.９3１

1.1０8×107

小米

kｇ

3０

4．８1

2640．536

0.４75×10７

酒花

kg

1.50

0.24

1３１.７5２

2.３７2×105

热麦汁

L

70５.９３

１１3.０９

62０82．784

１1.175×１07

冷麦汁

L

656.52

10５．１８

57738.８８9

1０.3９3×107

湿糖化糟

kg

72.35

11．59

6362.５38

1．145×1０7

湿酒花糟

kg

4.５0

0.７2

39５.2５7

7.1１5×1０5

发酵液

L

6４3.3９

103．０７

56582．1２6

10.1８5×1０7

过滤酒

L

６3６.95

102．04

５6016.68９

１０.08３×107

成品啤酒

L

624.2２

１0０.００

5489６.79４

9．881×107

备注:

10°淡色啤酒的密度为1０12ｋg/m³

第八章效益和成本计算

８．1建设年限、达产能力

本研究项目开发建设期确定为二年,第一年投产到设计生产能力的8０%，第二年以后各年全部达产１00%。

8.２设备投资估算

全厂设备费用约为５700万元

8．3　总投资概算

8.3．1设备费用

设备费用为5７０0万元

8.3．2　设备安装费

5７00×8％＝４56﹙万元﹚

8．3.３土地费用

厂区面积为2988３，每平方米为80０元

则土建费用为：

29８8３×800＝2３91﹙万元﹚

8．３.4其它费用

其它费用为300万元

8．3．５　流动资金

流动资金为500万元

8.3.6项目总投资

项目总投资为5700＋45６+2３９１+300＋50０=９347﹙万元﹚

8．4成本估算

原材料、燃料、动力消耗定额根据工艺提供数据，价格由厂方提供和市场调查确定。

8．4.1　原辅料价格表

表8-1原辅料价格表[5]

原料名称

每天需求量／ｋg

价格元／ｋg

成本/元．d

大　麦

３69２３.5

2.2

81231

大　米

14760

2.6

１5843.2

酒花

790.5

１５

１18５7.6

乳酸

6.０５

8.5

５１.43

甲醛

1５

2.65

39.75

糖化酶

3

8．5

2５.5

复合酶

５

１6

８0

盐　酸

1.65

0.5

0.83

石膏

8.75

0.２

1．７5

淀粉酶

６

2５

150

　每天所需的原料费１09281元则每年所需的原料费共3278万元

8.4.2公共设施消耗量

水耗量　每生产1t大麦消耗16.5元的水，则每年用水成本为

　　　　　１6.5×10０0００÷10000＝1６５/万元

电耗量每生产１t大麦消耗100元的电,则每年用电成本为

　　　100×10000０÷１000０=1000/万元

8.4.3工人费用

　人员定额：

操作工人703名,专业技术员80人

　工人工资:

100０×70３×１２÷10０００=8４3．6万元／a

　技术员工资:

１30０×80×12÷1000０＝1２4.８万元/ａ

奖金：

（843.6﹢1２４.8）×１4％＝135.58万元／ａ

8.4.４折旧费

设备折旧：

6０00×﹙１－5％﹚÷12＝475万元/a

建筑折旧:

2３９1×﹙1－５％﹚÷３0＝75．7２万元/a

总折旧费:

４７5+75．72＝５50．７2万元／a

8.4.5维修费

6000×4０%=240０万元/ａ

8.４.6其它费用

﹙5７00＋２391﹚×19%＝1537．29万元/a

8.4.７生产成本

生产成本＝3728+1６5＋1000＋843.6+124．8+135.58+55０.7+２4０0＋１5３7.29

=10４84．6７万元/a

8．4.8　销售总额

啤酒的出厂价为２元/瓶,则

　年销售总额＝２×１593７0967÷1０００0＝31874.1９万元/a

８.4.9销售税金

销售税金＝销售总额×9.2２%＝3１８74.１9×9.22%＝29３8.80万元/a

8．4.10利润总额

利税总额＝年销售总额－年生产成本－销售税金及税加

　＝３１874.1９－１0４84.67-2938.８０

　　　=１84５0.72万元/a

８．4.11　所得税

所得税=利润总额×３３％＝18４50．72×33%＝6０88．74万元／ａ

８.４.12税后利润=利润总额-所得税=１8450．72-６08８.74=１2361万元／ａ

8．５　投资回收期

Ｔ=项目总投资/税后年利润＋建设期=９347÷12３６１＋２=2.7５ａ

参考文献：

[1］王福如.食品工程设计［M].中国轻工业出版社.２0０1,112-１32。

[2］　桂祖发.当代食品生产技术丛书——酒类制造[M］.化学化工出版社.2001，74-77。

[3］　徐岩．发酵食品微生物学[M].中国轻工业出版社.200１,2５6-259。

［4]周国藩.设备安装工程施工概算编制——通用设备[M].黑龙江科技出版社.１997,143-14８。

[5]２002年全国啤酒工业形势及啤酒大麦现状分析.中国酿酒工业协会啤酒分会.2003,4-１３。

分工情况:

1．前言、建设规模及产品方案、排版：

许华

2．物料衡算:

林淑冰

3．厂址选择、总平面布置，总平面设计图:

陈楷

4．主要生产车间设计、生产车间设备布置图：

周晓璇

5．工艺流程设计:

丁鸿楷

6．其它：

由所有组员共同协作完成。

附图二

附图三