啤酒工厂工艺方案设计书.docx
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啤酒工厂工艺方案设计书
题目名称
年产10万吨啤酒工厂设计
学生学院
生物系
专业班级
姓名
学号
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M25％
4、啤酒质量指标
理化要求按我国啤酒质量标准GB4927－1991执行，卫生指标按GB4789.1－4789.28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、异味
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
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
上午布置及讲解设计任务；下午查阅资料及有关文献
教室
12月29日
2
有关工艺设计计算
宿舍
12月30日至1月3日
3
答辩及装配图绘制
宿舍
1月3日至1月6日
4
撰写课程设计说明书
宿舍
1月7日至1月9日
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
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、300000t/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工程为原料（麦汁、大M）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。
1、糖化车间工艺流程
流程示意图如图1所示：
水、蒸汽
↙↘
麦芽、大M→粉碎→糊化→糖化→过滤→麦汁煮沸锅→
↓
麦槽
酒花渣分离器→回旋沉淀槽→薄板冷却器→到发酵车间
↓↓↓
酒花槽热凝固物冷凝固物
图1啤酒厂糖化车间工艺流程示
2、工艺技术指标及基本数据
根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过据如表1所示。
表1啤酒生产基础数据
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M
25
无水大M
浸出率
92
啤酒损失率（对热麦汁）
冷却损失
3
发酵损失
1
原料利用率
98.5
过滤损失
1
麦芽水分
6
装瓶损失
1
大M水分
13
总损失
6
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1000L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行300000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。
3、100kg原料（75%麦芽，25%大M）生产12°淡色啤酒的物料衡算
（1）热麦汁计算根据表1可得到原料收得率分别为：
麦芽收率为：
0.75×（100-6）/100=70.5%
大M收率为：
0.92×（100-13）/100=80.04%
混合原料收得率为：
（0.75×70.5%+0.25×80.04%）×98.5%=71.79%
由上述可得100kg混合料原料可制得的12°热麦汁量为：
×100=598.3（kg）
查资料知12°麦汁在20℃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：
598.3/1.084×1.04=574（L）
（2）冷麦汁量为：
574×（1-0.03）=556.8（L）
（3）发酵液量为：
556.8×（1-0.01）=551.2（L）
（4）过滤酒量为：
551.2×（1-0.01）=545.7（L）
（5）成品啤酒量为：
545.7×（1-0.01）=540.2（L）
4、生产1000L12°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540.2L，故可得以下结果：
（1）生产1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：
×100=185.1（kg）
（2）麦芽耗用量为：
185.1×75%=138.8（kg）
（3）大M耗用量为：
185.1-138.8=46.3（kg）
（4）酒花耗用量：
目前国内苦味较淡的啤酒普遍受欢迎特别是深受年轻人的喜爱。
所以对浅色啤酒热麦汁中加入的酒花量为0.2%即每1000升热麦汁添加2kg，故为：
×1000×0.2%=2.13（kg）
（5）热麦汁量为：
×1000=1063（L）
（6）冷麦汁量为：
×1000=1031（L）
（7）湿糖化糟量设湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：
[（1-0.06）×（100-75）]/（100-80）×138.8=163.1（kg）
湿大M糟量为：
[（1-0.13）×（100-92）]/（100-80）×46.3=16.11（kg）
故湿糖化糟量为：
163.1+16.11=179.2（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：
（1-0.4）/（1-0.8）×2.13=6.39（kg）
5、生产300000t/a12°淡色啤酒糖化车间的物料衡算
设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数150×6+150×4=1500（次），由此可算出每次投料量及其他工程的物料衡算。
（1）查12°淡色啤酒密度为1.012kg/L，则每次糖化的啤酒量为：
300000000÷1500÷1.012=197628L
每次糖化的原料量为:
185.1/1000×197628=36581（kg）
（2）麦芽量：
36581×75％=27436（kg）
（3）大M量：
36581-27436=9145（kg）
（4）热麦汁量：
574/100×36581=209975（L）
（5）冷麦汁量:
209975×（1-3%）=203676（L）
（6）酒花用量:
2.13/1000×197628=420.9（kg）
（7）湿糖化糟量:
179.2/1000×197628=35415（kg）
（8）湿酒花糟量：
6.39/1000×197628=1262.8（kg）
（9）发酵液量：
203676×（1-1%）=201639（L）
（10）过滤酒量：
201639×（1-1%）=199623（L）
（11）成品啤酒量：
199623×（1-1%）=197627（L）
把前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2所示。
物料名称
单位
对100kg混合原料
1000L12°淡色啤酒
糖化一次定额量（80kL12°啤酒）
300000t/a啤酒生产量
混合原料
Kg
100
185.1
36581
57750×103
大麦
Kg
75
138.8
27436
43305×103
大M
Kg
25
46.3
9145
14445×103
酒花
Kg
1.2
2.13
420.9
664.5×103
热麦汁
L
574
1063
209975
331656×103
冷麦汁
L
556.8
1031
203676
321672×103
湿糖化糟
Kg
96.78
179.2
35415
55911×103
湿酒花糟
Kg
3.45
6.39
1262.8
1993.8×103
发酵液
L
551.2
1020
201639
318240×103
过滤酒
L
545.7
1010
199623
343200×103
成品啤酒
L
540.2
1000
197627
312000×103
备注：
12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年产啤酒315744t。
二、300000t/a啤酒厂糖化车间的热量衡算
麦芽粉
（25607kg）
46.7℃
60min
2.1二次煮出糖化法是啤酒生产常用的糖化工艺，下面就以此工艺为基准进行糖化车间的热量衡算，工艺流程示意图如图2所示。
大M粉
（9145kg）
麦芽
（1829kg）20min
自来水18℃
料水比1：
4.5料水比1：
3.5
热水50℃
70℃12mint（℃）63℃60min
7min冷却
90℃20min100℃40min70℃25min
过滤糖化结束78℃100℃10min
麦芽煮沸锅90min回旋沉淀槽薄板冷却器冷麦汁
酒花
图2啤酒厂糖化工艺流程图
2.2热量衡算
⑴糖化用水耗热量
根据工艺设计糊化锅中的料水比为1：
4.5，糖化锅中的料水比为1：
3.5。
料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。
料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅现象。
所以糊化锅加水量为：
m1=（9415+1829）×4.5=50598（kg）
式中，9415为糖化一次大M粉量，1829为糊化锅加入的麦芽粉量（为大M量的20%）
而糖化锅加水量为：
m2=25607×3.5=89624.5（kg）
式中，25607为糖化锅投入的麦芽粉量，即27436-1829=25607（kg）。
而27436为糖化一次麦芽定额量。
故糖化总用水量为：
mw=m1+m2=50598+89624.5=140222.5（kg）自来水的平均温度取t1=18℃,而糖化配料用水温度t2=50℃,故耗热量为：
Q1=cwmW（t2-t1）=4.18×140222.5×（50-18）=18.756×106（KJ）
⑵第一次M醪煮沸耗热量Q2
由糖化工艺流程图（图2）可知，
Q2=Q21＋Q22＋Q23
Q21为M醪由初温即室温加热到煮沸的耗热，Q22为煮沸过程中蒸汽带走的热量，
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