年产5万8°啤酒发酵车间设计

课程设计报告

题目：年产5万8°啤酒发酵车间设计

学院化学化工与生命科学学院

专业生物工程

班级10生物工程

姓名汪新荣

学号10008037

组员刘照闫春伟

指导老师陈小举

2014年1月2日

2013—2014 学年第一学期

化学化工与生命科学学院生物工程专业

设计题目：年产5万吨8°啤酒发酵车间（工厂）设计完成期限：自2013 年12月20日至2014 年1月2日共二周

一、主要内容及基本要求

主要内容：

1．拟在巢湖市选择厂址新建年产5万吨啤酒工厂

2．设计范围：以发酵车间为主体设计，只做初步设计

基本要求：生产技术方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范，综合指标达到同类工厂先进水平，“三废”环保符合国家有关规定

二、重点研究的问题

生产工艺流程的选择和设计；物料衡算；发酵主车间布置设计以及专业设备选型。三、工作计划和进度

设计进度安排

（1）2013年12月20-21日查阅相关资料

（2）2013年12月22-23日完成开题报告

（3）2013年12月23-30日完成设计的撰写和图纸的绘制

（4）2013年12月31日-2014年1月2日修改设计

四、设计成果形式

1) 完成设计报告2) 绘制工艺流程图

摘要

本设计是年产五万吨8°的啤酒厂设计，此啤酒的酿造方法采用75%的麦芽，25%的大M，经过糊化，糖化，煮沸，过滤，冷却，发酵而成。发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐，发酵周期是14天。本设计内容主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。本次设计还进行了“三废”处理和副产物综合利用的设计。糖化方法采用双醪浸出糖化法，发酵方法采用下面发酵法。本设计的图纸主要包括发酵罐图，厂区图。本论文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、发酵、啤酒过滤进行了研究。在核心设备上选用国际先进装置，在提高啤酒质量、降低生产成本方面相对现实的生产工艺具有较大优势。

关键词：啤酒；糖化；发酵；发酵罐

Abstract

This design is the annual output of fifty thousand tons of 8 °to the design of the brewery, the beer brewing method using 75% malt, rice 25%, after pasting, saccharification, boiling, filtering, cooling, and fermented.Fermentation equipment adopt cylinder cone bottom fermentation tank, fermentation period is 14 days.This design content mainly includes material balance, heat balance, the cold loss calculation and equipment selection calculation and equipment selection and calculation.This design also has carried on the "three wastes" treatment and comprehensive utilization of by-product of design.Saccharification method adopts double mash leaching method of saccharification, fermentation method adopts the following fermentation.This design mainly includes the drawing figure and the factory figure fermentation tank.A key part in this paper for beer production line process design, pasting, saccharification, wort filtration of raw materials, boiling, fermentation, beer filtration were studied.On the core equipment use international advanced equipment, to improve beer quality, reduce production costs relative to real production process has more advantages. Keywords:beer。saccharify。fermentation。fermentation tank

目录

第一章绪论 (8)

1.1 设计选题的目的8

1.2 设计工作的意义8

1.3 中国啤酒产业的发展趋势8

1.4 课题研究内容及方法9

1.4.1 设计依据9

1.4.2 设计范围9

1.4.3 指导思想9

1.5 厂址的选择9

1.6 工艺选择10

1.7 设备的选择10

第二章啤酒工艺选择与论证 (11)

2.1 啤酒原料11

2.1.1 酿造用水[1]11

2.1.2 麦芽11

2.1.3 酒花11

2.1.4 辅料11

2.1.5 酵母11

2.2 麦汁制备[2]12

2.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论12

2.2.2 麦芽的粉碎12

2.2.3 辅料的粉碎12

2.3 麦汁过滤13

2.3.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标13

2.3.2 麦汁过滤方法及影响因素14

2.4 麦汁煮沸14

2.4.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点15

2.4.2 麦汁煮沸工艺15

2.5 麦汁后处理16

2.5.1 热凝固物及冷凝固物的分离16

2.5.2 麦汁的冷却16

2.6 啤酒发酵16

2.6.1 啤酒发酵方法的选择16

2.6.2 一罐法发酵工艺的论证17

第三章物料衡算 (17)

3.1 物料衡算的意义17

3.1.1 物料衡算基础数据18

3.1.2 以100kg原料为基准18

第四章耗热量的计算 (19)

4.1 糖化用水20

4.2 糊化过程耗热量Q220

4.3 合醪前糖化锅需供热Q320

4.3.1 糊化锅内醪液由18℃加热至55℃耗热Q3120

4.3.2 合醪前热损失Q3220

4.4 计算合醪后醪液温度t021

4.5 合醪后总共需供热Q421

4.5.1 合醪后至糖化结束所需热量Q4121

4.5.2 合醪后至糖化结束时热损失Q4221

4.6 整个糖化过程需供热Q122

4.7 糖化一次耗用蒸汽量m22

4.8 过滤时洗糟水耗热量Q522

4.9 麦汁煮沸过程耗热量Q623

4.9.1 麦汁升温至沸点耗热量Q6123

4.9.2 煮沸过程蒸发耗热量Q6223

第五章耗冷量的计算 (24)

5.1 麦汁冷却耗冷量Q124

5.2 制取冷冻水耗冷量Q1’24

5.3 发酵耗冷量Q225

5.3.1 发酵期间发酵放热Q2’25

5.3.2 发酵后期发酵液降温耗冷Q2″25

5.4 酵母培养耗冷量Q326

5.5 酵母洗涤用的冷无菌水冷却耗冷量Q426

第六章耗水衡算 (27)

6.1 糖化用水27

6.2 洗槽用水27

6.3 糖化室洗刷用水27

6.4 回旋沉淀槽洗刷用水28

6.5 酵母洗涤用水28

6.6 发酵罐洗刷用水28

6.7 清酒罐洗刷用水29

第七章主要设备选型与论证 (30)

7.1 麦芽暂贮箱30

7.2 麦芽粉贮箱30

7.3 大M贮箱30

7.4 大M粉贮箱30

第八章啤酒的三废处理 (31)

8.1 废水的处理31

8.1.1 废水有氧处理设备31

8.2 废渣处理31

8.2.1 废酵母的处理31

8.2.2 硅藻土泥的处理31

第一章绪论

1.1 设计选题的目的

目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。因而，很有必要将这方面得计书加以科学地归纳总结和分析以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展，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。但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足人们将来物质生活的需求。所以，设计啤酒厂是有意义有必要的。另外，此次选题是教研室下达的任务。是根据教案的实际需求来选定的。

1.2 设计工作的意义

啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度黄啤酒含酒精3％左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。通过这次的选题，查阅资料，使我们在设计中进一步掌握了啤酒的工艺方法为今后走上工作岗位打下了坚实的基础。

1.3 中国啤酒产业的发展趋势

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、金星、哈啤等二级集团也会迅速扩张。一业为主，多元发展。大多数啤酒企业集团在把啤酒业做强的同时依靠

自身优势进入其他行业进行多元化发展。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多家进入其他产业等。信息化。知识经济时代，企业对信息的利用效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，加强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出现，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。企业所有制结构多元化。国有企业逐渐退出，股份制企业、多种所有制混合式企业、民营企业得到大发展，新一轮的中外合资企业也会增多，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、女士啤酒市场得到发展。在农村市场，随着农村经济的快速发展，啤酒消费出现稳步增长趋势。传统的企业———经销商———消费者的渠道模式受到挑战，企业———消费者的直销模式得到快速发展，尤其是电子商务的发展使网上营销在啤酒行业得到大发展。

1.4 课题研究内容及方法

1.4.1 设计依据

本设计是根据巢湖学院化学化工与生命科学院生物工程教研室布置的课程设计大纲要求来进行设计的。

1.4.2 设计范围

本设计为年产5万吨8°的啤酒厂，重点设备发酵罐，发酵工段为重点工段。该设计包括工艺方法及流程的选择论证、物料衡算、耗热量衡算、耗冷量衡算、设备选型及论证、重点设备的详细设计、车间的布置、绘制图纸（发酵罐图和厂区图），三废处理等。

1.4.3 指导思想

设计出来的啤酒厂要求投资小、技术高、运行稳定、经管方便、环境好。最重要的一点是生产成本低。在工艺方面，力求合理性和先进性；在设备方面，采用先进技术及机械化、自动化生产控制，提高劳动生产率；在经济上，要做到合理利用资源，降低能

耗，减少污染，保护环境，减少浪费。

1.5 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。巢湖市地处安徽中部，是五大淡水湖之一，有着优质的水源。巢湖市还有着巨大的市场潜力，是理想的建厂地址。

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，保证供应方便，减少运输损失。巢湖市当地盛产大M和小麦，地域平坦，为啤酒厂的原料供应提供了充足的保证。

1.6 工艺选择

1.保证产品质量符合国家的规范；

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。

1.7 设备的选择

保证工艺的安全性和可靠性，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。

主要方法：

1.查阅资料，确定工艺方法以及流程；

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。