发酵车间设计说明书20万

摘要随着生活水平的提高，人们对啤酒的需求越来越大。在国际上，啤酒工业的发展趋势是大型化和自动化，工艺上于缩短生产周期，提高整体生产的经济效益。在啤酒工艺基本成熟的情况下，啤酒生产装备的影响要比其工艺的影响大。因此，啤酒行业的竞争，最直接的表现是啤酒企业对装备的快速更新和技术提升。对新建啤酒工厂来说，发酵方法以及所选用的设备室非常关键的。因此，本设计的重点在于以最新研究为基础进行新型设备的选择和设计。发酵所用到的设备室锥形罐，采用三段式冷却，一罐法进行发酵。第第一一章章总总论论第第一一节节设设计计依依据据和和范范围围第第二二节节设设计计原原则则第第三三节节生生产产规规模模和和产产品品方方案案第第四四节节生生产产工工艺艺流流程程第第二二章章发发酵酵车车间间物物料料衡衡算算第第一一节节工工艺艺流流程程及及相相关关工工艺艺参参数数第第二二节节物物料料衡衡算算第第三三章章设设备备设设计计与与选选型型第第一一节节设设备备设设计计和和选选型型的的原原则则第第二二节节主主要要工工艺艺设设备备的的设设计计和和选选型型第第三三节节主主要要设设备备一一览览表表第第四四章章发发酵酵车车间间布布置置设设计计第第一一节节发发酵酵车车间间布布置置设设计计的的原原则则第第二二节节建建筑筑概概述述第第三三节节发发酵酵车车间间布布置置设设计计说说明明参参考考文文献献第第一一章章总总论论第第一一节节设设计计依依据据和和范范围围一本设计的依据是：11))批批准准的的项项目目申申请请报报告告22））可可行行性性研研究究报报告告以以及及设设计计计计划划任任务务书书。。33))项项目目工工程程师师或或项项目目总总负负责责人人下下达达的的设设计计工工作作提提纲纲和和总总工工程程师师作作出出的的技技术术决决定定。。二二设设计计范范围围重重点点进进行行发发酵酵车车间间的的设设计计，，主主要要包包括括：：发发酵酵车车间间的的物物料料衡衡算算和和耗耗冷冷量量计计算算、、发发酵酵罐罐和和贮贮酒酒罐罐的的选选型型及及其其他他通通用用设设备备如如各各种种泵泵的的选选型型。。第第二二节节设设计计原原则则一.设计工作要为要现代化建设这个中心，为这个中心服务。二.设计工作必须认真进行调查研究。要学会收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查，与同类型厂先进技术经济指标做比较，要善于从实际出发去分析研究问题。设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。三.要解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。并根据设备和控制系统在资金和共货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化，自动化。四.设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性想结合的原则，不能千厂一貌。工厂生产规模，产品品种的确定，要适应国民经济的需要，要考虑资金来源，建厂地点，时间，三废综合利用等条件，并适当留有发展余地。五.发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围环境的清洁卫生，又要注意到工厂内车间之间对卫生，无菌，防火等条件的相互影响。另外，食品类发酵工厂，还应贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生，优美，流畅，并能让参观者放心的原则。六.合计工作必须加强计划性，个阶段工作要有明确的进度。本课题是设计年产20万吨的啤酒厂发酵车间，其重点是发酵车间的工艺及其关键设备的设计与选型。本课题主要遵循以下原则：设计仔细，面面到位，考虑全面，尽量降低成本第第三三节节生生产产规规模模和和产产品品方方案案年产量：200000t/a的啤酒生产每年生产天数：300天产品规格：12°淡色啤酒第第三三节节生生产产工工艺艺流流程程第第二二章章发发酵酵车车间间物物料料衡衡算算第第一一节节工工艺艺流流程程及及相相关关工工艺艺参参数数（（11））工工艺艺流流程程糖糖化化缪缪→→冷冷却却→→主主发发酵酵罐罐→→烛烛式式离离心心机机→→贮贮酒酒罐罐→→过过滤滤↑↑二二级级种种子子↑↑通通少少量量空空气气（（22））相相关关工工艺艺参参数数大米粉碎机糊化锅糖化锅水、蒸汽煮沸锅过滤槽麦糟回旋沉淀槽发酵罐啤酒过滤机灌装机清酒罐杀菌机熟啤热凝固物酵母二氧化碳鲜啤酒花麦汁冷却器冷凝固物表表11--11课课本本6677页页表表44--66根根据据上上表表的的基基础础数数据据，，首首先先进进行行110000kkgg原原料料生生产产1122°°淡淡色色啤啤酒酒的的物物料料计计算算，，然然后后进进行行11000000LL1122°°淡淡色色啤啤酒酒的的物物料料衡衡算算最最后后进进行行200000t/a12°淡色啤酒糖化车间物料衡算。1）110000kkgg原原料料（（7755%%的的麦麦芽芽，，2255%%的的大大米米））生生产产1122°°淡淡色色啤啤酒酒的的物物料料衡衡算算麦麦芽芽收收率率：：00..7755××（（110000--66））//110000==7700..55%%大大米米收收率率：：00..9922××（（110000--1133））÷÷110000==8800..0044%%混混合合原原料料收收得得率率：：（（00..7755××7700..55%%++00..2255××8800..0044%%））××9988..55%%==7711..7799%%设每天糖化6次，每年工作300天，则每年共糖化1800次。由此可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。整理得如下表：物料名称单位对100kg混合原料1000L12°淡色啤酒糖化一次定额量混合原料kg100185.114808麦芽kg75138.811104大米kg2546.33704酒花kg1.202.13170.4热麦汁L574106385040冷麦汁L556.8103182480湿糖化糟kg96.78179.214336湿酒花糟kg3.456.39511.2发酵液L551.2102081600过滤酒L545.7101080800成品啤酒L540.2100080000备注：12°淡色啤酒的密度为1012kg/m3,，实际年生产啤酒。表表11－－33发发酵酵工工艺艺参参数数的的确确定定项项目目单单位位指指标标数数生生产产规规模模tt//aa220000000000项项目目名名称称百百分分比比（（%%））项项目目名名称称百百分分比比（（%%））定定额额指指标标原原料料利利用用率率9988..55原原料料配配比比麦麦芽芽7755大大米米2255麦麦芽芽水水分分66啤啤酒酒损损失失率率（（对对热热麦麦汁汁））冷冷却却损损失失33大大米米水水分分1133发发酵酵损损失失11无无水水麦麦芽芽浸浸出出率率7755过过滤滤损损失失11无无水水大大米米浸浸出出率率9922装装瓶瓶损损失失22总总损损失失66生生产产方方法法锥锥形形罐罐、、间间歇歇发发酵酵年年生生产产天天数数dd//aa330000二二级级种种液液接接种种量量%%1100产产品品日日产产量量tt//dd666677主主酵酵温温度度℃℃66产产品品规规格格度度1122酵酵母母回回收收时时间间主主发发酵酵结结束束后后贮贮酒酒温温度度℃℃--11第第二二节节物物料料衡衡算算1、生产100L12°淡色啤酒进入发酵罐的冷却麦汁量，由表1－2可知V1＝103.1L2、二级种液量V2＝V1*10%=10.31L3、生产100L12°淡色啤酒发酵液量V3=102L4、酵母量（以商品干酵母计）生产100升啤酒可得2公斤湿酵母液，其中一半作商品干酵母用湿酵母泥含水分85％酵母含固形物＝1*（100-85）/100＝0.15公斤则含水分7％的商品干酵母量为0.15*100/（100-7）＝0.16公斤5、二氧化碳的量12度的冷麦汁103.1L浸出物量为12％*103.1＝12.37升麦汁的发酵度为60％，则可发酵的浸出物量为12.37*60％＝7.42升麦芽糖发酵的化学反应式为C12H22O11+H2O→2C6H12O62C6H12O6→4C2H5OH+4CO2+564卡设麦汁中浸出物均为麦芽糖组成，则二氧化碳生成量为：7.42*（4*44）/342＝3.82升设12度啤酒含二氧化碳0.4％，酒中含二氧化碳量为103.1*0.4/100＝0.41升则放出的二氧化碳量为3.82-0.41＝3.41升第三节耗冷量计算（一）流程示意图94℃热麦汁→冷麦汁（6℃）→锥形罐发酵→过冷至-1℃→贮酒→过滤→清酒罐（二）工艺技术指标及基础数据年产12°淡色啤酒200100t;每天糖化6次，每年共糖化1300次;主发酵时间6天;4锅麦汁装1个锥形发酵罐;12°Bx麦汁比热容c1=4.0kJ/(Kg*K);冷媒用1液氨麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/Kg;麦汁发酵度60%;根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即：Q=Qt+Qnt（三）工艺耗冷量Qt1、麦汁冷却耗冷量近几年来普遍使用的一段式串联逆流式麦汁冷却方法。使用的冷却介质为2℃的冷冻水，出口温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃，冷至发酵起始温度6℃。根据表表44--77啤啤酒酒生生产产物物料料衡衡算算表表，，可可知知每每糖糖化化一一次次的的热热麦麦汁汁85040LL，，而而相相应应的的麦麦汁汁密密度度为为11004488KKgg//mm33，，故故麦麦汁汁量量为为：：GG==11004488**85.040==8899112222（（KKgg))又又知知12°Bx麦汁的比热容为4.0kJ/(Kg*K)，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：Q1=Gc(t1-t2)/r=89121920*4.0*(94-6)/1=31.37×107(KJ/h)式中t1和t2——分别为麦汁冷却前后温度（℃）r——冷却操作过程时间（h）根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为：Qf=4Q1=4×31.37×106=125.48×106（KJ）2、发酵耗冷量Q2（1）发酵期间发酵放热Q2‘假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6KJ/Kg.设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为：q0=613.6*12%*60%*1=44.18（KJ）根据物料蘅算，每锅麦汁的冷麦汁量为82480L，则每锥形罐发酵放热量为：Q0’=44.18*82480*4=14.567×106（KJ）由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数1.5，忽略主发酵期的麦汁温升，则发酵高温期耗冷量为：Q0’*1.5*614.567×106*1.5*24Q2‘=——————=————————=227672(KJ/h)24*6*424*6*4(2)发酵后期发酵液降温耗冷Q2‘’主发酵后期，发酵液温度从6℃缓慢降至-1℃，每天单罐降温耗冷量为：Q0‘’=4Gc1[6-(-1)]=4*8899112222*4.0*7=9981664(KJ)工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装1.5个锥形罐）：Q2‘’=1.5*Q0‘’/（24*2）=311927(KJ/h)（3）发酵总耗冷量Q2Q2=Q2‘+Q2‘’=227672+311927=539599(KJ/h)（4）每罐发酵耗冷量Q0Q0=Q0’+Q0‘’=14.567×106+9981664=24.558×106(KJ)3．酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3设酵母添加量为麦汁量的1.0％，且使用1℃的无菌水洗涤，洗涤无菌水的水量为酵母量的3倍，冷却前无菌水水温为30℃，用-8℃的酒精液作冷却介质。由上述，可得无菌水用量为：MW’=82480*6*1.0%*3=14846(Kg/d)每班无菌水用量：mW＝mW’/3＝14846/3＝4948.8（Kg/班）假定无菌水冷却操作在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量为：Q3＝GWcm(tw-tw’)/r=4948.8*4.18*(30-1)/2=299947(KJ/h)每罐用于酵母洗涤的耗冷量为：Q3＝GWcm（(tw-tw’)/1.5＝4948.8*4.18*（30-1