啤酒厂设计重点设备__稿子糊化锅

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）1第1章绪论1.1啤酒发展简介啤酒经过几千年的发展历史，已成为世界上产量最大、酒精含量最低，营养非常丰富的酒种，是广大消费者普遍喜爱的大众型饮料。早在1977年7月在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上啤酒就被正式列为营养食品。1.1.1世界啤酒业的发展人类使用谷物制造酒类饮料已有几千年的历史。已知最古老的酒类文献，是公元前6000年左右巴比伦人用黏土板雕刻的献祭用啤酒制作法，公元前4000年美索不达米亚地区已有用大麦、小麦、蜂蜜制作的16种啤酒。公元前3000年起开始使用苦味剂，但首次明确使用酒花作为苦味剂是在公元768年。公元前18世纪古巴比伦国王汉穆拉比颁布的法典中，已有关于啤酒的详细记载。公元前1300年左右，埃及的啤酒作为国家管理下的优秀产业得到高度发展。啤酒的酿造技术是由埃及通过希腊传到西欧的。公元1～2世纪，古罗马政治家普利尼(公元62～113)曾提到过啤酒的生产方法，其中包括酒花的使用。17～18世纪，德国啤酒盛行，一度使葡萄酒不景气。19世纪初，英国的啤酒生产大规模工业化。19世纪中叶，德国巴伐利亚洲开始出现下面发酵法，酿出的啤酒由於风味好，逐渐在全国流行。德国在19世纪颁布法令，严格规定啤酒的原料以保持啤酒的纯度，而且由於实行下面发酵法和进行有规律的酵母纯粹培养，从而提高了啤酒的质量，成为近代慕尼黑啤酒享有盛誉的基础。17世纪初荷兰、英国的新教徒将啤酒技术带入美洲大陆，1637年在马萨诸塞建立了最初的啤酒工厂，不久，啤酒作为近代工业迅速发展，美国成为超过德国的啤酒生产大国。19世纪，酿造学家相继阐明有关酿造技术。1857年，L.巴斯德确立生物发酵学说；1845年，C.J.巴林阐明发酵度理论；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。目前全世界啤酒年产量已居各种酒类之首。1.1.2中国啤酒业的发展19世纪末，啤酒进入中国，1900年俄国人在哈尔滨市首先建立了啤酒厂，此后，不少外国人在东北和天津、上海、北京等地建厂，如东方啤酒厂，上海斯堪的纳维亚啤酒厂(上海啤酒厂前身)，哈尔滨啤酒厂，北京啤酒厂等，这些酒厂都由外国商人经营。中国人最早自建的啤酒厂是1904年在哈尔滨建立的东北三省啤酒厂，当时中国的啤酒业发展缓慢，分布不广，产量不大。生产技术掌握在外国人手中，生产原料麦芽和酒花齐齐哈尔大学毕业设计（论文）2都依靠进口。1949年以前，全国啤酒厂不到十家，总产量不足万吨。1949年后，中国啤酒工业发展较快，并逐步摆脱了原料依赖进口的落后状态。中国的啤酒于1954年开始出口。改革开放以后的20多年中，我国的啤酒工业飞速发展，实现了3级跳，1988年啤酒产量达到660多万吨，位居世界第三，1996年为1225万吨，超过德国跃居世界第二位，2002年为2386.83万吨，超过美国成为世界第一，2003年为2540.48万吨，稳居世界霸主地位。目前我国啤酒人均消费量已接近世界平均水平，并仍以每年约5％的增长率上升，技术装备也已达到或接近世界先进水平。1.2课程设计选题的目的和任务本次设计选择题目为年产10万吨12度经典啤酒工厂设计，重点设备糊化锅。本设计是在学习了啤酒的加工工艺、工厂设备概论等课程，经过工艺实验和工厂实习的基础上进行的，目的使同学们更进一步的了解啤酒加工生产的技术和要求，巩固所学的知识，培养同学们具备工厂工艺设计的能力。本次课程设计的任务是：1、了解世界啤酒的发展状况以及我国啤酒的历史状况、发展前景和国家有关规定。2、掌握啤酒生产工艺设计的范围、内容、基本方法和步骤，理论和实际相结合。3、熟悉发酵工厂设计说明书和工艺设计图的要求，了解工厂设计有关标准及技术经济和概算等内容和要求。4、通过实地调查、正确计算，结合所学的知识完成年产10万吨12度经典啤酒工厂的厂址选择，工艺设计，设备选型及工厂布置设计。1.3啤酒生产的国家标准啤酒的国家标准编号：GB4927—91国家技术监督局1991年9月10号批准，1992年8月1号实施1、引用标准：GB191包装储运图示标志GB2758发酵酒卫生标准GB4544啤酒瓶GB4928啤酒试验方法GB5739啤酒塑料周转箱GB6543瓦楞纸箱齐齐哈尔大学毕业设计（论文）3GB10344饮料酒标签标准2、技术要求感官要求：淡色啤酒的感官指标应符合表1-1的规定。表1-1啤酒指标项目优级一级二级外观透明度清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物尚清，较透明浊度，EBC1.01.52.0泡沫形态泡持性听装S210180120瓶装S180180色度EBC14O5.0—11.010O～12O5.0～9.55.0～11.05.0～14.08O5.0～12.0香气和口味具有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，柔和无异香、异味有较明显的酒花香气，口味纯正，较爽口，酒体协调，无异香、异味有酒花香气，口味较纯正，无异味3、啤酒的保质期瓶装，听装熟啤酒保质期不少于120天（优级一级）60天（二级）。瓶装鲜啤酒保质期不少于7天。罐装，桶装鲜啤酒保质期不少于3天。1.4课题研究的内容和方法1.４.1厂址选择厂区地理位置一般工厂选在城镇的郊区，因为本设计是年产10万吨12度经典的啤酒工厂，目标市场为重庆市区及以下区县。从有利于啤酒的生产和销售的角度考虑，将厂址选在重庆市涪陵李渡工业园区，涪陵区总人口118万人，2005年实现地区生产总值135.08亿元，财政收入18.15亿元，固定资产投资49.44亿元，工业总产值126.45亿元，全区综合经济实力位居重庆市各区（市）县前列。其地址位于长江边上，重庆一小时经齐齐哈尔大学毕业设计（论文）4济圈内，交通发达，水，电，煤资源丰富。涪陵是千里乌江第一城，处于长、乌两江交汇的三峡库区腹心地带，连接渝东南二十多个县市的经济走廊，近百亿的物资在此集散。涪陵区处长江上游交通枢纽的副枢纽。渝怀铁路、规划中渝利铁路、南涪铁路、渝涪高速、沪蓉高速、渝湘高速，三条铁路、三条高速公路穿越全境。铁、公、水综合交通网络初步成型，提高了内外通达能力。涪陵区是重庆一小时经济圈中的大城市，新兴的工业基地和区域性商贸物流中心。连锁经营、物流配送新型业态应运而生，具有承接重庆主城区一小时经济圈集聚幅射能力，城镇化率达49%。本工厂设计有合理的环境保护方案：工厂选在远离市中心的，水源丰富、地势平坦的李渡工业区。原料处理产生的粉尘，采用布袋除尘，排放浓度为7.3mg/m3。该废气通过不低于15m高排气筒排放，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准。燃气锅炉排放污染物NOx浓度约200mg/m3，SO2浓度约10mg/m3，烟尘浓度约26mg/m3。通过不低于8m高排气筒排放，满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）标准排放要求。啤酒厂的废水属于有害无毒性的二类废水，其长远影响小于第一类有害物质，但由于每生产100t啤酒，排放的废水中BOD相当于1.4万人的生活污水，若不经处理会严重污染环境。对于啤酒工厂生活及生产中的废水，由涪陵李渡工业区污水处理站统一收费处理，对废水处理后满足我国《工业废水排放标准》相关要求。1.４.2工艺选择1、保证产品质量符合国家的标准的前提下尽量采用成熟、先进的技术和设备。2、选择生产方法主要依据设计中对目的产物的质量及风味要求、原料的来源，种类和性质，选择经济可行的生产工艺。1.４.3设备的选择保证工艺生产的安全性和可靠性，经济上的合理性，技术先进，投资省，加工方便，运行费低，操作清洁方便。齐齐哈尔大学毕业设计（论文）5第2章啤酒工艺选择和论证2.1酿造啤酒的原料本设计是生产12度经典浓醇型淡色啤酒，麦芽要求质量高，成品麦芽淡黄色而有光泽感，麦芽香浓郁，牙咬发脆且松散。辅料选择大米，可使成品啤酒色泽较浅但仍保持品味的浓醇性。酿造用水取适于淡色啤酒酿造工艺的软水。酒花选用传统的苦型酒花以增加啤酒醇厚的感觉。由工艺需要选用下面发酵的酵母菌株，发酵度达到62－63%，双乙酰峰值低的即可。2.1.1大麦适于啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦。二棱大麦的浸出率高，溶解度较好；六棱大麦的农业单产较高，活力强，但浸出率较低，麦芽溶解度不太稳定。二棱大麦主要产地在我国南方地区，厂址所在的重庆地区即有二棱大麦生产基地，所以选择当地优质二棱大麦进行麦芽的制作。2.1.2大米大米淀粉含量高，无水浸出率也高，含油质较少。但大米淀粉的糊化温度比玉米高。以大米为辅助原料酿造的啤酒色泽浅。我国大米产量较高，成本选小于麦芽的，所以选用适当比例的大米作辅料也可是使生产成本降低。大米是我国用量最多的辅助原料。2.1.3酿造用水酿造用水是指糖化用水和洗糟用水，其水质状况对整个啤酒酿造的过程和啤酒成品的质量都有重要影响。酿造用水除了符合饮用水的标准外，还应符合酿造要求。通常，软水适於酿造淡色啤酒，碳酸盐含量高的硬水适於酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为：无色、无臭、透明、无浮游物，味纯正，无生物污染；硬度低；铁、锰含量低(含量高对啤酒的色、味有害，而且能引起喷涌现象)；不含亚硝酸盐。厂区可取清洁的地下水，水质，但由于含盐量较高，需经过处理，同时可取乌江的江水，此水水质较软，适合目的产品的酿造要求，但由于邻近城市受到了一些污染，所以也需要经过处理才可应用于生产。2.1.4酒花酒花又称啤酒花。使啤酒具有独特的苦味和香气并有防腐和澄清麦芽汁的能力。酒齐齐哈尔大学毕业设计（论文）6花始用于德国，学名为蛇麻，为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物。雌雄异株。酿造所用均为雌花。中国人工栽培酒花的历史已有半个世纪。始于东北。目前在新疆、甘肃、内蒙、黑龙江、辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。成熟的新鲜酒花经干燥压榨，以整酒花使用，或粉碎压制颗粒後密封包装，也可制成酒花浸膏，然后在低温仓库中保存。其有效成分为酒花树脂和酒花油。经典啤酒的酿造，啤酒酒花的用量约为0.2%左右。2.1.5酵母酵母是用以进行啤酒发酵的微生物。啤酒酵母又分上面发酵酵母和下面发酵酵母。啤酒工厂为了确保酵母的纯度，进行以单细胞培养法为起点的纯粹培养。为了避免野生酵母和细菌的污染，必须严格啤酒工厂的清洗灭菌工作，酿造啤酒的酵母用量一般为0.35%～0.45%。对于酿造淡色啤酒，酵母的添加量可适当高一些。但需限制后酵中的酵母浓度。以防止高级醇的形成，导致啤酒有上头的感觉。2.2工艺技术指标2.2.1工艺技术指标及啤酒生产新技术啤酒质量标准各国不尽相同，中国的啤酒质量标准如下：中华人民共和国国家标准(11度、12度优级淡色啤酒，GB4927-85)适用于以麦芽为主要原料，加酒花经酵母发酵酿制而成的、含有CO2的、起泡的、低酒精度的优级淡色啤酒。感官指标、理化指标应符合感官指标规定及啤酒的理化指标规定。保存期：11度、12度啤酒，保存期≧120天。啤酒的质量问题主要有以下3个：1、非生物稳定性：指不是由於微生物污染而产生浑浊沉淀现象的可能性。啤酒是一种稳定性不强的胶体溶液，在保存过程中易产生浑浊沉淀现象，最常见的啤酒非生物浑浊是所谓蛋白质浑浊。2、风味异常：由於原料﹑生产工艺﹑酵母﹑生产过程中的微生物管理等问题，可引起啤酒的风味异常。主要表现为：口味粗涩，苦味不正，有氧化味等。3、喷涌现象：啤酒在启盖後发生不正常的窜沫现象。严重时会窜出流失多半瓶啤酒，其主要原因为原料大麦在收获时受潮感染上霉菌等。2.2.2啤酒生产新技术1、浓醪发酵：1967年开始应用於生产。是采用高浓度麦汁进行发酵，然后再稀释成规定浓度成品啤酒的方法。它可在不增加或少增加生产设备的条件下提高产量。原麦齐齐哈尔大学毕业设计（论文）7汁浓度一般为16度左右。2、快速发酵：通过控制发酵条件，在保持原有风味的基础上，缩短发酵周期，提高设备利用率，增加产量。其工艺控制条件为：在发酵过程某阶段提高温度；增加酵母接种量；进行搅拌。3、连续发酵：1906年已有啤酒连续发酵的方案，但直到1967年才得到工业化的应用。主要应用国家有新西兰﹑英国等。由於菌种易变异