啤酒发酵车间设计

1年产10万吨啤酒的发酵车间设计2目录一、绪论........................................................................................................................3（一）设计题目.....................................................................................................3（二）参数...........................................................................................................3（三）内容简介...................................................................................................3二、生产工艺简介........................................................................................................4（一）全厂工艺流程图.........................................................................................4（二）原料.............................................................................................................5（三）麦芽汁制备工艺.......................................................................................6（四）啤酒发酵...................................................................................................10三、车间物料衡算......................................................................................................14（一）工艺计算...................................................................................................14（二）车间物料衡算表.......................................................................................16四、车间热量衡算......................................................................................................16（一）工艺流程示意图.......................................................................................16（二）工艺计算...................................................................................................17（三）热量衡算表...............................................................................................19五、车间用水量衡算..................................................................................................19六、设备计算与选型..................................................................................................21七、设备装配图..........................................................................................................23八、车间设备布置......................................................................................................25九、设计总结..............................................................................................................27十、参考文献..............................................................................................................283一、绪论（一）设计题目年产10万吨啤酒的发酵车间设计（二）参数1、每年生产300天，产品啤酒10o2、定额指标：原料利用率98.5%麦芽水分5%大米水分12%无水麦芽出芽率75%无水大米浸出率95%3、各生产阶段损失率：麦芽汁冷却澄清损失：热麦芽汁量的5%主发酵损失：冷麦汁量的1.5%过滤和灌装损失：啤酒量的2%（三）内容简介随着中国经济的快速发展，人们生活水平的提高，啤酒作为含酒精量最低的饮料酒,由于其营养丰富且价廉物美已受到越来越多消费者的喜爱，已经逐步成为人们大众最喜爱的饮料之一。从1903年啤酒进入中国市场到今天，我国啤酒产量逐年增加，已成为世界啤酒产量最大的国家，由此可见啤酒在我国的发展速度之迅猛。然而，我国啤酒产量却仅以每年10%的速度增加，这说明啤酒在我国还无法完全满足人们日益增长的物质文化需求，中国啤酒市场拥有非常广阔的前景，为生产提供了可行性保证。本设计为年产10万吨10°P啤酒厂发酵车间工艺设计，其生产原料为大麦4麦芽和大米，生产旺季占全年产量的80%，全年生产天数为300天，设计的主体为发酵车间，主体设备为发酵罐。首先对原料、制备、糖化、发酵工艺进行选择及论证，再通过物料和热量衡算确定糖化车间主要设备的容量和数量，对发酵车间附属设备进行选型，对发酵罐进行结构及强度设计，在此基础上，对主体设备发酵罐进行设计计算，最后绘制出发酵车间设备平面布置图，发酵车间带控制点流程图和全厂工艺流程方块图。二、生产工艺简介（一）全厂工艺流程图麦槽酒花↑↑麦芽→粉碎→糖化→过滤→混合麦汁→煮沸→沉淀→冷却→充氧→↑↓↓↓大米、麦芽→粉碎→糊化酒花糟热凝固冷凝固物扩培酵母↓→麦芽汁→发酵→贮酒→粗滤→精滤→清酒→装瓶→卸箱→验瓶→↓酵母泥↓剩余酵母→洗瓶→检验→罐酒→压盖→检验→杀菌→贴标→喷码→检验→装箱5（二）原料1、麦芽大麦是啤酒生产的最重要的原料，先将其制成麦芽，再用于酿酒，麦芽不仅含有较高的淀粉，而且为糖化生产提供了各种丰富的酶系和含氮物质，为后续发酵过程提供良好的物质基础。现今社会的社会分工越来越细，各生产要素越来越专业化。本啤酒厂采用优质一级以上浅色麦芽，粒大皮薄，有明显的麦芽香味、无异味。2、酒花酒花对啤酒的质量十分重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，影响啤酒的口味和香气，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫的起泡性和泡持性，能增加麦汁和啤酒的生物稳定性，而且有一定的防腐和澄清麦汁的能力。啤酒厂直接使用酒花的比例越来越少，新的酒花制品不断受到厂家的欢迎。酒花制品具有以下优点：酒花制品所含有效苦味成分α－酸高，在无氧低温下储存，α－酸损失小，便于运输和长期储藏，费用低；酒花制品质量稳定；使用酒花制品可以提高有效成分利用率；酒花制品可实现自动计量添加。酒花制品包括酒花粉末、颗粒酒花、颗粒酒花等。酒花粉的体积比整酒花的体积并没有缩小太多，使用不方便，易损失，故较少使用。通常把粉状酒花加工成颗粒酒花。颗粒酒花与粉末酒花相比，体积和质量减少，便于运输和储藏。颗粒酒花已成为世界上使用最广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的50％以上。本设计采用颗粒酒花。3、酵母酵母在麦汁中起物质转化作用。采用嘉士伯酵母，该酵母是汉生氏从丹麦嘉士伯啤酒厂分离培养出来。使用的酵母为嘉士伯一号，细胞椭圆形，菌体大小为（7－10）×（3－5）微米，发酵度高。4、水工厂用水一部分用于酿造啤酒，包括投料用水、洗槽水、啤酒稀释用水等，6而大部分用于冲刷、清洗及冷却系统用水。啤酒含量最多的成分是水。水中各种离子在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。啤酒厂水源选择的依据是符合我国生活饮用水标准（GB5749－1985）；水量应充足稳定；冷却用水的水温越低越好；在符合经济性的前提下尽可能采用地下水，地表水水质不稳定。地表水最大的缺点是水中含有盐很少，水质软，缓冲能力差，一般pH值较低，对铁制和钢制设备有腐蚀作用。5、辅料啤酒生产中的辅料有大米、玉米、小麦、糖和淀粉糖浆等。辅料的质量对啤酒的品质影响很大。麦芽的价格远高于不发芽的大米、玉米、小麦等谷物，在麦汁制造过程中采用合适比例的辅料，可提供廉价的浸出物或糖类，虽然增加辅料加工设备，加大热能消耗，有时要添加酶制剂等增大费用，但减少麦芽的使用量，总成本降低，所以使用辅料具有经济性。辅料在糖化时使用的配比在20％－50％之间。大部分辅料含很少的可溶性氮，几乎没有增多麦汁中的含氮成分，所以可以降低麦汁总氮，提高啤酒的非生物稳定性[2]。由于本啤酒厂地处南方地区，盛产大米。而且用大米作辅料生产的啤酒，色度低、口味清爽、泡沫细腻、非生物稳定性高，故采用大米作为辅料。（三）麦芽汁制备工艺1、原料的粉碎及输送在啤酒生产中，不单要考虑物料粉碎操作的经济性，更应该考虑啤酒酿造的特殊要求：（1）麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质的溶解，影响啤酒风味。（2）皮壳和原料物质中不容性物质粉碎过细，会增加过滤阻力。影响过滤操作。（3）淀粉等储藏物质的粉碎细度，不但影响酶促反应速率，也影响到反应深度即影响到麦汁组成。（1）麦芽的粉碎麦芽粉碎的方法主要有：干法粉碎，湿法粉碎，回潮干法粉碎，以及连续调7湿粉碎。本设计采用麦芽湿法粉碎，湿法粉碎全部操作有：浸渍→磨碎→匀浆→泵出。在0.5-2小时内完成一批投料，根据日加工量，选择适当的机器台数。粉碎过程应尽量缩短麦芽在机器内的停留时间，以防止受到污染。湿法粉碎麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎胚乳带水研磨均匀，糖化速度快。湿法粉碎可提高过滤速度20%-25%或提高投料量，麦糟层厚度可达500-600mm,但不影响过滤。（2）大米的粉碎大米采用对辊碎机进行干法粉碎，大米的粉碎度越细越好，以增加原料与水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化。2、糖化糖化过程是利用麦芽中各种水解酶在适宜的条件下将原料中的不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质等）分解为可溶性的低分子物质。糖化方法包括以下几种：煮出糖化法：一次煮出糖化法、二次煮出糖化法、三次煮出糖化法。浸出糖化法：升温浸出糖化法、降温浸出糖化法。其他方法：复式一次煮出糖化法、复式煮浸糖化法、谷皮分离糖化法、外加酶制剂糖化法、其他特殊糖化法。煮出糖化法是指麦芽醪