1、魯東大學工廠設計項目策劃書魯東大學設計題目：年產10萬噸啤酒工廠設計姓名 院系生命科學學院專業生物工程年級學號指導教師目 錄一.可行性研究報告31.1 總論31.2 項目建設的目的和意義31.3 產品方案及需求預測41.4 建廠條件及廠址選擇41.5 項目實施預規劃及資金支付61.6 經濟效益及社會效益的初步估算.6二.總平面布局.7三.淡色啤酒生產的工藝設計.73.1 原料.73.2 生產工藝.8 四工藝計算104.1 100000t/a啤酒廠糖化車間的物料衡算 .104.2 100000t/a啤酒廠糖化車間的熱量衡算.124.3 100000t/a啤酒廠發酵車間的耗冷量衡算.154.4 年

2、產10萬噸12度啤酒的用水量計算.184.5 總容積200立方米啤酒錐底發酵罐計算.19五.設備計算及選型.205.1 主要設備的計算205.2 設備清單21六.工廠布局.22七.啤酒工廠衛生227.1 工廠設計規范227.2 廠庫環境衛生227.3 廠區設施衛生227.4 車間衛生227.5 廠區公共衛生22八.環境保護與綜合利用.238.1 環保治理工藝的設計原則：238.2 三廢處理23九. 經濟技術及概算.239.1人力資源配置.239.2產品成本及利潤估算.24十總結.25參考文獻.25一.可行性研究報告1.1 總論1.1.1 項目名稱 ：年產100000噸啤酒工廠設計1.1.2 承

3、辦單位 ：青島三德工藝品有限公司昌邑得益工藝品有限公司1.1.3 項目地址 ：濰坊市昌邑飲馬工業園區1.1.4 項目經理 ：楊玉琨1.2項目建設的目的和意義1.2.1 提出背景和依據啤酒是夏秋季防暑降溫解渴止汗的清涼飲料。據醫學和食品專家們研究，啤酒含有4%的酒精，能促進血液循環;含二氧化碳，飲用時有清涼舒適感;還能幫助消化，促進食欲。啤酒花含有蛋白質、維生素、揮發油、苦味素、樹脂等，具有強心、健胃、利尿，鎮痛等醫療效能，對高血壓病、心臟病及結核病等均有較好的輔助療效。產婦喝啤酒，以增加母體乳汁，使嬰兒得到更充分的營養。適量適用啤酒對心臟和高血壓患者亦有一定療效。啤酒生產是采用發芽的谷物作原料

4、,經磨碎,糖化,發酵等工序制得.。在古代中國,也有類似于啤酒的酒精飲 料,古人稱之為醴.大約在漢代后,醴被酒曲釀造的黃酒所淘汰.清代末期開始,國外的 啤酒生產技術引入我國,新中國成立后,尤其是80年代以來,啤酒工業得到了突飛猛進 的發展,到現在中國已成為世界第二啤酒生產大國.如今可說是中國的啤酒工業進入了旺盛的成熟期,一方面, 啤酒工業繼續以高速度 發展,在高速發展的同時,開始對啤酒的質量, 啤酒工業的經濟效益更加重視,啤酒工業的規 模按照國際上的慣例,開始向大型化,集團化方向發展.一些中小型啤酒廠被大型啤酒廠兼并.1.2.2 投資的必要性和經濟意義現在我國啤酒產量方面躍居世界第二位，而且在質

5、量、技術、裝備水平等方面也都有了較大幅度的提高，充分顯示了我國啤酒工業強勁的發展勢頭。但是，我國啤酒與世界發達國家相比，仍有很大差距。我國啤酒廠不合理企業規模偏多，達不到啤酒生產應有的經濟規模。通過對國內外技術經濟指標的數據分析得出，10萬噸年規模以上的啤酒廠才有較好的技術經濟指標水平。而現在這樣的酒廠還較少，多數是設備陳舊、老化，生產能力不足，設備的自動化程度不高，工藝落后的小酒廠。所以建設一個現代化的 大規模的啤酒廠勢在必行。1.2.3 產品優勢經過10年有價值的健康研究，專家們發現，經常性、中度啤酒攝入量即每天12杯12盎司(350毫升)啤酒對于男性和女性都有益，特別是如果你正面臨衰老或

6、受到最常見疾病的困擾。而以下7個你夢寐以求的好處，啤酒都可以帶給你。1護心臟健康：大量的研究表明，適度飲酒，包括啤酒，可降低患心臟病的危險。2護血管：適度喝啤酒也有助于防止血栓形成，預防缺血性腦中風。3低糖尿病風險：研究顯示，糖尿病人中度飲酒也能減少最大的殺手冠心病發作的風險。這可能是因為，飲酒會增加胰島素敏感性或消炎作用。4提高認知能力：報告表明，適量飲酒可能讓婦女獲得更好的認知能力，65歲以上的老年人每周飲用16杯含酒精的飲料，和禁酒、酗酒相比，患老年癡呆癥的風險較低。5骨骼強壯：研究表明，啤酒在預防骨質流失與重建男性骨量上面可以發揮作用。1.3產品方案及需求預測1.3.1 產品方案以麥芽

7、為主要原料,加酒花, 經酵母發酵釀制而成 的,含有二氧化碳氣、起泡的低酒精度飲料。其產過程分為麥芽制造、麥芽汁制造、前發酵、后發酵、過濾滅菌、包裝等幾道工 序。1.3.2 占地面積廠區占地30畝，約合20000平方米，廠區內建筑總面積15000平方米（車間均是單層的標準簡易房，辦公樓和職工宿舍等是多層），綠化面積5000平方米，1.3.3 產品需求初步預測2007年至2010年，啤酒行業面臨著較好的發展際遇：國民經濟持續快速發展和城市化水平的提高，給行業發展創造了巨大的需求空間；西部大開發、振興東北地區等老工業基地、促進中部崛起和建設社會主義新農村等重大發展戰略，為啤酒行業創造了新的發展機遇；

8、全球經濟和區域經濟一體化進程的加快，為我國啤酒行業在更大范圍內配置資源、開拓市場創造了條件。此外低度淡爽成啤酒的流行口味，且啤酒消費需求分層很快，但啤酒本身的特性不會因需求的多樣化而消失，大眾消費者養成的消費習慣不會很快改變，所以傳統型消費仍是消費主流。所以，根據市場調查分析，中國的啤酒市場還是有很大的前景，可根據人們口味的不同生產適合不同人群的需求。1.4 建廠條件及廠址選擇1.4.1主要原料，燃料，動力供應1.4.1.1原料供應： 主要是發酵培養基原料和菌種，通過購買的方式獲得。水在啤酒釀造的過程中起著非常重要的作用。啤酒釀造所需要的水質的潔凈外，還必須去除水中所含的礦物鹽（一些廠商聲稱采

9、用礦泉水釀造啤酒，則是出于商業宣傳的目的）成為軟水。早先的啤酒廠建造選址得要求非常高，必須是有潔凈水源的地方。宜興工業較發達，水質好且水源充足，適宜建造啤酒廠。1.4.1.2水，電，熱，燃料供應在濰坊市飲馬工業園投資的各類項目，由管委招商局負責將道路、供排水、供電、供熱、通信配套至項目用地紅線。交通：濰坊市昌邑飲馬工業園地理位置優越，地處濟青高速第16出口處，下高速以后公路都是二級公路，交通便捷。供水：濰坊市昌邑飲馬工業園區自來水管網完備，水源直接引自40公里以外的峽山水庫（山東省規模最大的水庫），是優質的天然礦泉水。供電：園區供電、供水、燃氣、蒸汽、排污等基礎設施一應俱全，電力充足而價廉，建

10、有變電站3座，熱電廠1家，確保了園區的供電和供熱。天然氣：國家“西氣東輸”工程管線貫通園區，優質廉價的天然氣為企業提供了能源保障。商檢：開發區設有商品檢驗檢疫局，依法對進出口商品進行商品檢驗，實施出口商品普遍優惠制，簽發一般產地證書，對進出口商品質量鑒定和企業的資產價值鑒定。銀行：中國各商業銀行均在發區開設有支行，為投資者提供貸款服務，辦理開設帳戶和國際、國內結算業務，外匯調劑和管理。 生活設施：昌邑市建有五星級酒店、三星級酒店及各種檔次的賓館、酒店、購物商場、醫院和學校（幼兒園、中小學、職業中專）等。設施先進的醫院、電視接收系統、高爾夫球練習場、保齡球等健身旅游設施也已建成，可以提供舒適、良

11、好的商務和生活服務。1.4.2建廠條件和廠址初步方案1.4.2.1建廠條件：濰坊市昌邑飲馬工業園氣候條件適宜，酵母菌生產溫度為2528，水源充足，交通便利，地理位置十分優越，利于產品的出口與運輸。1.4.2.2廠址選擇： 公司欲建在濰坊市昌邑飲馬工業園。 中國濰坊市昌邑飲馬工業園作為承接資本、技術、產業轉移的重要平臺，以其國家級園區的品牌優勢、優越的地理區位、充足的發展空間、堅實的產業基礎、良好的人居環境和有序的法治環境，不斷彰顯獨特魅力，必將成為承接新一輪產業資本轉移并蓄勢發展的首選置地。 昌邑得益工藝品有限公司在濰坊市昌邑飲馬工業園擁有一塊60畝（約40000平方米）的工業用地，經過前期接

12、洽，已于該公司達成初步共識，該公司愿意以提供土地30畝(約20000平方米)的投資方式并投資800萬元資金控股26%。1.4.3 公用工程和輔助工程的初步方案1.4.3.1公用工程給排水工程清洗用水采用自來水。儲水設施有防污染措施。儲水設備定期清洗，消毒。清洗用水為活性炭過濾器處理的自來水。鍋爐用水為鈉離子交換器處理的自來水。供水由市自來水管網供給。供氣工程采風器從室外采風，經過氣壓機，緩沖罐，冷卻器，分離器，去霧器，空氣儲罐，加熱器，過濾器等設備提供發酵過程中空氣。動力工程采用雙回路供電體系，供電設備由變壓器、變電柜和控制室，以及各種供電線網組成，動力系統的設計和安裝由供電局負責制冷系統通過

13、制冷設備提供，選購lslgf300制冷機組三套、配電控柜xls3-85一套和bnb-150涼水塔2個給水泵組成制冷系統。主要提供發酵過程冷卻水，滅菌后的罐體和培養基降溫冷卻水。供熱工程設備主要是鍋爐及附屬的軟化水設備，自來水經軟化除去無機鹽離子，獲得軟化水，其經鍋爐燃燒后，將軟化水變成高溫高壓蒸汽，通過管道與發酵生產設備相連接用于滅菌。鍋爐燃煤。1.4.3.2輔助工程項目須土建的設施依據生產流程，有原料庫、成品庫、包裝材料庫、鍋爐房、機修車間、污水處理車間等，另外，廠區還設有展廳、參觀走廊、食堂、運動場、停車處等附屬設施1.4.3.3環境保護本著高技術、低成本、原水水質可靠、運行管理方便的原則

14、，建設廢水處理車間（附表）。為了貫徹可持續發展戰略，嚴格執行國家關于工廠環境的建廠標準，為達到國家建廠標準，本公司環境設計將執行如下標準：環境空氣質量標準 gb5059-1996 大氣污染物綜合排放標準 gb16297-1996地面水環境質量標準 gb3838-1996污水綜合排放標準 gb8978-1996工業企業長界噪聲標準 gb12348-19901.5項目實施預規劃及資金支付1.5.1項目工期十二個月，進度安排為; 2010年7-8月完成項目材料并設計 2010年8-9月進行工程勘測和設計 2010年9-10月完成工藝設計并籌集資金 2010年11-12月利用籌集資金進行土建工程并考察

15、訂購設備 2011年1-2月前期募集資金到位，土建完成，設備到位安裝并購進原料 2011年2-3月設備安裝并調試 2011年3月項目完成投產1.5.2投資結算和資金籌集方案項目總投資：5125萬元（包括得益工藝品公司提供的30畝土地，按每畝20萬元共計600萬元）。其中土建工程：1425萬元（土地價值600萬元，廠區建設費用825萬元），設備及運輸安裝費2500萬元，建設期不可預見費用： 200萬元，流動資金：1000萬元。 籌集資金方法：昌邑得益工藝品有限公司出資800萬元，提供土地30畝（價值600萬元），控股26%；青島三德工藝品有限公司出資925萬元，控股 %；青島啤酒有限公司出資20

16、00萬元，控股36%；風險投資出資1400萬元（和其它公司基本達成合作意向后拉攏風投公司融資），控股26%；1.6 經濟效益及社會效益的初步估算1.6.1經濟效益 項目完成后可年啤酒10萬噸，項目年銷售：50000萬元， 年總成本費用：70200萬元， 扣稅款后的凈利潤4800萬元。1.6.2社會效益 項目建成后的意義是：可以提供一定的就業崗位，緩解就業壓力，還可以帶動其他服務行業的發展。增加國家的收入，為國家的發展作出一定的貢獻。1.6.3結論與建議 本項目投產結構合理，投資少，效益高，投資回收期短，并符合國家節約電力資源鼓勵用電企業熱電聯產產業政策，社會效益和經濟效益顯著，此項目切實可行。

17、二.總平面布局2.1 廠區規劃工廠總面積：20000建筑總面積：13506(4800+1600+1600*3+480*2+800+48*2+450) 綠化面積：80002.2 總平面設計（附圖1）全廠可分為：生產區、輔助生產區、辦公生活區及綠化區等幾部分，土建總占地面積9778，其中：1、生產區：4800第一車間（粉碎車間，菌種制備實驗室,制麥車間,糖化車間,發酵車間）：2700 （90m*30m*8m）第二車間（后酵車間）：1050(42m*25m*8m）第三車間（灌裝車間）：1050(42m*25m*8m)2、輔助生產區：1600 第四車間(成品庫)：800(40m*20m*8m)第五車間

18、(水處理車間，配電室,鍋爐房)：800(40m*20m*8m)3、辦公及生活區：3378辦公樓：1600(80m*20m*3.5m*3層)職工宿舍：480(60m*8m*3m*2層)餐廳：800(40m*20m*3.5m)門衛室：48(8m*3m*3.5m*2個)停車區：450(90m*5m)4、綠化面積：8000三.淡色啤酒生產的工藝設計3.1原料3.1.1 菌種 酵母是真菌類的一種微生物。在啤酒釀造過程中，它把麥芽和大米中的糖分發酵成啤酒，產生酒精、二氧化碳和其他微量發酵產物。這些微量但種類繁多的發酵產物與其它那些直接來自于麥芽、酒花的風味物質一起，組成了成品啤酒誘人而獨特的感官特征。有兩

19、種主要的啤酒酵母菌："頂酵母"和"底酵母"。用顯微鏡看時，頂酵母呈現的卵形稍比底酵母明顯。"頂酵母"名稱的得來是由于發酵過程中，酵母上升至啤酒表面并能夠在頂部撇取。"底酵母"則一直存在于啤酒內，在發酵結束后并最終沉淀在發酵桶底部。"頂酵母"產生淡色啤酒，烈性黑啤酒，苦啤酒。"底酵母"產出貯藏啤酒和pilsner。我們所用菌種欲從德國貝克公司購得。 3.1.2 水 啤酒釀造所需要的水質的潔凈外，還必須去除水中所含的礦物鹽成為軟水。出于環保的考慮，放棄采用價格相對便宜的地下水，而

20、開始采用價格相對較貴的自來水，水在水處理車間經過濾和處理后通過管道通到發酵車間。3.1.3 麥芽 大米麥芽由大麥制成。大麥是一種堅硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因為用大麥制成麥芽比小麥、黑麥、燕麥快，所以才被選作釀造的主要原料。大米是主要的輔料。我們所用大麥是從澳州購得。3.1.4 酒花酒花是屬于蕁麻或大麻系的植物。酒花中有結球果的組織，正是這些結球果給啤酒注入了苦味與甘甜，使啤酒更加清爽可口，并且有助消化。我們所用酒花是從德國購買的hallertau hersbrack.。3.2生產工藝工藝流程簡圖(一) 制麥車間 大麥通過發芽過程將內含的難溶性淀粉轉變為用于釀造工序的可溶性糖類。除了一

21、般的麥芽，還可使用結晶麥芽或烘烤的麥芽作為各種釀造類型的成份。結晶麥芽是經由蒸汽處理的麥芽，慢慢燉煮后再干燥處理，它的顏色較黑，并有如咖啡般的味道。烘烤過的麥芽經干燥后在熱度較高的回轉鼓室中烘烤處理，它能使啤酒含有焦味，顏色變黑。工藝流程大麥的清選 大麥分級 浸麥 大麥發芽 麥芽干燥 除根 。所用設備有風力粗選機、精選機、分級篩、浸麥槽、薩拉丁發芽箱、干燥爐、除根機(二) 糖化車間 水和蒸汽 麥芽 大米粉碎 糊化鍋 糖化槽 麥汁過濾槽 煮沸鍋 麥糟麥芽粉碎：這一過程必須保護麥皮，采用濕法粉碎，麥芽粉碎前，對麥芽進行浸泡處理。這樣麥皮以及麥芽內容物就會吸收水分，變得有彈性，麥芽內容物也能從麥皮中

22、被分離出來并被粉碎，而麥皮幾乎沒有損傷，使過濾能力得以改善，粉碎得很細的麥芽內容物能更好地被分解。糊化鍋：首先將一部分麥芽、大米、玉米及淀粉等輔料放入糊化鍋中煮沸。 糖化槽：往剩余的麥芽中加入適當的溫水，并加入在糊化鍋中煮沸過的輔料。此時，液體中的淀粉將轉變成麥芽糖。 麥汁過濾槽：將糖化槽中的原漿過濾后，即得到透明的麥汁（糖漿）。 煮沸鍋：向麥汁中加入啤酒花并煮沸，散發出啤酒特有的芳香與苦味。 (三) 發酵車間發酵罐：在冷卻的麥汁中加入啤酒酵母使其發酵。麥汁中的糖分分解為酒精和二氧化碳，大約一星期后，即可生成"嫩啤酒"，然后再經過幾十天使其成熟。 (四) 精煉糖車間精煉糖：

23、在某些啤酒中精煉糖是重要的添加物。它使啤酒顏色更淡，雜質更少，口味更加爽快。我們通過加入大米來獲取精煉糖，使啤酒的口味更加清爽，以符合消費者口味的需要。(五) 瓶、罐裝工序硅藻土過濾機的操作步驟包括：co2備壓充水排氣預涂粗硅藻土1mm3.5mm預涂混合硅藻土400500g/m2泵酒土混合液80300g/100l循環濾酒生產壓差保持0.020.04mpa/h結束頂酒排土清洗更新硅藻土將成熟的啤酒過濾后，即得到琥珀色的生啤酒 。裝瓶、裝罐機：釀造好的啤酒先被裝到啤酒瓶或啤酒罐里。然后經過目測和液體檢驗機等嚴格的檢查后，再被裝到啤酒箱里出廠。 洗瓶機：洗凈回收的啤酒瓶。 空瓶檢驗機：極其細小的傷痕

24、也不會放過。 感官檢查：由專門的負責人員進行實際品嘗。在確保其品質后，可出廠3.2.3糖化過程工藝控制糖化過程中，水與麥芽粉碎混合，由此使麥芽的內容物溶出，獲得浸出物。而浸出物的主要數量只能在糖化中通過酶的作用產生。酶在其最佳溫度范圍內發揮作用。酶的重要特性是它分解底物時的活力。這種活力取決于各種因素： 1. 溫度：酶的活力取決于溫度。 在一定溫度下酶的活力是可以改變的。在低溫下，酶活力幾乎可以無限度地保持，但隨著溫度的上升，酶的活力迅速下降。 2. ph值：因為隨著ph值的變化，酶的卷曲結構也會發生改變，所以酶的活力也取決于ph值。 以下物質的分解過程對釀造來講十分重要：淀粉分解；葡聚糖（麥

25、膠物質）的分解；蛋白質的分解。淀粉的分解，淀粉必須徹底分解成糖以及不使碘液變色的糊精。淀粉的徹底分解，不僅僅是因為經濟原因，而且不可分解的殘余淀粉還會導致啤酒出現糊化渾濁。3.2.4發酵過程工藝控制各種因素對淀粉分解的影響 1 溫度： 在6264長時間的糖化，可以得到最終發酵度較高的啤酒；若超過此溫度，在7275長時間糖化，則得到最終發酵度低、含糊精豐富的啤酒。糖化溫度的影響是非常大的，所以糖化時在各種淀粉酶的最佳作用溫度下進行休止，即：形成麥芽糖的休止溫度在6265淀粉酶的最佳作用溫度；糖化休止溫度在7275淀粉酶的最佳作用溫度；糖化終止并醪溫度在7678。 2.時間： 在糖化過程中，酶的作

26、用并不是均勻的。可將酶的活力劃分為兩個時間階段：（1） 1020min后達到酶的最大活力。在溫度6268之間，酶的最高活力較大。（2） 4060min后，酶的活力下降較快，然后下降變慢。 1. ph值： 醪液的ph值在5.55.6時，可以看作是兩種淀粉酶的最佳ph值范圍。與較高的醪液ph值相比較，在此ph值 下可提高浸出物濃度。形成叫多的可發酵性糖，提高最終發酵度。淀粉分解的檢查糖化時，必須將淀粉徹底分解致碘檢正常狀態；糖化終了時，借助碘檢檢查淀粉分解情況。由于碘液遇到淀粉和較大的糊精僅在冷醪中顯色，因此必須將碘檢醪液樣品冷卻。將冷醪液放在白瓷盆上或石膏棒上，然后滴入一滴0.02mol/l的黃

27、色碘液。糖化終了的醪液，碘檢時絕對不能出現變色；在麥汁煮沸終了，還必須進行碘檢（后糖化）。如果碘檢是出現變色現象，則說明此麥汁碘檢不正常。人們稱此為“藍色糖化”。那么由此生產的啤酒會出現“糊化渾濁”，因為較大分子的糊精是非溶性的。采取的不久措施是：取麥芽浸出液或頭道麥汁添加到發酵中的麥汁里在發酵的過程中，人工培養的酵母將麥芽汁中可發酵的糖份轉化為酒精和二氧化碳，生產出啤酒。發酵在八個小時內發生并以加快的速度進行，積聚一種被稱作"皺沫"的高密度泡沫。這種泡沫在第3或第4天達到它的最高階段。從第5天開始，發酵的速度有所減慢，皺沫開始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。酵母在發酵完麥

28、芽汁中所有可供發酵的物質后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在810天后發酵就完全結束了。四工藝計算4.1 100000t/a啤酒廠糖化車間的物料衡算啤酒廠糖化車間的物料平衡計算主要項目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。4.1.1 糖化車間工藝流程示意圖根據我國啤酒生產現況，有關生產原料配比、工藝指標及生產過程的損失等數據如表1所示。4.1.2 工藝技術指標及基礎數據根據表1的基礎數據，首先進行100kg原料生產12°淡色啤酒的物料計算，然后進行1000l 12°淡色啤酒的物料衡算，最后進行100000t/

29、a啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。表1 啤酒生產基礎數據項 目名 稱百分比（%）項 目名 稱百分比（%）定額指標無水麥芽浸出率75原料配比麥 芽75大 米25無水大米浸出率92啤酒損失率（對熱麥汁）冷卻損失3發酵損失1原料利用率98.5過濾損失1麥芽水分6裝瓶損失1大米水分13總 損 失64.1.3 100kg原料（75%麥芽，25%大米）生產12°淡色啤酒的物料衡算(1)熱麥計算 根據表1可得到原料收率分別為：麥芽收率為： 0.75*（100-6）/100=70.5%大米收率為： 0.92*（100-13）/100=80.04%混合原料收得率為： （0.75*70.5%+0.25*8

30、0.04%）*98.5%=71.79%由上述可得100kg混合料原料可制得的12°熱麥汁量為： （71.79/12）*100=598.3(kg)又知12°麥汁在20時的相對密度為1.084g/ml，而100熱麥汁是20時的麥汁體積的1.04倍，故熱麥汁（100）體積為：598.3*1000/1.084*1.04/1000=574(l)(2)冷麥汁量為：574*(1-0.03)=556.8(l)(3)發酵液量為：556.8*(1-0.01)=551.2(l)(4)過濾酒量為：551.2*(1-0.01)=545.7(l)(5)成品啤酒量為：545.7*(1-0.01)=540

31、.2(l)4.1.4生產1000l12°淡色啤酒的物料衡算根據上述衡算結果知，100kg混合原料可生產12°淡色成品啤酒540.2l，故可得以下結果：（1）生產1000l12°淡色啤酒需耗混合原料量為：（1000/540.2）*100=185.1 (kg)（2）麥芽耗用量為：185.1*75%=138.8(kg)（3）大米耗用量為：185.1-138.8=46.3(kg)（4）熱麥汁量為：（1000/540.2）*574=1063(l)（5）酒花耗用量：對淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故為：(1000/540.2) *574*0.2%=2.13(kg)

32、（6）冷麥汁量為：（1000/540.2）*556.8=1031(l)（7）濕糖化糟量 設熱電廠出的濕麥芽糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量為：（1-0.06）（100-75）/（100-80）*138.8=163.1(kg)而濕大米糟量為：（1-0.13）（100-92）/（100-80）*46.3=16.11(kg)故濕糖化糟量為：163.1+16.11=179.2(kg)（8）酒花糟量 設麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：（100-40）/（100-80）*2.13=6.39(kg)4.1.5 100000t/a 12°淡色啤酒釀造車間物料

33、衡算表設生產旺季每天糖化6次，而淡季則糖化4次，每年總糖化次數為1500次。由此可計算出每次投料量及其他項目的物料平衡。把上述的有關啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結果，整理成物料衡算表，如表2所示。糖化一次的體積為100000t*1000kg/t÷1500÷1012kg/m3=65.88m3=65.88*1000l表2 啤酒廠釀造車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料1000l 12°度淡色啤酒糖化一次定額量100000t/a啤酒生產混合原料kg100185.112194.418291582大麥kg75138.89144.113716216大米kg254

34、6.33050.24575366酒花kg1.202.31152.2228274.2熱麥汁l574106370030.4105045660冷麥汁l556.8103167922.3101883420濕糖化糟kg96.78179.211805.717708544濕酒花糟kg3.456.39421631459.8發酵液l551.2102067197.6100796400過濾酒l545.7101066538.899808200成品啤酒l540.210006588098820000備注：12度淡色啤酒的密度為1012kg/m34.2 100000t/a啤酒廠糖化車間的熱量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化

35、工藝，下面就以為基準進行糖化車間的熱量衡算。工程流程示意圖如圖2所示，其中的投料量為糖化一次的用料量（計算參照表2）4.2.1糖化用水耗熱量q1根據工藝，糊化鍋加水量為：m1=（3050.2+610.04）*4.5=16471.08 (kg)式中，3050.2kg為糊化一次大米粉量，610.04kg（3050.2*20%）為糊化鍋加入的麥芽粉量（即為大米量的20%）而糖化鍋加水量為： m2=8534.06*3.5=29869.21 (kg)式中，8534.06kg為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量，即9144.1-610.04=8534.06 (kg)故糖化總用水量為：mw=m1+m2=16471

36、.08+29869.21=46340.29 (kg) 自來水的平均溫度取t1=18,而糖化配料用水溫度t2=50,故耗熱量為： q1=mwcw(t2-t1)= 46340.29*4.18*(50-18) =6198477.19(kj) 圖3 啤酒廠糖化工藝流程圖 3050.2 8534.06 610.04 1. 第一次米醪煮沸耗熱量q2由糖化工藝流程圖（圖3）可知: q2= q21q22q23 4.2.2.1糖化鍋內米醪由初溫t0加熱到100的耗熱量q21q21=m米醪c米醪（100-t0）(1)計算米醪的比熱容m米醪根據經驗公式m容物=0.01(100-w)c0+4.18w進行計算。式中w為

37、含水百分率；c0為絕對谷物比熱容，取c0=1.55kj/(kgk).c麥芽=0.01（100-6）*1.55+4.18*6=1.71kj/(kgk)c大米=0.01（100-13）*1.55+4.18*13=1.89kj/(kgk)c米醪=（m大米c大米+m麥芽c麥芽+ m1cww）/(m大米+m麥芽+ m1) =(3050.2*1.89+610.04*1.71+16471.08*4.18)/(3050.2+610.04+16471.08) =3.76 kj/(kgk)(2) 米醪的初溫t0，設原料的初溫為18，而熱水為50，則t0=（m大米c大米+m麥芽c麥芽）*18+ m1cww*50/(

38、 m米醪c米醪) =(3050.2*1.89+610.04*1.71)*18+16471.08*4.18*50/（36669.6*3.76）=25.9其中m米醪=36669.6（kg）（3）把上述結果代如1中，得： q21=36669.6*3.76*（100-47.1）=7293730kj 4.2.2.2煮沸過程蒸汽帶出的熱量q22設煮沸時間為40min，蒸發量為每小時5%，則蒸發水量為：v1=m米醪*5%*40/60=36669.6*5%*40/60=1222.32 kg 故q22= v1i=1222.32*2257.2=2759021kj 式中，i為煮沸溫度（約為100）下水的汽化潛熱（k

39、j/kg）4.2.2.3熱損失q23米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次的耗熱量的15%，即： q23=15%（q21+q22） 4.2.2.4由上述結果得：q2=1.15（q21+q22）=1.15*（729373+2759021）=4011653kj 4.2.3第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量q3按照糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應為63，故混合前米醪先從100冷卻到中間溫度t0。4.2.3.1糖化鍋中麥醪中的t已知麥芽初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度為：m麥醪=m麥芽+m2=8534.06+29869.21=38403.27kg c麥醪=（m

40、麥芽c麥芽+m2cw）/（m麥芽+m2）=（8534.06*1.71+29869.21*4.18）/（8534.06+29869.21） =3.63kj/(kg.k)t麥醪=（m麥芽c麥芽*18+m2cw*50）/（m麥醪c麥醪） =（8534.06*1.71*18+29869.21*4.18*50）/（38403.27*3.63） =46.67 4.2.3.2根據熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：m混合=m米醪+m麥醪=36669.6+38403.27=75072.87kg c混合=（m米醪c米醪+m麥醪c麥醪）/（m米醪+m麥醪） =(36669.6*

41、3.76+38403.27*3.63)/(36669.6+38403.27)=3.69kj/（kgk）t =（m混合c混合*t混合-m麥醪c麥醪*t麥醪）/（m米醪c米醪） =（75072.87*3.69*63-38403.27*3.63*46.67）/（36669.6*3.76）= 79.39因此溫度只比煮沸溫度低20.61度，考慮到米醪到糊化鍋到糖化鍋輸送過程的 熱損失，可 不必加中間冷卻器。4.2.3.3由上述結果得q3q3=m混合c混合（70-63）=75072.87*3.69*（70-63）=1939132（kj） 4.2.4第二次煮沸混合醪的耗熱量q4由糖化工藝流程可知： q4=q

42、41+q42+q434.2.4.1混合醪升溫至沸騰所耗熱量q41（1）經第一次煮沸后米醪量為：m米醪=m米醪-v1=36669.6-1222.32=35447.28(kg) 故進入第二次煮沸的混合醪量為：m混合=m米醪+m麥醪=35447.28+38403.27=73850.55(kg) （2）根據工藝，糖化結束醪溫為78，抽取混合醪的溫度為70，則送到第二次煮沸的混合醪量為：m混合(78-70)/m混合(100-70)*100%=26.7% 故q41=26.7%m混合c混合（100-70）=26.7%*73850.55*3.69*30=2182793（kj） 4.2.4.2二次煮沸過程蒸汽帶

43、走的熱量q42煮沸時間為10min，蒸發強度5%，則蒸發水分量為：v2=26.7%m混合*5%*10/60 =0.267*73850.55*5%*10/60 =164.32(kg)q42=iv2=234.47*164.32=38528.11 (kj) 式中，i為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kj/kg） 4.2.4.3熱損失q43根據經驗有：q42=15%（q41+q42） 4.2.4.4把上述結果代入公式得則q4 =1.15（q41+q42）=1.15*（2182793 +38528.11）=2554519(kj)4.2.5洗槽水耗熱量q5 設洗槽水平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，

44、則用水量為:m=12194.4*450/100=54874.8(kg)故 q5=mcw(80-18)= 54874.8*4.18*(80-18)= 14221353 (kj) 4.2.6麥汁煮沸過程耗熱量q6 q6=q61+q62+q634.2.6.1麥汁升溫至沸點耗熱量q61由表2啤酒廠釀造車間物料衡算表可知，100kg混合原料可得到574kg熱麥汁，并設過濾完畢麥汁溫度為70，則進入煮沸鍋的麥汁量為：m麥汁 =12194.4*574/100=69995.86（kg）又c麥汁=（9144.1*1.71+3050.2*1.89+12194.4*6.4*4.18）/（12194.4*7.4） =

45、3.852(kj/kg.k)故q61= m麥汁c麥汁 (100-70)= 69995.86*3.852*30=8088722 (kj) 4.2.6.2煮沸強度10%，時間1.5h，則蒸發水分為：v3=69995.86*10%*1.5=10499.38 (kg)故q62=v3 i=10499.38*2257.2=23699201 (kj)式中，i為煮沸溫度（約為100）下水的汽化潛熱（kj/kg）4.2.6.3熱損失為 q63=15%(q61+q62)4.2.6.4把上述結果代入上式得出麥汁煮沸總耗熱 q6 =1.15(q61+ q62)=1.15*(8088722+23699201)=3655

46、6111(kj) 4.2.7糖化一次總耗熱量q總q總=q1+q2+q3+q4+q5+q6 = 6198477.19+4011653+1939132+2554519+14221353+36556111=65481245（kj）4.2.8糖化一次耗用蒸汽用量d使用表壓0.3mpa的飽和蒸汽，i=2725.3kj/kg,則：d= q總/（i-i）= 65481245/(2725.3-561.47) *95% =31854.46 (kg/h) 式中，i為相應冷凝水的焓（561.47kj/kg）；為蒸汽的熱效率，取=95%。4.2.9糖化過程每小時最大蒸汽耗量dmax在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量q

47、6為最大，且已知煮沸時間為90min熱效率為95%，故：qmax=q6/(1.5*95%)=36556111/(1.5*95%)=25653411 (kj/h) 相應的最大蒸汽耗量為：dmax=qmax/（i-i）=25653411/(2725.3-561.47)= 11855.56 (kg/h) 4.2.10蒸汽單耗據設計，每年糖化次數為1500次，總共生產啤酒100000t.年耗蒸汽總量為：dr=31854.46*1500=47781690 (kg)每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）：dt=47781690/100000=477.82(kg/t啤酒)每晝夜耗蒸汽量（生產旺季算）為：dd=3185

48、4.46*6=191126.8 (kg/d)至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成冷麥汁后才送井發酵車間，必須盡量回收其中的熱量。最后若需要耗用冷凝水，則在以下“耗冷量計算”中將會介紹最后，把上述結果列成熱量消耗綜合表，如表3 表3 100000t/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規格（mpa）每噸消耗定額（kg）每小時最大用量（kg/h）旺季每晝夜消耗量（kg/d）每年消耗量（kg/a）蒸汽0.3（表壓）477.8211855.56191126.8477816904.3 100000t/a啤酒廠發酵車間的耗冷量衡算啤酒發酵工藝有上面發酵和下面發酵兩大類，而后者有傳統的發酵槽發酵和錐形罐發酵等之

49、分。不同的發酵工藝，其耗冷量也就不同。下面以目前我國應用最普遍的錐形罐發酵工藝進行100000t/a啤酒廠發酵車間的耗冷量計算。4.3.1發酵工藝流程示意圖圖4 發酵工藝流程 冷卻94熱麥汁 冷麥汁（6） 錐形灌發酵冷卻至 -1 貯酒 過濾清酒灌4.3.2工藝技術指標及基礎數據 年產12°淡色啤酒100000t;旺季每天糖化6次，淡季為4次，每年共糖化1500次;主發酵時間6天； 4鍋麥汁裝1個錐形罐； 12°bx麥汁比熱容c1=4.0kj/（kg.k）； 冷媒用15%酒精溶液，其比熱容可視為c2=4.18 kj/（kg.k）； 麥芽糖化厭氧發酵熱q=613.6kj/l；麥汁發酵度60%。根據發酵車間耗冷性質，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即：