1、第十章 啤酒工廠副產物的利用和三廢治理啤酒消費副產物的利用啤酒消費三廢治理思索題1、啤酒廠中二氧化碳的用途？二氧化碳回收方法有那幾種？適用范圍和特點？2、廢麥糟的處置方法 ？3、列舉三個廢啤酒酵母回收的例子？4、啤酒廠減少廢水污染的途徑？ 5、啤酒廠廢水常用的處置方法？ 舉出一個例子。 第一節 啤酒消費副產物的利用 為防止和減少環境污染、使珍貴的資源得到最大限制地有效利用，必需把消費中的廢氣、廢渣、廢水回收和利用，進一步開發加工制成有價值的產品，特別是留意“新蛋白資源的開發。 “逐漸建立無廢排放的食品工業。 一、麥糟的利用 麥糟: 由麥芽和不發芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質構成的，主要是由麥

2、芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質、半纖維素、脂肪、灰分及少量的未分解淀粉和未洗出的可溶性浸出物等組成，麥糟收率是隨原料浸出物收率提高而降低。 麥糟是有價值的飼料，含適度分解的蛋白質，作為飼料，消化率極高，特別適宜作牛、馬飼料。假設作豬飼料，需配合淀粉質原料后運用。糖和淀粉占干物質56，主要是纖維素、半纖維素、-葡聚糖，而豬對這類物質消化率低。 如用70麥芽(無水浸出率為75，水分為5)、30大米(無水浸出率為90，水分為14)，糖化料利用率為98.5，那么每噸投料可得麥糟干物質：195kg(干物質)、 假設采用過濾槽過濾，干式排麥糟，麥糟含水分為83，那么可得濕麥糟為： 195/(1-83)114

3、7kg 國內外啤酒廠麥糟處置： 濕態出賣 大多數 干制出賣 混合飼料出賣 珠江啤酒廠混合飼料流程枯燥顆粒飼料規格： 揮發物 13.0， 粒形 820mm， 體積質量 650kg/m3 粗蛋白 14， 粗纖維 17， 灰分 5.0mm二、啤酒酵母的回收和利用 啤酒酵母是重要的副產物，大罐發酵，消費每立方啤酒可得濕酵母泥20kg (水82、3.6kg干物質)或3.9kg枯燥酵母。假設全球總量1.3億t，全部回收可得到50萬t的干酵母，我國全部回收也可得到5.8萬t干酵母。酵母中八種人體必需氨基酸的含量均很高，特別是甲硫氨酸含量為1.1g/100g，高于大豆的一倍。 啤酒酵母核酸含量較高，可制備5核

4、苷酸，也可制備復合核苷。復合氨基酸在調料中、高濃釀造啤酒中有廣泛的運用出路。酵母體內含有四種蛋白酶。利用酵母本身的蛋白酶，酶解使酵母細胞中70以上蛋白質水解成氨基酸，每1000kg濕酵母泥，可制得100kg復合氨基酸粉。 酵母富含蛋白質作為動物飼料。三、二氧化碳的回收 CO2是啤酒發酵中最主要的副產物，同時又是啤酒釀造必不可少的重要原資料。合理運用對改良釀造工藝、提高啤酒的質量起著重要作用。 CO2的用途：碳酸飲料、快速冷凍、食品保鮮、氣體維護焊、超臨界萃取等 。 啤酒中CO2用途： 1)清酒中充入CO2，在短時間內溶解和過飽和，控制廢品啤酒中CO2的含量。 2)制成“稀釋用飽和碳酸水，高濃釀

5、造啤酒技術中，利用CO2置換稀釋用水中氧。 運用CO2直接進入啤酒中，必需求高純度 (含量99.9)，普通應由液化二氧化碳，蒸發成氣態后再運用。3)洗滌啤酒：運用凝聚性酵母、錐形罐發酵工藝中，在雙乙酰復原期，經常采用從錐底通入CO2 ，洗滌啤酒，促使揮發性雙乙酰、硫化物、醛類等被CO2拖帶排走，使凝聚的酵母重新懸浮，促進雙乙酰的復原，加速啤酒的成熟。4)用CO2作背壓：啤酒轉罐、過濾、清酒罐及裝瓶、裝桶等操作中，防止啤酒接觸空氣中氧，減少溶解氧、CO2作背壓、備壓、提高啤酒的非生物穩定性和風味穩定性。 在上述各用途中運用二氧化碳，需求有一定壓力(0.2MPa)，純度99.5。可以直接運用回收的

6、CO2，經過處置，緊縮后再運用。 啤酒發酵中二氧化碳的回收量 C12H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2 當發酵效率為96時，每100g麥芽糖發酵可構成49.4gCO2。 年產3萬t啤酒廠，每天麥芽汁最高產量為150m3時，實際可回收二氧化碳4.81 t/d 假設回收率為65，每天任務時間為21h，需配備回收才干： 4.8l6521l 000 150kg/h 配備150kg/h回收才干安裝，日回收才干為3 1503600kg之間。高濃稀釋啤酒消費工藝，假設全部啤酒稀釋率為1520，稀釋水用CO2取代法除氧及碳酸化，那么每m3啤酒需耗費2022kg CO2 。實踐啤酒發酵每m312OP

7、啤酒僅能回收CO2為14.5 15.0kg CO2 CO2原始純度：99.299.5 還有乙醇0.450.59 、揮發酸、酯、水分等少量雜質。 經簡單吸附過濾就可制得高純度(99.9)的CO2。 啤酒消費中二氧化碳的回收方法流程： 搜集一洗滌一緊縮一凈化一枯燥一冷卻一液化一儲存或裝瓶在液化回收常采用三種方法:高壓回收 6.334MPa7.110MPa 2530中壓回收 1.6MPa2.2MPa，冷卻-25-15，低壓回收 0.60.8MPa，冷卻-42-50。 普通冷凍機無法將他們液化，已淘汰。 高壓回收 最傳統方法, 壓力高，可常溫液化。在2530、壓力6.334MPa7.110MPa下回收

8、，經冷卻、液化、直接充裝到高壓鋼瓶中。 酒精工業廣泛采用。 特點：不需制冷機冷卻(普通深井水)；普通需34級緊縮，儲存于小型鋼瓶中，大容器儲存不經濟。 中壓回收 啤酒廠廣泛采用，CO2經過二級緊縮至1.6MPa2.2MPa，冷卻到-25-15，液化。特點： 壓力低，設備維護費低，平安性高。液化CO2可儲存在數立方米至20m3的保溫高壓貯罐中，也可裝鋼瓶，運用方便。但必需配有高壓氣態二氧化碳冷卻系統。第二節 啤酒消費三廢治理 啤酒消費的廢水屬有害而無毒性廢水，屬二類廢水，其長久影響小于第一類有害物質。但由于每消費100t啤酒，排放廢水中BOD量相當于1.4萬人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相當于1

9、個人每天生活的污水。雖然并不產生有毒害的廢水、廢氣、廢渣(除工業鍋爐三廢以外)，但由于啤酒工廠消費規模大，廢水、廢渣又特別多(和產品之比為1：30以上)，嚴重污染了生態環境。因此，減少、治理和利用三廢，日益遭到社會和企業的注重。廢水排放規范 我國從1974年公布GBJ4-73，以后經過修訂，工業廢水排放規范麥芽與啤酒廠的廢水屬二類廢水，其長久影響小于第一類有害物質，工廠排放水質應符合14項細那么，對啤酒工業有限制性的僅前面四項：最高允許排放濃度 l、 pH 69 2、TSS 200300mg/L 3、BOD5 200300mg/L 4、CODCr 350450mg/L 麥芽與啤酒廠的廢水來源(

10、1)洗麥廢水。(2)浸麥改換水。(3)設備、容器、管道清洗水。(4)設備、容器、管道內殘留麥汁。(5)糖化過濾槽出糟排放帶的水。(6)糖化盤旋沉淀槽熱凝固物。(7)發酵池、罐殘留廢棄酵母。(8)硅藻土過濾機硅藻土排放。(9)洗瓶機堿性廢水、啤酒巴氏消毒機熱廢水。 (10)車間地面、墻壁、設備外表清洗水。 (11)鍋爐排渣、煙道除塵廢水。 (12)啤酒工廠非工藝生活污水。 (13)冷凍機、空壓機冷卻水。 (14) 麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。 (15)廠區雨雪水。 其中(13)、(14)冷卻水和(15)雨雪水很少受污染，其他均遭到不同程度的污染。 啤酒廠廢水的污染程度： 我國某年產6.0萬t的啤酒廠

11、(含8 000t/a麥芽)，每天排放廢水為3600t：消費廢水2800t、生活廢水800t。廢程度均COD 2000mg/L、BOD1200mg/L、TSS60mg/L、pH5.86.6。 BOD/COD0.60.67 BOD/P 100：0.5 BOD/N 100：203.0 廢水生物處置之最正確比值為： BOD：N：P100：5.0：1.0 因此，啤酒工業廢水中氮磷處于低程度，需和生活污水混合處置效果更好。 啤酒工廠減少廢水污染的途徑 一、減少消費用水 (1)浸麥廢水反復利用 浸麥時需換水68次，每噸大麥浸麥耗水約1015t。采用長斷水加噴霧浸麥延伸空氣休止時間，可減少浸麥水50。浸麥水污

12、染少，可回收、沉淀、過濾、充氧(通入空氣)等手段反復利用，可減少麥芽消費用水80。 (2)糖化車間洗鍋、洗管道水作投料水 糖化每批終了后用鍋容積510水沖洗設備及管道，這部分水完全可以作投料水回收利用。 (3)干式排麥糟法 用脈沖式氣流保送，干式快速排麥糟。水力沖洗法排糟，用水量約為其用水量的25倍，呵斥麥糟中可溶性有機物流失，降低麥糟的飼料價值，并添加污水量。 (4)水啤酒回收 在啤酒過濾、清酒罐、裝瓶機等構成的水和啤酒混合物，可經過適當處置全部回收，以減少污水量。啤酒工業廢水處置的途徑 啤酒工業廢水性質非常接近生活污水的性質，處置方法也很接近。 廢水中污染物 處置方法 懸浮固體 (1)沉淀

13、法 (2)各種過濾法 (3) 浮選法 (4)投入化學藥品凝聚法 可生物降解的有機物 (1)各種活性污泥法 (好氧懸浮生優點理法) (2)生物濾池法 滴濾池(好氧附著生長法) 生物接觸轉盤 填充狀反響器 固定化反響器 (3)各種生物氧化塘法 (4)厭氧消化法 (5)土地灌溉處置系統嚴重污染物的預處置 啤酒消費構成的麥糟、酒花糟、熱凝固物、廢酵母、硅藻土濾餅等污染物的預處置，這是大大降低啤酒廢水污染源的重要途徑。 啤酒工廠廢處置方法比較 效果 BOD(5d)降低率(1)機械處置 1020(2)化學處置 2040(3)生物厭氧消化 6080(4)生物需氧處置 8098 機械處置，主要是消除懸浮固體，

14、作為首級處置。其它可以根據廢水性質恣意組合運用。 啤酒工廠廢水處置采用的方法 1初級沉淀池 含有懸浮固體的廢水相對靜止沉降，可減少懸浮固體。設計運轉良好的初級沉淀池可減少的懸浮固體5070，BOD5 降低2025。 普通矩形(2540)(610)(34)m或圓筒直徑1245m，深3.04.5m。廢水在池中停留時間為1.52.5h(后接生物處置也可短至0.51.0h)。 沉淀池效率 以外表負荷為根底、即每平方米外表積，每天流過廢水的體積，普通設計平均流量為3248m3/(m2.d)，頂峰流量為80120 m3/(m2.d)。 初級沉淀池底部有機械活板，定期去除沉淀物。2活性污泥法活性污泥是由各種

15、微生物及一些原生動物被吸附在水中懸浮物所所成，具有吸附、氧化廢水中的有機物，使到達安定化的機能，利用此一活性污泥分散於水中，在好氧形狀下，處置廢水或排放水者，稱之為活性污泥法。包括吸附、吸收和置換三步。 廢水生物需氧處置法，運用最廣泛。 活性污泥曝氣處置法(懸浮生長生物處置法之一) 。普通由曝氣池和廓清池組成。中等污泥負荷設計參數如下： 最正確溫度 2025 有機物負荷 kgBOD/(kgSS.d) 0.2 懸浮物濃度 kg/m3 4 需氧量 kg/kgBOD 2.6 污泥產率 kg/kgBOD 0.5廓清池液體外表負荷 m3 /( m2 h) 0.7總電源耗費 kW.h/kgBOD 1.23

16、滴濾池法滴濾池法是利用廢水分布于濾床時，濾床上之微生物因此利用廢水所混入之氧氣及有機物，將廢水中之有機物分解得使水質凈化再利用之方法。 采用高負荷濾池流程： 回流 回流進水 初級沉淀池 一級滴濾池 二級滴濾池 廓清池 出水二池串聯的負荷: 一級滴濾池22.6kgBOD/(m3.d)，二級0.51.0kgBOD/ (m3.d)。污泥產量為0.60.9kgTSS/kgBOD。廓清池滯留時間: 2h，外表負荷為0.7m3/(m2.h)， 總能耗為0.3kW.h/kgBOD。4)生物氧化塘法 水深較淺(0.152.0m)土池塘,按其中生物活動性質分好氧塘/ 厭氧塘/好氧一厭氧塘。 廢水處置要求排放廢水

17、BOD5小于10，采用活性污泥法或生物濾池法難以到達，需配合好氧塘(熟化塘)處置。 如無錫啤酒廠，經過曝氣處置的廢水，在好氧塘中停留520d，水深為l1.5m，生化需氧負荷為BOD 5kg/(ha.d) 5厭氧處置法 常作為高濃度有機廢水的初級處置，可以產生可燃氣體，并較少產生污泥。生物厭氧處置包括： 1、高分子的懸浮有機物和可溶性有機物生物降解構成各種揮發性脂肪酸； 2、脂肪酸進一步生物降解成甲烷和少量氫氣。 要求：處置排水BOD濃度200400mg/L 厭氧反響器參數如下： 有機物容積負荷 kgCOD/ (m3.d) 36 厭氧消化溫度 4750 產氣量 m3CH4/kgCOD 0.3 污泥產量kgSS/kgCOD 0.20.3 總能耗kW.h/kgCOD 0.2廢水處置實例珠江啤酒廠引進的比利時，兩段曝氣、自動控制可逆轉工藝設備。設計才干 1755m3/d，水質CODCr 84.3mg/L， BOD541.36mg/L 能耗0.8kW/m3 絮凝劑 3g/m3設備按第一程序運轉4h，自動逆轉按第二程序運轉，4h后在回到第一程序。每周從B、E池中清出污泥，經濃縮、絮凝、壓濾得到污泥的緊縮物，加到顆粒飼料中。 第一程序：C F池不曝氣 第二程序：A D池