年產(chǎn)9.9萬噸14°啤酒工廠糖化車間過濾槽設(shè)計(jì)-發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　發(fā) 酵 工 程 課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 環(huán)境與生物工程學(xué)院 </p><p>　　系 別： 生物工程學(xué)院 </p><p>　　姓 名： 馮佩全 </p><p>　　學(xué) 號： 14801056

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 楊立，龔乃超 </p><p>　　成 績： </p><p>　　2017年 1 月 1日</p><p><b>　　發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)</b></p><p><

3、b>　　任 務(wù) 書</b></p><p>　　姓名： 馮佩全 專業(yè)： 生物工程 班級： 14生物本二 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)9.9萬噸14°啤酒工廠糖化車間過濾槽設(shè)計(jì) </p><p><b>　　生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p>

4、<p>　　產(chǎn)品規(guī)格：14°淺色</p><p>　　生產(chǎn)天數(shù)： 293 天/年</p><p><b>　　原料配比：</b></p><p>　　麥芽：大米= 7 ： 3 ；原料利用率： 98 %</p><p>　　麥芽水分： 5 %；大米水分： 12 %</p>&

5、lt;p>　　無水麥芽浸出率： 80 %；無水大米浸出率： 90 %</p><p>　　啤酒損失(對熱麥汁)：</p><p>　　冷卻損失 4 %；發(fā)酵損失 1 %</p><p>　　過濾損失 1.5 %；灌裝損失 1.7 %</p><p>　　麥芽清凈及磨碎損失： 0.3 %</p><p>&l

6、t;b>　　總損失： 8 %</b></p><p>　　糖化次數(shù)：生產(chǎn)旺季（153天）6次/天；生產(chǎn)淡季（ 140 天） 4 次/天</p><p>　　其它工藝指標(biāo)參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1、根據(jù)以上設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，搜集必要的技

7、術(shù)資料、工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定及論證。</p><p>　　2、工藝計(jì)算：全廠物料衡算、糖化車間熱、冷、水與電量衡算。</p><p>　　3、糖化車間設(shè)備選型計(jì)算</p><p>　　4、主體設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p>&l

8、t;p>　　1、根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容，撰寫設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　2、完成圖紙2張：工藝流程圖、總平面布置圖</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)9.9萬噸14°啤酒廠設(shè)計(jì)，糖化工段的工藝設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。此次設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗計(jì)算和設(shè)備選型的計(jì)算以及重點(diǎn)設(shè)備過濾槽

9、的計(jì)算。該啤酒廠設(shè)計(jì)的圖紙主要包括糖化車間和發(fā)酵車間的流程，重點(diǎn)設(shè)備糊化鍋裝配圖，以及糖化車間的平面圖和立面圖。</p><p>　　啤酒的釀造采用70%的優(yōu)質(zhì)麥芽，30%的大米。設(shè)計(jì)中采用濕法粉碎，該工藝可以使麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時(shí)皮殼不易磨碎，胚乳帶水碾磨，較均勻，糖化速度快，可提高過濾速度。對大米來說，粉碎的越細(xì)越好，越利于糊化。而濕法粉碎恰恰能更好的更細(xì)的粉碎。糖化采用二醪一次煮出糖化法，用此方法釀

10、造啤酒，其顏色色澤淡黃，泡沫豐富持久具有特殊味道。可以補(bǔ)救一些麥芽溶解不良的缺點(diǎn)，促進(jìn)物料的溶解，使溶液徹底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啤酒廠；過濾槽；二醪一次煮出糖化法</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design for the annual p

11、roduction capacity of 99 thousand tons of 14 degrees beer factory design, process design is the key of the design of the saccharification. The calculation of the design includes material balance, heat balance, the calcul

12、ation of cold consumption and equipment selection and the calculation of key equipment filter tank. The design of the beer factory mainly includes the saccharification workshop and the fermentation process, the focus of

13、the equipment paste pot assembly </p><p>　　Beer is brewed using 70% of high quality malt, and about 30% of rice. The design used in wet grinding, this process can make the malt hull full of water becomes sof

14、t, skin is not easy to grind crushing, endosperm with Shuinian grinding, uniform saccharifying speed, can improve the filtering speed. For rice, the finer the better, the more conducive to gelatinization. And wet crushin

15、g is just better crushing. A two mash Decoction mashing method by using this method for brewing beer saccharificatio</p><p>　　Key words : beer factory; filter tank; a two mash Decoction mashing method</p&

16、gt;<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)產(chǎn)品種類及方案1</p><p><b>　　1.1產(chǎn)品方案1</b></p><p><b>　　1.1.1種類1</b></p><p>　　1.1.2生產(chǎn)啤酒結(jié)構(gòu)1</p>

17、<p>　　1.2原料麥芽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1</p><p><b>　　1.2.1感官1</b></p><p>　　1.2.2物理檢驗(yàn)1</p><p>　　1.2.3化學(xué)檢驗(yàn)2</p><p>　　1.3輔料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2</p><p>　　1.4糖化方法的確定2</

18、p><p><b>　　1.5糖化設(shè)備3</b></p><p>　　1.6工藝條件的確定4</p><p>　　1.6.1糊化、糊化4</p><p><b>　　1.6.2過濾4</b></p><p><b>　　1.6.3煮沸4</b>&l

19、t;/p><p>　　1.6.4回旋、沉淀、急冷4</p><p><b>　　2工藝計(jì)算5</b></p><p>　　2.1 年產(chǎn)9.9萬噸啤酒廠物料衡算5</p><p>　　2.1.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)5</p><p>　　2.1.2 100kg原料生產(chǎn)14o淡色啤酒的物料衡算

20、6</p><p>　　2.1.3 生產(chǎn)100L14o淡色啤酒的物料衡算6</p><p>　　2.1.4每次糖化投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡7</p><p>　　2.1.5 年產(chǎn)99000啤酒生產(chǎn)糖化投料及其他項(xiàng)目的物料計(jì)算7</p><p>　　2.2糖化車間熱量衡算9</p><p>　　2.2.1糖

21、化用水耗熱量Q19</p><p>　　2.2.2第一次米醪煮沸耗熱量Q29</p><p>　　2.2.3第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q311</p><p>　　2.2.4第二次煮沸混合醪的耗熱量Q411</p><p>　　2.2.5洗槽水耗熱量Q512</p><p>　　2.2.6麥汁煮沸

22、過程耗熱量Q612</p><p>　　2.2.7糖化一次總耗熱量Q總13</p><p>　　2.2.8糖化一次耗用蒸汽量D13</p><p>　　2.2.9糖化過程每小時(shí)最大蒸汽量Qmax13</p><p>　　2.2.10蒸汽單耗14</p><p>　　2.3麥汁冷卻耗冷量的計(jì)算14</p

23、><p>　　2.4糖化車間耗水量計(jì)算15</p><p>　　2.4.1糖化用水Gw15</p><p>　　2.4.2洗槽用水15</p><p>　　2.4.3糖化室洗刷用水G315</p><p>　　2.4.4沉淀槽洗刷用水G415</p><p>　　2.4.5麥汁冷卻器洗刷用

24、水G616</p><p>　　2.4.6將上述計(jì)算結(jié)果列成糖化車間用水量衡算表16</p><p>　　2.5糖化車間耗電量的計(jì)算16</p><p>　　3主要設(shè)備計(jì)算17</p><p>　　3.1 過濾槽17</p><p>　　3.1.1 形式與結(jié)構(gòu)17</p><p>　

25、　3.1.2有關(guān)參數(shù)17</p><p>　　3.1.3壁厚的計(jì)算17</p><p>　　3.1.4過濾槽耕槽裝置的功率計(jì)算18</p><p>　　4 啤酒廢棄物的處理19</p><p>　　4.1 啤酒廠廢水的治理19</p><p>　　4.1.1接觸氧化工藝19</p><

26、p>　　4.1.2 SBR工藝19</p><p>　　4.1.3氧化溝活性污泥法20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)產(chǎn)品種類及方案</p><p><b>　

27、　1.1產(chǎn)品方案</b></p><p><b>　　1.1.1種類</b></p><p>　　本產(chǎn)品為14度淺色麥汁，為保證啤酒發(fā)酵的正常運(yùn)行，得到優(yōu)質(zhì)的啤酒，對麥芽提出的要求是：浸收物收得高，麥汁澄清透明，麥汁組成符合要求。</p><p>　　1.1.2生產(chǎn)啤酒結(jié)構(gòu)</p><p>　　本地區(qū)氣溫變化

28、較大，全年生產(chǎn)天數(shù)定為293天，其中5,6,7,8,9月為生產(chǎn)旺季10,11,2,3,4為生產(chǎn)淡季，12,1月停產(chǎn)，做技術(shù)設(shè)備檢修及計(jì)劃準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)生產(chǎn)旺季每天糖化6次，淡季每天糖化4次，旺淡季分別占153和140天，全年總糖化次數(shù)為1478次。</p><p>　　1.2原料麥芽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　1.2.1感官</b></p>&

29、lt;p>　　色澤：良好大麥有光澤，淡黃，不成熟大麥呈微綠色，受潮大麥發(fā)暗，胚部呈深褐色，收菌侵蝕的大麥則呈灰色或微藍(lán)色。</p><p>　　氣味：良好大麥具有新鮮稻草香味，受潮發(fā)霉的則有霉臭味。</p><p>　　谷皮：優(yōu)良大麥皮厚。有細(xì)密紋道，厚皮大麥則紋道粗糙。</p><p>　　麥粒形態(tài)：麥粒以短胖者比瘦長者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽快。

30、</p><p>　　夾雜物：雜谷粒和砂土等應(yīng)在2%以下</p><p><b>　　1.2.2物理檢驗(yàn)</b></p><p>　　千粒重：以無水物計(jì)千粒重應(yīng)為30-40g，二棱大麥較六棱大麥重。千粒重高浸出物相應(yīng)亦高。</p><p>　　麥粒均勻度：按國籍通用標(biāo)準(zhǔn)，麥粒腹徑可分為2.8,2.5,2.2mm三級。2.

31、5以上麥粒占85%者屬一級大麥，2.5-2.8者為2級，2.2以下為次級大麥，用作飼料。</p><p>　　胚乳性質(zhì)：胚乳斷面可分為粉粒狀、玻璃質(zhì)和半玻璃質(zhì)三種狀態(tài)。優(yōu)良大麥粉粒狀為80%以上。</p><p><b>　　1.2.3化學(xué)檢驗(yàn)</b></p><p>　　水分：測定水分是計(jì)算干物質(zhì)的基礎(chǔ)。原料大麥水分不能高于13%，否則不能貯

32、存，易發(fā)生霉變，呼吸損失大。</p><p>　　蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)含量一般要求為9%-12%。蛋白質(zhì)含量高，制麥不易管理，易生成玻璃質(zhì)，溶解差，浸出物相應(yīng)地低，成品啤酒易渾濁。</p><p>　　浸出物：間接衡量淀粉含量的方法，一般為72%-80%（干物質(zhì)）[2]。</p><p>　　1.3輔料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　啤酒釀造用大米

33、，原則上凡大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味上而言，米的食感越好，釀造的啤酒的風(fēng)味越好。一般來說粳米優(yōu)于秈米，晚稻米優(yōu)于早稻米，糯米優(yōu)于非糯米。糯米釀造啤酒，發(fā)酵度適中，啤酒的口味純凈，泡性特別好。</p><p>　　大米的相對密度高為1.40，容重為790-830kg/m3,千粒重為20-27g。</p><p>　　由于大米淀粉含量高（75-82%），無水浸出率高達(dá)90%-93%

34、，無花色苷，含脂肪低（0.2-1.0%），并含有較多泡性蛋白（糖蛋白）用它做輔料釀造啤酒，啤酒的色澤淺、口味純凈，泡沫潔白細(xì)膩，泡特性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料。美國只有高級啤酒才用大米輔料。我國稻米產(chǎn)量為世界第一，稻谷產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的1/2，因此。啤酒輔料至今習(xí)慣用大米。</p><p>　　1.4糖化方法的確定</p><p>　　生產(chǎn)方法為：雙醪一次煮出糖化法。</p>

35、<p>　　雙醪煮出糖化法：經(jīng)糊化的大米醪與麥芽醪混合后，一次取出部分混合醪液在一次煮沸的糖化方法稱為雙醪一次煮出糖化法。操作過程如下（以麥芽為液化劑）。</p><p><b>　　糖化鍋：</b></p><p>　　麥芽投料，投料溫度50攝氏度，保溫進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，直至與來自糊化鍋的大米醪；</p><p>　　第一次兌醪，

36、兌醪后溫度65至80攝氏度，保溫糖化至碘反應(yīng)基本完全；分出部分醪液入糊化鍋，剩余醪液繼續(xù)保溫糖化；第二次兌醪，兌醪厚溫度76至78攝氏度；靜止10分鐘后泵入過濾槽過濾；</p><p><b>　　糊化鍋：</b></p><p>　　大米投料，投料溫度45至50攝氏度，保溫20分鐘左右；升溫至70攝氏度（若以α-淀粉酶偉液化則升溫至90攝氏度）保溫10分鐘左右；升溫

37、至煮沸溫度，煮沸30分鐘左右；送入糖化鍋進(jìn)行兌醪。將糖化鍋取出來的部分醪液加熱至沸；送回糖化鍋兌醪。</p><p><b>　　1.5糖化設(shè)備</b></p><p>　　四器組合，一般的啤酒廠多采用四器組合，每一個(gè)鍋負(fù)責(zé)完成一項(xiàng)任務(wù)，四器為糊化鍋、糖化鍋、過濾槽和麥汁煮沸鍋。六器組合適用于產(chǎn)量較大的工廠。</p><p><b>

38、　?。?）糊化鍋</b></p><p>　　糊化鍋是用來加熱煮沸輔助原料（一般為大米粉）和部分麥芽粉醪液，使其淀粉液化和糊化。</p><p><b>　　糖化鍋</b></p><p>　　啤酒糖化鍋的用途是使麥芽粉與水混合，并保持一定溫度進(jìn)行蛋白質(zhì)分解和淀粉糖化。其結(jié)構(gòu)外形加工材料都與糊化鍋大致相同。</p>&

39、lt;p><b>　　麥芽汁煮沸鍋</b></p><p>　　麥汁煮沸鍋又稱煮沸鍋，或稱濃縮鍋，用于麥汁的煮沸和濃縮，麥汁中多余水分蒸發(fā)掉，使麥汁達(dá)到要求濃度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物質(zhì)。還有加熱凝固蛋白質(zhì)、滅菌、滅酶的作用。</p><p><b>　　糖化醪過濾槽</b></p><p>　　糖化醪

40、的過濾是啤酒長獲得澄清麥汁的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。國內(nèi)對糖化醪過濾主要有兩種設(shè)備，即有平底篩的過濾槽和板框過濾槽。</p><p>　　1.6工藝條件的確定</p><p>　　1.6.1糊化、糊化</p><p>　　酶制劑添加方式：耐高溫α—淀粉酶在糊化升溫至60℃時(shí)加入，糖化下料時(shí)，復(fù)合酶與麥芽料一同加入到糖化鍋中。</p><p>　　輔料添

41、加方式：磷酸、甲醛下料至一半時(shí)加入，石膏在投料結(jié)束時(shí)加入。</p><p>　　合醪方式：糊化完全后一次性倒入糖化鍋。</p><p><b>　　1.6.2過濾</b></p><p>　　洗槽水溫：76-80℃</p><p>　　頭號麥汁濃度：14-160P</p><p><b>

42、;　　洗槽次數(shù)：3次</b></p><p>　　洗槽殘?zhí)牵?.2-1.80P</p><p><b>　　過濾時(shí)間:≦2小時(shí)</b></p><p><b>　　1.6.3煮沸</b></p><p>　　初沸麥汁濃度：10-110P</p><p>　　定型麥

43、汁濃度：13-140P</p><p>　　煮沸時(shí)間：55-65min</p><p><b>　　煮沸強(qiáng)度：≦7%</b></p><p>　　酒花及輔料添加時(shí)間：</p><p>　　1初沸時(shí)加入顆粒酒花1kg及磷酸1000ml</p><p>　　2煮沸30min時(shí)加入CO2酒花浸膏0.3k

44、g</p><p>　　3煮沸終了前10min加入顆粒酒花2kg，ZnCl 10g及麥汁澄清劑0.3kg。</p><p>　　1.6.4回旋、沉淀、急冷</p><p>　　回旋時(shí)間：<20min</p><p>　　沉淀時(shí)間：30min</p><p>　　急冷溫度：9.0-9.5℃，進(jìn)罐溫度只許持平或由低到

45、高（酵培第一批11.5-12℃，第二批10.5-11℃，第三批9.0-9.5℃）</p><p>　　急冷時(shí)間：50-70min</p><p><b>　　2工藝計(jì)算</b></p><p>　　2.1 年產(chǎn)9.9萬噸啤酒廠物料衡算</p><p>　　啤酒廠的物料衡算主要項(xiàng)目為原料（麥芽，大米）和酒花用量，熱麥汁和冷

46、麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。</p><p>　　2.1.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　表1-1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表1-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)14o淡色啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L，14o淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行99000/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。</p><p&

47、gt;　　2.1.2 100kg原料生產(chǎn)14o淡色啤酒的物料衡算</p><p>　　熱麥汁量 據(jù)表1-1可得原料收率分別為：</p><p><b>　　麥芽收率為：</b></p><p><b>　　大米收率為：</b></p><p>　　混合原料所收得率為：</p><

48、;p>　　由上述可得100kg混合原料可制得的14o熱麥汁量為：</p><p>　　又知14o麥汁在20℃時(shí)的相對密度為</p><p>　　而100℃的熱麥汁比20℃時(shí)的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100℃）體積為：</p><p><b>　　冷麥汁量為：</b></p><p><b>　　

49、發(fā)酵液量為：</b></p><p><b>　　過濾酒量為：</b></p><p><b>　　成品啤酒量為：</b></p><p>　　2.1.3 生產(chǎn)100L14o淡色啤酒的物料衡算</p><p>　　根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)14o成品啤酒497.9752

50、L，故可得出下述結(jié)果：</p><p>　　生產(chǎn)100L14o淡色啤酒需耗混合原料量：</p><p>　　（2）麥芽耗用量為:</p><p>　?。?）大米耗用量為：</p><p>　　（4）酒花耗用量：對淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故酒花耗用量為：</p><p><b>　　（5）熱麥

51、汁量為：</b></p><p><b>　?。?）冷麥汁量為：</b></p><p>　　（7）濕糖化槽量 設(shè)排出的濕麥槽水含量為84%，則濕度槽量為：</p><p><b>　　而濕大米槽量為：</b></p><p><b>　　故濕糖化槽量為：</b>

52、;</p><p>　　(8)酒花槽量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為50%，且酒花槽水含量為80%，則酒花槽量為：</p><p><b>　　(9)發(fā)酵液量：</b></p><p><b>　　(10)過濾酒量：</b></p><p><b>　　(11)成品酒量：</b&

53、gt;</p><p>　　2.1.4每次糖化投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡</p><p>　　設(shè)生產(chǎn)旺季（二，三季）每天糖化6次，而淡季則糖化4次，每年工作日為293天，則每年的糖化次數(shù)為1478，且14o淡色啤酒的密度為1048kg/m3，每次糖化可生產(chǎn)的成品啤酒為：</p><p>　　這相當(dāng)于個(gè)單位的100L14o淡色啤酒。</p><p&

54、gt;　　由100L14o淡色啤酒的物料衡算算出糖化一次定額量為：</p><p><b>　　(1)混合原料：</b></p><p><b>　　(2)麥芽耗用量：</b></p><p><b>　　(3)大米耗用量：</b></p><p><b>　　(4)

55、熱麥汁量：</b></p><p><b>　　(5)冷麥汁量：</b></p><p><b>　　(6)酒花耗用量：</b></p><p>　　(7)濕糖化槽的量：</p><p><b>　　(8)濕酒花的量：</b></p><p>

56、;<b>　　(9)發(fā)酵液的量：</b></p><p><b>　　(10)過濾酒量：</b></p><p><b>　　(11)成品酒量：</b></p><p>　　2.1.5 年產(chǎn)99000啤酒生產(chǎn)糖化投料及其他項(xiàng)目的物料計(jì)算</p><p><b>　　

57、(1)混合原料：</b></p><p>　　(2)麥芽耗用量為：</p><p>　　(3)大米耗用量為：</p><p><b>　　(4)酒花耗用量：</b></p><p><b>　　(5)熱麥汁量為：</b></p><p><b>　　(6

58、)冷麥汁量：</b></p><p>　　(7)濕糖化槽量為：</p><p>　　(8)濕酒花槽量為：</p><p><b>　　(9)發(fā)酵液量為：</b></p><p>　　(10)過濾酒量為：</p><p>　　(11)成品啤酒量為：</p><p>

59、;　　(12)實(shí)際年生產(chǎn)啤酒：</p><p>　　把上述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表，如2-1所示</p><p>　　表2-1 啤酒糖化車間物料衡算表</p><p>　　2.2糖化車間熱量衡算</p><p>　　設(shè)計(jì)生產(chǎn)14o淡色啤酒，選擇用復(fù)式一次煮出糖化工藝，下面以此工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算

60、。工藝流程示意圖如圖4-1，其中的投料量為糖化一次的用料量。</p><p>　　以下對糖化過程各步操作的熱量分別進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　2.2.1糖化用水耗熱量Q1</p><p>　　根據(jù)糖化工藝，糖化鍋用水量：</p><p><b>　　糊化鍋用水量：</b></p><p>&l

61、t;b>　　則總用水量為：</b></p><p><b>　　糖化醪的量為：</b></p><p><b>　　糊化醪的量為：</b></p><p>　　自來水平均溫度?。骸妫腔淞嫌盟疁囟萾2=50℃，故耗熱量為：</p><p>　　2.2.2第一次米醪煮沸耗熱量Q2

62、</p><p>　　由糖化工藝流程可知，（2-1）</p><p>　　糊化鍋內(nèi)米醪由初溫to加熱至100℃耗熱Q/2</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　計(jì)算米醪的比熱容C米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。式中W為含水百分率；co為絕對谷物比熱容，取co=1.55kj/(kg*k)</p

63、><p>　　則根據(jù)上式推算出比熱容：</p><p>　　也可類推出混合繆的比熱容：</p><p>　　2米醪的初溫to設(shè)原料的初溫為18℃，而熱水為50℃，則</p><p>　　3把上述結(jié)果代回2-2，得</p><p>　　煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q//2</p><p>　　設(shè)煮沸時(shí)間為4

64、0min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5%，則蒸發(fā)水分量為：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　式中，I為煮沸溫度（約為100℃）下的水的汽化潛熱（kj/kg）</p><p>　　由上可算出經(jīng)糊化鍋的煮沸后的米醪的量：</p><p><b>　　熱損失Q///2</b></p&

65、gt;<p>　　米醪升溫和第一次煮沸過程中的熱損失約為前兩次耗熱量的15%，即</p><p><b>　　由上述結(jié)果得：</b></p><p>　　2.2.3第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q3</p><p>　　按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度為63℃，故混合前米醪先從100℃冷卻到中間溫

66、度to。</p><p>　　糖化鍋中麥醪的初溫t麥醪</p><p>　　已知麥醪初溫為18℃，用50℃的熱水配料，則麥醪溫度為；</p><p><b>　　℃</b></p><p>　　根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪并合的焓不變，則米醪的中間溫度為：</p><p><b&g

67、t;　　℃</b></p><p>　　因此溫度比煮沸溫度只低5℃，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送的過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。</p><p>　　2.2.4第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4</p><p>　　由糖化工藝流程可知：(2-3）</p><p>　　混合醪升溫至沸騰所消耗熱量Q/4</p><

68、p>　　進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：</p><p>　　據(jù)工藝，結(jié)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的量為：</p><p><b>　　故</b></p><p>　?。?）二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q//4</p><p>　　煮沸時(shí)間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度5%，則蒸發(fā)水分量為

69、：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　式中，I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kj/kg）</p><p><b>　　熱損失Q4///</b></p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有：</b></p><p>　　把上述結(jié)果代回（2

70、-3）式得</p><p>　　2.2.5洗槽水耗熱量Q5</p><p>　　設(shè)洗澡水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量為：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　2.2.6麥汁煮沸過程耗熱量Q6</p><p><b>　?。?-4）&l

71、t;/b></p><p>　　麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量Q/</p><p>　　由表1-2糖化物料衡算表可知，進(jìn)入煮沸鍋的熱麥汁量，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70℃。</p><p><b>　　又</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　煮沸過程

72、蒸發(fā)耗熱量Q//6</p><p>　　煮沸強(qiáng)度10%，時(shí)間1.5h。由上述結(jié)果知，蒸發(fā)過程蒸發(fā)走的水量V</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　熱損失為</b></p><p>　　把上述結(jié)果代回（2-4）式可得出麥汁煮沸總耗熱</p><p>

73、;　　2.2.7糖化一次總耗熱量Q總</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　2.2.8糖化一次耗用蒸汽量D</p><p>　　使用表壓為0.3MPa的飽和蒸汽，I=2725.6kj/kg，則</p><p>　　式中，i為相應(yīng)冷凝器的焓（561.48kj/kg）：為蒸汽的熱效率，取<

74、;/p><p>　　2.2.9糖化過程每小時(shí)最大蒸汽量Qmax</p><p>　　在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6為最大，且知煮沸時(shí)間為90min，熱效率95%，故</p><p>　　相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：</p><p>　　2.2.10蒸汽單耗</p><p>　　據(jù)設(shè)計(jì)，每年糖化次數(shù)為1478次，工生產(chǎn)啤酒

75、99000.年耗蒸汽總量為：</p><p>　　每噸啤酒成品蒸汽（對糖化）：</p><p>　　每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：</p><p>　　至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成冷麥汁才送發(fā)酵車間，必須盡量回收其中的熱量。</p><p>　　最后，把上述計(jì)算結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如下：</p><p>

76、　　2.3麥汁冷卻耗冷量的計(jì)算</p><p>　　使用的冷卻介質(zhì)為2℃的冰凍水，出口溫度為85℃，糖化結(jié)束后的熱麥汁溫度為95℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度6℃。</p><p>　　根據(jù)表3-2可知，每糖化一次得熱麥汁70739.4L。而相應(yīng)的麥汁密度為：1.056，故麥汁量為：</p><p>　　又知麥汁的比熱容為，工藝要求在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成冷卻過程，則耗冷量為：&l

77、t;/p><p>　　式中，t為冷卻前后的溫差（℃）</p><p>　　故麥汁冷卻介質(zhì)耗量為：</p><p>　　式中，t為冷卻水前后溫度差（℃）</p><p>　　所以每小時(shí)冷卻介質(zhì)（2℃的冷凍水）耗量為；</p><p>　　式中，T為冷卻過程中所用的時(shí)間（h）。</p><p>　　2.

78、4糖化車間耗水量計(jì)算</p><p>　　2.4.1糖化用水Gw</p><p>　　由上述計(jì)算可知G=56463.35kg</p><p>　　設(shè)糖化用水的時(shí)間為0.5h，每小時(shí)用水量為；</p><p><b>　　2.4.2洗槽用水</b></p><p>　　由上述計(jì)算可知G洗=45958

79、.54kg</p><p>　　設(shè)洗槽用水時(shí)間為1.5h，故每小時(shí)用水量為；</p><p>　　2.4.3糖化室洗刷用水G3</p><p>　　一般糖化室及設(shè)備每用過一次洗刷一次，設(shè)每次用水G3=6000kg，用水時(shí)間為2h，則；</p><p>　　2.4.4沉淀槽洗刷用水G4</p><p>　　沒用過一次洗刷

80、一次，設(shè)每次用水G4=3500kg，洗刷時(shí)間0.5h，則</p><p>　　2.4.5麥汁冷卻用水G5</p><p>　　麥汁冷卻水一般分為兩段，第一段用自來水由95℃冷卻成50℃而自來水由18℃上升至50℃，冷卻時(shí)間為1h。</p><p>　　由上述計(jì)算結(jié)果已知。冷卻水用量G5=61564.19kg</p><p><b>

81、　　則；</b></p><p>　　2.4.5麥汁冷卻器洗刷用水G6</p><p>　　沒用過一次洗刷一次，設(shè)每次用水G6=4000kg，用水時(shí)間為0.5h，</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　2.4.6將上述計(jì)算結(jié)果列成糖化車間用水量衡算表</p><p&

82、gt;　　2.5糖化車間耗電量的計(jì)算</p><p>　　最大計(jì)算有效負(fù)荷P </p><p>　　取糖化鍋，糊化鍋，過濾槽功率平均值為15kw，泵配電功率8kw，兩個(gè)粉碎機(jī)配電功率取15kw，兩臺(tái)真空輸送配電機(jī)功率取2kw，還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)加料器配電功率1kw。</p><p><b>　　則有：</b></p><p&g

83、t;<b>　　所以：</b></p><p>　　其中，Kx需要系數(shù)取0.6</p><p>　　所以，，取整為80kw</p><p>　　所以可取P=80kw</p><p><b>　　3主要設(shè)備計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1 過濾槽<

84、;/b></p><p>　　3.1.1 形式與結(jié)構(gòu)</p><p>　　過濾槽是一常壓過濾設(shè)備，具有圓柱形槽身，弧形頂蓋，平底上有帶濾板的夾層。上半部的形狀與糊化鍋，糖化鍋基本相同。過濾槽平底上方8~12cm處，水平鋪設(shè)過濾篩板。槽中設(shè)有耕槽機(jī)，用疏松麥槽層厚為0.3~0.4m過濾面積為每100kg干麥芽，所需過濾面積為0.5m2 左右。</p><p>&

85、lt;b>　　3.1.2有關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　(1)麥槽層厚度：一般取0.3~0.4m較為合適</p><p>　　(2)過濾面積：對每100kg混合原料，所需過濾面積為0.5~0.6m2</p><p>　　S=（13131÷100）×0.6=78.786m2</p><p>　　(3)

86、過濾槽容積：V/=（13131÷100）×0.8=105.048m3</p><p>　　設(shè)其填充系數(shù)為0.8，則：</p><p>　　V總=105.048÷0.8=131.31m3</p><p><b>　　且 D:H=2:1</b></p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得D=6.94m

87、圓整得D=7m 則H=3.5m</p><p>　　(4)過濾槽耕槽裝置的轉(zhuǎn)速</p><p>　　耕槽時(shí)為避免麥槽層揚(yáng)起，一般轉(zhuǎn)速0.25~0.4轉(zhuǎn)/min,圓周速度為0.04~0.07m/s,出槽時(shí)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)實(shí)踐約為4~5轉(zhuǎn)/min,圓周速度為0.4~0.7m/s</p><p>　　3.1.3壁厚的計(jì)算</p><p>　　鍋體全部

88、采用不銹鋼制作，所有有連接的地方都采用雙面對接焊接，其余的無損探傷</p><p>　　計(jì)算糖化鍋的壁厚S1</p><p>　　P=1.25×1=1.25 Kgf/cm2</p><p>　　C=1+1.5+0=2.5(mm) </p><p>　　（mm） 圓整到6（mm）</p><p>　　(2)

89、頂封頭壁厚，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭S2</p><p>　　P=1.25*2=2.5 Kgf/cm2 </p><p>　　C=1+1.5+0=2.5</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得S2=9.23 （mm） 圓整得9.5（mm）</p><p><b>　　(3)底封頭壁厚</b></p><p>　　P

90、=1.25×3=3.75 Kgf/cm2</p><p>　　C=1+1.5+0=2.5</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得S3=12.61（mm） 圓整得13 （mm）</p><p>　　3.1.4過濾槽耕槽裝置的功率計(jì)算</p><p><b>　　雷諾準(zhǔn)數(shù)</b></p><p>　

91、　其中D耕刀旋轉(zhuǎn)半徑4.2m，N為轉(zhuǎn)速，取最大轉(zhuǎn)速助力系數(shù)，查表為0.85，取矯正系數(shù)f=2</p><p><b>　　攪拌所需功率為：</b></p><p><b>　　電機(jī)所需功率為：</b></p><p>　　4 啤酒廢棄物的處理</p><p>　　4.1 啤酒廠廢水的治理</

92、p><p>　　啤酒廠廢水主要來源有：麥芽生產(chǎn)過程的洗麥水、浸麥水、發(fā)芽降溫噴霧水、麥槽水、洗滌水、凝固物洗滌水；糖化過程的糖化、過濾洗滌水；發(fā)酵過程的發(fā)酵罐洗滌、過濾洗滌水；罐裝過程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒；冷卻水和成品車間洗滌水；以及來自辦公樓、食堂、單身宿舍和浴室的生活污水。</p><p>　　4.1.1接觸氧化工藝</p><p>　　20世紀(jì)80年代初接觸氧化法

93、比活性污泥法有一定的優(yōu)勢，所以在啤酒廢水的處理上得到了廣泛的應(yīng)用。由于啤酒廢水進(jìn)水CODc，濃度高，所以一般采用二級接觸氧化工藝。</p><p>　　(1)日處理廢水2000m3/d，高峰流量200m3/h。</p><p>　　(2)水質(zhì)：CODcr為1000mg/L；BOD5為600mg/L；SS為600mg/L。</p><p>　　(3)出水水質(zhì)：CODc

94、r≤60mg幾；BOD5≤10mg幾；SS≤30mg/L。</p><p>　　采用接觸氧化工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法，可以防止高糖含量廢水易引起污泥膨脹的現(xiàn)象，并且不用投配N、P營養(yǎng)。</p><p>　　4.1.2 SBR工藝 </p><p>　　CASS法反應(yīng)池的容積一般包括選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。水由污水提升泵直接提升到CASS的選擇區(qū)與回流污泥混合，選

95、擇區(qū)不曝氣相當(dāng)于活性污泥工藝中的厭氧選擇器。在該區(qū)內(nèi)回流污泥中的微生物菌膠團(tuán)大量吸附廢水中的有機(jī)物，能迅速降低廢水中有機(jī)物濃度，并防止污泥膨脹。預(yù)反應(yīng)區(qū)采用限制曝氣，控制溶解氧在0.5mg/L，使反硝化過程得以進(jìn)行。主反應(yīng)區(qū)的作用是完成有機(jī)物的降解或氨氮的硝化。選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的體積比為1:5:20，反應(yīng)池污泥回流比一般為30％-50％。工藝曝氣方式采用鼓風(fēng)曝氣，曝氣器選用可變微孔曝氣器。 </p><p&

96、gt;　　工藝中的撇水裝置采用旋轉(zhuǎn)式潷水器。該裝置主要由浮箱、堰口、支撐架、集水支管、集水總管(出水管)、軸承、電動(dòng)推桿、減速機(jī)、電機(jī)等部件組成。潷水器和整個(gè)工藝采用可編程序控制器(PLC)來進(jìn)行控制，主要根據(jù)時(shí)間、液位、撇水器位置等綜合控制各部件運(yùn)行。主要控制參數(shù)有污水流量、曝氣量、剩余污泥排放量、曝氣時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間等。工藝控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置控制程序發(fā)出指令，控制部件能夠按照設(shè)定的程序自動(dòng)操作，這既省勞動(dòng)力，又簡化操作。<

97、;/p><p>　　4.1.3氧化溝活性污泥法</p><p>　　(1)類型：氧化溝是20世紀(jì)50年代由荷蘭工程師發(fā)明的一種新型活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)，因此被稱為“氧化溝”，又稱“環(huán)行曝氣池”。自1954年荷蘭建成第一座間歇運(yùn)行的氧化溝以來，氧化溝在歐洲、北美、南非及澳大利亞得到了迅速的推廣應(yīng)用。如同活性污泥法一樣，自從第一座氧化溝問世以

98、來，演變出了許多變形工藝方法和設(shè)備。氧化溝根據(jù)其構(gòu)造和運(yùn)行特征，并根據(jù)不同發(fā)明者和專利情況可分為以下幾種有代表性的類型：①卡魯塞爾氧化溝；②三溝式氧化溝(或二溝式氧化溝)；③Orbal型氧化溝；④一體化氧化溝。</p><p>　　(2)特點(diǎn)：氧化溝污水處理技術(shù)已被公認(rèn)為一種較成功的活性污泥法工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥系統(tǒng)相比，它在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?、?/p>

99、工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便；</p><p>　?、谔幚硇Ч€(wěn)定，出水水質(zhì)好；</p><p>　?、刍ㄙM(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用低；</p><p>　?、芪勰喈a(chǎn)量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定；</p><p>　?、菽艹惺芩?、水質(zhì)沖擊負(fù)荷，對高濃度工業(yè)廢水有很大的稀釋能力；</p><p>　　⑥占地面積少于傳統(tǒng)活性污泥法

100、處理廠。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉湘秋.常用壓力容器手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：114，118.</p><p>　　[2] 靳士蘭,巨勇智.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).延吉：延邊大學(xué)出版社，2000：257.[3] 耿兆林.2002年中國釀酒工業(yè)整體形勢[J].酒飲料技術(shù)裝備20

101、03 ,(2),4-6. </p><p>　　[4] 2002年全國啤酒工業(yè)形勢及啤酒大麥現(xiàn)狀分析.中國釀酒工業(yè)協(xié)會(huì)啤酒分會(huì).2003,4-13.</p><p>　　[5] 紀(jì)偉光，申德超，錢東平.擠壓加酶大米啤酒輔料的糖化過程試驗(yàn)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,12(1):51-53. </p><p>　　

102、[6] 李超，劉東品，常智剛.PVPP吸附啤酒中多酚物質(zhì)的分析[J].釀酒科技，2009，4（2）：87-90. </p><p>　　[7] 吳思方.發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論.北京：中國輕工業(yè)出版社，2007，62-74.</p><p>　　[8] 鄭津洋，董其伍，桑芝富。過程設(shè)備設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. </p>

103、<p>　　[9]陳洪章.生物過程工程與設(shè)備. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：78-90. </p><p>　　[10]高孔榮.發(fā)酵設(shè)備[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2005：45-69.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　緊張而有忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，在本次設(shè)計(jì)中我收獲了

104、很多，不僅學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了如何在團(tuán)隊(duì)中做好自己，發(fā)揮自己的才能。 </p><p>　　首先我一定要感謝我的指導(dǎo)教師楊立和龔乃超老師。是他們以自己淵博的學(xué)識(shí)一次又一次的為我指點(diǎn)迷津，讓我對以前所學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的掌握，同時(shí)又學(xué)到了很多工廠實(shí)際操作過程中的經(jīng)驗(yàn)。在他們身上我同樣也看到了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，拼搏進(jìn)取的精神。老師對我的幫助將使我受益一生。</p><p>　　同時(shí)，我還要

105、謝謝所有幫助過我的同學(xué)們，尤其是感謝李東，胡建發(fā)，楊麗君等同學(xué)在工藝流程的選擇和設(shè)備的選型諸多方面提出了寶貴的意見和建議，使我更深的感受到同學(xué)之間的友誼。一個(gè)個(gè)問題，一次次認(rèn)真的討論，都是我們成功的基礎(chǔ)和動(dòng)力，感謝他們與我一起成長。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，但學(xué)習(xí)是永無止境的，在將來的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)更加努力。再次向這些在這次設(shè)計(jì)中給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們致以最真誠的感謝！</p>&l