1 设计任务书
设计项目:年产10 000t啤酒厂设计设计地点:黑龙江省哈尔滨市
设计规模:淡季日产20t,旺季日产60t原料:大麦麦芽、大米、酒花成品:12度淡色啤酒
⑴产品质量标准感官指标:透明度 清亮透明,无明显悬浮物和沉淀物浊度(保质期)/EBC单位 ≤1.0形态 泡沫洁白细腻,持久挂杯泡持性/s ≥210色度/EBC单位 5.0~9.5
香气和口味有 明显的酒花香气,口味纯正,爽口,酒体谐调,
柔和,无异香、异味
理化指标:
酒精含量/% ≥3.7 原麦汁浓度/% 12±0.3 总酸含量/0.1mL·L-1 ≤2.6 二氧化碳含量/% ≥0.40 双乙酰含量/mg·L-1 ≤0.13
⑵产品卫生标准:卫生指标按GB2758执行产品用途:广泛用于食品及餐饮行业。
2 产品方案
2.1 生产规模
啤酒厂年产量为1.0×104t
厂建设采取统一的规划布局,规范化建设,科学化管理,规模化生产,一体化经营,完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。
2.2 主要原料的规格
本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686—93的优质麦芽。
2.3 生产品种及数量
生产品种为12度淡色啤酒。年产量1.0×104t。采用640mL瓶装生产。设计淡季日产量为20t,旺季日产量为60t。
2.4 产品质量及标准
GB191 包装储运图示标志GB2758 发酵酒卫生标准
GB4544 啤酒瓶GB4789.1~4789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分GB4928 啤酒试验方法GB5739 啤酒塑料周转箱GB6543 瓦楞纸箱GB10344 饮料酒标签标准GB4927—91 啤酒质量标准质量特征:富有洁白、细腻又持久的泡沫,悦目明快的色泽,酒液清亮,饮后有爽口和醇厚感。3 生产工艺流程设计3.1工艺流程选择论证3.2 工艺流程图大米、大麦→粉碎→糊化←水 酒花 麦糟 ↓ ↓ ↑ 麦芽→粉碎→糖化→过滤→麦芽汁→煮沸→过滤→冷却→ ↑ 酵母 水 ↓前发酵→后发酵→过滤→包装→杀菌↓ CO2 ↓ ↓ ↓酒脚 鲜啤酒 熟啤酒 3.3 工艺要点⑴粉碎粉碎使原料表面积增加,与水接触面积增加,糖化时间减少,收得率增加。 麦芽可粉碎成麦皮、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个部分。要求麦芽皮壳破而不碎,胚乳部分尽可能细一些。⑵糖化 制备麦芽汁的主要过程是糖化。将粉碎后的麦芽,在带底部搅拌的糖化锅中与45℃的水混合,利用麦芽自身的酶,使麦芽和辅料中的淀粉和蛋白质等的不溶性高分子物质水解成为可溶性低分子物质,如糊精、糖类、胨、肽、氨基酸等,这就是糖化过程。 本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法──二次煮出糖化法。该方法简单来说,首先将辅料与部分麦芽在糊化锅中与45℃温水混合,保温20min,然后用10min时间升温到70℃,再保温20min,其后再用15min时间升温煮沸,让其沸腾40min,称第一次煮沸,得到糊化醪。与次同时,麦芽和水在糖化锅内混合,45~55℃保温30~90min,使麦芽所含蛋白质分解,称为蛋白质休止。将煮沸之糊化醪泵入糖化锅中,使混合醪温达到65~68℃,保温搅拌进行糖化。待糖化醪无碘色反应后,从糖化锅中取出部分醪液进入糊化锅进行第二次煮沸,尔后再次泵入糖化锅混合,使糖化锅中醪液升温至75~78℃(液化温度),静置10min即可送去过滤。
⑶过滤
糖化工序结束后,意味着麦芽汁已经形成。采用过滤方法尽快将麦汁和麦糟分离。过滤的好坏,对麦汁的产量和质量有重要的影响。 麦汁过滤分为过滤和洗糟两个操作过程。
过滤的目的是获得清亮的麦汁和较高的麦汁收得率。
要求麦汁过滤速度正常,过滤应在规定时间内完成,麦汁低吸氧,具有正常的色、香、味。
⑷煮沸
煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发,使麦芽汁浓缩到规定浓度;使酒花有效成分溶入麦汁中,赋予麦汁独特的酒花香气和爽口的苦味;使麦汁中可凝固蛋白质凝固析出,以提高啤酒的非生物稳定性;破坏全部的酶活性,麦汁进行灭菌,以获得定型的麦汁。
煮沸要求适当的煮沸强度,分批添加酒花,在预定煮沸时间内,使麦汁达到规定浓度,保持有明显酒花香味和柔和的苦味,以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性高。
煮沸时间70~90min,麦汁的煮沸强度应达到8%~10%,凝固性氮达1.5~20mg/L。
⑸冷却
麦汁煮沸定型后,必须立即进行冷却,使温度适合酵母发酵的需要。 要求冷却时间短,麦汁无细菌,并且不混浊,沉淀损失少,操作简单,可减少人力。
本工艺采用“下面”酵母发酵,因此麦汁温度应冷却至4~8℃。⑹发酵
本工艺采用“前锥后卧”发酵方式。先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原,然后送入卧式贮酒罐中进行后发酵。
在主发酵结束,外观发酵达65%左右,酒温降至5~6℃时,先回受酵母,再将嫩啤酒送入贮酒罐内。此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行,贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。贮酒罐需设有和发酵罐同样的冷却夹套降温设施。倒灌之后,进行后发酵和双乙酰还原,气压缓慢上升至0.08MPa左右,待双乙酰下降达到要求后,急剧降温至0~1℃,进行贮酒。贮酒时间7~14d。
4 工艺计算
4.1 物料衡算
4.1.1 基础数据
表1 啤酒生产基础数据项目 定额指标 名称 原料利用率 麦芽水分 大米水分 无水麦芽浸出率 无水大米浸出率 麦芽 大米 冷却损失 发酵损失 过滤损失 包装损失 空瓶 瓶盖 商标 啤酒总损失率 % 98.5613759575257 1.522 0.510.1 12.5 对热麦汁言说明原料配比 损失率 总损失率 对热麦汁言4.1.2 100kg原料(麦芽+大米)生产12度淡色啤酒的物料计算⑴热麦汁量 原料麦芽收得率=0.75(100-6)%=70.5%原料大米收得率=0.95(100-13)%=82.65%混合原料收得率=(0.75×70.5%+0.25×82.65%)×98.5%=72.43%则100kg原料产12度热麦汁量为:72.43/12×100=603.6kg12度麦汁在20℃时的比重为1.047100℃的麦汁比20℃的麦汁体积增加1.04倍热麦汁体积=603.58/1.047×1.04=599.5L⑵冷麦汁量599.54×(1-0.07)=557.6L⑶发酵液量 557.6×(1-0.015)=549.2L⑷滤过酒量549.2×(1—0.02)=538.2L⑸成品酒量538.2×(1—0.02)=527.5L4.1.3 生产100L12度淡色啤酒的物料计算100公斤混合原料生产成品啤酒量为527.5L⑴则生产100L12度啤酒需用混合原料量为:100×100/527.5=18.95kg⑵麦芽耗用量18.95×75%=14.21kg⑶大米耗用量18.95×25%=4.74kg⑷酒花耗用量 100L热麦汁加入酒花量定为0.2kg 100×599.5/527.5×0.2%=0.227kg⑸热麦汁量 100×599.5/527.5=113.7L⑹冷麦汁量 100×557.6/527.5=105.7L⑺发酵液量 100×549.2/527.5=104.1L⑻滤过酒量 100×538.2/527.5=102.0L⑼成品酒量 100×527.5/527.5=100L⑽湿糖化糟量 设排出的湿麦糟含水分80%0.94(10095) 麦糟量=14.21×=16.68kg100800.87(10095) 大米糟量=4.74×=1.03kg10080 湿糖化糟量=16.68+1.03=17.71kg⑾酒花糟量 设酒花在麦汁中浸出率为40%,酒花糟含水分以80%计,则酒花糟量为: 0.227× (10040)100=0.68kg(10080)100⑿酵母量(以商品干酵母计)生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥,其中一半作生产接种用,一半作商品酵母用即为1kg。湿酵母泥含水分85%10085酵母含固形物量=1×=0.15kg100则含水分7%的商品干酵母量为:100 0.15×=0.16kg1007⒀二氧化碳量 12度的冷麦汁105.7kg中浸出物量为: 12%×105.7=12.68kg设麦汁的真正发酵度为55%,则可发酵的浸出物量为: 12.68×55%=6.97kg 麦芽糖发酵的化学反应式为: C12H22O11+H2O2C6H12O62C6H12O64C2H5OH+4CO2+56kcal设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成,则CO2生成量为:4446.97×=3.59kg342式中44──CO2分子量342──麦芽糖分子量设12度啤酒含二氧化碳为0.4%,酒中含CO2量为:105.7×0.4/100=0.42kg 1m3CO2在20℃常压下重1.832kg故释出的CO2体积为:3.17/1.832=1.74m3 ⒁空瓶需用量 100/0.64×1.005=157.0个⒂瓶盖需用量 100/0.64×1.01=157.8个⒃商标需用量100/0.65×1.001=156.4张表2 啤酒生产物料衡算表物料名称 单位 对于100㎏混合原料(麦芽+大米) 对于100L成品啤酒混合原料用量 麦芽 大米 酒花 热麦(芽)汁 冷麦(芽)汁 发酵液 滤过酒 成品酒 湿糖化槽 湿酒花槽 商品干酵母 游离二氧化碳 空瓶 瓶盖 商标 物料名称 混合原料用量 麦芽 大米 酒花 热麦汁 冷麦汁 发酵液 滤过酒 成品酒 湿糖化糟 湿酒花糟 商品干酒母 游离二氧化碳 空瓶 瓶盖 商标 kg kg kg kg L L L L L kg kg kg kg 个 个 张 单位 kg kg kg kg L L L L L kg kg kg kg 个 个 张 100 75 25 1.2 599.5 557.6 549.2 538.2 527.5 93.41 3.59 0.84 16.72 828.5 832.4 825.0 18.9514.214.740.227113.7105.7104.1102.010017.710.680.163.17157.0157.8156.4表3 啤酒生产物料衡算表1 000t/y啤酒厂糖化一次定额1 8001 35045021.5610 79910 0429 8919 6929 5001 68264.615.230114 91814 99214 8584.2 热力衡算4.2.1 耗水量计算⑴糖化用水100kg混合原料大约需用水量400kg糖化用水量=1 800×400/100=7 200kg糖化用水时间设为0.5h,故:每小时最大用水量=7 200/0.5=14 400kg/h⑵洗糟用水100kg原料约用水450kg,则需用水量:1 800×450/100=8 100kg用水时间为1h,则每小时洗糟最大用水量=8 100/1.5=5 400kg/h⑶糖化室洗刷用水一般糖化室及设备洗刷用水每糖化一次,用水约6t,用水时间为2h故洗刷最大用水量=6/2=3t/h⑷沉淀槽冷却用水G=Q(冷却时间为1h)C(t2t1)'式中热麦汁放出热量Q=GPCP(t1-t'2)热麦汁比重C麦汁=1.043热麦汁量GP=10 799×1.043=11 263kg/h热麦汁比热CP=0.98kcal/kg℃'热麦汁温度t1=100℃ t'2=55℃冷却水温度t1=18℃ t2=45℃冷却水比热C=1kcal/kg℃Q=11 263×0.98(100-55)=496 698 kcal/hG=496698=18 459kg/h1(4518)⑸沉淀槽洗刷用水每次洗刷用水3.5t,冲洗时间设为0.5h,则每小时最大用水量=3.5/0.5=7t/h⑹麦汁冷却器冷却用水麦汁冷却时间设为1h,麦汁冷却温度为5.5℃→6℃分二段冷却,第一段:麦汁温度55℃→25℃ 冷水温度18℃→30℃冷却水用量G=QC(t2t1)'GPCP(t1't2) 麦汁放出热量Q=式中麦汁量GP=11 263kg麦汁比热CP=0.98kcal/kg℃'麦汁温度t1=55℃ t'2=25℃水的比热C=1kcal/kg℃冷却水温度t1=18℃ t2=30℃麦汁冷却时间=1h112630.98(5525)∴ Q==332 258kcal/h1G=332258=27 688.2kg/h1(3018) ⑺麦汁冷却器冲刷用水设冲刷一次用水4t,用水时间为0.5h,则最大用水量为4/0.5=8t/h⑻酵母洗涤用水(无菌水)
每天酵母泥最大产量约600L,酵母储存期每天换水一次,新收酵母洗涤4次,每次用水量为酵母的二倍,则连续生产每天用水量为(4+1)×600×2=6 000L
⑼发酵室洗涤用水
每天冲刷体积为30m3的发酵罐2个,每个用水3t,冲洗地面共用水2t,每天用
水量=2×3+2=8t
用水时间设为1.5h,最大用水量=8/1.5=5.3t/h⑽贮酒室洗涤用水
每天冲刷贮酒桶一个,用水为2t,管路及地面冲刷用水1t,冲刷时间为1h,最大用水量为=2+1=3t/h
⑾清酒罐洗刷用水
每天使用4桶,冲洗一次,共用水4t,冲刷时间为40min,则最大用水量
=4×60/40=6t/h
⑿过滤机用水
过滤机二台,每台冲刷一次,用水3t(包括顶酒用水),使用时间为1.5h,则
最大用水量=2×3/1.5=4t/h
⒀洗瓶机用水
洗瓶机最大生产能力为3 000瓶/h,冲洗每个瓶约需水1.5L,则用水量=3 000×1.5=4 500L/h
每班生产7h计,总耗水量=4 500×7=31 500L⒁装酒机用水
每冲洗一次,用水2.5t,每班冲洗一次,每次0.5h,最大用水量=2.5/0.5=5t/h
⒂杀菌机用水
杀菌机每个瓶耗水量1L算 用水量=3 000×1=3 000L/h
3 000×7=21 000L/班
⒃其他用水
包括冲洗地板、管道冲刷、洗滤布等,每班需用水10t,设用水时间为2小时,
则每小时用水量=10/2=5t/h
4.2.2 蒸汽耗量计算
⑴糖化工段耗用蒸汽量
以目前生产采用的二次煮出糖化法为计算依据生产用最大蒸汽压力2.5kg/cm2(绝对压力)自来水平均温度18℃糖化用水平均温度50℃洗糟用水平均温度80℃
糖化用水耗热量Q1Q1=GC(t2-t2)式中G=7 200kgC=1kcal/kg℃t1=18℃ t2=50℃Q1=7 200×1×(50-18)=230 400kcal第一次蒸煮耗热量Q2Q2=Q'2+Q'2', Q'2=G醪C醪(100-t0)Q'2'=540W(540kcal/kg──汽化潜热)大米用量为450kg,糖化时为了防止大米醪结块及促进液化,在糊化时加入约占大米量20%的麦芽粉,则:麦芽粉用量=450×20%=90kg第一次蒸煮物料量=450+90=540kg 以100kg混合原料用水量450kg算:用水量=540×450/100=2 430kg加热醪液所需热量Q'2Q'2=G醪C醪(100-t0)G醪=2430+540=2 970kgC醪=C大米450C麦芽90C水2430450902430式中C大米或麦芽=C0×0.01(100-W)+0.01WC0──谷物(绝干)的比热0.37kcal/kg℃ W──水分C麦芽=0.37×0.01(100-6)+0.01×6=0.408kcal/kg℃ C大米=0.37×0.01(100-13)+0.01×13=0.452kcal/kg℃C醪= 0.4524500.4089012430450902430=0.899kcal/kg℃t0=45℃Q'2=2 970×0.899(100-45) =146 851kcal在煮沸时蒸发量以每小时5%计,煮沸时间为40min蒸发量W=2 970×5%×40/60=99kgQ'2'=540×99=53 460kcalQ2=Q'2+Q'2'=146 851+53 460=200 311kcal第二次煮沸的耗热量Q3'''Q3=Q3+Q3经过一次煮沸后的米醪量为:‘G醪=2970-99=2 871kg糖化醪的量:G麦醪=G麦+G水式中G麦=1350-90=1 260kgG水=7200-2340=4 860kgG麦醪=1260+4860=6 120kg经第一次煮沸的麦醪与糖化醪混合后数量为:G混=2 871+6 120=8 991kg二次煮沸时取混合醪量40%,煮沸时间为10min,蒸发量为每小时5%'Q3=GC混(100-t0)式中G =8 991×40%=3 596kg C醪=0.899kcal/kg℃C麦醪=G麦C麦G水C水G麦G水式中G麦=1 260kg C麦=0.408kcal/kg℃ G水=4 860kgC水=1kcal/kg℃C麦醪=12600.4084860112604860 =0.87kcal/kg℃G麦醪C麦醪G醪C醪G麦醪G醪C混= =61200.8728710.89961202871 =0.88kcal/kg℃t0=60℃Q3'=GC混(100-t0) =3 596×0.88(100-60)=126 579.2kcal''Q3=540W式中W=3 596×5%×10/60 =29.97kg''Q3=540×29.97=16 183.8'''Q3=Q3+Q3=126 579.2+16 183.8=142 763kcal洗糟用水耗热量Q4:洗糟用水:每100kg原料用水450kg用水量G=18.00×450=8 100kg耗热量Q4=GC(80-t)C=1kcal/kg℃t=18℃Q4=8100×1(80-18)=502 200kcal麦汁煮沸耗热量Q5:取100kg原料加洗糟水后可得到700kg麦汁,过滤完毕麦汁的温度约为65℃。\"蒸煮时总耗热量 Q5=Q'+Q55加热麦汁耗热Q'5=GC麦汁(100-t)式中G=18.00×700=12 600kgC麦汁=0.95kcal/kg℃t=65℃Q'5=12 600×0.95(100-65)=418 950kcal煮沸麦汁耗热:Q\"5=540W麦汁煮沸时间为1.5h,设每小时蒸发量为10%W=12 600×10%×1.5=1 890㎏Q\"5=540×1 890=1 020 600㎏Q5=Q'5+Q\"5=418 950+1 020 600=1 439 550kcal糖化一次需用蒸汽总量:D总=Q总/i设蒸汽的热效率=95%Q总=Q1Q2Q3Q4Q50.95 =2 647 604.21kcali=648.7-1002647604.21D总==4 825㎏648.7100糖化过程中每小时最大蒸汽用量:糖化过程中,以麦汁煮沸时耗热最大,麦汁煮沸时耗热为1 020 600kcal,煮沸时间1.5h,取热效率95%。D最大=Q最大i1020600=716 210.5kcal/h0.951.5i=648.7-100716210.5D最大==1 305㎏/h648.7100⑵酵母培养耗热量 一般每月培养一次或每季度培养一次,每次约用汽1 2h,则最大用气量D2=1 000/2=500㎏/h式中 Q最大=000㎏,使用时间⑶洗瓶机用汽量D3=jN式中 j──经验数据,16~58㎏/1 000瓶h N──瓶数以千瓶为单位,按照定型生产能力N=3.00D3=58×3.00=174㎏/h⑷杀菌机用汽D4=jN式中 j──经验数据,150㎏/瓶h N──3.00D4=150×3.00=450㎏/h4.2.3 耗冷量计算⑴麦汁冷却器耗冷量耗冷量:麦汁冷却分两段进行,第一段采用深井水,第二段用盐水冷却。二段冷却麦汁温度为:25℃→6℃麦汁在1h内冷却完毕。Q1=GCP(t1-t2)式中G=11 263/1=11 263㎏/hCp=0.98kcal/㎏℃t1=25℃ t2=6℃∴Q1=11 263×0.98(25-6)=209 717kcal/h盐水需量:D1=Q1C盐(t2t1)t2=0℃盐水温度:t1=-8℃ 式中Q1=209 717kcal/h C盐=0.731kcal/kg℃∴D1=209717=35 861kg/h0.731[0(8)]⑵啤酒过冷却器耗冷量耗冷量:每班最大生产啤酒9.891×2=19.782t,每班过滤时间以6h计,过冷却时间也为6h。啤酒过冷温度要求:2℃→-1℃Q3=GC(t1t2)式中G=19 782t C=1kcal/kg℃t1=2℃ t2=-1℃ =6197821[2(1)]=9 891kcal/h6盐水需量D3:盐水温度变化为-8℃→-2℃∴Q3=D3=Q3C盐(t2t1)式中Q3=9 891kcal/hC盐=0.731kcal/kg℃ t1=-8℃ t2=-2℃∴D3=9891=2255kg/h0.731[2(8)]⑶无菌冷水耗冷量耗冷量Q4:无菌水使用量最大为4t,一般要求在6h内把水温从18℃冷却到2℃。Q4=GC(t1-t2)/式中G=4 000㎏ C=1kcal/kg℃t1=18℃ ∴Q4=t2=2℃ =6h40001(182)=10 666kcal/h6盐水需量D4:盐水温度变化:-8℃→-2℃D4=Q4C盐(t2t1)式中Q4=10 666kcal/h C盐=0.731kcal/kg℃t1=-8℃ t2=-2℃∴D4=10666=2432kg/h0.731[2(8)]⑷酵母培养室耗冷量:酵母培养期,最大耗冷量约为10 000kcal/hQ5=10 000kcal/h盐水需量D5:盐水温度变化为-8℃→-2℃D5=Q5C盐(t2t1)式中Q5=10 000kcal/h C盐=0.731kcal/kg℃t1=-8℃ t2=-2℃10000=2 280kg/h0.731[2(8)]∴D5=4.2.4 压缩空气用量⑴酒花分离器用气量使用压力2kg/m2分离器有效容积2m2当压送残液时,考虑一定的损失,故乘2倍安全系数,吹风次数设为4次,吹风时间约40min,则每次风量:q=2×2×4=16m3每小时最大风量q1=16×60/40=24m3/h⑵酵母培养室用气使用压力1.5kg/cm2通风管口径为2mm,压缩空气流速为8m/s每小时最大用气量q2=8×(0.02)24×60×60=9.04m3/h⑶贮酒桶用气使用压力1~1.5kg/cm2过滤酒时,用压缩空气将酒顶出,设空气量为酒容量的1.5倍,每班放酒一桶,放酒时间为6h,则每小时用气量q3=19.782/6×1.5=4.95m3/h⑷清酒罐用气设用气量为滤过酒用气的两倍,则用气量: q4=4.95×2=9.9m3/h⑸装酒机用气装酒机的生产能力为3 000瓶/h用气压力5kg/cm2按经验数据,装1 q5=3.00×8=24.00m3/h000瓶啤酒(640ml)需耗气8m3,则用气量5 主要设备选择计算5.1 麦芽仓用途:储存麦芽所需容量计算:每次投料量G=1 350kg麦芽容重 r=500kg/m3有效系数=0.8所需容积V=G1350=3.375m3r5000.85.2 麦芽粉仓用途:储存麦芽粉所需容积计算:每次投料量G=1.35t麦芽粉容重C=2.56m3/t有效容积系数=0.7所需容积V=GC1.352.56==4.937m30.75.3 大米仓用途:储存大米所需容积计算:每次投料量G=450kg大米容量r=800kg/m3有效容积系数=0.8所需容积V=G450==0.703m3r8000.85.4 大米粉仓用途:储存大米粉所需容积计算:每次投料G=0.45t大米粉容重C=1.73m3/t有效容积系数=0.7所需容积V=GC=0.451.73=1.112m30.75.5 糊化锅一般糊化锅的轮廓比例为D∶H=2∶1取糊化锅的有效容积V有效=5m3计算:V有效=D24H=5D=385=2.34m故取直径D=2.4m 锅身H=1.2m5.6 糖化锅按物料衡算,每次糖化物料总量G=7 200+1 800=9 000kg糖化醪的密度为1 065kg/m3 生产需要1.2的空余系数故所需容积:V有效=9 000/1 065=8.45m3 V总=8.45×1.2=10.14m3D∶H=2∶1D=3810.14=2.96m故取直径D=3m 锅身H=1.5m5.7 过滤槽按物料衡算,每次糖化物料总量G=7 200+1 800=9 000kg糖化醪的密度为1 065kg/m3 生产需要1.2的空余系数故所需容积:V有效=9 000/1 065=8.45m3 V总=8.45×1.2=10.14m3D∶H=2∶1D=3810.14=2.96m故取直径D=3m 锅身H=1.5m5.8 煮沸锅按物料衡算,每次糖化物料总量G=7 200+1 800=9 000kg糖化醪的密度为1 065kg/m3 生产需要1.4的空余系数故所需容积:V有效=9 000/1 065=8.45m3 V总=8.45×1.4=11.83m3D∶H=2∶1D=3 811.83=3.11m故取直径D=3.2m 锅身H=1.6m 5.9 麦汁冷却器 用途:将沉清后的麦汁冷却至发酵温度4~7℃。型式:板式冷却器所需冷却面积计算:第一段冷却 (冷却介质为冷水):麦汁温度55℃→25℃ 冷水温度18℃→30℃ F=GC(t1-t2)式中G=11 263kg/h C=0.98kcal/kg℃'t1=55℃ t1=18℃ t2=25℃ t'2=30℃冷却时间60min Q1=11 263×0.98(55-25)=331 132.2kcal/hF=Q1 Ktcptcp=t1t2tln1t2逆流传导时的平均温度差:'t1t1t2553025℃t2t2t1'25187℃tcp25714.14℃25ln7现取用麦芽冷却器为薄板冷却器,其传热系数K值取2 000kcal/m2h℃331132.2则F==11.71m2200014.14第二段冷却(冷却介质为盐水):麦汁温度25℃→6℃盐水温度-8℃→0℃ 冷却时间60minQ2=GC(t1-t2)G=11 263kg/hC=0.98kcal/kg℃'t1=25℃ t1=-8℃ t2=6℃ t'2=0℃Q2=11 263×0.98(25-6)=209 717kcal/hF2=Q2 Ktcptcpt1t2tln1t2t2t2t1'6(8)14℃'tt1t225025℃ 2514=18.96℃ 25ln14209717F2==5.53m2200018.96tep取K=2 000kcal/kg℃盐水耗用量G=Q ''C(t2t1)C──0.731kcal/kg℃盐水量G=209717=35 861kg/h0.731[0(8)]5.10 发酵罐每天糖化两次,故一次投入冷麦汁量为10 042×2=20 082L径高比:D∶H=1∶2 空余系数1.2V总=20.082×1.2=24.10m3按规格取30m3D=3230=2.67mH=5.34m发酵周期11~12天。考虑到进出料周转、清洗时间和发酵时间可能延长,故罐数取18个。5.11 酵母洗涤槽用途:把回收的酵母泥进行反复洗涤。容量:每个洗涤槽要求储存酵母泥100L,在洗涤及储存时均加入2倍无菌水,按生产经验每个容量确定为350L。数量:生产旺季,每天需洗涤两池酵母,酵母反复洗涤及储存时间以3天计,故共需洗涤槽6个。型式:选用活动式半球面洗涤槽。5.12 冰水箱 用途:把水从常温冷却至1~2℃,作为麦汁冷却用。容量:要求有效容量9m3。型式:钢结构长方形箱,内壁涂料。5.13 酵母培养设备
用途:麦汁经冷却杀菌后,放入酵母培养罐接种进行培养。经24h左右扩大培养,以供繁殖槽繁殖酵母用。
选型:麦汁杀菌罐1个用效容积0.15m3
酵母培养罐2个有效容积0.067m3
扩大培养罐1个有效容积1.6m3
5.14 啤酒过滤器
用途:过滤啤酒,除去混浊物,酵母细胞,残渣等。型式:板框式硅藻土过滤器。
5.15 清酒罐
用途:暂贮过滤后的啤酒液。型式:立式圆筒形。
设备:按生产需要,选用有效容量为5m3的清酒罐4个,鲜、熟啤酒两个品
种可以轮换清洗使用。
5.16 瓶装包装线
选用3 000瓶/h联合自动包装设备一套(包括洗瓶、灌酒、压盖、杀菌、贴标等)。
5.17 设备一览表
6.车间布置说明6.1 糖化车间
糖化车间是啤酒厂的主要生产车间,其主要设备有糖化锅、糊化锅、过滤槽、煮沸锅和回旋沉淀槽。原料大麦进入糖化锅进行糖化,大米(或玉米)等辅料进入糊化锅进行糊化后将糖化醪与糊化醪混合再糖化,将该糖化醪泵入过滤槽进行过滤。麦汁经煮沸后进入旋涡沉淀槽,经板式换热器使其进一步冷却至发酵所需温度,进入发酵罐。糖化车间的面积为360 m2。6.2 发酵车间
麦汁进发酵罐后同时添加酵母。发酵过程分为两个阶段:第一个阶段在相对较高的温度下(7~16℃)进行,时间需6~10天。将前发酵嫩啤酒留在罐内或倒灌,在低温下(0℃左右)节能型后发酵(也称贮酒),使其进一步澄清、
后熟和饱和二氧化碳。后发酵的时间随所用菌种、后发酵温度及所制啤酒品种的不同而有差异,短者仅10天左右,长的达2个月左右.发酵车间面积为580 m2。
6.3 车间建筑特点
门:车间采用双扇折叠门,各个门尺寸根据需要而定。
窗:铝合金推拉窗户,窗下离地1500mm,窗户尺寸3000mm×2000mm。地坪:采用水磨石地面。
排水:墙壁靠墙两内侧开始300mm宽水沟,深300mm,地面为圆弧,便于清洗每隔20000mm设置一个穿墙的出水管道[16]。
墙壁:除特殊的隔音需要外,墙壁适当增加其厚度。通风:排气扇通风,增加通风量。7.管路计算
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