2022年年产万吨°P啤酒糖化车间工艺设计课程设计.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 吉林工程技术师范学院 食品工程学院酿造酒工艺学课程设计设计题目 : 年产 15 万吨 10°P 啤酒糖化车间工艺设计 同学姓名 : 班级学号 : 2022 年 11 月名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录目 录 . 1第一章 总论 . 11.1 文献综述 . 11.1.1 啤酒酿造技术现状与进展 1.1.2 我国啤酒年产量进展快速. 1 . 11.1.3 国产大麦生产地快速进展和应用 . 21.1.4 原辅料地选取 . 21.2 设计依据、经济技术指标. 31.3 设计意义 . 31.4 车间布置及工艺标准. 31.4.1 车间布置原就 . 3 1.4.2 工艺标准 . 4其次章糖化车间工艺. 42.1 糖化工艺方法地挑选. 42.2 糖化工艺流程图 . 52.3 工艺流程说明 . 6第三章 物料衡算和设备选型 . 73.1 物料衡算 . 73.1.1 对 1OOkg 物料（ 60%麦芽, 40%大 M ）生产 10°淡色啤酒物料衡算 . 73.1.2 生产 100L 10 °P 淡色啤酒地物料衡算 3.1.3 年产 15 万吨 10°p 啤酒地物料衡算. 8 . 83.2 设备选型 . 103.2.1 糖化锅地结构设计 . 10第四章 结论 . 13参考文献 . 14名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 总论1.1 文献综述1.1.1 啤酒酿造技术现状与进展啤酒是以大麦为原料经酵母发酵而成地一种低酒精含量地饮料酒 .大约起源于 9 千年前地中东和古埃及地区 ,后跨过地中海 ,传入欧洲 .啤酒因含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、多种维生素和矿物质 ,在 1972 年世界第九次养分食品会议上 ,被各国医学家宣布为“ 养分食品” ,具有 “液风光包 ”之美称 1.我国第一家现代化啤酒厂是 1903 年在青岛由德国酿造师建立地英德啤酒厂 ,1915 年在北京由中国人投资建立了双合盛啤酒厂 2 .综观仅有百年历史地中国啤酒工业,可以发觉在改革开放以后涌现出了一大批具有品牌、技术、装备、治理等综合优势地优秀企业3,如 “青啤 ”、“ 燕京 ” 、“华润 ”、“ 哈啤 ”、“ 珠江 ” 、“重啤 ”、“ 惠泉 ” 、“金星 ” 等国际和国内地知名企业.由于啤酒地运输、保鲜等行业特点,加之地方爱护主义作崇,使中国啤酒工业形成了诸侯割据、各自为政地“ 春秋战国 ”局面 4 .纵然中国啤酒产量已突破 2500 万吨,位居世界第一；纵然已有四家中国啤酒集团地年产量超过 100 万吨,但与国际啤酒大国及啤酒发达国家相比,在集团化、规模化、质量、效益、品牌等方面我们均仍比较落后.虽然 “青啤 ” 、“ 华润 ”、 “燕京 ”等已开头踏上集团化、规模化道路,但在质量、效益等方面与国际品牌尚有肯定差距5.1.1.2 我国啤酒年产量进展快速 我国从十九世纪末开头引入啤酒和啤酒制造业,啤酒行业是我国酿酒工业中最年轻、也是进展最快、目前最大地行业,其进展令世界为之称赞.自改革开放以来我国啤酒产量发名师归纳总结 展迅猛, 1953 年全国啤酒总产量为2.74 万千升, 1979 年全国啤酒总产量为37.3 万千升,第 3 页,共 16 页1988 年全国啤酒总产量为 656.4 万千升,成为仅次于美国、德国名列第三地啤酒大国,1993 年全国啤酒总产量为1190 万千升,仅次于美国而居世界其次,2002 年中国啤酒产量在连续九年居世界其次后以2386 万千升地产量超过美国居世界第一.2005 年啤酒产量突破3000 万千升 .2007 年啤酒产量达到 3500 万吨,成为世界第一啤酒生产大国,估计2022 年可达到 4000 万吨以上6.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 在啤酒企业规模上,前几年我们始终说企业数削减、出现两极分化,2002 年仍有较明显地表现,全国啤酒企业总数 356 家,较上年削减 27 家,包括集团地下属啤酒生产厂 535 家,未比上年削减 .其中啤酒产量 5 万千升地企业 84 家,比上年削减 18 家,但其产量规模更为集中,占全国总产量地 82.8%；3-5 万千升地企业 37 家,占全国总产量地 10.4%；1-3 万千升地企业 108 家,占全国总产量地 30.3%.在企业数量削减地过程中,1 万千升吨以下地小企业并未削减,在企业总数中地比例提高到 35.7% 7 .中国啤酒工业地进展模式既相像于美国、日本地高度集中进展,也相像于德国地地方特色小啤酒厂 .1.1.3 国产大麦生产地快速进展和应用随着啤酒产量地快速增长,大麦、啤酒花等主要原辅材料也相继得到进展.由于进口大麦连续涨价 ,大大促进了国产大麦地生产和应用.据我国作物学会大麦专业委员会统计8,2003 年大麦种植面积达708 万亩 ,产量达 239.6 万吨 .春大麦区主要分布在甘肃150 万亩、 60 万吨 、黑龙江 128 万亩、 25 万吨 、新疆自治区 80 万亩、 23 万吨 ；冬大麦区主要分布在江苏 180 万亩、 63 万吨 、云南省大理州60 万亩、 30 万吨 、河南省 40 万亩、 16 万吨.但是由于品质等种种缘由,酿造啤酒用地国产大麦只占啤酒用量地30%左右 ,而大部分依赖从澳大利亚、加拿大等国进口.1.1.4 原辅料地选取 a.选取缘由1大麦制成麦芽,其价格增加70%100%.麦芽地价格远远高于不发芽地大麦.在麦汁制造中采纳适当地比例（本设计采纳40%）地辅料 .虽增加加工设备,有热能消耗,仍需要增加酶制剂等费用,但总成本降低,具有经济性 .2帮助物料含可溶性氮少,只供应麦汁浸出物中地糖类 .可以降低麦汁总氮 .相对削减麦汁中高分子含氮化合物地比例 .提高啤酒地非生物稳固性和降低啤酒地色泽 .3使用大 M 含有丰富地糖蛋白 .故提高啤酒地泡持性 .b.大 M 地特点：名师归纳总结 价格较廉,而淀粉含量远高于麦芽.多酚物质和蛋白质含量就较麦芽为低,添加大M第 4 页,共 16 页地啤酒色泽浅,口味清新,泡沫细腻.酒花香味突出 .非生物稳固性比较好.特殊是以制造底面发酵地淡色啤酒.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - c.大 M 比例：本设计采纳 40%地大 M 比例 .1.2 设计依据、经济技术指标本设计以学习地酿造酒工艺学,工程制图为依据,通过文献检索、收集资料,综合分析,精确运算,已达到设计地结果更精确地目地.设计中充分利用课堂所学地基础学问,重视先进技术,降低成本等思想,从节省能源和降低原料消耗,追求经济效益等角度动身 .以“ 工艺先进、技术牢靠、系统科学、经济合理、安全环保” 为原就,尽量采纳本地原料、定 型设备,各种设计方案综合比较,取长补短,制定一个高产节能地设计方案,高效生产高 质量地优质啤酒 . 1.3 设计意义 啤酒是一种养分食品,它含有各种养分成分,如氨基酸,多种维生素及贪睡 化合物,矿物盐等物质 .而且啤酒含有很高地热量,被誉为液风光包 .它仍具有良 好地医药疗效,不仅对胃和肝脏没有损害,仍可以平缓地促进血液循环 .通过啤酒厂生产方面地设计是对我们所学学问地又一次综合考察,有利于基础学问地 懂得,有利于规律思维地锤炼、有利于与其他学科地整合,培育我们独立摸索、分析和解 决问题地才能、进一步提升画图地才能,并学到许多书本上没有地方法和设计,把我们所 学地理论学问应用到实际中,加强理论和实践学问地联系,同时仍可以在实践中熟识不 足,为其他专业课程地学习打下基础,也为我们搞好毕业设计和走入工作岗位打下很好地 基础,对于即将从事科研,生产或技术治理工作地毕生具有特别重要地意义 .1.4 车间布置及工艺标准1.4.1 车间布置原就名师归纳总结 1 确定设置布置形式依据车间地生产纲领,分析产品-产量关系,从而确定生产类型是第 5 页,共 16 页2 大量生产仍是单件生产.由此打算车间设置布置形式是采纳流水线式.满意工艺流程要求车间布置应保证工艺流程顺畅,物流搬运便利,削减或防止往- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 返交叉物流现象 .3实行布置治理,工作环境干净,安全.运输设4 挑选适当地建筑形式依据工艺流程要求及产品特点,配备适当等级地起重5备,进一步确定建筑物高度,跨度柱距及外形.采光,照明,通风,采暖,防尘,防噪声.具备适当地柔性,适应生产地变化.61.4.2 工艺标准保证产品符合国家标准；保证工艺地安全性和牢靠性,经济上地合理性；尽量采纳先进地工艺,牢靠地技术和设备；投资省,加工便利,运行费低,操作清洗便利 .其次章 糖化车间工艺2.1 糖化工艺方法地挑选糖化方法主要可分为煮出糖化法和浸出糖化法 .由于浸出糖化法要求使用溶解良好地麦芽,成本高,原料利用率低,且更适合酿造上面发酵啤酒,本设计不采纳.而煮出糖化法可以补救一些麦芽溶解不良地缺点,原料利用率.高,糖化时间短,麦汁成分好,适合酿造传统地下面发酵啤酒.故本设计采纳该法煮出糖化法,依据醪液煮沸地次数,常用地有一次,二次,三次煮出糖化法.a一次煮出糖化法：该法原料利用率不高,对麦芽质量要求高,故本设计不采纳b二次煮出糖化法：此法敏捷性大,适于各种质量地麦芽和各类型地啤酒,其操作简单,煮沸时间短,能耗较小,设备利用率高生产周期短,成本低 .故本设计用此法进行糖化c三次煮出糖化法：该法对麦芽质量要求不高,浸出物收得率较高,适合酿造浓色啤酒而不适合酿造淡色啤酒,相比二次煮出糖化法来说你糖化时间比较长,因此本设计不采纳 .发酵方法主要有单酿罐发酵和两罐法发酵 .单罐法是指前发酵,主发酵,后发酵,贮酒全部在一个罐中完成 .单罐法优点：因只有一个容器,清洗消耗少；转入空罐时CO 2缺失少；酒损少；所需工名师归纳总结 作时间少；节省能源；没有氧倾入地危急.因此本设计采纳此法进行发酵.第 6 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 两罐法发酵分两种情形：第一种是前发酵,主发酵在发酵罐中完成,后发酵,贮酒在贮酒罐中完成 .其次种是前,主,发酵在发酵罐中完成,贮酒罐中在另一贮酒罐中完成 .本次设计任务为年产 15 万吨 10°P 一般啤酒糖化车间地工艺设计,原辅料比为 64,依据工艺要求,本设计利用麦芽,大 法,采纳锥形罐一罐法发酵 .2.2 糖化工艺流程图M ,酒花为原料,采纳二次煮出糖化法,常压煮沸大麦粉 4419.88kg 大麦粉 661.42kg糖化锅糊化锅大 M 粉 3390.24kg 淀粉酶 5u/g 复合酶 13.26kg 50保温 100min 45 保温 30min 5min 70 保温 20min 10min 93 淀粉酶 3u/g 大 M 100 煮沸 20min 糖化醪 30u/g 大麦 63保温 40min 70保温至碘试完全 100 10min 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 76过滤2.3 工艺流程说明1.糖化锅中 50%地大麦粉和22%地麦芽粉进行糖化,在50保温 100min 进行蛋白休止 .2.糊化锅中 25%地大 M 粉和 3%地麦芽粉进行糊化,45保温 30min,进行蛋白休止,70保温 20min 进行保温液化,然后升温到93进行添加 淀粉酶,促进糊化液化,最后升温至 100进行煮沸 .3. 煮沸后地糊化醪并入到糖化锅,开头糖化,先升温到 内切肽酶等失活 .63保温 40min,使得核苷酸酶及名师归纳总结 4.浓醪进入煮沸锅升温到100进行一次煮出,然后回到糖化锅再进行糖化.第 8 页,共 16 页5.一次煮出后升温到70,-淀粉酶开头作用,麦汁收率提高.保温至碘试完全6.醪液再次升温到100进行二次煮沸.7.二次煮沸后并醪,然后降温到76,糖化终了,进行过滤.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 物料衡算和设备选型3.1 物料衡算表 3.1 物料衡算表定额指标98.5%缺失率（对热麦汁）原料利用率冷却缺失3.5%麦芽水分6%发酵缺失1.5%大 M 水分13%过滤缺失1.0%无水麦芽浸出率75%装瓶缺失1.0%无水大 M 浸出率95%总缺失率7.0%3.1.1 对 1OOkg 物料（ 60% 麦芽, 40% 大 M ）生产 10°淡色啤酒物料衡算1热麦汁量麦芽收得率为：75% 16 %70.5%98.5%74.23%大 M 收得率为： 95% 113%82. 65%混合原料收得率为：（0.6705.%0.482. 65%由上述可得100Kg 混合原料可制得10°P 热麦汁：74.23% ×100÷10%=742.3kg名师归纳总结 又知 10°P 麦汁在 20 摄氏度时地相对密度为1.04,而 100 摄氏度时地麦汁比20 摄氏度第 9 页,共 16 页时地麦汁体积增加1.04 倍.故 100 摄氏度时热麦汁地体积为：（742.31. 041. 04742.3L2冷麦汁量： 742.3 135.%716. 32L3发酵液量： 716.32 11 .5 %705. 58L4酒花用量： 705.581.0402.%1.47kg5酒花糟量：设煮沸过程中干酒花浸出率为40%,酒花糟水分含量为80%- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就酒花糟量为： 10040 / 10080 .147.4 41kg6酵母用量： 705.580 .5 %3.53LL7过滤酒量： 705.58 11 .0 %698.52L8成品酒量： 698.52 11 .0 %691. 533.1.2 生产 100L 10 °P 淡色啤酒地物料衡算依据上述衡算结果可知,100kg 混合原料可生产10°P 成品啤酒691.54L, 故可得出下述结果 .1 生产 100L10 °P 淡色啤酒需混合原料量为：（100691. 5410014.46kg2 麦芽耗用量： 14.4606.8.676kg3 大 M 耗用量： 14.46-8.676=5.784kg4 酒花耗用量：对淡色啤酒热麦汁中加入地酒花量为（742.3691. 531000 .2 %0 .21kg0.2%,故酒花耗用量为：5 热麦汁量：（ 742.3 691 . 53 100 107 . 3 L6 冷麦汁量：（ 716.32 691 . 53 100 103 . 6 L7 酒花糟量：设煮沸过程中干酒花浸出率为 40%,酒花糟水分含量为 80%就酒花糟量为： 100 40 / 100 80 .0 21 0.63kg8 发酵液量：（ 705.58 ÷691.53）×100=102.03L酵母耗用量： 102.03×0.5%=0.51 L9过滤酒量： 102.0311 .0 %101.01LL10成品酒量： 101.01100. 00 110.%3.1.3 年产 15 万吨 10°p 啤酒地物料衡算全年生产天数为 330 天,设旺季生产 240 天,淡季生产 90 天,旺季每天糖化次数 8 次,淡季每天糖化次数为 6 次,就全年糖化次数为：240×8+90×6=2460 次运算地基础数据可算出每次投料量和其他工程地物料平稳：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - （1） 年实际生产啤酒：150000000÷ 1.04=144230769L（2） 清酒产量： 144230769÷ 11.0%=145687645L（3）发酵液总量： 145687645÷ 11.0%=147159237L（4） 酵母总量： 147159237× 0.5%=735796.185L（5） 冷麦汁量： 147159237÷ （11.5%）=149400241L（6） 热麦汁量： 149400241÷ （13.5%）=154818903L20麦汁体积： 154818903 ÷1.04=148864330L20时 10°P麦汁质量为： 148864330 ×1.04=154818903kg（7） 混合原料量： 154818903× 10%÷ 74.23%=20856648.7kg（8） 麦芽耗用量： 20856648.7×0.6=12513989.2kg（9） 麦芽日耗用量； 12513989.2 ÷330=37921.18kg（10）大 M 耗用量： 20856648.7×0.4=8342659.48kg（11）大 M 日耗用量： 8342659.48÷330=25280.79kg（12）酒花耗用量： 149400241× 0.2%=298800.482kg（13）酒花糟量为： 100 40 / 100 80 298800 . 482 896401.446kg依据体会估算,混合原料量定为 25.9 ×106Kg ,实际产量才大于 150000t 啤酒 .把前述地有关啤酒发酵车间地三项物料衡算运算结果,整理成物料衡算表：表3.2啤酒厂物料衡算表名师归纳总结 物料名称单位对100kg混100L10 °P淡糖 化 一 次 定15 万吨 /年啤酒第 11 页,共 16 页混合原料Kg合原料额色啤酒生产10014.468455.282.08 ×107麦芽Kg608.6765081.301.25 ×107大 MKg405.7843390.248.34 ×106酒花Kg1.470.21121.542.99 ×105酵母L3.530.51299.197.36 ×105热麦汁L742.3107.363008.131.55 ×108冷麦汁L716.32103.660569.111.49 ×108- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 湿酒花糟Kg4.410.63364.238.96 ×105发酵液L705.58102.0359756.101.47 ×108过滤酒L 698.52101.0159346.591.46 ×108成品啤酒L691.53100.0058536.591.44 ×1083.2 设备选型3.2.1 糖化锅地结构设计1锅身设计由酿造酒工艺学136 页得知：糊化加水比为1:5,总加水比为1:4,依据物料以及热量衡算所得数据可知,一次糖化糖化锅中需要麦芽粉量为4419.88kg,加水 17679.52kg,糊化锅中大 M 麦芽混合物量为（3390.24+661.42） 4051.66kg,加水 kg,糊化时蒸发量为607.749kg.因此第一次煮沸后,糊化醪量 +糖化醪量 4419.88+17679.52+4051.66+20258.3-607.749 45801.64kg45801 . 64相对密度为 1.04,就：糖化锅有效体积=44.04m31 . 04 1000糖化锅地容量系数在 0.770.82 之间,锅直径 D 与高度 H 之比一般取 21.设计估算可以按下式估算 D,设底高部分为空余系数部分,取圆筒直径 D 与高度 H 之比为21,就所以, D=4.9mV有D2HD348圆整 取 D=4.9m H=2.45m 设搅拌器宽b=4.78m,锅内液柱高H 液=2.2m,2.糖化锅排醪管（至过虑槽）水及低粘度液体（1×1051×106Pa）流速范畴为1.5 3.0m/s 就取醪液流速为2m/s 工艺设计放醪时间10min 糖化醪有效体积为44.04m3就D22m/s600s44. 044D0.2m圆整取 D200mm s 4mm L 150mm名师归纳总结 校核 1 .27 V2 .35m/s第 12 页,共 16 页D2t- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 满意设计要求 .3.糖化醪出口管（至糊化锅）至糊化锅地醪液量为：45801.640.2676114.5kg31.85m/s2取醪液密度为1068kg/m3 醪液流速为V6114. 515 . 73m31068D21. 85m/s300s3 .4 m4D0.087 圆整取 D90mm s4mm L 150mm校核1.27 V2.33m/sD2t满意设计要求 . 4.下粉筒成品麦芽粉比容C 2.560m3/t 一次糖化锅进麦芽粉量为4419.88/22209.94kg 就 V 总2.21 ×2.565.65 进料时间 10min 麦芽粉流速为 1m/s0.209D4 Vs3.45.65t141600圆整取 D200mm s4mm L 150mm校核1.27 V1.1m/sD2t满意设计要求 . 5.糖化锅进水管糖化锅中一次加水量为：17679.52/28839.76kg 加水时间 20min 自来水流速1.5m/sV8839.76 8.857m3998D4 Vt0.112m圆整取 D100mm s4mm L 150mm名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 . 27 V校核D2t1.15m/s满意设计要求 .6.人孔选用 500mm人孔7搅拌叶桨D=4.6m表 3.3 糖化锅主要构件一览表名师归纳总结 名称规格mm第 14 页,共 16 页锅身D=4900 H=2450糖化锅排醪管（至过虑槽）D 200糖化醪出口管（至糊化锅）D90下粉筒D 200.糖化锅进水管D 100人孔D 500搅拌叶桨D=4600- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 结论通过在本次做课设地过程中受益匪浅,在理论学问地学习过程中,我们可能只会对一 些工业化地设计表面明白,不会学以致用,通过模拟化为工厂设计一个生产方案我们学到 了太多地学问,之前我们不懂得查阅资料,不懂得变通创新,本次课设为我们供应了一个 很好地锤炼机会,不仅让我们熟识专业学问,同时也铸就我们耐心做事,刻苦专研地精 神,现在最终领悟到老师让我们做课设地真实意义,之前觉得这个离我们很远,老师为什 么犯难我们,可动手做了,觉得它并不是那么难,而且这个过程很重要,我们小组团结合 作很早地完成了任务,大家一起争论学习,各自发表自己地看法,这个过程让我意识到了 合作地重要性,以后在工作中或生活中总会有些一个人不行能完成地事情,早早锤炼这种 团队合作精神也是特别好地,很感谢老师给我们这次机会 .本次设计查阅了大量地国内啤酒行业地文献资料、采集了啤酒厂生产实际中地技术参数.以工艺技术上先进、牢靠；经济上合理可行为设计原就.采纳二次煮出糖化法.选用地较先进地生产设备,设计地车间布置也是依据规定标准设计地.在设计中我们也遇到了一些实际地问题 .像设备选型地时候遇到地选型找不到书上地现行地规定标准地情形等 .我在设计中 也发觉了自己在查阅文献资料时地好多地不足之处,在以后地工作学习中仍需要好好地训 练自己 .老师们讲地东西都是我们以后能够受用一生地,仍需要好好地总结,学习 . 最终,我小组想要提出以下几点看法,以供大家以后共同见解学习 .第一：为了提高同学对学习地信心,我们可以把同学做完地设计,其中较为有用创新地作品在老师修改后赐予相应企业,应用于生产中,这样不仅是对同学才能地一种确定,也社会对我校食品院地确定 .其次：老师可以选一些有意义有用性地设计,师生合作,做一些真正可以应用于生产 中地设计 .名师归纳总结 - 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