发酵工厂设计概论课程设计说明.docx

长江师范范学院生生命科学学与技术术学院学学院发酵工厂厂设计概概论课程程设计说说明书项目名称称：年产产20万吨吨啤酒生产产项目设计参加加人：王王斐（2200880900211116）班级组别别：088.022设计时间间：20010.10.27成绩：说明书目目录第一章 总论第一节设设计依据据和范围围第二节设设计原则则第三节建建设规模模和产品品方案第四节项项目进度度建议第五节主主要原辅辅料供应应情况第六节厂厂址概述述第七节公公用工程程和辅助助工程第二章 总平面面布置及及运输第一节总总平面布布置第二节工工厂运输输第三章 劳动动定员第四章 车间工工艺第一节工工艺流程程及相关关工艺参参数第二节物物料衡算算第三节车车间设备备选型配配套明细细表第五章 项目经经济分析析第一节产产品成本本与售价价第二节经经济效益益第三节投投资回收收期第一章 总论绪论啤酒是以以麦芽为为主要原原料，添添加酒花花，经酵酵母发酵酵酿制而而成的，是一种种含二氧氧化碳、起泡、低酒精精度的饮饮料酒。由于其其含醇量量低，清清凉爽口口，深受受世界各各国的喜喜爱，成成为世界界性的饮饮料酒。啤酒的原原料是大大麦。大大麦是世世界上种种植最早早的谷物物之一，几乎世世界上所所有地区区都可种种植，它它的产量量在谷物物排名上上，在小小麦、玉玉米、稻稻谷之下下，居第第四位，而且大大麦不是是人类主主要的粮粮食，习习惯上作作饲料。酿酒后后的麦糟糟中，蛋蛋白质含含量得到到相对富富集，更更适宜于于做饲料料，于是是，用大大麦制啤啤酒得到到发展。中国近代代啤酒是是从欧洲洲传入的的，据考考证在119000年俄罗罗斯技师师在哈尔尔滨建立立了第一一家啤酒酒作坊。第一家家现代化化啤酒厂厂是19903年年在青岛岛由德国国酿造师师建立的的英德啤啤酒厂。19115年在在北京由由中国人人出资建建立了双双合盛啤啤酒厂。从19905年年到19949年年的400多年中中，中国国只有在在青岛、北京、哈尔滨滨、上海海、烟台台、广州州等地建建立了不不到100年工厂厂，年产产啤酒近近一万吨吨，从119499年到119933年，我我们用443年的的时间，发展成成为世界界啤酒第第二生产产大国，这样的的发展速速度举世世瞩目。我国啤酒酒工业的的未来主主要有以以下几方方面的变变化：产产量的发发展；规规模的扩扩大；技技术经济济指标还还有差距距，要不不断的提提高；原原料的发发展；啤啤酒品种种向多样样化发展展；高浓浓度酿造造技术；非热消消毒的纯纯生啤酒酒酿造；人才的的培养等等。随着世界界的发展展，啤酒酒的生产产技术逐逐步成为为重点。当今，纯生啤啤酒的生生产技术术，膜过过滤技术术，微生生物检测测和控制制技术，糖浆辅辅料的使使用逐步步发展起起来。相相信不久久的将来来，中国国的啤酒酒业将以以崭新的的面貌跻跻身于世世界啤酒酒先进领领域。    第一节设设计依据据和范围围本设计依依据“生物工程程工厂设设计概论论”和其他他相关资资料设计范围围如下：1. 啤啤酒生产产工艺流流程的选选择、设设计及论论证。2. 全全厂物料料衡算，水、汽汽、冷衡衡算。3. 糖糖化工段段设备及及重点设设备的选选型及设设计。4. 发发酵工段段设备选选型及技技术论证证。5附属属设备的的选型。设计绘图图内容：1. 总平面设设计图11张2. 设备工艺艺流程图图一张3. 生产车间间设备布布置图一一张第二节设设计原则则本设计在在确定工工艺流程程和选择择设备时时，在工工艺上力力求其合合理性和和先进性性，在设设备上尽尽量采用用先进的的生产设设备，做做到技术术上先进进，生产产过程机机械化、自动化化，减轻轻繁重的的体力劳劳动，提提高劳动动生产率率。尽量量采用已已成熟的的生产技技术和设设备，使使建厂后后即能顺顺利投产产，并能能达到设设计能力力。经济济上合理理，因地地制宜，管理方方便，合合理降低低能耗，保护环环境。生生产出能能满足人人们口味味的优质质啤酒，达到投投资少，见效快快的效果果。第三节建建设规模模和产品品方案1. 建设规模模工厂根据据重庆及周周边地区区已存在在的品牌牌啤酒和和城市的的消费能能力及群群体的消消费嗜好好。把年年产量定定为200万吨淡淡啤是合合理的。2. 产品方案案产品品种种：100度淡色色啤酒产产品产量量：年产产二十万吨吨产品产产期：111，112月为为生产淡淡季 。其它月月份为旺旺季。淡淡季每天天糖化88次，旺旺季每天天糖化116次。3. 工艺选择择 保保证产品品符合国国家标准准；尽量量采用成成熟的，先进的的技术和和设备；选择生生产方法法主要依依据原料料来源，种类和和性质。第四节 项目进度度建议第五节 主主要原辅辅料供应应情况酿造啤酒酒的主要要原料是是大麦，水，酵酵母，酒酒花及辅辅料。大麦是啤啤酒生产产的重要要原料，先将起起制成麦麦芽，再再用于酿酿酒。它它不仅淀淀粉含量量高而且且还为糖糖化时提提供了各各种丰富富的酶系系和含氮氮物质，这为后后发酵过过程提供供了良好好的物质质基础。水是啤啤酒含量量最多的的成分，在酿造造的过程程中，水水中的各各种离子子的作用用是不可可低估的的，在一一定程度度上影响响酵母的的生产和和啤酒的的质量。酒花对对啤酒的的质量非非常重要要，它不不仅赋予予啤酒特特殊的苦苦味，同同时也影影响啤酒酒的苦味味与香气气。对啤啤酒发酵酵而言酵酵母的作作用是至至关重要要的，它它直接影影响着啤啤酒的口口味和特特点。使使用辅料料是为了了提供廉廉价的浸浸出物或或糖类，这样会会减少麦麦芽的使使用量，降低啤啤酒生产产的成本本。主要的的辅料有有大米、玉米、小麦、大麦、糖和淀淀粉糖浆浆。第六节厂厂址概述述厂址选择择的正确确与否，不仅关关系到建建厂过程程中能否否以最省省的投资资费用按按质、按按量、按按期完成成工厂设设计中所所提出的的各项指指标，而而且对投投产后的的长期生生产、技技术管理理和发展展远景都都有着很很大的影影响，并并同国家家地区的的工业布布局和城城市规划划有着密密切的关关系。经经过对多多个地点点方位及及其所处处的自然然环境状状况，进进行勘测测调查、对比分分析，厂厂址选在在重庆市市涪陵李李渡镇马马鞍村。重庆市涪涪陵李渡渡镇马鞍鞍村，位位于长江江畔上，有丰富富的水源源，为其其提供了了优质的的水源，旁边更更有铁路路和高速速公路，交通运运输不成成问题。大量的的粮食作作物的耕耕种，又又为其提提供了方方便的原原料来源源。重庆庆是全国国有名的的三大火火炉之一一，加之之重庆人人都有喝喝夜啤的的习惯，啤酒销销路很广广，建一一个年产产二万吨吨啤酒厂厂有着得得天独厚厚的优越越性。第七节公公用工程程和辅助助工程一.给排排水工程程给水工程程一般包包括下列列三部分分：取水-水水源选择择，取水水泵房设设备选择择与布置置设计。水处理-根据水水质处理理的质量量要求，涉及水水处理工工艺流程程，选择择设备和和主要构构筑物，并合理理布置。输配水-包括调调节构筑筑物，泵泵房，室室外管网网。二.排水水工程：包括水水管网，污水处处理和利利用两部部分。第第六节  公用工工程和辅辅助工程程给排水工工程设计计依据1、工厂厂年生产产啤酒220万吨吨，以生生产每吨吨啤酒消消耗7吨吨水量计计算，工工厂每年年消耗水水量 140万万吨。给给排水工工程都必必须至少少大于处处理1440万吨吨水的能能力。2、啤酒酒生产用用水必须须达到饮饮用水标标准。发发酵所用用水要经经过灭菌菌处理为为无菌水水。排水水符合国国家污水水排放标标准：GGB3883819888地面面水环境境标准；GB88703319888地面面水环境境标准。3、工厂厂生产区区和其他他区域建建筑卫生生设施达达到卫生生防疫标标准同时时防火等等级为工工业建筑筑一级。给水工程程1给水水范围与与质量标标准（1）生生产用水水质量标标准 A、工艺艺用水：达到饮饮用水标标准，硬硬度较低低，偏酸酸性，微微生物含含量少。B、冷去去用水：水温115，硬度度低。水水中无有有机物和和其他固固体杂质质。C、洗涤涤用水：达到饮饮用水标标准，微微生物含含量少。D、消防防用水：河水。（2）生生活用水水及质量量标准 达到饮饮用水标标准（3）、消防用用水：河河水。2给水水量的确确定（1）生生产用水水的确定定 根根据啤酒酒工厂设设计工艺艺生产啤啤酒每吨吨用水量量至少为为7吨。（2）生生活用水水标准 A、车间间职工：糖化车车间，糊糊化车间间：每人人每班饮饮用水量量为355L，其其他车间间为255L。B、淋浴浴用水：每人每每次用水水为400L. C、盥洗用用水：每每人5LL。（3）消消防用水水量 消消防用水水流量440L/s。3生产产用水水水压进车间水水压为：0.225MPPa。4水源源 采用用深层地地下水和和自来水水。5给水水处理 生活活用水处处理：澄澄清、过过滤、消消毒 ； 糖化化锅用水水：澄清清、过滤滤、软化化、灭菌菌； 糊糊化锅用用水：澄澄清、过过滤、软软化、灭灭菌；发发酵罐用用水：澄澄清、过过滤、灭灭菌。6配水水工程 二级水水泵房，水泵流流量：440L/s。7排水水工程 各各生产车车间排出出的生产产污水，冷却废废水，卫卫生间污污水和生生活区污污水由排排水管网网汇集于于污水处处理站，处理达达到排放放标准后后排放。雨水由由厂区明明暗沟排排出。三 供电电工程 供电电工程符符合国家家一级负负荷要求求。采用用区域供供电和厂厂区独立立供电系系统，区区域供电电电压335kvv。四、供热热工程根据物料料衡算：糖化一一次总耗耗热量QQ总Q总=QQ1+QQ2+QQ3+QQ4+QQ5+QQ6 =547782332900KJ q=273391116455KJ/h选取取:WNNS0.3-00.4(0.77)-YYQWNNS型长长城牌燃燃油燃气气蒸汽、热水锅锅炉4台台。 五五、供冷冷工程 2200 0000t/aa啤酒厂厂发酵车车间的耗耗冷量衡衡算得：总耗冷冷Q=44964440885.66 kJJ/h 选取离离心式制制冷机：115516600UUSRtt，4004KWW56626KKW第二章 总平面面布置及及运输第一节总总平面布布置本设计贯贯彻了国国家的各各项方针针，政策策，在符符合防火火，卫生生规范的的前提下下，尽可可能节约约用地，不占，少占农农田；减减少劳动动强度，节约建建筑材料料等。1.平面面紧凑：按照设计计任务书书和选择择厂址报报告进行行设计，按不同同的规模模和类别别结合周周围环境境，布置置紧凑，节约用用地。2.布置置合理：建筑物、构筑物物的布置置符合工工艺流程程要求，生产线线略短，避免交交错；叉和往返返运输，合理组组织人流流物流；动力设施施接近负负荷中心心，缩短短管线，减少损损耗；根据生产产性质不不同，动动力供应应，货运运周转，卫生防防火等分分区布置置；车间与食食品卫生生有影响响的综合合车间，废品仓仓库、煤煤堆、大大量烟尘尘或有害害气体排排出车间间间隔一一定的距距离，主主车间应应设在锅锅炉房的的风位；并把有有大量烟烟尘排出出的车间间布置在在厂区边边缘及常常年主导导风向的的下侧；第二节工工厂运输输1. 厂内运输输任务通过各种种运输机机械工具具，完成成场内仓仓库与车车间，堆堆物与车车间，车车间与车车间之间间的货物物分流。2. 道路布置置的形式式本设计采采用道路路不兜环环，各有有分散终终点的终终端式布布置。这这种道路路布置的的特点是是在终点点端设置置回车厂厂，以便便车辆掉掉头。3. 道路规格格路面采用用沙石沥沥青浇注注铺设，采用明明沟排水水，保持持环境卫卫生。道道路纵横横贯通，其宽度度以主干干道，次次干道，人行道道和消防防车道而而异。主主干道宽宽699米，其其他主干干道为446米米宽。第三章 劳动动定员本场面向向全国招招收员工工，周边边优先，有工作作经验的的优先，大概招招收8000110000人。第四章 车间工工艺第一节工工艺流程程及相关关工艺参参数1.工艺艺流程 酒花 酵酵母 原料粉碎碎 糖化过过滤 煮沸 冷冷却 发酵 滤酒酒 验验瓶 杀菌 贴标 喷码码 装箱箱入库 2.工艺艺参数原料配比比： 麦麦芽：大大米=775：225原料利用用率： 988.5 麦芽水水分： 6； 大米米水分： 133 无水麦麦芽浸出出率755； 无水大大米浸出出率：992啤酒损失失率(对对热麦汁汁)： 冷却损损失：77.5；发酵损失失：1.6； 过滤滤损失：1.5：装瓶损失失：2； 总总损失： 112.66第二节 物料衡算算100kkg混合合原料可可生产110°淡色成成品啤酒酒6244.222L，故故可得以以下结果果：（1）生生产1000L110°淡色啤啤酒需耗耗混合原原料量为为：（1000/6224.222）××1000=166.022 (kkg)（2）麦麦芽耗用用量为：16.02××70%=111.211(kgg)（3）大大米耗用用量为：16.02-11.21=4.881(kkg)（4）酒酒花耗用用量：对对浅色啤啤酒，热热麦汁中中加入的的酒花量量为0.2%，故为：(1000/6224.222) ×7355.8××0.22%=00.244(kgg)（5）热热麦汁量量为：（16.02/1000）×7055.933=1113.009(LL)（6）冷冷麦汁量量为：（16.02/1000）×6566.522=1005.118(LL)（7）湿湿糖化糟糟量 设热电电厂出的的湿麦芽芽糟水分分含量为为80%，则湿湿麦芽糟糟量为：（1-0.006）（1000-788）/（1000-800）××11.21=11.59(kg)而湿大米米糟量为为：（1-0.112）（1000-900）/（1000-800）××4.881=22.122(kgg)故湿糖化化糟量为为：111.599+2.12=13.71(kg)（8）酒酒花糟量量 设设麦汁煮煮沸过程程干酒花花浸出率率为400%，且且酒花糟糟水分含含量为880%，则酒花花糟量为为：（1000-440）/（1000-880）×0.224=00.722(kgg)表2 啤啤酒厂酿酿造车间间物料衡衡算表物料名称称单位对1000kg混混合原料料100LL 100°度淡色色啤酒糖化一次次定额量量1000000tt/a啤啤酒生产产混合原料料Kg10016.00287944.4664301666×107大麦Kg7011.22161533.9331202116×107大米Kg304.81126400.53360.9550×107酒花Kg1.5000.244131.7522407444×105热麦汁L705.93113.09620882.778422.335×107冷麦汁L656.52105.18577338.888920.7786××107湿糖化糟糟Kg72.33511.55963622.53382.299×107湿酒花糟糟Kg4.5000.722395.257714.223×105发酵液L643.39103.07565882.112620.337×107过滤酒L636.95102.04560116.668920.1166××107成品啤酒酒L624.22100.00548996.779419.7762××107备注：110度淡淡色啤酒酒的密度度为10012kkg/mm3第三节车车间设备备选型配配套明细细1.斗式式提升机机2台，大大米1台台、麦芽芽1台。每次投料料量  G大米米=88872.自衡衡振动筛筛大米筛选选  处处理能力力 3000/h麦芽筛选选  处处理能力力  8850/h3. GGNE-1200计量称称每次称重重能力 G大米米=6 t/hh4.贮槽槽大米暂存存槽(1) 所需容容量的计计算每次投料料量  G=8887大米容量量  rr=8665/m3有效容积积系数   =0.88所需容积积V=GG/r=8887/（8655×0.8）=1.33m3(2) 结构方形锥底底  钢钢制结构构   A=112000  B=110000  H=110000 a=2200   b=2200   h=111000 总容积积V=AABHh/66(2AABAAbaaB22ab)=1.74mm3麦芽暂存存槽(1) 每次投投料量   G=26661.11 麦芽容容量  r=5540/m33 有效容容积系数数  =0.80所需容积积V=GG/r=26661.154400.80=6.116m33(2) 结构 方形锥锥底  钢制结结构   A=224000  B=118000  H=110000 A=4450   b=3300   h=112000 总容积积V=AABH =88.144 m335.麦芽芽粉碎机机锤式麦芽芽四辊粉粉碎机型号     JJLS1160000型     材质    AA3生产能力力 1660000/hh     主电电机  18.2KWW×2重量     335000          外形尺尺寸 220000×20000××250006. 大大米粉碎碎机大米干法法粉碎机机型号     JJL56600型型     材质质     A33生产能力力 56600/h     主电机机  337KWW重量     335000          外形尺尺寸 115000×15500××200007.糊化化锅采用球底底加热式式糊化锅锅糊化锅容容积的确确定糊化锅投投大米粉粉：8887 kkg，水水：43335 kg糊化醪的的量 =8877+43335=52222（kkg）大米水分分为133则糊化醪醪干物质质  （）                                           =8877×（110.13）÷522221100=144.88. 糖糖化锅采用球底底加热式式糖化锅锅糖化锅容容积的确确定糊化锅投投麦芽粉粉：26661.1 kkg，水水：1006444 kgg  糊化液:8877+43335-1300.555=50091.45kkg则糊化锅锅的有效效容积=(26661.1+1106444+550911.455)÷110655=177.3mm3取糊化锅锅的充满满系数为为0.77则总容积积为177.3/0.77=244 m339. 过过滤槽   采用平底底过滤槽槽1                          容容积的计计算V有效=17.3 mm3   取=0.77V=V有有效/00.7=17.3/00.7=24.2m33设锅的径径高比为为2：11，即dd/H=2/11 有HH=2.1m D=442000过滤筛板板用不锈锈钢焊制制而成，过滤筛筛板上分分布条形形筛孔，尺寸约约为0.4×00.7××20mmm，平平底上有有均匀的的麦芽汁汁倒出管管，每11.2551.5m22的筛板板上有一一跟倒出出管,导导管直径径通常为为2545mmm.10. 麦汁暂暂存罐材质取不不锈钢，容积为为能装一一锅麦汁汁，取容容积为220m33.取D:HH=2:1，由由V=D2HH/4，既D=15000mmm,得HH=30000mmm11. 回旋沉沉淀槽选用立圆圆柱平底底槽回旋旋沉淀槽槽技术条件件：麦汁汁进口速速度8mm/s，进料时时间200minn                麦汁停停留时间间40mmin，麦汁转转速100转/分分容积VV有效=212253.3L取空余系系数为11.2则V= V有效效*1.2=225.55m3尺寸       设设D:HH=2:1,VV=DD2/44       得得D=44.2mm,H=2.11m麦汁高度度h= VV有效/A=11.7mm进料管约在糟高高度的11/2处处h=(11/2)1.66=0.8m出料管选三个出出料管上出料管管在设备备高2/3处,2/33*2.1=11.4mm中出料管管在设备备高1/10处处,1/10*3.11=0.21mm下出料管管再糟的的底部。12. 薄板换换热器的的换热面面积经过回旋旋沉淀槽槽后麦汁汁的温度度定为994的出口口温度麦汁温度度：9446冷水温度度：2800冷却时间间为600分钟换热面积积：F=Q1/（K××tm）G=2005088.8××1.0048=214493.2（/h）  其其中2005088.8为为冷麦汁汁的量C=0.98千千卡/（×）Q1=GG×C××(t11-t22)= 214493.2×00.988×（994-66）=1185335755.5（千卡/时）其传热系系数K值值取45500千卡/（时×××）tm=(t1-t2)/(t1/t2)=(tt1-tt2)- (t2-t1)/(t1-t2)/ (t22-t11)=144-4/ (144/4)=7.998F=Q11/（KK×tm） =188535575.5/(45000×77.988)       =51.6()第五章 项目经经济分析析第一节产产品成本本与售价价1.成本本费用的的估算生产成本本是指为为生产产产品而发发生的各各种费用用，包括括直接材材料、直直接人工工、制造造费用和和辅助生生产成本本。制造费用用包括生生产设备备、运输输设备、电力设设备和生生产车间间折旧。采用直直线折旧旧法计算算折旧，预计净净残值为为5%。折旧年年限采用用税法规规定的年年限，即即生产设设备和电电力设备备折旧年年限为110年，运输设设备为55年，厂厂房为220年。 辅助助生产成成本包括括生产车车间水电电费。生生产过程程中耗水水量为113.7739225吨/吨，耗耗电量为为34884.88度/吨吨。工业业用水价价格为5500元元每4吨吨，工业业用电价价格为11元/度度。 预计计投入11.2亿亿元建成成此厂，包括建建设费用用，设备备费用，工人工工资等。 2. 销售售收入本企业的的销售收收入主要要是产品品销售收收入，其其他收入入不予考考虑。主主要产品品为啤酒酒，包括括大小瓶瓶装，易易拉罐装装的，预预计年利利润有550000万元。第二节 经济效益益本企业的的投资利利润率处处于较高高水平，这说明明企业有有很强的的盈利能能力。这这对于投投资者来来说无疑疑是很具具有吸引引力的。第三节 投资回收收期投资回收收期 投资回回收期自自建设开开始年算算起，其其表达式式为：= 式中中：工程项项目的总总投资；第tt年的投投资；第tt年的净净收益；投资资回收期期。本企业总总投资11.2亿亿元，第第一年净净利润为为50000万元元，经计计算，投投资回收收期为22.1年年，可见见，投资资总额能能够很快快收回，这对投投资者来来说，是是相当有有利的。投资者者可以在在短时间间之内将将自己的的投资收收回用于于其他盈盈利项目目，同时时，还可可以在本本企业获获得收益益。