年产10万吨啤酒⼯⼚发酵车间设计_毕业论⽂任务书
课程设计说明书题⽬：年产10万吨啤酒⼯⼚发酵车间设计
专业课程设计任务书
设计题⽬：年产10万吨啤酒⼯⼚发酵车间设计
学号：学⽣姓名：专业：
指导教师姓名：系主任：
⼀、主要内容及基本要求
主要内容：
1．拟在湘潭市西郊⽺牯塘选择⼚址新建年产10万吨啤酒⼯⼚
2．设计范围：以发酵车间为主体设计，只做初步设计。
3．以⽣产⼯艺（流程）设计为主导，为其它配套专业（如全⼚总平⾯、⼟建、采暖通风、⽔电、环保、⾏政管理、技术经济与概算等单项⼯程设计）提供设计依据和提出要求，兼顾⾮⼯艺设计。
基本要求：
⽣产⽅案和平⾯布局合理，⼯艺流程设计和设备选择及⽣产技术经济指标具有先进性与合理性，⼯艺计算正确，绘图规范，综合指标达到同类⼯⼚先进⽔平，“三废”环保符合国家有关规定。
⼆、重点研究的问题
⽣产⼯艺流程的选择和设计；物料衡算；发酵主车间布置设计以及专业设备选型。三、进度安排（指导教师填写）
四、应收集的资料及主要参考⽂献（指导教师填写）
[1]管敦仪主编，啤酒⼯业⼿册（上）[M]. 轻⼯业出版社，1985：69-346
[2]管敦仪主编，啤酒⼯业⼿册（中）[M]. 轻⼯业出版社，1985：33-108
[3]管敦仪主编，啤酒⼯业⼿册（下）[M]. 轻⼯业出版社，1985：12-207
[4]张学、张柏青，啤酒⼯艺控制指标及检测⼿册[M]. 中国轻⼯业出版社，1993
[5]刘芳，啤酒⼯业废⽔治理技术研究[J]. 酿酒科技，1999,（9）：47-51
[6]吴延东，啤酒⼯⼚糖化设备的组合⽐较[J]. 酿酒科技，2002,（1）：33-37
[7]李⼤勇，啤酒⼯⼚糖化⼯艺选择[J]. 酿酒科技，2002,（3）：22-30
[8]王坚，啤酒⾼浓度发酵⼯艺技术要点[J]. ⼭西⾷品科技，2000（5）：58-63
[9]乔⽟胜，啤酒麦汁⼀段冷却新技术[J]. 酿酒科技，2001, (2)：20-24
[10]⽆锡轻⼯业学院，轻⼯业部上海轻⼯业设计院组编，⾷品⼯⼚设计基础[M]. 中国轻⼯业出版社，1992：8-262
[11]中国⾷品发酵⼯业研究院，中国海诚⼯程科技股份有限公司，江南⼤学主编.⾷品⼯程全书（第三卷）⾷品⼯业⼯程[M]. 中国轻⼯业出版社，2005
[12]P.F.斯坦伯⾥，A.惠特克.发酵⼯艺学原理[M]. 中国医药科技出版社，1992
[13]王念春.啤酒⼚⾃动化控制⽅案的设计与实现[J]. 测控⾃动化，2004.1
[14]郑岳传. 现代化啤酒⼚设备的选择[J]. ⾷品与发酵⼯业，2001, 5：75-84
⽬录
第⼀章总论
1.1 设计的任务及要求 (1)
1.2 设计依据和原则 (1)
第⼆章⼚址选择及布置
2.1 ⼚址选择 (2)
2.2 各类建（构）筑物的布置 (2)
第三章发酵车间⼯艺流程
3.1 ⼯艺流程说明 (4)
3.2 发酵⽣产⼯艺流程图 (7)
第四章物料衡算
4.1 基础数据 (8)
4.2 100kg原料⽣产12o P淡⾊啤酒物料衡算 (8)
4.3 ⽣产100L 12o P淡⾊啤酒物料衡算 (9)
每天都很想你4.4 年⽣产10万吨12o P浅⾊啤酒物料衡算 (9)小风暴电视剧百度百科
第五章设备的设计与选型
5.1 发酵车间主要设备 (11)
5.2 设备选择
5.2.1 发酵过程采⽤微机控制系统进⾏分布式控制 (12)
5.2.2 过滤设备 (12)
5.2.3 3CIP系
统 (13)
5.2.4 酵母系统 (13)
5.2.5 关于缩短传统发酵周期的设备组合 (13)
5.2.6 配备⾼浓稀释设备 (13)
第六章环境保护及综合利⽤
6.1 环境保护
6.1.1 执⾏标准 (14)
6.1.2 污染物及治理⽅法 (14)
6.2 副产品的综合利⽤ (14)
参考⽂献 (15)
第⼀章总论
1.1 设计的任务及要求
设计题⽬：年产10万吨啤酒⼯⼚发酵车间设计
设计内容：认真完成年产⼗万吨啤酒⼚吨啤酒⼚的基本设计⼯作，计划将⼚址选在湘潭市西郊，本设计的重点是发酵车间。综合考虑⽣产同环境保护，资源利⽤，经济、社会效益等各⽅⾯的因素，并针对设计说明任务书，⼒求计算缜密、合理、科学。认真完成年产10万吨啤酒⼯⼚的设计。本设计主要包括啤酒⼚的⼯艺部分、建筑部分和经济部分，并完成全⼚平⾯图、⼯艺流程图、设备图和主要车间的平⾯布置图。
1.2 设计依据和原则
如何构建和谐社会⾸先，⼯艺技术上要先进，考虑机械化、⾃动化操作，提⾼劳动⽣产率。采⽤已成熟的⽣产技术及适当先进的⽣产设备。
其次，在设备原材料的选⽤上要以经济性味原则，达到投资少成本低的⽬的。
最后，设计要因地制宜，考虑地区原材料来源及⽔、电供应等。同时设计要在指导⽼师的指导下独⽴完成。
本设计在技术成熟的前提下尽量采⽤合理先进的⽣产⼯艺流程和⽣产设备，在⽣产组织上⼒求提⾼劳动⽣产率，避免出现多余⼈员。但是，由于所取得的资料范围以及个⼈设计⽔平有限，设计中不免有些许⽋缺，还需⼤家提出宝贵建议。
第⼆章⼚址选择及⼚区总平⾯设计
2.1 ⼚址选择
⼯业⽣产的布局，涉及到⼀个地区的长远规划。⼀个⾷品⼯⼚的建设，对当地资源、交通运输、农业发展都有密切关系。因此，⾷品⼯⼚的选择具有⼗分重要的意义。
⼚址选择原则：
⾸先，⼚址选择，应符合国家的⽅针政策；
其次，⼚址选择，应以⽣产条件⽅⾯考虑。根据我国具体情况，⾷品⼯⼚⼀般倾向于设在原料产地附近的⼤中城市郊区，因此，本设计选在湘潭市西郊，这样⼀⽅⾯有利于销售，另⼀⽅⾯，⼜可获得⾜够数量和质量新鲜的原料，还有利于加强⼯⼚对农村⽣产的指导和联系，便于辅助材料和包装材料的获得，并减少运输费⽤。
所选⼚址要有可靠的地质条件，⽽且附近应有良好的卫⽣环境，没有有害⽓体、放射性源、粉尘和其他扩散性的污染源，特别是在上风向地区的⼯矿企业。⽽且，⼚址不应选择在受污染河流的下游。
最后，⼚址选择应从投资和经济效果考虑。所选⼚址应有较⽅便的运输条件，有⼀定的供电条件，有充⾜的⽔源，⽽且⽔质亦应较好。
唐装品牌2.2 各类建（构）筑物的布置
建筑物布置应严格符合⾷品卫⽣要求和现⾏国家规程、规范规定，尤其遵守《出⼝⾷品⽣产企业卫⽣要求》、《⾷品⽣产加⼯企业必备条件》、《建筑设计防⽕规范》中的有关条⽂。各有关建筑物应相互衔接，并符合运输线路及管线短捷、节约能源等原则。⽣产区的相关车间及仓库可组成联合⼚房，也可形成各⾃独⽴的建筑物。
（1）⽣产车间的布置
⽣产车间的布置应按⼯艺⽣产过程的顺序进⾏配置，⽣产线路尽可能做到径直和短捷，但并不是要求所有⽣产车间都安排在⼀条直线上。如果这样安排，当⽣产车间较多时，势必形成⼀长条，从⽽使仓库、辅助车间的配置及车间管理等⽅⾯带来困难和不便。为使⽣产车间的配置达到线性的⽬的，同时⼜不形成长条，可将建筑物设计成T形、L 形或U形。
啤酒工艺流程车间⽣产线路⼀般分为⽔平和垂直两种，此外也有多线⽣产的。但不论选择何种布置形式，希望车间之间的距离是最⼩的，并符合卫⽣要求。
（2）辅助车间及动⼒设施的布置
锅炉房应尽可能布置在使⽤蒸汽较多的地⽅，这样可以使管路缩短，减少压⼒和热能损耗。在其附近应有燃料堆场，煤、灰场应布置在锅炉房的下风向。煤场的周围应有消防通道及消防设施。
污⽔处理站应布置在⼚区和⽣活区的下风向，并保持⼀定的卫⽣防护距离；同时应利⽤标⾼较低的地段，使污⽔尽量⾃流到污
⽔处理站。污⽔排放⼝应在取⽔的下游。污⽔处理站的污泥⼲化场地应设在下风向，并要考虑汽车运输条件。
2k键盘键位压缩空⽓主要⽤于仪表动⼒、⿎风、搅拌、清扫等。因此空压站应尽量布置在空⽓较清洁的地段，并
尽量靠近⽤⽓部门。空压站冷却⽔量和⽤电量都较⼤，故应尽可能靠近循环冷⽔设施和变电所。由于空压机⼯作时振动⼤，故应考虑振动、噪声对邻近建筑物的影响。
⾷品⼯⼚⽣产中冷却⽔⽤量较⼤，为节省开⽀，冷却⽔尽可能达到循环使⽤。循环⽔冷却构筑物主要有冷却喷⽔池、⾃然通风冷却塔及机械通风冷却塔⼏种。在布置时，这些设施应布置在通风良好的开阔地带，并尽量靠近使⽤车间；同时，其长轴应垂直于夏季主导风向。为避免冬季产⽣结冰，这些设施应位于主建（构）筑物的冬季主导风向的下侧。⽔池类构筑物应注意有漏⽔的可能，应与其他建筑物之间保持⼀定的防护距离。
维修设施⼀般布置在⼚区的边缘和侧风向，并应与其他⽣产区保持⼀定的距离。为保护维修设备及精密机床，应避免⽕车、重型汽车等振动对它们的影响。
仓库的位置应尽量靠近相应的⽣产车间和辅助车间，并应靠近运输⼲线（铁路，河道，公路）。应根据贮存原料的不同，选定符合防⽕安全所要求的间距与结构。
⾏政管理部门包括⼯⼚各部门的管理机构、公共会议室、⾷堂、保健站、托⼉所、单⾝宿舍、中⼼试验室、车库、传达室等，⼀般布置在⽣产区的边缘或⼚外，最好位于⼯⼚的上风向位置，通称⼚前区。
第三章发酵车间⼯艺流程
本设计发酵车间采⽤露天锥形发酵罐⼀罐法的发酵⼯艺与设备，进⾏低温发酵⾼温后熟⼯艺。
3.1 ⼯艺流程说明
（1）获得合适的酵母细胞。纯种培养要选⽤经时间证明合格可靠的酵母细胞。酵母细胞的分离在⾼泡阶段完成.单个酵母细胞在8～10摄⽒度进⾏繁殖培养，这⼀温度与主酵温度相吻合。⽤波长410mm、强度0.2 Wm2的荧光灯对酵母悬浮液均匀光照数⼩时。在显微镜下追踪观察酵母细胞不同⽣长阶段的⽣长情况，由此挑选酵母细胞。借助⽆菌过滤纸条吸取最健壮的酵母菌落，并把它置于5ml⽆菌麦汁中。若酵母不⽴即使⽤，则⼤多将酵母细胞保存在0～5℃的麦汁琼脂（固体培养基）的斜⾯培养基上，以防⼲涸。斜⾯培养基可保存6～9个⽉。接种温度控制在5～8℃。
（2）实验室扩培。实验室扩培要利⽤装满5ml的容器，酵母菌落放于容器中。酵母繁殖分多次进⾏；把处于⾼泡阶段的培养液倒⼊⼤约10倍的容器中。
（3）车间酵母扩培。车间继续进⾏的酵母扩培的⽅式有：在酵母扩培设备中进⾏；在开放式的扩培容器中进⾏。以下⼏点对酵母纯种培养很重要：进⼊增殖罐以前，⼀切⼯作都必须在⽆菌条件下进⾏。否则以后根本⽆法去除这些污染微⽣物，因为它们的⽣存条件和酵母⼀样；强烈通⼊⽆菌空⽓是酵母迅速⽣长的前提，这样可培养出健壮且发酵⼒强的酵母；在20～25℃时，酵母繁殖速度要⽐低温时快。但酵母培养温度要逐步下降到车间温度，以便在⽣产中达到完全的发酵能⼒；纯种培养要使⽤打
出麦汁，其中酒花苦味物质有抑制杂菌污染的作⽤。扩培的注意点：a.车间扩培时，酵母种液量与添加麦汁量之⽐不要超过1:3或1:4。b.扩培温度应与发酵温度相适应。
（4）发酵和后熟均在锥罐中进⾏。快速进⼊发酵的前提是：先给麦汁通⼏⼩时的氧⽓。这时氧⽓的加⼊不会损害麦汁，因为酵母很快会消耗掉氧⽓，并很快转⼊发酵过程。从发酵开始到啤酒罐装，都要避免氧⽓侵⼊。啤酒必须在尽可能短的时间内发酵和成熟，这样，设备利⽤更经济。发酵，后熟，贮藏所需的总时间⼤多不超过17～20天。因为在这段时间内⽆法⽤⾁眼观察到啤酒。特别要重视以下⼏点：a.最重要的是麦汁中的氮源供给。氮源在糖化时已调节好了。原则上要注意的是：麦汁中的游离氨基氮含量，最低要求为230mgL，只有这样，才能确保酵母营养.游离氨基氮含量不低于200mgL麦汁。对于添加辅料的麦汁，其游离氨基氮最低值为：150mgL麦汁。b.麦汁通过和酵母添加是重要的因素。这两个因素对于剧烈快速起发酵影响很⼤。酵母添加量为每100L 热麦汁添加0.1kg。c.酵母对骤然的温度改变很敏感。骤然冷却，对发酵和酵母细胞增殖损害很⼤。在酵母添加时和对数⽣长阶段，要避免强烈的冷却。在酵母追加时，应使温度保持⼀致。
（5）双⼄酰的分解是啤酒成熟状态的标志。要通过完善的双⼄酰分解，使双⼄酰和其它⽣青物质消失。在后熟阶段结束后，双⼄酰总含量应在0.1mgL以下，在贮酒过程中，双⼄酰仍在进⾏少量的分解。啤酒中的双⼄酰含量应在0.1mgL以下。
（6）沉降的酵母须从罐中分离出去。超过容许量，酵母就会发⽣⾃溶，由此会损害啤酒质量。
（7）后熟完毕，为使啤酒胶体稳定性好，要使啤酒降温⾄-1℃～2℃，并在此温度下⾄少贮藏7d。若贮酒时间较短，贮酒温度较⾼，则所需的稳定化处理程度就较强。只进⾏快速降温是不⾏的。发酵和后熟按“⼀罐法⼯艺”进⾏；⼀罐法⼯艺有以下优点：清洗消耗少，因只有⼀个容器必须清洗；转⼊空罐时CO2损失少；酒损少，因没有了管道中残酒的损失；所需的⼯作时间少，因不⽤倒罐；节约能源，没有氧侵⼊的危险。从经济⾓度和环境保护⾓度出发，必须回收CO2，只有在⾼温后熟⼯艺中和较低压⼒下才需要CO2（碳酸化处理）。每个罐⼦基本上都需要冷却装置。
（8）锥形罐主酵酵母回收。锥形罐是从锥底排出酵母，然后才开始下酒，在很短时间内，多次回收酵母。酵母回收不应过迟，特别是上⾯发酵酵母对CO2的积累很敏感。回收的酵母量⼤约是酵母添加量的三倍原则上讲，酵母应尽可能迅速的重新添加时候。为激活胶⽊⽣命过程，酵母中不应有CO2，并应通⼊2～3h的空⽓。这样酵母便可重新添加。洗涤和过筛会降低酵母活性，也带来了微⽣物感染的危险。因此要尽可能放弃酵母洗涤和过筛。若酵母仅保存2～6h 可不⽤冷却。但酵母保存时间
越长，则冷却就越重要，因为酵母的新陈代谢在不断进⾏。在糖化车间停⽌⽣产期间，酵母也应在含有残余浸出物的啤酒中或麦汁中于0℃保存。若要将酵母长期保存，则必须将酵母压缩，并低温贮存。若在酵母贮存之后将酵母重新加⼊麦汁中，则酵母会发⽣排泄，即在主发酵的前1～2h，酵母会分离出氨基酸，核苷酸以及有重要价值的物质，这些物质会影响到啤酒⾹味。本设计废酵母回收⽤于制备酵母抽提物。酵母抽提物作为天然调味料的⼀⼤体系，含有多种氨基酸、核苷酸、肽类化合物，维⽣素
及微量元素等，营养丰富，滋味鲜美，⾁⾹味浓郁⽽持久，及调味于营养两⼤功能为⼀体，是味精及植物蛋⽩所⽆法⽐拟的。酵母⼲燥，采⽤真空喷雾⼲燥系统和滚筒加热⼲燥系统。
酵母抽提物的⽣产⼯艺流程如下：
（9）啤酒过滤。过滤是⼀种分离过程，通过过滤将啤酒中仍然存在的酵母细胞和其它浑浊物从啤酒中分离出去。不然这些物质会在以后的时间内从啤酒中析出，导致啤酒浑浊。过滤的⽬的是使啤酒能够保存，⾄少应使啤酒在最低保存期限内不出现外观变化，以保证啤酒外观的完美性。
（10）缓冲罐（清酒罐）过滤后的啤酒被泵⼊清酒罐并在清酒罐中最多贮藏3d。清酒罐是过滤机和灌装机之间的缓冲容器。清酒罐采⽤直⽴的镍铬钢罐，⾥⾯没有任何部件。（11）CO2回收
CO2回收的⼯艺过程如下：
回收时，CO2先经过泡沫捕集器，将夹带的泡沫除去。CO2排出发酵罐时的压⼒，再流经⽔洗涤塔和活性炭吸附柱等净化设备造成损失后，须能输送⾄CO2压缩机。否则，要开启CO2贮⽓囊的升压压缩机，使压⼒达到要求值。CO2升压后进⼊⽔洗塔，⽔洗塔内装有陶瓷床，⽔从塔顶流下，经过陶瓷床，CO2⾃塔底对流⽽上，能将混⼊CO2中的⽔溶性有机杂质洗去。经洗涤后的CO2进⼊装有活性炭的净化柱，⽤以吸附CO2所含的不溶性挥发性的有机杂质，活性炭应定期⽤热空⽓（200℃或175℃）过热蒸汽再⽣。净化的CO2进⼊⼆级压缩机，在1.75～2.1Mpa下进⾏压缩，压缩后，温度可达
到135～180℃。压缩后为CO2和⽔蒸汽的混合⽓体，⽤⼀壳管式冷却器冷却，降温⾄5℃，除去⼤部分⽔⽓。然后进⼊⼲燥塔在低温下去湿，⼲燥塔内装有经活化的氧化铝⼲燥剂，此⼲燥剂也须定期（24⼩时）⽤热空⽓或蒸汽活化。最后经氨压缩机压缩并冷却液化后得到液态CO2，贮存于耐压贮罐内。使⽤时，液态CO2经蒸发器转变为⽓体，经管道输⾄使⽤地点。
CO2在啤酒⽣产上的做如下应⽤：
（1）利⽤CO2对罐酒机背压，降低瓶颈空⽓含量
（2）⽤CO2对清酒罐背压，控制清酒的氧含量﹤0.3mgL
（3）改进过滤操作，以CO2顶出⽔或酒，减少酒头、酒尾。
（4）罐装前先以CO2顶出管内余留⽔
（5）发酵⽤CO2洗涤，除去⽣酒⽓味，后期补充CO2
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