《生物工程工厂设计》课程设计报告系别：城市建设系专业班级：生物工程0701班姓名：学号：指导教师：（课程设计时间：2009年4月25日——2009年5月6日）目录一．课程设计目的 (3)二．课程设计要求 (3)三．课程设计报告内容 (4)糖化车间工艺流程示意图 (4)工艺技术指标及基础数据 (5)100kg原料生产12°淡色啤酒的物料衡算 (6)生产100L 12°淡色啤酒的物料衡算 (8)10000t/a 12°淡色啤酒酿造车间物料衡算表 (9)四.前、后发酵罐的计算 (12)前发酵罐的计算 (12)后发酵罐的计算 (13)主要设备的选型 (14)五. 工艺流程图（附图）六. 总结 (16)七. 参考文献 (17)一. 课程设计目的1.年产万吨啤酒厂糖化车间的物料衡算2前后发酵的计算3.绘制工艺流程图（1#图纸）二．课程设计要求1．物料衡算主要算出麦芽、大米和酒花用量，热、冷麦汁量和糖化糟、酒花糟量等。

画出糖化车间工艺流程示意图。

2．依据啤酒厂年计划生产品种分配表，确定前、后发酵罐的数量和体积。

3．物料流程图用1#图纸画出，并在图上画好物料流程线、组分，表明设备特性数据。

三. 课程设计报告内容糖化车间工艺流程示意图（精选）大米、麦芽粉碎糊化糖化水、蒸汽过滤 麦槽煮沸酒花沉淀 麦汁冷却 前、后发酵清酒罐 过滤 杀菌罐装CO 2生啤熟啤酵母麦芽粉图1 啤酒酿造所需设备1：原料贮仓2：麦芽筛选机3：提升机4：麦芽粉碎机5：糖化锅6：大米筛选机7：大米粉碎机8：糊化锅9：过滤槽10：麦糟输送11：麦糟贮罐12：煮沸/回旋槽13：外加热器14：酒花添加罐15：麦汁冷却器16：空气过滤器17：酵母培养及添加罐18：发酵罐19：啤酒稳定剂添加罐20：缓冲罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土过滤机23：啤酒清滤机24：清酒罐25：洗瓶机26：罐装机27：啤酒杀菌机28：贴标机29：装箱机工艺技术指标及基础数据根据表1的基础数据，首先进行100kg原料生产12°淡色啤酒的物料计算，然后进行100L 12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行10000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。

表1 啤酒生产基础数据项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）定额指标无水麦芽浸出率75 原料配比麦芽75大米25 无水大米浸出率92啤酒损失率（对热麦汁）冷却损失发酵损失原料利用率过滤损失麦芽水分 6 装瓶损失大米水分 13 总 损 失100kg 原料（75%麦芽，25%大米）生产12°淡色啤酒的物料衡算 (1)热麦计算 根据表1可得到原料收率分别为： 麦芽收率为： 75%×(100-6) %=% 大米收率为： 92%×(100-12) %=% 混合原料收得率为： （×%+×%）%=%由上述可计算出100kg 混合料原料可制得的12°热麦汁量： 设100kg 混合原料可制得的12o 热麦汁量为χ，则：100%79.7110012⨯=χ 3.598=χ所以，100kg 混合料原料可制得的12°热麦汁量为（㎏）根据山东大学·《啤酒酿造技术》P 254页，麦汁浓度（°P ）麦汁密度值0（水） 1 2 …………公式：12°P 麦汁密度值=12×+1可知12°麦汁在20℃时的相对密度为，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加倍，故热麦汁（100℃）体积为：÷×=(L)(2)冷麦汁量根据基础数据表中对热麦汁的冷却损失百分比，可以得到冷麦汁量为：×=(L)（3）湿糖化槽量设排出的湿麦槽水分含量是80%，则湿糖化槽量为：（100-75）×（）×（100×）/（100-80）=（㎏）又大米槽为：（100-75）×（）×（100×）/（100-80）=（㎏）则湿糖化槽量为：+=（㎏）（4）酒花耗用量酒花耗用量：根据吴思方《发酵工厂工艺设计概论》，对浅色啤酒，热麦汁（㎏）中加入的酒花量为%，故为：×%=（㎏）（5）湿酒花槽量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花槽水分含量为80%，则湿酒花槽量为：×（100-40）/（100-80）=（㎏）(6)发酵液量根据基础数据表中对热麦汁的发酵损失的百分比可得到发酵液量为:×=(L)(7)过滤酒量 根据基础数据表中队热麦汁的过滤损失的百分比可得到过滤液的量为：×=(L)(8)成品啤酒量为：同样，根据基础数据表中对热麦汁的装瓶损失的百分比可以得到成品酒(即由574L 热麦汁经冷却、发酵、过滤、罐装后得到)的量为：×=(L)生产100L 12°淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可生产12°淡色成品啤酒504.4L ，故可得以下结果：（1）生产100L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：（100/）×100= (kg)（2）根据基础数据表里的原料配比可得麦芽耗用量为：×75%=(kg)（3）同样查表可得大米耗用量为：（4）酒花耗用量：根据吴思方《发酵工厂工艺设计概论》，对浅色啤酒，热麦汁（㎏）中加入的酒花量为%，又知100㎏原料用酒花㎏， 则可设㎏原料用的酒花量为x则有：83.191001966.1x= ∴237.01001966.183.19=⨯=x ㎏（5）热麦汁量根据100㎏的混合原料可生产100℃的12°热麦汁的体积可以得到100L淡色啤酒的热麦汁量为：（÷）×100=(L)（6）冷麦汁量为：（÷）×100=(L)（7）湿糖化糟量设排出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：[（）（100-75）/（100-80）]×=(kg)而湿大米糟量为：[（）（100-92）/（100-80）]×=(kg)故湿糖化糟量为： +=(kg)（8）酒花糟量设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：[（100-40）/（100-80）]×=(kg)10000t/a 12°淡色啤酒酿造车间物料衡算表∵厂年产生产计划为10000t/a，则各个季度的生产计划可以按下表的产量，这样的工作量比较合理，可以很好的满足旺季的需要，也可以在淡季的时候节省工作量：季度占年产量（%）产量（t）熟啤酒鲜啤酒合计一20 1000 1000 2000 二30 1000 2000 3000 三30 1000 2000 3000 四20 1000 1000 2000设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，并设年生产300工作日，则每年总糖化次数为1500次。

由此可计算出每次投料量及其他项目的物料衡算。

（1）每次糖化可生产成品啤酒为:10000÷（1500×1000）÷（1012×1000）=（L ）(12°淡色啤酒的密度为1012㎏/m 3) （2）每次可生产的过滤酒的量根据过滤损失可算出每次可生产的过滤酒的量为：÷（）=（L ）（3）发酵酒的量同样可以算出发酵酒的量为：÷（）=（L ）（4）冷麦汁量为：÷（）=（L ）(5)热麦汁的体积为：÷（）=（L ）（可疑）（6）热麦汁的质量为：知12o 麦汁在20℃时的相对密度为，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加倍，故其质量为kg 39.7555048.104.172.7497=⨯ （7）上面已经算出混合原料收得率为%，且要制得12o 啤酒，故混合原料量为：)(33.130693.781479.7112kg =⨯ （8）耗用麦芽量为： ⨯（kg ）（9）耗用大米量为：⨯（kg）（10）酒花耗用量为：⨯（kg）（11）湿酒花糟量为：设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花槽水分含量为80%，则酒花糟量为：×（100-40）/（100-80）=（㎏）（12）湿糖化糟量为：设排除的湿麦糟水分含量是80%，则湿糖化糟量为：（100-75）×（）×（100-80）=（㎏）而湿大米糟为：（100-92）×（）×（100-80）=（㎏）则湿糖化糟量为： +=（㎏）把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表2所示。

表2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L 12°度淡色啤酒糖化一次定额量10000t/a啤酒生产混合原料Kg ×105大麦Kg ×105大米Kg ×105酒花Kg ×105热麦汁L ×105冷麦汁L ×105湿糖化糟Kg ×105湿酒花糟Kg ×105发酵液L ×105过滤酒L ×105成品啤酒L ×105备注：12度淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年生产啤酒四. 前、后发酵罐的计算前发酵罐的计算4.1.1前发酵罐数目（N）的确定若单个发酵罐可容纳糖化一次麦汁量的整数倍，则发酵罐的数目可以按下列公式计算：N=nt/z式中：n为每日糖化次数，为了满足每日最大生产量，取生产旺季的糖化次数6次；t为前发酵时间，通常为7~8天，根据生产需要，这里取7天；z为在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍，为了平衡生产淡季和旺季的生产平衡，根据淡季和旺季的糖化次数，这里取2倍，既可以满足淡季的糖化需要，又可以满足旺季的生产需要所以，前发酵罐罐的数目应该为：N=6×8÷2=21（个）4.1.2前发酵罐体积（V ）的确定设V 为前发酵罐的全体积（m 3），V 0为糖化一次的麦汁量 所以， V 0=（kg ）/1012≈（m 3）ϕ为装填系数（~），这里取，则由下列公式可以算出V ：（已知z=2）V=z ·V 0/ϕ=2×÷=（m 3）所以，该工厂需要容积为18.75m 3的发酵罐21个。

后发酵罐的计算后发酵罐又称贮酒罐，该设备主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定、澄清和成熟。

按传统啤酒生产方式，熟啤酒煮酒期为60天，鲜啤酒贮酒期为45天，由于全年产量最大负荷在第二、三季度，所以，以生产旺季（二、三季度）为基准，所确定的发酵罐的总体积，即可满足该厂全年产量所需贮酒罐的罐数要求。

假设啤酒的近似密度为1012 kg/m 3，则鲜啤酒发酵有效体积为：14.988901012102000453=⨯⨯⨯（m 3）数啤酒需后发酵罐的总有效体积为：76.658901012101000603=⨯⨯⨯（m 3）则V 总=+=（m 3）假设每个后发酵罐的全体积为：V 0= Vs/ϕ=18/=20Vo=V 总/Vs=+/18=92（填装系数ϕ为~，式中取）所以需20 m 3的后发酵罐92个 主要设备的选型4.3.1麦汁制造设备的选型麦汁制造设备已锅和槽为主，已知糖化车间年产量为10000t/a ，日糖化批次为6次（旺季），所以糖化设备可以选择13 m 3三锅三槽（糊化锅1只，糖化锅1只，煮沸锅1只，过滤槽1只，回旋槽1只，麦汁暂时槽1只）一套。