1、本科生毕业论文（设计）1年产 32 万吨啤酒发酵车间初步设计目录 .1摘要 .4第 1 章 总论 .51.1 设计背景 .51.2 设计内容和依据 .51.3 设计范围和分工 .61.3.1 设计范围 .61.3.2 设计内容 .61.3.3 设计编制说明 .61.4 设计原则 .71.5 设计规模和产品方案 .71.5.1 建设规模 .71.5.2 产品方案 .71.6 其他说明 .71.7 本设计存在的问题 .7第 2 章 总平面设计 .82.1 厂址选择 .82.1.1 厂址方案比较 .82.1.2 厂址定点 .92.1.3 厂址特点 .92.2 总平面设计范围和依据 .102.1.1
2、设计内容 .102.1.2 设计依据 .102.1.3 设计原则 .102.3 工厂场地概述 .102.3.1 工厂组成 .103.3.2 总平面布置 .102.4 总平面布置及运输设计中的问题和建议 .11第 3 章 啤酒工艺选择和论证 .123.1 生产方法的选择和工艺流程的设计原则 .123.1.1 生产方法的选择 .123.1.2 工艺流程的设计原则 .123.2 啤酒生产工艺简介 .123.2.1 全厂工艺流程图 .133.3 啤酒原料 .133.3.1 水 .133.3.2 麦芽 .14本科生毕业论文（设计）23.3.3 酒花 .153.3.4 啤酒酵母 .153.3.5 辅料 .
3、153.4 麦芽制备 .163.5 麦芽汁的制备工艺 .163.5.1 原料处理 .163.5.2 麦芽车间原、辅料用量 .163.6 糖化 .183.6.1 糖化原理 .183.6.2 糖化方法及设备 .183.6.3 麦汁的过滤 .193.6.4 麦汁的煮沸和酒花的添加 .193.7 麦汁的处理 .203.7.1 酒花分离 .203.7.2 热凝固物的分离 .213.7.3 麦汁充氧 .213.8 发酵车间 .213.8.1 酵母扩培 .223.8.2 发酵工艺 .223.8.3 啤酒过滤 .233.8.4 啤酒包装 .243.8.5 成品啤酒的技术指标 .243.8.6 啤酒发酵车间主要
4、技术指标 .243.8.7 发酵车间工作制度 .24第 4 章 工艺计算 .254.1 物料衡算 .254.1.1 物料衡算的意义 .254.1.2 物料衡算的基础数据 .254.1.3 100kg 原料生产 13P 啤酒的物料衡算 .254.1.4 生产 100L13P 啤酒的物料衡算 .264.1.5 年产 320000t/a13P 啤酒糖化车间物料衡算 .274.2 水平衡计算 .294.2.1 糖化用水 .294.2.2 洗糟用水 .304.2.3 兑酒用水 .304.3 热平衡计算 .314.3.1 单次糖化用水耗热量 Q1 .314.3.2 第一次米醪煮沸耗热量 Q2 .314.3
5、.3 第二次煮沸前混合醪升温至 70的耗热量 Q3.33本科生毕业论文（设计）34.3.4 第二次煮沸混合醪液消耗的热量 Q4 .334.3.5 洗槽水耗热量 Q5 .334.3.6 麦汁煮沸过程耗热量 Q6 .354.3.7 糖化一次总耗热量 Q 总 .364.3.8 100kg 混合原料耗用蒸汽量 D.364.4 工艺耗冷量 .374.4.1 发酵车间工艺流程 .374.4.2 工艺技术参数 .374.4.3 麦汁冷却耗冷量 Q1 .374.5 非工艺耗冷量 .404.6 总耗冷量计算 .42第 5 章设备设计与选型 .435.1 发酵罐的设计与选型 .435.2 发酵车间其他附属设备的选
6、型 .485.3 发酵车间设计计算中存在的问题 .50第 6 章 发酵车间布置设计 .516.1 平面布置设计的任务和重要性 .516.2 车间平面布置的依据 .516.3 车间布置设计的原则 .516.4 车间布置设计说明 .526.5 车间设计布置存在的问题 .52第 7 章 清洁生产及末端治理 .537.1 清洁生产 .537.2 三废处理 .537.2.1 废水处理 .537.2.2 废气处理 .537.2.3 废渣处理 .537.3 噪声防治 .54第 8 章 工厂设计概算与经济效益评价 .558.1 物料成本 .558.2 设备购买成本 .568.3 地价 .568.4 建筑费用
7、.568.5 收益 .56参考文献 .57致谢 .58附录 .59本科生毕业论文（设计）4摘要本设计是年产 32 万吨 13P 淡色啤酒啤酒厂的发酵车间的工业设计，其生产原料是麦芽和大米。设计的主体是发酵车间，主要设备是发酵罐。本设计首先对原料制备、糖化、发酵工艺进行选择和论证，再通过物料衡算和热量衡算确定发酵车间的主要设备的容量和数量，对发酵车间附属设备进行选型，对发酵罐进行结构及强度设计。在此基础上，对主体设备发酵罐进行计算，绘制出发酵设备平面布置图，发酵车间带节点控制流程图全、工厂带节点控制流程图和全厂流程方块图。关键词 13P 淡色啤酒 发酵 发酵罐 AbstactThe design
8、 is the industrial design of 13 P ale brewery fermentation workshop which can give the output of 320,000 t/a. The raw material is malt and rice. The fermentation plant is the key, the fermenters are theme equipments. In this design, firstly, to select and demonstrate the raw material preparation, sa
9、ccharification, fermentation technology; secondly, to determine the number of the major equipment in the the fermentation plant by the material balance and heat balance; thirdly, to select the ancillary equipment in the fermentation workshop, to design the structure and strength of the fermenters.Ba
10、sis on this, to calculate and draw the floor plan of fermentation equipment, the flow chartwith with the node control block diagram and the plant-wide process.Key word 13 P ale brewery fermentation fermentation plant 本科生毕业论文（设计）5第 1 章 总论1.1 设计背景 啤酒与人类文明一样有着悠久的历史，它先于其它酒类而最早出现在人类的生活之中，因此，不少学者把啤酒称之为“酒类
11、之父”。啤酒起源于两河流域的古巴比伦王国，是当时生活在那里的苏美尔人最先把啤酒奉献给人类的。藏于法国巴黎罗浮宫博物馆第四展厅石雕厅的一块石雕可资证明，上面刻有苏美尔人酿制啤酒的场面，距今已有 9000 年了我国是世界上用粮食原料酿酒历史最悠久的国家。5000 多年前，我们的前辈就已经酿造“醴酒”。所用的原料、发酵的方法、酿造的时间，与世界公认的苏美尔人啤酒非常相似，如出一辙。明人张岱夜航船卷十一饮食篇中“黄帝始作醴，夷狄作酒醪，杜康作秫酒，周公作酎、三重酒”的语句便是明证。只不过由于这种“醴酒” 糖分较高、酒精含量低、口味太淡、不利贮存、容易变酸变质，而被其它香醇可口的美酒代替了。由此可见，位
12、于九曲黄河之滨的中国也是啤酒的一个重要发源地。以贵州茅台为代表的中国酒文化气息浓郁，中国人聚会总是喜欢喝上几杯，而啤酒便是大家最普遍的选择。1.2 设计内容和依据1. 中 南 大 学 本 科 生 毕 业 设 计 任 务 书2. 轻 工 业 建 设 项 目 初 步 设 计 编 制 内 容 深 度 规 定 QBJS6-2005我 国 啤 酒 质 量 标 准 GB4927-1991 等 国 家 啤 酒 生 产 的 相 关 规 定3. 燕 京 啤 酒 厂 两 周 实 习 所 获 资 料4. 参 考 书 籍 发 酵 工 艺 原 理 生 物 工 程 工 厂 设 计 概 论 啤 酒 生 产 技 术 啤 酒
13、工 业 手 册 生 化 工 艺 及 工 厂 设 计 发 酵 工 厂 工 艺 设 计 化 工 设 备 机 械 基 础 本科生毕业论文（设计）61.3 设计范围和分工1.3.1 设计范围1.对 年 产 32 万 吨 啤 酒 工 厂 的 生 产 工 艺 流 程 的 选 择 、 论 证 及 设 计2.对 年 产 32 万 吨 啤 酒 工 厂 的 总 平 面 图 进 行 论 证 及 设 计3.对 年 产 32 万 吨 啤 酒 工 厂 进 行 物 料 衡 算 、 水 、 汽 、 冷 衡 算4.对 年 产 32 万 吨 啤 酒 工 厂 的 发 酵 车 间 的 工 艺 流 程 说 明 及 设 计 、 设 备
14、的 选 型 及车 间 布 置 设 计5.生 物 工 程 专 业 本 科 生 毕 业 设 计 ， 以 初 步 的 工 艺 设 计 为 主 ， 非 工 艺 部 分 设 计 只是 简 单 涉 及 。1.3.2 设计内容本设计以燕京啤酒（衡阳）有限公司为模本，按照轻工业建设初步设计编制内容深度规定 QBJS6-2005 的有关规定，在对生产工艺及流程的考量基础上，对建厂的选址、销售、物流都进行了选择和规划，重点对啤酒生产发酵工艺及相关工艺流程进行了详细的说明，并分别对制麦车间、糖化车间、发酵车间、包装车间进行说明，同时对发酵车间的部分设备进行选型。具体内容详见下面的章节。1.3.3 设计编制说明通过本
15、设计，从工厂选址和平面布置、原料选择和标准制定、物料和能量衡算、设备选型与计算、环保、工厂管理、成本核算等方面对啤酒厂建设及生产提出计划，来建造起可生产营运的啤酒厂。设 计 说 明 书 的 编 制 ， 符 合 中 南 大 学 本 科 省 毕 业 论 文 的 规 范 的 要 求 。设 计 说 明 书 的 编 制 ， 基 本 按 照 轻 工 业 建 设 项 目 初 步 设 计 编 制 内 容 深 度 规 定 QBJS6-2005 工 艺 说 明 书 ， 编 写 啤 酒 发 酵 车 间 车 间 概 况 特 点 ， 车 间 选 型 室 外 工 艺 管道 等 进 行 编 写 。1.4 设计原则1.本 设
16、 计 符 合 计 划 任 务 书 的 规 定 和 要 求 。 各 阶 段 工 作 要 有 明 确 的 进 度 。 毕 业 设计 要 有 计 划 地 进 行 。2.本 设 计 争 取 做 到 积 极 采 用 和 大 力 发 展 新 技 术 ， 吸 收 科 研 和 技 术 改 造 的 新 成 果 ，力 求 技 术 上 具 有 现 实 性 和 先 进 性 ， 经 济 上 具 有 合 理 性 。3.结 合 实 际 ， 根 据 国 家 的 所 需 而 合 理 决 定 工 厂 的 产 品 品 种 及 合 理 安 排 工 厂 的 产品 方 案 ， 兼 顾 经 济 效 益 和 社 会 效 益 ， 以 最 小
17、的 投 资 换 回 最 大 的 经 济 效 益 。本科生毕业论文（设计）74.本 设 计 尽 量 少 或 不 占 耕 地 ， 选 择 流 程 尽 量 减 少 ， 避 免 污 染 物 排 放 。 尽 量 减 少三 废 处 理 量 ， 同 时 注 意 节 能 和 充 分 利 用 余 热 。5.在 设 备 选 用 的 时 候 ， 应 满 足 生 化 生 产 工 艺 方 面 的 要 求 ， 同 时 安 全 可 靠 ， 尽 量选 用 成 套 设 备 ， 以 利 于 提 高 机 械 化 程 度 ， 方 便 生 产 ， 节 约 投 资 。1.5 设计规模和产品方案1.5.1 建设规模本 设 计 为 年 产
18、32 万 吨 啤 酒 工 厂 ， 占 地 面 积 约 1542677.1 平 方 米1.5.2 产品方案产 品 品 种 ： 13P 淡 色 啤 酒产 品 产 量 ： 年 产 32 万 吨产 品 产 期 ： 生产旺季共有 8 个月，即 4-9 月以及 1、2 两个月，其中每个月生产25 天，每天糖化 8 次，其余 4 个月即为淡季，每月生产 20 天，每天糖化 5 次，故有年总糖化次数是 2000 次。产 品 质 量 ： 产 品 符 合 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 啤 酒 GB4927-91， 以 及 原 料符 合 其 相 关 的 质 量 标 准 。1.6 其他说明由 于 专 业
19、 限 制 ， 相 对 于 轻工业建设初步设计编制内容深度规定QBJS6-2005 的有关内容，本 设 计 说 明 书 中 关 于 项 目 的 总 投 资 ， 建 设 投 资 以 及 融 资 等 技 术 经 济 方 面没 有 过 多 设 计 。 1.7 本设计存在的问题本 设 计 主 要 问 题 ：1.本 设 计 所 用 到 的 基 础 数 据 ， 工 艺 设 计 的 经 济 、 技 术 指 标 大 部 分 来 源 于 参 考 文献 ， 可 能 与 实 际 有 偏 差 ；2.因 专 业 所 限 ， 在 涉 及 到 土 建 工 程 中 建 设 规 模 、 场 地 面 积 以 及 设 备 的 选 型
20、 与 设 计等 非 本 专 业 的 设 计 方 面 ， 没 有 进 行 科 学 的 论 证 计 算 ， 与 实 际 有 偏 差 。本科生毕业论文（设计）8第 2 章 厂址选择与总平面设计2.1 厂址选择2.1.1 厂址方案比较厂址选择是设计的基本内容之一，也是工厂建设的关键问题之一。厂址选择的好坏直接关系到生产质量，成本控制等，因此，厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性的复杂工作。具有较高的原则性和广泛的技术性。根据啤酒厂选址原则，本设计另外考察了公主岭市经济开发区，双辽市经济开发区，梨树县经济开发区。表 2-1 厂址技术性方案比较表1 2 3序号 项目名称技术等级厂号A B C A B
21、 C A B C1 地理位置（靠近城镇？） 2 面积外形（大小、矩形？） 3 地势（海拔？坡度？） 4 地质（地耐力、地下水位） 5 建筑施工条件（方便？） 6 建筑材料（就地取材？） 7 交通运输条件（陆/水？） 8 给水（有水源地？水质？） 9 热电供应（充足？协作？） 10 环卫条件（邻近污染源？） 11 职工生活（公共设备？） 本科生毕业论文（设计）9小计 以上单项累计数 7 3 1 3 6 5 6 3 2总计 技术性比较级差 ABC BCA ABC2.1.2 厂址定点厂 址 所 在 地 为 吉 林 省 双 辽 市 经 济 技 术 开 发 区2.1.3 厂址特点1.自 然 条 件（ 1
22、） 地 理 位 置双辽距吉林省省会长春市约 150 公里，距吉林省第三大城市四平市约 100 公里，距内蒙古西部新兴城市通辽市约 100 公里，距东北最大的工业城市沈阳市约 200 公里；清朝中期以来就是连接科尔沁大草原与内地的商贾重镇；是吉林省规划增加的五个地级市之一。长双、郑太两条省级高速公路横跨东西，沈明、集锡两条国家干线公路纵贯南北大庆广州高速公路已建成通车，长春通辽高速公路于 2011 年建成通车；郑大、平齐铁路在此交汇；此外，区内还有 5 条铁路专用线，用于短途运输。（2）地形、地质条件、气象条件、面积所在地区的地形简单整洁，不处于地震断层、泥石流、滑坡、流沙、溶洞、沼泽等危害地段
23、，地质条件相对较好，且气候四季分明，总面积为 1542677.1 平方米。（3）基础设施区内硬面路网已经成型，供电、供水、供气、供热、排水和通讯等基础设施日益完善；已建成污水处理厂一座，日处理能力 2.5 万吨；日供天然气 50 万 m；可直供电。区内还有在省内餐饮住宿业具有较高水平的绿洲大厦、全省最高水平的游泳馆、全省县级最高水平的体育场等休闲娱乐场所。 （4）资源优势电力能源：国电双辽发电厂是吉林省最大的火力电厂，是我国重点火力发电厂之一，规划总装机容量 240 万千瓦。硅砂资源：区内储藏二氧化硅含量高、颗粒均匀，初测总储量达 9 亿吨，被誉为世界四大硅砂富矿之一，已被国家列为硅质原料生产
24、基地。农业资源：双辽经济开发区位于世界著名的“黄金玉米带”，临近地区可供工业加工的玉米、花生、大豆和其他农副产品产量很高，工业开发的潜力很大。（5）环境卫生条件 本科生毕业论文（设计）10由于东北的空气干燥，且经济开发区多为轻工业，因此，环境清洁，大气含尘、含菌少，无有毒有害气体污染。2.经 济 技 术 条 件（ 1） 原 料 、 辅 料 等 供 应 条 件原 料 来 源 丰 富 ， 且 交 通 便 利 ， 运 输 成 本 较 低 。（ 2） 市 场 广 阔因 北 方 人 热 情 豪 爽 爱 喝 酒 ， 且 双 辽 所 处 地 理 位 置 优 越 ， 因 此 ， 市 场 较 广 阔 ， 且需
25、求 量 大 。（ 3） 劳 动 力 低 廉 ， 成 本 较 低双 辽 市 拥 有 数 量 充 足 ， 素 质 较 高 ， 成 本 较 低 的 人 力 资 源 。 且 普 通 员 工 多 为 双 辽本 地 人 ， 员 工 的 生 活 成 本 上 有 所 降 低 。2.2 总平面设计范围和依据2.2.1 设计内容工 厂 内 部 设 置 包 括 厂 区 平 面 布 置 设 计 、 横 向 纵 向 设 计 、 交 通 运 输 设 计 、 场 内 管线 管 路 综 合 设 置 、 绿 化 美 化 设 置 。2.2.2 设计依据1. 中 南 大 学 本 科 生 毕 业 设 计 任 务 书 中 产 量 的
26、规 定 。2. 总 平 面 布 置 符 合 国 家 及 行 业 的 有 关 规 范 和 规 定 ， 满 足 卫 生 、 安 全 、 GMP 要求 。 如 工 业 企 业 设 计 卫 生 标 准 、 建 筑 设 计 防 火 规 范 、 厂 矿 道 路 设 计 规范 等 。2.2.3 设计原则工 厂 设 计 严 格 按 设 计 计 划 任 务 书 进 行 ， 场 内 布 局 紧 凑 合 理 ， 节 约 用 地 。 同 时各 个 部 门 紧 密 配 合 ， 符 合 生 产 工 艺 要 求 。 并 且 考 虑 全 年 主 要 风 向 ， 满 足 卫 生 要 求 。2.3 工厂场地概述2.3.1 工厂组成（1）生产车间 主要有发酵车间、糖化车间、包装车间等组成。（2）辅助车间 麦芽储藏，麦糟处理，仓库等。（3）动力车间 制冷站，空压站，配电站以及锅炉房等。
