年产10万吨啤酒厂设计说明书

设计说明书—年产10万吨啤酒工厂工艺设计姓名：张硕学号：45110629院系：生物与农业工程学院生物工程系日期：2014.6.21摘要：中国啤酒产业发展迅速，市场需求量大，中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期,一方面,啤酒工业继续以高速度发展,在高速发展的同时,开始对啤酒的质量,啤酒工业的经济效益更加重视,啤酒工业的规模按照国际上的惯例,开始向大型化,集团化方向发展。本设计是年产10万吨啤酒工厂工艺设计，包括厂址选择、工艺流程、全场平面设计图等。关键字：啤酒工厂厂址选择全场平面设计图工艺流程目录1、项目介绍……………………………………………………………42、厂址选择……………………………………………………………53、产品工艺……………………………………………………………64、工厂平面图…………………………………………………………75、物料衡算……………………………………………………………96、总结…………………………………………………………………157、参考文献……………………………………………………………16现在我国啤酒产量方面跃居世界第二位，而且在质量、技术、装备水平等方面也都有了较大幅度的提高，充分显示了我国啤酒工业强劲的发展势头。但是，我国啤酒与世界发达国家相比，仍有很大差距。我国啤酒厂不合理企业规模偏多，达不到啤酒生产应有的经济规模。通过对国内外技术经济指标的数据分析得出，10万吨／年规模以上的啤酒厂才有较好的技术经济指标水平。而现在这样的酒厂还较少，多数是设备陈旧、老化，生产能力不足，设备的自动化程度不高，工艺落后的小酒厂，所以建设一个现代化的大规模的啤酒厂势在必行。1项目介绍随着中国改革开放的深入，中国经济的快速发展使得中国啤酒市场的需求量呈现出几何级数的迅猛膨胀，中国啤酒企业如雨后春笋般地成长起来，丙出现了众多支撑中国民族啤酒工业的脊梁和中坚力量的大型啤酒集团，但是随之而来的外国资本介入，许多外国啤酒品牌在中国建厂，并迅速占据了一定的市场份额，这加大了中国啤酒行业的竞争，然而，我国啤酒产量已连续多年保持世界第一，是世界上啤酒市场增长最快的地区之一，2009年虽然受到经济危机的影响，但啤酒市场依然是硝烟弥漫，啤酒厂商在品牌、市场以及渠道等方面都展开了极为激烈的竞争，我国啤酒市场的格局也在潜移默化中发生着变革。所谓“强者恒强”，凭借着奥运营销、市场布局与整合等一系列创新性活动，行业地位依然坚如磐石，国际化之路也是越走越远，整个啤酒行业的发展趋势也是愈发明显。我国啤酒市场也逐渐成熟，以国际啤酒跨国公司主导着我国啤酒市场的整合。在经济全球化和中国加入WTO的环境下，外资再次进入我国市场，与国内大企业集团结成战略联盟，控股或参股，使我国啤酒行业的发展速度大大加快。本设计旨在建立一个现代化大规模的啤酒工厂。1.1工厂名称年产10万吨啤酒生产工厂1.2经济指标全场建筑面积13506平米，全场占地面积20000平米，年产10万吨，工厂总人数为300名。1.3设计说明从沈阳地区的风玫瑰可以看出，此地少有西北风和东南风，故厂房的设计充分考虑到本地风向问题，特将污水处理池和锅炉房建在西北面，行政管理及后勤职能部门建在东北面。1.4风玫瑰图2厂址选择2.1地理位置将此厂建立在辽宁省沈阳市沈北新区。2.2周边环境沈北新区（原新城子区）地处沈阳市区北郊，位于大连、沈阳、长春、哈尔滨“东北城市走廊”中部，南靠沈阳市区，北隔辽河、万泉河与铁岭、法库县相望，东与抚顺市、铁岭县毗邻，西接辽西走廊，与新民市、于洪区相连。是连接吉林、黑龙江和内蒙古三省区的黄金通道和东北城市走廊的枢纽重地。坐标介于东经123°16'至48'，北纬41°54'至42°11'之间。沈北新区总面积819平方千米，总人口319380人。沈北新区要成为东北老工业基地改革开放的试验区，沈北新区的基础设施完备，水、电、气供应充足。辽河、蒲河流经境内，黄家自来水厂日供水能力达10万吨，是沈阳五大水源地之一。东北电网最大的输变电所坐落在境内，电力设施齐全。沈北新煤气储罐储气能力达20万立方米。邮电通讯与各大城市联网，可办理国际国内邮政业务，程控电话可直接拨通国际国内各大城市。工业发展突飞猛进。形成了以机械、建材、制药、机绣、化工、造纸、服装、酿酒八大行业为主体、门类齐全的工业体系。乡镇企业异军突起，成为全区经济的主导力量。此厂北靠蒲河，南邻浑河，周围共有九十九座山，九十九个泉眼，是大清龙脉所在地。与著名的莲花池泉、仲官泉、王岗台泉相连，泉水清澈透明、甘甜爽口，富含身体所需的微量元素铁、锌、硒等，这样得天独厚的自然环境为酿造啤酒创造了可靠的资源。沈北新区共有国省干线公路三条总长度84公里，县级公路九条、27公里，乡级公路15条、155公里,形成了以国省干线为骨架,县乡公路为支线、村级公路为补充的四通八达的公路网,全区公路密度达到了46.05%/百平方公里。沈大、沈哈高速公路连结成网，国、省、市、区、乡五级公路四通八达；并在境内设有4个出口；沈阳至哈尔滨、沈阳至承德、沈阳至明水、沈阳至平岗等4条过境国、省级公路干线同区乡级公路形成了密集交错、四通八达的交通运输网。长大铁路贯穿境内，南下可抵辽南沿海及关内，北上可达长春、哈尔滨及中俄边境口岸。长大铁路贯穿境内。2.3气候条件沈阳位于中国东北地区南部，辽宁省中部，坐标介于东经123°16'至48'，北纬41°54'至42°11'之间。平原为主，山地、丘陵集中在东南部，辽河、浑河、秀水河等途经境内。属于温带季风气候，年平均气温6.2～9.7℃，全年降水量600～800毫米，1951年至2010年市区年平均降水量716.2mm，全年无霜期155～180天。受季风影响，降水集中在夏季，温差较大，四季分明。冬寒时间较长，近六个月，降雪较少；夏季时间较短，多雨，春秋两季气温变化迅速，持续时间短：春季多风，秋季晴朗。2.4厂址区域图示图1.啤酒工厂区域图3产品工艺3.1设计思路图示图2.啤酒生产工艺流程图啤酒厂3.2简易流程水，蒸汽酒花麦芽大米麦糟热凝固物酵母CO2：鲜啤图3简易工艺流程图4工厂平面图4.1工厂总平面布置图粉碎机糊化锅糖化锅过滤槽煮沸锅回旋沉淀槽冷却器（麦汁）发酵罐过滤器（啤酒）清酒罐灌装机杀菌机成品图4年产10万吨啤酒工厂总平面布置图4.2主要建构筑物表1.年产10万吨啤酒工厂建构筑物明细表编号名称1门卫一（人流入口）2门卫二（物流入口）3绿化地4仓库5停车场6原料间7糖化车间8发酵车间9原料库10水处理气体间空压站11变配电12制冷间13包装车间14食堂15办公楼4.3工厂建构筑物布置说明工厂布局整体呈长方形，两处门卫分别为人流入口和物流入口；生产区和包装区在中间，空气压缩站布置在紧邻糖化间处，离发酵区较近，服务方便，后面是变配电及制冷区，变配电靠近负荷中心，线路短，较安全方便；两侧分别是停车场、仓库和瓶堆区，参考风玫瑰图，将污水处理池及锅炉房安排在弱风向西北区，东北区为食堂和办公楼，其余空地为绿化区。4.4道路和运输设计此图纸中道路简洁明了，门口处设置人流出入处及物流出入处，人流出入口接近停车场及生产区，方便工作人员上下班，物流入口邻近生产区、原料库及瓶堆区，方便物料的输送及产品的输出，道路基本笔直通畅，方便车辆及人员来往。4.5环保措施将污水处理池及锅炉厂建在弱风向处，减少空气污染，同时尽可能扩大绿化面积，尽量减少污染，美化周边环境，并且尽可能将生产车间靠近，减少电量及物料的输送，节约电能。5工艺计算5.1100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量（糖化槽和酒花槽）等。5.1.1糖化车间工艺流程示意图如图3所示，根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表2所示。5.1.2工艺技术指标及基础数据根据表2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1000L12°淡色啤酒的物料衡算，最后进行100000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。16污水处理池17锅炉房18瓶堆区表2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3发酵损失1原料利用率98.5过滤损失1麦芽水分6装瓶损失1大米水分13总损失65.1.3100kg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2可得到原料收率分别为：麦芽收率为：0.75*（100-6）/100=70.5%大米收率为：0.92*（100-13）/100=80.04%混合原料收得率为：（0.75*70.5%+0.25*80.04%）*98.5%=71.79%由上述可得100kg混合料原料可制得的12°热麦汁量为：（71.79/12）*100=598.3(kg)又知12°麦汁在20℃时的相对密度为1.084g/ml，而100℃热麦汁是20℃时的麦汁体积的1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：598.3*1000/1.084*1.04/1000=574(L)(2)冷麦汁量为：574*(1-0.03)=556.8(L)(3)发酵液量为：556.8*(1-0.01)=551.2(L)(4)过滤酒量为：551.2*(1-0.01)=545.7(L)(5)成品啤酒量为：545.7*(1-0.01)=540.2(L)5.1.4生产1000L12°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540.2L，故可得以下结果：（1）生产1000L12°淡色啤酒需耗混合原料量为：（1000/540.2）*100=185.1(kg)（2）麦芽耗用量为：185.1*75%=138.8(kg)（3）大米耗用量为：185.1-138.8=46.3(kg)（4）热麦汁量为：（1000/540.2）*574=1063(L)（5）酒花耗用量：对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故为：(1000/540.2)*574*0.2%=2.13(kg)（6）冷麦汁量为：（1000/540.2）*556.8=1031(L)（7）湿糖化糟量：设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：[（1-0.06）（100-75）/（100-80）]*138.8=163.1(kg)而湿大米糟量为：[（1-0.13）（100-92）/（100-80）]*46.3=16.11(kg)故湿糖化糟量为：163.1+16.11=179.2(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）]*2.13=6.39(kg)5.1.5100000t/a12°淡色啤酒酿造车间物料衡算表设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，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平衡。把上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。糖化一次的体积为:100000t*1000kg/t÷1500÷1012kg/m3=65.88m3=65.88*1000L表3啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料1000L12°度淡色啤酒糖化一次定额量100000t/a啤酒生产混合原料Kg100185.112194.418291582大麦Kg75138.89144.113716216大米Kg2546.33050.24575366酒花Kg1.202.31152.2228274.2热麦汁L574106370030.4105045660冷麦汁L556.8103167922.3101883420湿糖化糟Kg96.78179.211805.717708544湿酒花糟Kg3.456.39421631459.8发酵液L551.2102067197.6100796400过滤酒L545.7101066538.89980820