年产15万吨啤酒厂设计.doc

年产15万吨啤酒厂设计.doc 黑龙江东方学院 本 科 生 毕 业 论 文(设 计) 年产15万吨啤酒厂设计 姓 名 李安 学 号 054131424 专 业 食品科学与工程 班 级 2005-B 指导教师 马丹雅 学 部 食品与环境工程 答辩日期 2009年5月24日 黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)评语(一) 专业 食品科学与工程总 姓名 李安 学号 054131424 班级 -B班 成绩 毕业论文(设计)题目:年产十五万吨啤酒厂设计 答辩成绩 答 辩 委 员 会 评 语 主任签字: 年 月 日 答辩委员会成员签字 学部 毕业 论文 (设 计)领 导小 组意 组长签字: 年 月 日 学部公章 见 黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)评语(二) 姓名 李安 学号 054131424 专业班级 食品科学与工程-B班 毕业论文(设计)题目:年产十五万吨啤酒厂设计 指导教师成绩 指 导 教 师 评 语 指导教师签字: 年 月 日 黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)评语(三) 姓名 李安 学号 054131424 专业班级 食品科学与工程-B班 毕业论文(设计)题目:年产十五万吨啤酒厂设计 评阅教师成绩 评 阅 教 师 评 语 评阅教师签字: 年 月 日 黑龙江东方学院本科生毕业论文(设计)任务书 姓名 李安 学号 054131424 专业班级 食品科学与工程-B班 毕业论文(设计)题目:年产十五万吨啤酒厂设计 毕业论文(设计)的立题依据: 根据近几年来人们对啤酒的喜爱，啤酒工业不断的兴盛，于是对啤酒厂的设计有了一定必要，设计一个年产十五万吨12?淡色啤酒工厂以满足人们对啤酒的需求。也可以促进其它行业的发展。 主要内容及要求: 主要内容为年产十五万吨12?淡色啤酒工厂的设计，从厂址的选择、啤酒原料的选择、啤酒用水的选择、啤酒的原料物料平衡计算、啤酒厂的水电气平衡、及工厂人员的定额、环境保护、消防措施、成本核算、风险分析及社会效益等方面进行核算。 要求从书上、期刊上及网络上找一些相关信息对设计的啤酒厂的各个方面进行估算使最终设计的啤酒厂效益好同时其它方面也符合国家规定，最后才算完成了设计。 进度安排: 2009年3月2日 选题 2009年3月2日 ,5月20日 接受指导老师指导 3月2日,3月6日 拟定论文大纲 3月7日,3月12日 搜集、查阅、整理相关资料 3月12日,4月20日 初稿形成 4月20日,4月25日 初稿审定 4月26日,4月30日 第一次修改 4月30日,5月6日 第一次审定 5月7日,5月11日 第二次修改 5月12日,5月15日 定稿 5月16日,5月18日 论文评阅小组评审论文(设计) 5月23日 毕业论文(设计)答辩 学生签字: 指导教师签字: 2009年 月 日 黑龙江东方学院本科生毕业论 年产十五万吨啤酒厂设计 摘 要 本啤酒厂设计为年产15万吨12?淡色啤酒的工厂，本啤酒厂主要设计糖化和发酵工艺流程，进行工艺计算包括总体物料衡算、糖化的热力衡算、耗冷量计算，通过计算结果进行厂设备选型、人员定额与分配，制定工厂的劳动制度和节能及环境保护方面的策略进行综合评定，进而投资估算确定投资额度，进行成本核算、风险分析计算分析利润和投资回收率，进行经济分析和社会效益分析，各项指数分析好之后整个啤酒厂设计完毕。 关键词:糖化工艺流程;发酵工艺流程;效益分析;投资估算; i 黑龙江东方学院本科生毕业论 Brewery designed annual production capacity of 150,000 tons Abstact The brewery designed annual production capacity of 150000 ton for the 12?light beer factory ,the main design of the brewery glycosylated and fermentation process ,carried out the calculation process, including the overall material balance, glycosylated of heat balance, consumption of cold calculation, by the results of the calculation we do the equipment selection, scale and distribution of personal, the development of the factory system of labor and energy-saving and environmental protection to carry out a comprehensive assessment strategy, and estimated to determine the amount of investment, cost accounting, risk analysis and investment analysis of the profit rate, economic analysis and social analysis, good analysis of the index after the completion of the entire brewery design Key words: glycosylated process; fermentation process; for Benefit analysis ;investment estimates; ii 目 录 摘 要................................................................................................................................... i Abstact ................................................................................................................................ ii 第1章 绪 论 .................................................................................................................. 1 1.1 啤酒发展史 ............................................................................................................... 1 1.2 啤酒的分类 ............................................................................................................... 2 1.2.1 根据啤酒色泽分类 ............................................................................................ 2 1.2.2 根据原麦汁浓度分类 ........................................................................................ 2 1.2.3 根据生产方法分类 ............................................................................................ 2 1.2.4 根据包装容器分类 ............................................................................................ 2 第2章 设计 .......................................................................................................... 3 2.1 设计任务书 ............................................................................................................... 3 2.2 产品 .................................................................................................................. 3 2.2.1 生产规模及建设时间 ........................................................................................ 3 2.2.2 主要原料规格 .................................................................................................... 4 2.2.3 产品质量及 ................................................................................................ 4 2.3 厂址的选择 ............................................................................................................... 4 2.4 生产工艺流程设计 ................................................................................................... 4 2.4.1 生产工艺流程图 ................................................................................................ 5 2.4.2 工艺要点 ........................................................................................................... 5第3章 啤酒的工艺计算 ................................................................................................... 9 3.1 物料衡算 .................................................................................................................. 9 3.1.1 啤酒生产基础数据 ............................................................................................ 9 3.1.2 100kg原料(75%麦芽，25%大米)生产12º的基础物料衡算 ...................... 9 3.1.3 生产100L，12º消耗原料物料衡算 ............................................................... 10 3.1.4 年产150000t,12º啤酒的物料衡算 .................................................................. 10 3.2 热力衡算 ................................................................................................................ 12 3.2.1 蒸汽耗量计算 .................................................................................................. 12 3.2.2 耗冷量计算...................................................................................................... 14 3.3 主要设备计算 ......................................................................................................... 17 3.3.1 麦芽仓 ............................................................................................................. 17 3.3.2 麦芽粉仓 ......................................................................................................... 17 3.3.3 大米仓 ............................................................................................................. 17 3.3.4 大米粉仓 ......................................................................................................... 18 3.3.5 糊化锅 ............................................................................................................. 18 3.3.6 糖化锅 ............................................................................................................. 18 3.3.8 麦汁冷却器...................................................................................................... 19 3.3.9 发酵罐 ............................................................................................................. 20 3.2.10 啤酒过滤器 .................................................................................................... 20 第4章 工作制度及人员分配 ........................................................................................... 21 4.1 工作制度 ................................................................................................................ 21 4.2 劳动定员 ................................................................................................................ 21 4.3 企业人员来源 ......................................................................................................... 21 第5章 节约能源及综合利用 ......................................................................................... 22 5.1 概述 ........................................................................................................................ 22 5.2 节能的主要方面 ..................................................................................................... 22 5.2.1 工艺方面 ......................................................................................................... 22 5.2.2 建筑方面 ......................................................................................................... 22 5.2.3 电气方面 ......................................................................................................... 22 5.2.4 给排水方面...................................................................................................... 22 5.3 计量工作 ................................................................................................................ 22 第6章 环境保护 ............................................................................................................ 23 6.1 主要设计依据 ......................................................................................................... 23 6.2 环境现状 ................................................................................................................ 23 6.3 主要污染源与污染物 ............................................................................................. 23 6.4 对策和措施 ............................................................................................................. 23 6.4.1 废水处理 ......................................................................................................... 23 6.4.2 废渣 ................................................................................................................. 24 6.4.3 烟尘治理 ......................................................................................................... 24 6.4.4 噪声控制 ......................................................................................................... 24 6.4.5 绿化 ................................................................................................................. 24 6.5 环境管理 ................................................................................................................ 24 第7章 消防设计、工业卫生与劳动安全设计 .............................................................. 25 7.1 主要设计依据 ......................................................................................................... 25 7.2 总体设计 ................................................................................................................ 25 7.2.1 项目总平面布置要求 ...................................................................................... 25 7.2.2 生产加工工艺要求 .......................................................................................... 25 7.2.3 厂区道路及防火通道要求 .............................................................................. 25 7.2.4 厂区建筑物之间的间距要求 ........................................................................... 25 7.3 建筑工程 ................................................................................................................ 25 7.4 电气设计 ................................................................................................................ 26 7.5 消防设计 ................................................................................................................ 26 7.5.1 室内消防用水量 .............................................................................................. 26 7.5.2 消防水源 ......................................................................................................... 26 7.5.3 消防电源 ......................................................................................................... 26 7.6工业卫生与劳动安全设计 ........................................................................................ 26 7.6.1 主要设计依据 .................................................................................................... 26 7.6.2 工业卫生措施 .................................................................................................... 27 7.6.3 劳动安全措施 .................................................................................................. 27 第8章 设计概算的依据 ................................................................................................. 29 8.1 设计概算的意义 ..................................................................................................... 29 8.2 设备的购置 ............................................................................................................. 29 8.3 安装工程和建筑工程 ............................................................................................. 29 8.4 其他费用 .................................................................................................................. 29 8.5 资金筹措 .................................................................................................................. 29 第9章 项目基础数据估算与财务分析 .......................................................................... 30 9.1 建设年限、达产能力 ............................................................................................. 30 9.2 设备投资估算 ......................................................................................................... 30 9.3总投资概算 ............................................................................................................... 30 9.3.1 设备费用 ......................................................................................................... 30 9.3.2 设备安装费...................................................................................................... 30 9.3.3 土建费用 ......................................................................................................... 30 9.3.4 其它费用 ......................................................................................................... 30 9.3.5 流动资金 ......................................................................................................... 30 9.3.6 项目总投资...................................................................................................... 31 9.4 固定资产投资估算依据 ......................................................................................... 31 9.4.1 设备的购置...................................................................................................... 31 9.4.2 安装工程 ......................................................................................................... 31 9.4.3 建筑工程 ......................................................................................................... 31 9.4.4 其它费用 ......................................................................................................... 31 9.5 成本估算 ................................................................................................................ 31 9.5.1 原辅料价格表 .................................................................................................. 31 9.5.2 公用设施消耗量 .............................................................................................. 32 9.5.3 工人费用 ......................................................................................................... 32 9.5.4 折旧费 ............................................................................................................. 32 9.5.5 维修费 ............................................................................................................. 32 9.5.6 其它费用 ......................................................................................................... 32 9.5.7 生产成本 ......................................................................................................... 32 9.5.8 销售总额 ......................................................................................................... 33 9.5.9 销售税金 ......................................................................................................... 33 9.5.10 利润总额 ....................................................................................................... 33 9.5.11 所得税 ........................................................................................................... 33 9.5.12 税后利润 ....................................................................................................... 33 9.6 投资回收期 ............................................................................................................. 33 9.7 经济分析 ................................................................................................................ 33 第10章 综合评价 .......................................................................................................... 34 10.1 社会效益分析 ....................................................................................................... 34 10.2 生态效益分析 ....................................................................................................... 34 10.3 综合评价............................................................................................................... 34 参考文献 ............................................................................................................................ 35 附 录................................................................................................................................ 36 致 谢................................................................................................................................ 39 黑龙江东方学院本科生毕业论 第1章 绪 论 1.1 啤酒发展史 啤酒是世界产量最大，酒精含量最低，营养非常丰富的酒种。早在1977年7月2日在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上就被正式列为营养食品，据统计，除茶，碳酸饮料和牛奶以外，啤酒与咖啡并列2001年世界人均消费量第四位达到23升。啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、 [14]低酒精度的饮料酒。 啤酒的酿造有着悠久的历史究竟起源于何时，何人创造，没有确切的说法，只是根据考古发现及文字记载推测，根据最早的考古发现，啤酒是由苏美尔人最先酿制的，据 8今大约已有6000年的历史。目前世界啤酒总产量(总消费力量)接近1.3×10t，预测 82005年将达1.6×10t。 与基本稳定的世界啤酒市场相比，亚洲迅速增长，亚太地区将成为世界最大的啤酒市场，而增长最快的是中国。近10年间，世界年人均啤酒消费量增加了3L，而我国却 [11]增长了10L。 1900年，俄国人在哈尔滨建立了我国最早的啤酒厂。改革开放以来，随着人民生活水平的提高和生活习惯的改变，激活了我国啤酒市场所蕴含的巨大潜力，促进了我国饮料酒消费结构的变化，使啤酒占饮料酒的比重连年上升。1980年啤酒占饮料酒的比重只有18.8%，1990年上升为49.9%，2000年则为72.3%，我国居民对啤酒的消费能力不断增强，消费群体20%速度增长，人均消费量已达16.7kg。我国啤酒需求量的快速增长加速了我国啤酒行业的发展，我国啤酒的产量保持持续增长，1999年我国啤酒产 7量突破2.0×10t大关，成为继美国后的世界第二大啤酒大国。数据显示:2000年全国 77啤酒产量为2.23×10t，比1990年增长了1.54×10t，而2001年1,6月份全国啤酒产量 7为1.13×10t，比去年同期增长了4.6%。而我国啤酒行业在总体规模扩大的同时，企业 5的生产经营规模也持续提高。2000年，我国年产量达2.0×10t以上的啤酒企业数目达到了21家，其总产量占全国啤酒总产量的41.8%。从生产企业的分布来看，中国啤酒生产企业分布较广，全国31个省、自治区、直辖市都能生产啤酒。据2001年1,6月 65份的统计显示:山东为我国啤酒第一大省，超过1.5×10t。另外6.0×10t以上的啤酒生产大省有广东、河北、辽宁、黑龙江、安徽、河南、北京9省市，这9个省市的产量占 1 黑龙江东方学院本科生毕业论 全国啤酒总量的62.5%。 1.2 啤酒的分类 1.2.1 根据啤酒色泽分类 (1)淡色啤酒 淡色啤酒是啤酒中产量最多的一种，色度在7EBC单位以下者为淡黄色啤酒，色度在7,10EBC单位者为金黄色啤酒，色度在10EBC以上的淡色啤酒为棕黄色啤酒。 (2)浓色啤酒 其色度在15,40EBC单位之间产量远比淡色啤酒低，色度在15,25EBC单位的为棕色啤酒，25,35EBC单位为红棕色啤酒，35,40EBC单位为红褐色啤酒。 [2] (3)黑色啤酒 50,130EBC单位 1.2.2 根据原麦汁浓度分类 表1-1 麦汁浓度分类表 原麦汁浓度,% 啤酒类型 酒精含量,% 2.5,5.0 营养啤酒或儿童啤酒 0.8,1.8 4.0,9.0 佐餐啤酒 1.2,2.5 11.0,14.0 淡色贮藏啤酒 3.2,4.2 [12] 13.0,22.0 浓色或黑色啤酒 3.5,5.5 1.2.3 根据生产方法分类 (1)鲜啤酒 啤酒包装后，不经过巴氏灭菌称为鲜啤酒也叫生啤酒。 [2](2)啤酒啤酒包装后，经过巴氏灭菌可以保存较长时间者称为熟啤酒。 1.2.4 根据包装容器分类 (1)瓶装啤酒 (2)罐装啤酒 (3)桶装啤酒 2 黑龙江东方学院本科生毕业论 第2章 设计说明书 本项目的设计按照国家要求投资小、产出大、见效快的原则，尽可能使建筑设施、能源(水、电、汽)在设计时与治理三废、环保、消防同步进行。 2.1 设计任务书 设计项目:年产150000t啤酒厂设计 成品啤酒:12度淡色啤酒 (1) 产品质量标准 感官指标: 透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物 浊度(保质期)/EBC单位 ?1.0 形态 泡沫洁白细腻，持久挂杯 泡持性/s ?300s 色度/EBC单位 5.0,9.5 香气和口味 明显有酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调， 无异香、异味 理化指标: 酒精含量/% ?3.7 原麦汁浓度/% 12?0.2 -1总酸含量/0.1mL?L ?2.6 二氧化碳含量/% ?0.4 -1双乙酰含量/mg?L ?0.13 [1] (2)产品卫生标准:卫生指标按GB2758执行。 (3)产品用途:广泛用于食品及餐饮行业。 2.2 产品方案 2.2.1 生产规模及建设时间 5啤酒厂年产量为1.5×10t 厂建设采取统一的规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。厂区总占地面积90000?，建筑面积 3 黑龙江东方学院本科生毕业论 31000?。 本项目从立项到施工达产验收，共需2年。 2.2.2 主要原料规格 本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686的优质麦芽。 2.2.3 产品质量及标准 GB191 包装储运图示标志 GB2758 发酵酒卫生标准 GB4544 啤酒瓶 GB4789.1,4789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分 GB4928 啤酒实验方法 GB5739 啤酒塑料周转箱 GB6543 瓦楞纸箱 GB10344 饮料酒标签标准 GB4927-91 啤酒质量标准 质量特征:富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清凉，饮后有爽 [10] 口和醇厚感 2.3 厂址的选择 经调查与测量本厂选址选择在哈尔滨市松北区开发区68号，这里一年南风较多，这里环境洁净绿化条件好靠在松花江边水源方便又清洁，经勘查这里地址条件很好适合建厂房，卫生环境良好无有毒有害气体、无粉尘、放射源，更重要的是这里运输条件好， [15]附近地区有农业地带原料供应充足。有这些优点决定在这里建厂。 2.4 生产工艺流程设计 4 黑龙江东方学院本科生毕业论 2.4.1 生产工艺流程图 大麦原料?粗选?精选?浸麦?发芽?干燥?除根?成品麦芽 原料(大米)?粉碎?糊化 ? ?过滤?煮沸?酒花分离?沉渣?冷却?前发酵 ? ? 原料(麦芽)?粉碎?糖化 CO 2 ?后发酵(贮酒)?过冷却?过滤?滤过酒暂贮?装酒?压盖?杀菌?贴标? 成品啤酒. [14] 图2-1 生产工艺流程图 2.4.2 工艺要点 2.4.2.1 辅助原料粉碎 粉碎使原料表面积增加，与水接触面积增加，糖化时间减少，收得率增加。 麦芽可粉碎成麦皮、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个组分。 要求麦芽皮壳破而不碎，胚乳部分尽可能细一些。 2.4.2.2 麦汁的制备 2.4.2.2.1啤酒生产用水 啤酒厂水源的选择原则: (1)水量充沛和稳定 (2)酿造水除应符合我国生活用水标准(GB5749-03)外，还要符合啤酒专业上 一些要求。 (3)冷却用的水温越低越好。 2.4.2.2.2 啤酒花 (1)啤酒花使用的主要目的是利用其苦味、香味、防腐力和澄清麦汁的能力。 (2)酒花的化学成分如表2-1: 5 黑龙江东方学院本科生毕业论 表2-1酒花化学成分表 单位:% 成分 含量 成分 含量 水分 10左右 氨基酸 0.1左右 总树脂 10,20 蛋白质 15左右 酒花油 0.5,2.0 脂与腊 3.0左右 多酚物质 2,5 灰分 6,10 单糖 2,4 木质素和纤维素 平衡量 果胶 2.0左右 (3)酒花品种 1.按成熟期分: 早熟酒花、中熟酒花、晚熟酒花。 2.酒花以茎的颜色:紫茎酒花、绿茎酒花。 [9]3.按酒花典型性:香型、苦型、兼行酒花。 2.4.2.2.3 糖化 制备麦芽汁的主要过程是糖化。将粉碎后的麦芽在底部搅拌的糖化锅中与45?的水混合，利用麦芽自身的酶，使麦芽和辅料中的淀粉和蛋白质等的不溶性高分子物质水解成为可溶性低分子物质，如糊精、糖类、胨、肽、氨基酸等，这就是糖化过程。 本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法——二次煮出糖化法。 该方法简单来说，首先将辅料与部分麦芽在糊化锅中与45?温水混合，保温20min，然后用10min时间升温到70?，再保温20min，其后再用15min时间升温煮沸，让其沸腾40min，称第一次煮沸，得到糊化醪。与此同时，麦芽和水在糖化锅内混合，45,55?保温30,90min，使麦芽所含蛋白质分解，称为蛋白质休止。将煮沸纸糊化醪泵入糖化锅中，使混合醪温达到65,68?，保温搅拌进行糖化。待糖化醪无碘色反应后，从糖化锅中取出部分醪也进入糊化锅进行第二次煮沸，而后再次泵入糖化锅混合，使糖化锅中醪液升温至75,78?(液化温度)，静置10min即可送去过滤。 糖化工艺流程图如下: 自来水，18? 6 黑龙江东方学院本科生毕业论 糊化锅 料水比 ? 料水比 大米锅4583.33，麦芽糖916.7kg，t，?，20min ? 热水，50? ? 0 ? 13min 1:4:5 1:3:5 70? ? 12min ?，20min ? 100?，40min 90 ?冷却t(?) 糖化锅 10min 5min 20min 74.7?，60min ? 63?，60min ? 70?，25min ?100?，10min ? 麦芽粉1872.6， ? ? 麦槽 ? 过滤 ? 糖化结果 ? 78? ? ? 90min 麦汁 ? 煮沸锅 ? 回旋沉淀槽 ? 薄板冷却器 ? ? 煮沸程度 ? ? 酒花 100% 酒花槽 冷凝固物 热凝固物 冷麦汁 ? 去发酵 [5] 图2-2 糖化工艺流程图 2.4.2.2.4 过滤 糖化工序结束后，意味着麦芽汁已经形成。采用过滤方法尽快将麦汁和麦糟分离。过滤的好坏，对麦汁的产量和质量有重要的影响。 麦汁过滤分为过滤和洗槽两个操作过程。 过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。 要求麦汁过滤速度正常，过滤应在规定时间内完成，麦汁低吸氧，具有正常的色、香、味。 2.4.2.2.5 煮沸 煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发，使麦芽汁浓缩到规定浓度;使酒花有效成分溶入麦汁中;赋予麦汁独特的酒气香气和爽口的苦味;使麦汁中可凝固蛋白质凝固析出，以提高啤酒的非生物稳定性;破坏全部的酶活性，麦汁进行灭菌，以获得定型的 7 黑龙江东方学院本科生毕业论 麦汁。 煮沸要求适当的煮沸温度，分批添加酒花，在预定煮沸时间内，使麦汁达到规定浓度，保持有明显酒花香味和柔和的苦味，以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性高。 煮沸时间70,90min，麦汁的煮沸强度应达到8%,10%，凝固性氮应达到1.5,20mg/L。 2.4.2.2.6 冷却 麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，使温度适合酵母发酵的需要。 要求冷却时间短，麦汁无细菌，并且不混浊，沉淀损失少，操作简单，可减少人力。 本工艺采用“下面”酵母发酵，因此麦汁温度应冷却至4,8?。 2.4.2.3 啤酒发酵 麦汁冷却至规定温度后进入发酵罐，接种一定量的啤酒酵母后，进行发酵。啤酒发酵是一个非常复杂的生化过程，发酵的主体是啤酒酵母，它利用本身所含有的酶系将麦汁中的可发酵性糖经一系列变化最终转变为酒精和二氧化碳，并生成一系列副产物，如各种醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等啤酒就是这些物质混合在一起构成的一种具有一定风味、泡沫、色泽和独特典型性的饮料。 本工艺采用“前锥后卧”发酵方式。先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原，然后送入卧式储酒罐中进行后发酵。 在主发酵结束，外观发酵达60%左右，酒温降至5,6?时，现回收酵母，在将嫩啤酒送入储酒罐内。此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行，贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。贮酒罐需设有和发酵罐同样的冷却夹套降温设施。倒罐之后，进行后发酵和双乙酰还原，气压缓慢上升至0.08Mpa左右，待双乙酰下降达到要求后，急剧 [12] 降温至0,1?，进行贮酒。贮酒时间7,14d。 8 黑龙江东方学院本科生毕业论 第3章 啤酒的工艺计算 3.1 物料衡算 3.1.1 啤酒生产基础数据 表3-1 啤酒生产基础数据 项 目 名 称 百分比/% 原料利用率 98.5 麦芽水分 6 定 额 大米水分 13 无水麦芽浸出率 75 无水大米浸出率 92 麦芽 75 大米 25 冷却损失 7.0 原料配比 发酵损失 2.0 啤酒损失率(对麦汁) 过滤损失 2.0 瓶装损失 2.0 总损失 13.0 3.1.2 100kg原料(75%麦芽，25%大米)生产12º的基础物料衡算 (1)热麦汁量: 根据表4-1可得到原料收率分别为: ，，0.75100,6,100,70.5%(2)麦芽收率: ，，0.92100,13,100,80.04%(3)大米收率: 9 黑龙江东方学院本科生毕业论 (4)混合原料收得率:，， 0.75，70.5%，0.25，80.4%，98.5%,71.79%(5)由上述可得100kg混合原料可制得12º啤酒:71.79?12×100=598.25kg 已知12º在20?时的相对ρ为1012kg/m3，而100?热麦汁比20?的热麦汁体积增 ，，加1.04倍，故热麦汁100?体积为:598.25,1.012，1.04,.615L (6)冷麦汁量为:，， 615，1,0.070,572L (7)发酵液量为:，， 572，1,0.020,560.3L ，，(8)过滤酒量为:560.3，1,0.020,549.1L ，，(9)成品啤酒量为:549.1，1,0.020,538.1L 3.1.3 生产100L，12º消耗原料物料衡算 (1)生产100L，12º消耗原料的量为: 100,538.1，100,18.6kg(2)麦芽消耗量为: 18.6，75%,13.9kg (3)大米耗用量为: 18.6,13.9,4.7kg (4)酒花耗用量:对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为: 614.8,538.1，100，0.2%,0.228kg (5)热麦汁的量为: 614.8,538.1，100,114.2L (6)冷麦汁的量为: 571.77,538.1，100,106.2L (7)湿糖化槽是被排出的湿麦槽水分含量的80%，则湿麦槽量为: ,,，，，，，，1,0.06，100,75,100,80，13.9,16.3kg ,,，，，，，，1,0.13，100,92,100,80，4.7,1.64kg而湿大米槽量为: 故湿槽糖化槽量为: 16.3，1.64,17.94kg (8)酒花槽量:设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%，且酒花槽水分含量为80%，则酒花槽量为: ,,，，，，100,40,100,80，0.228,0.684kg 3.1.4 年产150000t,12º啤酒的物料衡算 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平衡。 糖化第一次定额量:由以上设计中可得出100kg原料可得成品啤酒538.1L,12?啤酒 的密度为1012kg/m3. 538.1L啤酒的质量M=538.1?1000×1012=544.6kg 由此可得出产15万吨啤酒所需要原料的量为:150000000×100?544.6=27500000kg 所以年产15万吨啤酒所需要麦芽量为:27500000×0.75=20625000kg 10 黑龙江东方学院本科生毕业论 所以年产15万吨啤酒所需要大米量为:27500000-20625000=6875000kg (2)每次糖化物料衡算 每次糖化投料:27500000?1500=18333.33kg 每次麦芽投料:18333.33×0.75=13750kg 每次大米投料:18333.3-13750=4583.33kg 每次热麦汁投料:(71.79?12)×(18333.3?1.048)×1.04=108841.7kg 表 3-2 啤酒厂糖化车间物料的衡算表 150000t/a 物料名称 单位 对100kg混合原料 100L，12? 糖化定额量 生产啤酒 混合原料 Kg 100 18.6 18333.33 27500000 麦芽 Kg 75 13.9 13750 20625000 大米 Kg 25 4.7 4583.33 6875000 酒花 Kg 1.20 0.228 1848 2772000 热麦汁 L 615 114.2 114200 171300000 冷麦汁 L 572 106.2 106200 159300000 湿糖化槽 Kg 103.2 17.94 15547.8 23340000 湿酒花槽 Kg 3.98 0.684 532 13280000 发酵液 L 560.3 103.6 102721.7 154082500 过滤酒 L 549.1 102.1 100668.3 151002500 成品啤酒 L 538.1 100 98651.7 147977500 11 黑龙江东方学院本科生毕业论 3.2 热力衡算 3.2.1 蒸汽耗量计算 糖化用水耗热量Q 3.2.1.1 1 ，，根据工艺，糊化锅加水量为:G,4583.33，916.7，4.5,24750kg 1 式中:4583.33kg为糖化一次大米份量，916.7kg为糊化锅加入的麦芽粉量(为大米 量的20%)，而糖化的加水量为:G,13750，3.5,48125kg 2 式中:13750kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即 G=，而13750kg为糖化一次麦芽定额量，故糖水总用水量为: 13750,916.7,12833.3kg G,G，G,24750，48125,72875kg w12 t,18t,50自来水平均温度为:?，而糖化配料用水温度?，故耗热量为:12 ，，，，Q,G，GCt,t,72875，4200，(50,18),9794400kJ 112w21 3.2.1.2 第一次米醪煮沸消耗量Q 2 ''''''Q,Q，Q，Q由糖化工艺流程图(4-3)可知: 2222 '(1)糊化锅内米醪由初温t加热至100?耗热 ，，Q,GC100,t020米醪米醪 C?计算米醪的比热容，根据经验:进行计，，,,C,0.01100,WC，4.18W米醪0谷物 ，，C,1.55kJ/kg.k算，式中W为含水量百分率:C位绝对谷物比热容，取 00 ,,，，C,0.01100,6，1.55，4.18，6,1.71kJ/kg.k麦芽 ，，,,C,0.01100,13，1.55，4.18，13,1.89kJ/kg.k大米 G,C，G,C，G,C4583.33，1.89，916.7，1.71，24750，4.181w大米大米麦芽麦芽 C,,米醪G，G，G4583.33，916.7，247501大米麦芽 ,3.76kJ/kg.k ?米醪的初温t，设原料的初温为18?，而热水为50?，则 0 G,C，G,C，18，G,C，50，，大米大米麦芽麦芽Wt, 0G,C迷劳米醪 (4583.33，1.89，916.7，1.71)，18，24750，1.71，50? ,,20.230250.03，3.76 G,4583.33，916.7，24750,30250.03kg米醪 '，，Q,30250.03，3.76，100,20.2,9076461KJ?把上述结果带回得: 2''Q(2)煮沸过程蒸汽带出的热量 2 设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为: V,G，5%，40,60,1008.31米醪 ''Q,V，I,1008.3，2257.2,2275934.8kJ故 21 式中，I为煮沸温度(约为100?)下水的汽化潜能3KJ/kg 12 黑龙江东方学院本科生毕业论 (3)热损失 米醪升温和第一次煮沸过程的热损失均为前两次耗能量的15%，即: ''''''，，Q,15%，，，Q，Q,15%，9076461，2275934.8,1702859.4kJ 222'''Q,1.15，，，Q，Q,13055255.2KJ(4)有上述结果是: 222 3.2.1.3 第二次煮沸前混合醪升温至 按糖化工艺，来自糊化锅的米醪为糖化锅中的麦醪混合后温度应为63?，故混合 前米醪先从100?冷却到中间温度t 0 t(1)糖化锅中麦醪的初温，已知麦芽糖粉初温为18?，用50?的热水配料，麦醪 则麦醪温度为: GCGC，18，，50916.7，1.71，18，48125，4.18，50麦芽麦芽2W? t,,,56.7麦醪GC49041.7，3.63麦醪麦醪 (2)根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪，合并前后的焓不变，则米醪温 度为: GCtGCt,79291.7，3.73，63,49041.7，3.63，56.7买醪混合混合混合麦醪麦醪? t,,,75.1GC30250.03，3.76米醪米醪 考虑到米醪内糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不加中间冷却器。 ，，Q,GC70,63,2070306.3KJ(3) 3混合混合 3.2.1.4 第二次煮沸混合醪的耗热量 ''''''Q,Q，Q，Q由糖化工艺流程可知: 4444 (1)混合醪升温至沸腾所消耗量为Q4 ‘? 经第一次煮沸后米醪量为: G,G,V,30250.03,1008.3,29241.73kg米醪米醪 G,G，G糖化锅的麦芽醪量为: 2麦醪 故进入第二次煮沸的混合,12833.3，48125,60958.3kg ‘醪量为: G,G，G,29241.73，60958.3,90200kg混合米醪麦醪 ? 据工艺糖化结束醪温为75.1?，抽取混合醪的温度为70?，则送到第二次煮沸 ，，，，75.1,70,100,70，100%,16.7%的混合醪量为: 麦醪的比热容: ? GC，GC12833.3，1.71，48125，4.182W麦芽麦芽 C,,,3.63KJ/kg,k麦醪G12833.3，48125买醪 混合醪比热容 GC，GC60958.3，3.63，30250，3.76麦醪麦醪米醪米醪 C,,,3.73KJ/kg,k混合G90200混合 ? 故: ' ，，，，Q,16.7%，G，C100,70,16.7%，90200，3.73100,70,1685594.5KJ混合混合4''Q(2)二次煮沸过程蒸汽带走的热量，煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸4 13 黑龙江东方学院本科生毕业论 发水分量为: V,16.7%，90200，5%，10,60,125.52''Q,I，V,2257.2，125.5,283278.6KJ故 式中:I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓42 KJ/kg (3)把上述结果代回得: '''，，Q,1.15，，Q，Q,1.15，1685594.5，283278.6,2264204.1KJ: 444 3.2.1.5 洗槽水耗热量 设洗槽是平均温度为80?，每100kg原料用水450kg，则用水量为 G,18333.3，450,100,82499.9kg 洗 ，，Q,GC80,18,19078915.3KJ故 5W洗 3.2.1.6 麦汁煮沸过程耗热量 '''''' Q,Q，Q，Q6666 'Q(1)麦汁升温至沸点耗热量 6 由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg热麦汁，并设过滤完毕麦 汁温度为70?，则进入煮沸锅的麦汁量为: G,18333.3，598.3,100,109688kg麦汁 ，，C,13750，1.71，4583.3，1.89，18333.3，64，4.18,18333.3,7.4,36.4麦汁 '故 ，，，，Q,GC100,70,109688，36.4，100,70,119779296KJ麦汁麦汁6 ''Q(2)煮沸过程蒸发耗热量 6 V,109688，10%，1.5,16453.2煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为: 3 ''故 Q,2257.2，16453.2,37135905.8KJ6 ''''''(3)热损失: ，，Q,15%Q，Q,15%，(119779296，37135905.8),23537280.3KJ666 '''(4)把上述结果带入可得到麦汁煮沸总耗热: ，，Q,1.15Q，Q,180452482KJ6663.2.1.7 糖化一次总耗热量Q 8 Q,Q，Q，Q，Q，Q，Q,226715562.9KJ 123456总 3.2.2 耗冷量计算 啤酒发酵工艺有上面发酵两大类，而后者又有传统的发酵和锥形罐发酵等之分，不 同的发酵工艺，其耗冷量也随之改变，下面是应用普遍的锥形罐发酵工艺进行150000t/a 啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。 3.2.2.1 发酵工艺流程示意图 冷却 14 黑龙江东方学院本科生毕业论 94?热麦汁 ? 冷麦汁(6?)? 锥形罐发酵 ? 冷却至1? ? 贮酒 ? 过滤 ? 清酒罐 3.2.2.2 工艺技术指标及基础数据 年产150000t，旺季每天糖化6次，淡季4次，每年共糖化1500次 主发酵时间为6d 麦汁比热容 G,4.0KJ/kg.k 冷媒用15%溶液比热容可视作G,4.18KJ/kg.k 2 麦芽糖厌氧发酵热 Q,613.6KJ/kg 麦汁发酵度60% Q,Q，Q根据发酵车间耗冷性质，可分为工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即: tnt3.2.2.3 工艺耗冷量 (1)麦汁冷却耗冷量Q 1 近几年普遍采用一段式串联逆流是麦汁冷却方式，使用的冷却介质为2?的冷冻水，出口温度为85?。糖化车间送来的热麦汁温度为94?，冷却至发酵起始温度为 6?。根据啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次得热麦汁119682kg，而相应的热麦汁 3密度为1048kg/m，故麦汁量为:，又知麦汁比热容为:G,1048，119.682,125426.7kg 4.05KJ/kg?k，工艺要求在1h内完成冷却过程，则所耗冷量为: ，，，，Q,Gt,t/,,125426.7，4.05，94,6,44702088.7KJ/h和式中t和t分别为麦汁121L12 冷却前后温度(?)为冷却操作过程时间h , 根据计算结果，每个锥形发酵罐4锅麦汁，则麦汁冷却罐耗热量为: /h Q,4Q,4，44702088.7,178808354.8KJf1 相应的冷冻介质(2?的冷冻水)耗量为: '' ,,，，,,，，M,Q,Ct,t,44702088,4.18，85,2,128846.7m1121 ''tt式中和分别是冷冻水的初温和终温(?)Cm为水的比热容KJ/kg,k 21 (2)发酵耗冷量Q 2 'Q发酵期间发酵放热，假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量2 为613.6KJ/kg，设发酵度为60%，则1L麦汁放热量为: Q,613.6，12%，60%,44.2KJ 0 根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为111298kg，则每锥形罐发酵放热量为: ' Q,40.5，111298，4,18030276KJ0 由于工艺规定发酵的时间为6d，每天糖化6锅麦汁，并考虑到发酵放热的不平衡，取系数1.5，忽略主发酵期间的麦汁升温，则发酵高峰期耗冷量为: '' ，，，，Q,Q，1.5，6,24，6，4,18030276，1.5，6,24，6，4,281723.1KJh20 15 黑龙江东方学院本科生毕业论 ''Q发酵后期发酵液降温耗冷主发酵后期，发酵液温度从6?缓慢降至-1?，每天单2 ''罐温度耗冷量为: ,,，，Q,1.5GC6,,1,4，125426.7，4.0，7,14047790KJ01 工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为(麦汁每天装1.5个锥形管): ''' ，，Q,1.5Q,24，2,563446.13KJ/h20 '''Q,Q，Q,281723.1，563446.13,845169.23KJ/h发酵总热量 222 '''每罐发酵耗热量 Q,Q，Q,18030276，14047790,32078066KJ/h000 发酵用冷媒耗量M2发酵过程冷却用稀酒精液作冷却介质，进出口温度为 ，，，，M,Q,C，8,845169.23,4.18，8,25274.2-8?和0?，故耗冷量为:Kg/h 22m (3)酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q 3 在锥形罐啤酒发酵过程，主发酵结束时需要排放部分酵母，经洗涤活化后重复使用， 用于麦汁的发酵，一般可重复使用5~7次，设湿酵母添加量为麦汁量的1%，且使用1? 的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为酵母量的3倍，冷却前无菌水温为30?，用-8?的酒 精液作冷却介质。 '由上述条件，可得无菌水用量为: G,125426.7，6，1.0%，3,22576.8kgW 式中:111298为糖化一次的冷麦汁量(kg)，每班无菌水用量: ' G,G,3,22576.8,3,7525.6kg/班WW 假定无菌水冷却操作在2h内完成，则无菌水冷却耗冷量: '/h ，，，，Q,GCt,t,,,7525.6，4.18，30,1,2,456126.6KJWmWW3 ,,,,，，M,Q,Ct,t,465126.6,4.18，8,13640.2kg所耗冷冻介质质量为:，式33W21 中:t，t为冷冻酒精液热交换前后的温度分别为-8?和0?，每罐用于酵母洗涤的耗冷12 量为: '' ,,，，，，Q,GCt,t,1.5,7525.6，4.18，30,1,1.5,608168.8KJWmWW3 式中:1.5为每班装罐1.5罐。 (4)酵母培养耗冷量Q 4 根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12d即288h，根据工厂 Q,167202KJ/h时间，每年产150000t啤酒工厂酵母培养耗冷量为:，对应的年耗冷4 '8Q,Q，288，10,4.8，10KJ量为:，相应的高峰冷却介质循环量为: 44 ,,，，，，M,Q,C，t,t,167202,4.18，8,5000kg/h 44m21 (5)发酵车间工艺耗冷量Qt 综上计算，可求算出发酵车间的工艺耗冷量为: Q,44702088，845169.23，456126.6，167202,46170585.8kg/h t 3.2.2.4 非工艺耗冷量Qn (1)露天锥形罐冷量散失Q 5 16 黑龙江东方学院本科生毕业论 锥形罐啤酒发酵工厂几乎都是把发酵罐置于露天，由于太阳辐射，对流传热核热传 导等造成冷量散失。通常，这部分的冷量散失克由经验数据求取。根据经验，年产150000t 啤酒厂露天锥形罐的冷量散失在78000~180000KJ/t啤酒之间，若在南方亚热带地区设 厂，可取高值。故旺季每天耗冷量为: ' Q,G，150000,98.65，1.012，6，150000,89850420KJb5 式中:Gb为旺季成品啤酒日产量(t) (2)清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q 6 因设计的设备、管道很多，若按前面介绍的公式计算，十分复杂，故啤酒厂设计时 往往根据实际经验选取。通常，取 Q,12%Q,12%，89850420,10782050.4KJ/h 6t [16] ,,，，M,Q,Ct,t,322429.74KJ/h冷冻(-8?稀酒精)用量:.66m213.3 主要设备计算 3.3.1 麦芽仓 用途:储存麦芽 所需容量计算: 每次投料量:G=13750kg 3麦芽容重r=500kg/m 有效系数: ,,0.8 G137503V,,,34.4m所需容积: ,r，500，0.8 3.3.2 麦芽粉仓 用途:储存麦芽粉 所需容积计算: 每次投料量 G,12.833t 3麦芽粉容重 C,2.56m/t 有效容积系数 ,,0.7 GC12.833，2.563V,,,46.94m所需容积 ,0.7 3.3.3 大米仓 用途:储存大米 17 黑龙江东方学院本科生毕业论 所需容积计算: 每次投量: G,4583.33kg 3r,800kg/m大米容量: 有效容积系数 ,,0.8 G4583.333V,,,7.16m所需容积 ,r，800，0.8 3.3.4 大米粉仓 用途:储存大米粉 所需容积计算: 每次投量: G,4.583t 3大米粉容重: C,1.73m/t 有效容积系数 ,,0.7 GC4.583，1.733V,,,11.33m所需容积 ,0.7 3.3.5 糊化锅 一般糊化锅的轮廓比例为 D:H,2:1 3取糊化锅的有效容积计算: V,10m有效 D,3 mV,，H,10有效4 8，103D,,2.94m , 故取直径 D,3mH,1.5m 3.3.6 糖化锅 按物料衡算，每次糖化物料总量G,48125，18333.3,66458.3kg 糖化醪的密度为1 065kg/m3，生产需要1.2的空余系数 3故所需容积: V,66458.3,1065,62.4m有效 3 V,62.4，1.2,75m总 D:H,2:1 8，753D,,5.8m , 故取直径 D,5.8mH,2.9m 18 黑龙江东方学院本科生毕业论 3.3.7 煮沸锅 按物料衡算，每次糖化物料总量 G,48125，18333.3,66458.3kg糖化醪的密度为1 065kg/m3，生产需要1.4的空余系数 3故所需容积: V,66458.3,1065,62.4m有效 3 V,62.4，1.4,87.4m总 D:H,2:1 8，87.43D,,6.1m , [17] 故取直径 .D,6.1mH,3.05m 3.3.8 麦汁冷却器 用途:将沉清后的麦汁冷却至发酵温度4,7?。 型式:板式冷却器 所需冷却面积计算: 第一段冷却(冷却介质为冷水): 麦汁温度55?,25? 冷水温度18?,30? 冷却时间60min ，，F,GCt,t 12 式中 ? G,114200，1.048,119681.6kg/hC,0.98kcal/kg ''t,30t,18t,55t,25? ? ? ? 1212 ，，Q,119681.6，0.9855,25,3518639.04kcal/h 1 ,,,ttQ121,,t F,cp,tK,t1cpln,t2 逆流传到时的平均偏差: ',t,t,t,55,30,25? 112 ,t,t,t,25,18,7? 221 25,7? ,t,,14.14cp25ln7 先取用麦芽冷却器为薄板冷却器，其传热系数K值取2 000kcal/?h?， 3518639.04则? F,,124.42000，14.14 第二段冷却(冷却介质为盐水) 麦汁温度25??6? 盐水温度—8??0? 冷却时间60min 19 黑龙江东方学院本科生毕业论 ，， Q,GCt,t212 G,119681.6kg/h ? C,0.98kcal/kg ''t,,8t,0t,25? ? t,6? ? 1122 ，， Q,119681.6，0.9825,6,2228471.4kcal/h1 Q,,,tt122,, t F,cp2,tK,t1cpln,t2 ',t,t,t,25,0,25? 112 ，，,t,t,t,6,,8,14? 221 25,14? 取? K,2000kcal/kg,tep,,18.9625ln14 Q2盐水耗用量 C——0.37kcal/kg? G,''C，，t,t21 2228471.4G,,75286.3kg/h盐水量 ,,，，0.37，0,,8 3.3.9 发酵罐 每天糖化4次，故一次投入冷麦汁量为121777.6×4=487110.4kg 径高比: 空余系数1.2 D:H,1:2 3 V,487.11，1.2,584.53m总 3按规格取585m 8，5853D,,11.43m , H,5.72m 发酵周期11,12d。考虑到进出料周转、清洗时间和发酵时间可能延长，故罐数取 [3]22个取20个大的2个小的。 3.2.10 啤酒过滤器 用途:过滤啤酒，除去混浊物，酵母细胞，残渣等。型式:板框式硅藻土过滤。 20 黑龙江东方学院本科生毕业论 第4章 工作制度及人员分配 劳动定员的多少，是企业在投产以后，全面达到设计指标和正常操作管理水平的标志根据劳动定员数与产量相比较，可得“劳动生产率”，这是技术分析的一个重要指标，也是进行生产成本计算中的一个重要组成部分。 4.1 工作制度 (1)全年生产天数300d。 (2)生产车间及辅助车间按三班生产，每班工作8h。 (3)劳动出勤率按95%配置预备人员。 4.2 劳动定员 公司定员820人。其中专业人员90人，占职工的11%，生产及销售第一线人员730人，占职工的89% 4.3 企业人员来源 企业人员来源:第一，从大专院校录用部分毕业生，第二，从人才市场招聘，第三，从劳动力市场招聘下岗职工。操作工人、辅助工人需经过培训，达到熟练程度，经考核合格后上岗，操作工人应具备相应的操作技术。管理人员经培训，提高对本项目的生产管理水平;技术人员和技术工人要掌握工艺技术，并具有一定的工艺管理能力，能正常开停机操作，具备处理一般事故和突发事故的工作能力，人员素质基本符合生产需要。 21 黑龙江东方学院本科生毕业论 第5章 节约能源及综合利用 5.1 概述 节省能源、杜绝浪费是国家重要方针。生产企业单位产品的能耗决定了企业的生产成本和企业的经济利益，从而也反映出企业的管理水平。节能是生产企业的一项重要工作。 5.2 节能的主要方面 5.2.1 工艺方面 优选工艺流程和工艺生产路线，在此前提下选用质量好价格合理的设备是降低能耗提高生产效率的关键环节。 5.2.2 建筑方面 采用优质保温材料对外墙维护结构保温，减少能量传递，尽量利用自然光，从而减少电能损耗。 5.2.3 电气方面 选用节能设备和电器元件，提高配电系统的功率因数，以减少线路损耗。尽量用荧光灯代替白炽灯，采取多种手段达到节电目的。 5.2.4 给排水方面 采用节水设备，做好检修、提高设备的完好率，防止跑、冒、滴、漏发生。 5.3 计量工作 计量工作是管理的重要工作，现代化企业就要现代化管理，计量工作加强了，可以随时掌握能源使用各种参数，为制定节能计划，降低生产成本，提供可靠的信息。使节 [13]能工作收到明显的效果。 22 黑龙江东方学院本科生毕业论 第6章 环境保护 6.1 主要设计依据 (1)《中华人民共和国环境保护法》 (2)国家计划委员会和国务院环境保护委员会1987年3月颁发的《建设项目环境保护管理条例》 3)《国务院关于环境保护若干问题的决定》 ( (4)GB12349《工厂企业噪音标准》 (5)GB8978《污水综合排放标准》 (6)GB3095《大气环境质量标准》 (7)GB12271《锅炉大气污染物排放标准》 (8)GB5749《生活饮用水卫生标准》 6.2 环境现状 综合考虑原料、交通、水电、气等建设条件，同时注意兼顾环保、卫生、消防、安全及节约用地、节省投资等原则，确定厂址位于市郊。厂区门前为公路，且与高速公路相连，交通运输条件十分便利，无污染源，进厂道路全部为水泥路面。厂区周围无毒气和污染的工厂，东西侧为居民区，南侧(厂区门前)为公路。 本项目厂址无工业噪声污染，生产用水所产生的部分污水经厂区污水处理后，排水水质无污染，采用先进的工艺和设备，生产过程无粉尘产生，各种指标均达到环保要求。 6.3 主要污染源与污染物 本项目的主要污染源与污染物如下: 废水:生活用水、生产污水 废气:锅炉烟气 废渣:煤灰渣 6.4 对策和措施 6.4.1 废水处理 本啤酒厂的废水是从各个工序排放出来的，简单分为三类:?大量的冷却水、冲洗水;?含有大量有机物的废水，各工序是不均匀的;?含有无机物的水，主要来自包装 [19]车间。本啤酒厂采用两步单池污水设备系统(TSU法)处理废水。使排放浓度符合 23 黑龙江东方学院本科生毕业论 国家的排放标准。 6.4.2 废渣 锅炉所产灰渣用于砖厂制砖。 6.4.3 烟尘治理 本项目的锅炉房排放的烟尘处理，采用多管高效除尘器，是烟尘排放浓度低于《锅 3》中二类区允许值，“烟尘排放浓度限值250mg/m的规定”。 炉烟囱排放标准GB3481 6.4.4 噪声控制 在厂房施工过程中，应注意机械设备的合理布局，在设备安装过程中对高噪声设备应采用弹性基础，设隔声装置或隔离防护消音间壁，以使噪声控制在最小限度，能保证在85dB以下。 6.4.5 绿化 绿化是保护环境的主要设施，绿化不仅美化环境，而且对净化空气、控制噪声有很好的作用。本工程利用空地栽种花草树木，使厂区环境得到完善，绿化带和设施面积约40 000?，占利用面积的34.72%。 6.5 环境管理 本项目环境保护工作由公司统一管理，场内有检测机构和专职监测人员。以上方案得到环保部门的认同。 24 黑龙江东方学院本科生毕业论 第7章 消防设计、工业卫生与劳动安全设计 啤酒工厂的建筑物耐火等级较高，生产性质决定发生火灾的危险性较低。啤酒厂消防供水宜与生产生活给水管合并，室外消防给水网应为环形管网，水量按15L,h考虑，谁压应保证当消防用水量达到最大且水枪布置在任何建筑物的最高处时，水枪充实水仍不小于10m. 7.1 主要设计依据 (1)《中华人民共和国消防法》 (2)《建筑设计防火规范》(GBJ16) (3)《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140) (4)《消防法规汇编》 (5)建设单位和相关专业提供的基础资料 7.2 总体设计 7.2.1 项目总平面布置要求 确定生产线设在哈尔滨市郊区，厂区总占地面积90000?，建筑面积310000?。厂区前后均与公路相连，总平面布置时考虑与周围环境的隔离。 7.2.2 生产加工工艺要求 本项目选用的设备部分为电气设备，因此必须设置安全、防水、绝缘、防腐的电导线，严禁电气设备超负荷运行，随意改变熔断器、保险丝规格或用其他金属丝代替保险丝。防止产生电火花引起火灾。 7.2.3 厂区道路及防火通道要求 厂区道路的宽度应保证4m，可允许各种车辆通过。防火通道及厂区道路应保证畅通无阻，任何部门或个人不得以任何理由挤占防火间距和堵塞道路，尤其是消防通道。企业应成立消防组织，定期对防火间距和消防通道进行清理疏通，并制定规定加强管理。 7.2.4 厂区建筑物之间的间距要求 厂区建筑物之间留出足够的防火间距，已备消防是有足够的空间供消防人员及消防车辆通过。 7.3 建筑工程 本项目工程的耐火等级为二级。本设计的建筑物层数、占地面积符合二级耐火规范 25 黑龙江东方学院本科生毕业论 要求。 本项目的建筑物整体无爆炸危险，建筑物内均设置了必要的疏散通道、安全出口及必要的防火隔离。建筑构件的燃烧性质和耐火极限符合规范要求。 7.4 电气设计 本项目用电设备的电压等级均为交流380/220V，校方泵等部分用电设备属于二级负荷，其他用电设备均属三级负荷。 所有用电设备均作接地保护。电气设备的安装、使用、维护，必须符合有关设计规范、规定的要求。超过使用年限和陈旧老化的电气线路与设备应及时更换。架设临时电气线路，应执行国家和省的有关规定。 7.5 消防设计 7.5.1 室内消防用水量 33室外消防用水量为301/s(108m/h)，室内消防用水量为201/s(72m/h)。当发生火警时，可调整生产和生活用水量作为补充。 7.5.2 消防水源 本设计采用湖水，完全能够满足生产和生活用水的需要。 7.5.3 消防电源 该项目的消防用电设备采用低压双电源供应，一路工作，一路备用。被用电源由厂区自备64kW柴油发电机组供给，当外部电源发生故障停电时，启动柴油发电机组供电，以保证消防用电设备可靠运行。 车间工段周检查、班组日检查 7.6工业卫生与劳动安全设计 7.6.1 主要设计依据 (1)国法【1988】97号《国务院关于加强防尘、防毒工作的规定》 (2)劳字【1988】48号《关于生产性建设工程项目职业卫生安全监察暂行规定》 (3)《轻工业建设项目环境保护设计规定》 (4)《轻工业劳动保护条例》 (5)《工业企业设计卫生标准》 (6)《工业企业噪声卫生标准》 26 黑龙江东方学院本科生毕业论 (7)《生产过程安全卫生要求总则》 (8)《生产设备安全卫生设计总则》 (9)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 7.6.2 工业卫生措施 (1)本项目排放的污染物(三废)经处理后达到国家规定的排放标准，对建设地点周围不会造成较大的危害。 (2)厂区内建筑物布局合理，生产区与生活区分开。厂区绿化面积较大，路面平坦、厂区地坪设排水暗沟以排除厂内积水，主要通道用水泥铺设，防止了尘土飞扬。厂区厕所设有冲水、洗手设备和防蝇、防虫设施。 (3)车间的墙壁、顶棚、门窗涂刷便于清洗、消毒、不易脱落的无毒浅色涂料。车间内无卫生死角。 7.6.3 劳动安全措施 (1)本设计生产设备的布置、通道走向、宽度按设计规范设计，从而便于人员行动，疏散及物料运输。厂内供水除满足各车间生产和生活需要外，还要满足消防用水的要求。 (2)机械设备安全:加强设备管理，制定严格规章制度，定期进行设备维修和操作人员培训，强化人身安全措施，在设备的传送机构和传动部位加装防护装置，保证安全生产。 (3)按电力设计规范进行各车间的配电设计，装设防雷接地设施。为了安全用电，减少生产车间在高湿度下触电和火灾事故的发生，电器安装应符合有关规定。装有多水场所的电气设备，如按钮行程开关等，必须采用密封防水性，手执电动工具、潮湿场所的电气设备以及插座回路等均应设漏电保护装置，以确保电器设备的安全使用及人身安全。严禁用水冲击用电设备，以免电伤人。电气动力设备应采取保护性接地措施，各种堆放物应充分考虑到装卸运转的便利与安全。 (4)锅炉、压力容器设置安全阀及安全监控仪表，按国家标准使用和检测。 (5)加强设备管理，制定严格的规章制度，并定期进行设备维修和人员技术培训，实行上岗合格证制度，强化人身安全措施，保证安全生产。安全生产的关键在于加强企业管理，完善各项规章制度和操作规程，按季度给职工配备必要的劳动保护用品;认真掌握每台设备的结构和性能，以确保安全生产，厂部和车应有人分管安全工作，各班组 27 黑龙江东方学院本科生毕业论 应设置兼职安全员。 (6)车间内按卫生标准设更衣室、换洗室、男、女卫生间等，更衣柜每人一个，鞋帽与工作服分格存放，锅炉房内(附近)设置男女浴室，保证工人有良好的生活环境。 (7)噪声:对直接受噪声影响的操作人员配备必要的劳动保护用品，如配备带耳塞，防声棉等，以保护工人的身体健康。 28 黑龙江东方学院本科生毕业论 第8章 设计概算的依据 8.1 设计概算的意义 啤酒工厂设计概算是初步设计文件的重要组成部分，是确定投资额和编制建设计 划的依据。设计概算的意义在于以下几个方面: (1)设计概算是编制总体项目计划的依据。 (2)设计概算是进行项目技术分析的依据。 (3)设计概算是确定和控制项目阶段投资额度的依据。 (4)设计概算是编制项目年度建设计划的依据 (5)设计概算是确定项目贷款额度的依据。 (6)设计概算是进行项目管理的依据。 8.2 设备的购置 (1)国内配套专用设备按现行出厂价加运费确定; (2)通用设备按现行价及样本价格调整确定; (3)非标准设备按材料费加制造费用确定。 8.3 安装工程和建筑工程 安装工程按《轻工建设项目固定资产投资估算编制方法》规定费率估算。 建筑工程按当前当地同类建筑指标估算。 8.4 其他费用 预备费用按工程费用与其他费用之和的5%取(扣除利用原有资产部分)，其他按 轻工总会有关规定及实际情况估算。 8.5 资金筹措 建设投资全由企业自筹。 29 黑龙江东方学院本科生毕业论 第9章 项目基础数据估算与财务分析 9.1 建设年限、达产能力 本研究项目开发建设期确定为二年，第一年投产到设计生产能力的80%，第二年以 后各年全部达产100%。 9.2 设备投资估算 全厂设备及管路费用约为6208万元,包括机械费用5708万和管路费用500万。 9.3总投资概算 9.3.1 设备费用 设备费用为6208万元 9.3.2 设备安装费 6208，8%,497(万元) 9.3.3 土建费用 2厂区建筑面积为31000m，每平方米为800元。 则土建费用为:31000，800,2480(万元) 9.3.4 其它费用 其它费用为350万元包括雇佣建筑工人以及装修工人的费用。 9.3.5 流动资金 流动资金为600万元。 30 黑龙江东方学院本科生毕业论 9.3.6 项目总投资 项目总投资,6208，497，2480，350，600,10135(万元) 9.4 固定资产投资估算依据 该估算是根据本研究项目工业化的设计方案及项目的实际情况编制的。 9.4.1 设备的购置 a. 国内配套专用设备按现行出厂价加运费确定; b. 通用设备按现行价格及样本价格调整确定; c. 非标准设备按材料费加制造费用确定。 9.4.2 安装工程 按《轻工建设项目固定资产投资估算编制办法》规定费率估算。 9.4.3 建筑工程 按当前当地同类建筑造价指标估算。 9.4.4 其它费用 预备费用扣除利用原有资产部分，其它按轻工总会有关规定及实际情况估算。 9.5 成本估算 原材料、燃料、动力 消耗定额根据工艺提供数据，价格由厂方提供和市场调查确定。 9.5.1 原辅料价格表 表10-1原辅料价格表 原料名称 每天需求量/kg 价格元/kg 成本/元.d 大 麦 68750 2.2 151250 大 米 22916.5 2.6 59582.9 酒 花 9240 15 138600 乳 酸 7 8.5 5905 甲 醛 17 2.65 45.05 糖 化 酶 3.5 8.5 29.75 31 黑龙江东方学院本科生毕业论 复 合 酶 6 16 96 盐 酸 2.15 0.5 1.08 石 膏 9.25 0.2 1.8 淀 粉 酶 25 200 每年所需的原料费共10671.35万元 9.5.2 公用设施消耗量 水耗量 每生产1t大麦消耗16.5元的水，则每年用水成本为 16.5，150000,10000,247.5/万元 电耗量 每生产1t大麦消耗100元的电，则每年用电成本为 100，150000,10000,1500/万元 9.5.3 工人费用 人员 定额: 操作工人730名，专业技术员90人。 工人 工资: 1000，730，12,10000,876万元/年 技术员工资: 1300，90，12,10000,140.4万元/年 ，，876，140.4，14%,142.3万元/年奖 金: 9.5.4 折旧费 ，，6208，1,5%,12,491.5万元/年设备折旧: ，，2480，1,5%,30,78.53万元/年:建筑折旧 总折旧费: 491.5，78.53,570万元/年 9.5.5 维修费 6208，40%,2483.2万元/年 9.5.6 其它费用 ，，6208，2483.2，19%,1651.33万元/年 9.5.7 生产成本 生产成本,10671.35，247.5，1500，876，140.4，142.3，570，2483.2，1651.33 ,18279.1万元/年 32 黑龙江东方学院本科生毕业论 9.5.8 销售总额 啤酒的出厂价为2.3元/瓶，则 年销售总额,2.3，246629166.7,10000,56724.7万元/年9.5.9 销售税金 销售税金,销售总额，9.22%,56724.7，9.22%,5230万元/年9.5.10 利润总额 利税总额,年销售总额,年生产成本,销售税金及税加 ,56724.7,18279.1,5230 ,33215.6万元/年 9.5.11 所得税 所得税,利润总额，33%,33215.6，33%,10961.1万元/年9.5.12 税后利润 税后利润,利润总额,所得税,33215.6,10961.1,22254.5万元/年9.6 投资回收期 [3] T,项目总投资/税后年利润，建设期,10135,22254.5，2,2.5年9.7 经济分析 以上分析计算结果可看出，本课题投产后，每年净利润额达到22254..5万元，该课 题投产后在一年内不仅可以收回收本厂总投资，且可盈利2244.6万元，经济效益显著， 各项评价指标均较为理想，其财务内部收益率、投资回收期、投资利润率、投资利税率 等都优于行业基准值。项目获利能力强且具有一定的抗风险能力。 综合上述的各项分析可知该项目在财务上可行。 33 黑龙江东方学院本科生毕业论 第10章 综合评价 10.1 社会效益分析 年生产12?淡色啤酒150000t。通过该项目的实施，将有力的带动地区农业和特色经济的发展，并可使农民增加收入。对加快效益型农业的开发、深入贯彻农业产业化政策有较大的帮助。同时也是发展新型农业的需要，是对农民调整种植结构的具体实施，是帮农民致富奔小康的一个途径。 10.2 生态效益分析 本项目所产生的废渣、废水是很好的肥料。因此其对资源的合理利用、对环境的保护、对经济与生态的平衡，都有着重大的作用，进而改善农业生态环境，实现农业资源的可持续利用。 10.3 综合评价 本项目利用现有技术生产啤酒，瞄准的是市场的变化。其经济效益、社会效益和生态效益均十分显著。 34 黑龙江东方学院本科生毕业论 参考文献 [1] 顾国贤、 酿造酒工艺学、 无锡轻工业大学[M]、轻工业出版社、 1996 :12-14，54-56 [2] 管敦仪 、啤酒工业手册[M]、中国轻工出版社、1998:120-123,234-237 [3] 周国藩.、设备安装工程施工概算编制——通用设备[M]、黑龙江科技出版社、1997:127-135 [4] 王如福、食品工程设计[M]、中国轻工业出版社、2001:23-27 [5] 王文甫、酒生产工艺[M]、中国轻工业出版社、1997:45-60 [6] 桂祖发、当代食品生产技术丛书——酒类制造[M]、化学工业出版社、2001:50-53 [7] 徐岩、发酵食品微生物学[M]、中国轻工业出版社、2001:110-115 [8] 无锡轻工业学院、天津轻工业学院合编、食品工程原理[M]、中国轻工业出版社、1995:224-230 [9] 康明官、特种啤酒酿造技术、北京:轻工业出版社、1999:350-354 [10] [德] Wo 1 fgangKunze、啤酒工艺实用技术[M]、湖北啤酒学校译、轻工业出版、1998:34-38 [11] 耿兆林、2002年中国酿酒工业整体形势[J]、酒饮料技术装备、2003 : (2),4-6.，15-17 [12] 2002年全国啤酒工业形势及啤酒大麦现状分析、中国酿酒工业协会啤酒分会、2003 :4 [13] Mihai H.Constrained Predictive Control Methods Theory and Practice、 Permbroke CollegeDepartment of Engineering University of Cambridge 、CB21PZ,England、1999:34-40 [14] 程殿林主编、啤酒生产技术化学工业出版社、2005:13-15 [15] 王颉主编、食品工厂设计与环境保护[M]、化学工业出版社、2006:12-14 [16] 吴思芳主编、发酵工厂工艺设计概论[M]、中国轻工业出版社2007:150-158 [17] 金凤燮主、.酿酒工艺预设设备选用[M]、化学工业出版社、2001:59-70. [18] Norquay S L,Palazoglu A, Romagnoli J A,Nonlinear Model Predictive Control of Ph Neutralization thUsing Wiener Medel,Pros 13 IFAC World Cong,Sav Fransisco、1996,31-36 [19] Genceli H,ikoaou M.Design of Robust Constrained Model Predictive Control with Volterra Series .、 AICHE Joumal ,1995,41(9):2098-2107 35 黑龙江东方学院本科生毕业论 附 录 附表1 设备一览表 设 备 名 数 型 号 设备尺寸/mm 单 价/元 称 量 筛选机 2 JGT3A 2000×1500×2000 67200 浸麦设备 6 Φ3000×4000 80000 3125m(4个) 25000×5000×1000 发芽箱 12 195300,390500 350000×5000×1000 250 m (8个) 通风机 14 4-72No5.5 1320×840×3000 1853 干燥炉 LUCKYB-?2 3 Φ2400×6000 3600000 鼓风机 2 SFG×75-3No14D 2400×960×2000 42980 除根机 2 J55701 4000×2000×3000 35000 翻拌机 12 J56205 4500×800×1000 168000 粉碎机 2 JMH3.2 2000×1500×2000 122000 糊化锅 1 HHG22 Φ2500×4000 380000 糖化锅 2 THG37 Φ2500×5000 400000 煮沸锅 1 ZGH60 Φ2500×4000 620000 麦汁沉淀 1 CDC55 Φ2500×4000 300000 锅 板式换热 2 LQ-300 2800×1000×1200 15000 器 酵母添加 1 ZOD 36700 器 发酵 (20)FJT-03 22 Φ5000×25000 1000000 塔 Φ4000×20000 800000 (2)FJT-02 酵母分离1 30000 - 36 - 黑龙江东方学院本科生毕业论 器 80000 3 (3个)220m清酒罐 6 Φ4000×4500 60000 3 Φ3000×5500 (3个)150m 灌装压盖 4 PGF-323210 Φ1500×2500 980000 机 喷淋式杀 4 QSP24/36 10000×7500×2500 228000 菌机 贴标机 4 SB30-8 Φ2000×2450 1280000 空瓶清洗 4 BXP-305 5000×3000×2500 1150000 机 CIP清洗机 2 3000×1000×2000 100000 酵母清洗 1 JMX 1000×800×1000 80000 机 硅藻土过 330-? 2 3000×1000×1800 32700 滤机 斗式提升 2 B-800 240500 机 酵母连续[18] 1 JMG 3000×2000×2000 123000扩培罐 - 37 - 黑龙江东方学院本科生毕业论文 附表2 管路一览表 外径D 流量 流速 管径 用途 Dg/mm kg/h m/s mm mm×壁厚 糖化用水 88560 3 102 D114×4.00 100 洗槽用水 60480 3 84 D88.5×4.00 80 糖化洗刷用水 43200 3 71.4 D75.5×3.75 70 麦汁冷却用水 86400 3 101 D114×4.00 100 酵母洗涤用水 120960 3 119.4 D140×4.50 125 发酵室洗刷用水 60480 3 84.5 D88.5×4.00 80 储酒室洗刷用水 90720 3 103.4 D114×4.00 100 过滤机用水 51840 3 78.2 D88.5×4.00 80 洗槽机用水 21600 3 50.5 D60×3.50 50 洗瓶机用水 179280 3 145.4 D165×4.50 150 杀菌机用水 120960 3 119.4 D140×4.50 125 热麦汁用水 92016 2 127.6 D140×4.50 125 冷麦汁用水 85320 2.5 110 D114×4.00 100 湿糖化槽用水 14472 1 71.6 D75.5×3.75 70 发酵液用水 83808 1 172.2 D165×4.50 150 过滤 82720 2.5 108.2 D114×4.00 100 啤酒用水 81000 2.5 107.1 D114×4.00 100 - 38 - 黑龙江东方学院本科生毕业论文 致 谢 本论文是在马丹雅老师的悉心关怀和指导下完成的。从论文的选题以及设计过程中马老师都给与了很大的帮助，从选题构思、资料收集到修改定稿，无不凝聚着老师的心血，马老师帮助我查找资料对论文认真的修改，在此我对马老师表示真诚的谢意和深深的祝福～感谢老师对我的帮助与指导。 在此我也同时感谢杨同舟老师、张筠老师、任德才老师和张勇老师在大学四年里对我的培养与照顾。 感谢所有帮助过我的老师和同学～ 感谢专家评委在百忙之中审阅我的论文～ 谢谢～ - 39 -