20 万吨啤酒厂设计说明书
发酵工厂设计概论课程设计讲明书
项目名称：年产 20 万吨啤酒生产项目
班级组不： 08.02
设计时刻： 2010.10.27
成绩：
讲明书名目 第一章 总论
第一节 设计依据和范畴
第二节 设计原则
第三节 建设规模和产品方案
第四节 项目进度建议
第五节 要紧原辅料供应情形
第六节 厂址概述
第七节 公用工程和辅助工程
第二章 总平面布置及运输
第一节 总平面布置
第二节 工厂运输
第三章 劳动定员
第四章 车间工艺
第一节 工艺流程及有关工艺参数
第二节
物料衡算
车间设备选型配套明细表
第三节
第五章 项目经济分析
第一节 产品成本与售价
第二节 经济效益
第三节 投资回收期
总论
绪论
啤酒是以麦芽为要紧原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。由于其含醇量低，清凉快口，深受世界各国的喜爱，成为世界性的饮料酒。
啤酒的原料是大麦。大麦是世界上种植最早的谷物之一，几乎世界上所有地区都可种植，它的产量在谷物排名上，在小麦、玉米、稻谷之下，居第四位，而且大麦不是人类要紧的粮食，适应上作饲料。酿酒后的麦糟中，蛋白质含量得到相对富集，更适宜于做饲料，因此，用大麦制啤酒得到进展。
中国近代啤酒是从欧洲传入的，据考证在 1900 年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第一家啤酒作坊。第一家现代化啤酒厂是 1903 年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂。 1915 年在北京由中国人出资建立了双合盛啤酒厂。
从 1905 年到 1949 年的 40 多年中，中国只有在青岛、 北京、哈尔滨、上海、
烟台、广州等地建立了不到 10 年工厂，年产啤酒近一万吨，从 1949 年到 1 993 年，我们用 43 年的时刻，进展成为世界啤酒第二生产大国，如此的进
展速度举世瞩目。
我国啤酒工业的以后要紧有以下几方面的变化：产量的进展；规模的扩大；技术经济指标还有差距，要持续的提升；原料的进展；啤酒品种向多样化进展；高浓度酿造技术；非热消毒的纯生啤酒酿造；人才的培养等。
随着世界的进展，啤酒的生产技术逐步成为重点。当今，纯生啤酒的生产技术，膜过滤技术，微生物检测和操纵技术，糖浆辅料的使用逐步进展起来。相信不久的今后，中国的啤酒业将以崭新的面貌跻身于世界啤酒先进领域。
第一节 设计依据和范畴
本设计依据“生物工程工厂设计概论”和其他有关资料设计范畴如下：
1. 啤酒生产工艺流程的选择、设计及论证。 2. 全厂物料衡算，水、汽、冷衡算。 3. 糖化工段设备及重点设备的选型及设计。 4. 发酵工段设备选型及技术论证。 5．附属设备的选型。
设计绘图内容：
总平面设计图 1 张
设备工艺流程图一张
生产车间设备布置图一张
第二节 设计原则
本设计在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进
性，在设备上尽量采纳先进的生产设备，做到技术上先进，生产过程机械
化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提升劳动生产率。尽量采纳已成熟的
生产技术和设备，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。经济上合
理，因地制宜，治理方便，合理降低能耗，爱护环境。生产出能满足人们
口味的优质啤酒，达到投资少，见效快的成效。
第三节 建设规模和产品方案
建设规模
工厂按照重庆及周边地区已存在的品牌啤酒和都市的消费能力及群体的消费嗜好。把年产量定为 20 万吨淡啤是合理的。
产品方案
产品品种： 10 度淡色啤酒
产品产量：年产二十万吨
产品产期： 11，12 月为生产淡季 。其它月份为旺季。淡季每天糖化 8 次，旺季每天糖化 16 次。
工艺选择
保证产品符合国家标准；尽量采纳成熟的，先进的技术和设备；选
择生产方法要紧依据原料来源，种类和性质。
项目进度建议
第五节
要紧原辅料供应情形
酿造啤酒的要紧原料是大麦，水，酵母，酒花及辅料。
大麦是啤酒生产的重要原料，先将起制成麦芽，再用于酿酒。它不仅淀粉含量高而且还为糖化时提供了各种丰富的酶系和含氮物质，这为后发酵过程提供了良好的物质基础。水是啤酒含量最多的成分，在酿造的过程中，水中的各种离子的作用是不可低估的，在一定程度上阻碍酵母的生产和啤酒的质量。酒花对啤酒的质量专门重要，它不仅给予啤酒专门的苦味，同时也阻碍啤酒的苦味与香气。对啤酒发酵而言酵母的作用是至关重要的，它直截了当阻碍着啤酒的口味和特点。使用辅料是为了提供廉价的浸出物或糖类，如此会减少麦芽的使用量，降低啤酒生产的成本。
。要紧的辅料有大米、玉米、小麦、大麦、糖和淀粉糖浆。
第六节 厂址概述
厂址选择的正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用按质、按量、按期完成工厂设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长
期生产、技术治理和进展远景都有着专门大的阻碍，并同国家地区的工业布局和都市规划有着紧密的关系。通过对多个地点方位及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析，厂址选在重庆市涪陵李渡镇马鞍村。
重庆市涪陵李渡镇马鞍村，位于长江畔上，有丰富的水源，为其提供了优质的水源，旁边更有铁路和高速公路，交通运输不成咨询题。大量的粮食作物的耕种，又为其提供了方便的原料来源。重庆是全国有名的三大火炉之一，加之重庆人都有喝夜啤的适应，啤酒销路专门广，建一个年产二万吨啤酒厂有着得天独厚的优越性。
第七节 公用工程和辅助工程
一 .给排水工程
给水工程一样包括下列三部分：
取水 ----水源选择，取水泵房设备选择与布置设计。
水处理 ----按照水质处理的质量要求，涉及水处理工艺流程，选择设备 和要紧构筑物，并合理布置。
输配水 ----包括调剂构筑物，泵房，室外管网。
二.排水工程：包括水管网， 污水处理和利用两部分。
第六节 公用
工程和辅助工程
给排水工程设计依据
1、工厂年生产啤酒 20 万吨，以生产每吨啤酒消耗 7 吨水量运算，工
厂每年消耗水量
140 万吨。给排水工程都必须至少大于处理
140 万吨水的能力。
3、工厂生产区和其他区域建筑卫生设施达到卫生防疫标准同时防火等
级为工业建筑一级。
给水工程
1．给水范畴与质量标准
（1）生产用水质量标准
A、工艺用水：达到饮用水标准，硬度较低，偏酸性，微生物含量少。
B、冷去用水：水温 15℃，硬度低。水中无有机物和其他固体杂质。
C、洗涤用水：达到饮用水标准，微生物含量少。
D、消防用水：河水。
（ 2）生活用水及质量标
准达到饮用水标准 （ 3）、消防用水：河水。 2．给水量的确定
（1）生产用水的确定
按照啤酒工厂设计工艺生产啤酒每吨用水量至
少为 7 吨。
（2）生活用水标准
A、车间职工：糖化车间，糊化车间：每人每班饮用水量为
35L，其
他车间为 25L。
B、淋浴用水：每人每次用水为 40L.
C、盥洗用水：每人 5L。
（ 3）消防用水量
消防用水流量 40L/s。 3．生产用水水压
进车间水压为： 0.25MPa。
4．水源
采纳深层地下水和自来水。
5．给水处理
生活用水处理：澄清、过滤、消毒 ； 糖化锅用水：澄清、过滤、软
化、灭菌； 糊化锅用水：澄清、过滤、软化、灭菌；发酵罐用水：澄清、过滤、灭菌。
6．配水工程
二级水泵房，水泵流量： 40L/s。
7．排水工程
各生产车间排出的生产污水，冷却废水，卫生间污水和生活区污水
由排水管网聚拢于污水处理站，处理达到排放标准后排放。雨水由厂区明暗沟排出。
三 供电工程
供电工程符合国家一级负荷要求。采纳区域供电和厂区独立供电
系统，区域供电电压 35kv。
四、供热工程
按照物料衡算：糖化一次总耗热量
Q 总
q=273911645KJ/h 选取 :
Q 总=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =547823290KJ
WNS0.3-0.4(0.7)-YQ WNS 型长城牌燃油燃气蒸汽、热水锅炉
五、供冷工程
4 台。
200 000t/a 啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算得：总耗冷 Q=496
44085.6 kJ/h
第二章 总平面布置及运输
第一节 总平面布置
本设计贯彻了国家的各项方针，政策，在符合防火，卫生规范的前提
下，尽可能节约用地，不占，少占农田；减少劳动强度，节约建筑材料等。
1.平面紧凑：
按照设计任务书和选择厂址报告进行设计，按不同的规模和类不结合周围环境，布置紧凑，节约用地。
2.布置合理：
建筑物、构筑物的布置符合工艺流程要求，生产线略短，幸免交错；
叉和往返运输，合理组织人流物流；
动力设施接近负荷中心，缩短管线，减少损耗；
按照生产性质不同，动力供应，货运周转，卫生防火等分区布置；
车间与食品卫生有阻碍的综合车间，废品仓库、煤堆、大量烟尘或有
害气体排出车间间隔一定的距离，主车间应当设在锅炉房的风位；并把有
大量烟尘排出的车间布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧；
第二节 工厂运输
厂内运输任务
通过各种运输机械工具，完成场内仓库与车间，堆物与车间，车间与
车间之间的物资分流。
道路布置的形式
本设计采纳道路不兜环，各有分散终点的终端式布置。这种道路布置
的特点是在终点端设置回车厂，以便车辆掉头。
道路规格
路面采纳沙石沥青浇注铺设，采纳明沟排水，保持环境卫生。道路纵
横贯穿，其宽度以主干道，次干道，人行道和消防车道而异。主干道宽
6~
9 米，其他主干道为 4~6 米宽。
第三章 劳动定员
本场面向全国招收职员，周边优先，有工作体会的优先，大致招收
80
0~1000 人。
第四章 车间工艺
第一节
工艺流程及有关工艺参数
1.工艺流程
原料粉碎
酒花 ↘ 糖化过滤 煮沸
酵母
↘
冷却 发酵 滤酒
验瓶
杀菌
贴标
喷码 装箱入库
2.工艺参数 原料配比：
麦芽：大米 =75：25
原料利用率：
98.5％ 6％；
大米水分：
13％
麦芽水分：
无水麦芽浸出率 75％； 啤酒缺失率 (对热麦汁 )：
无水大米浸出率： 92％
冷却缺失： 7.5％；
发酵缺失： 1.6％；
过滤缺失： 1.5％：
装瓶缺失： 2％；
总缺失： 12.6％
物料衡算
100kg 混合原料可生产 10°淡色成品啤酒 624.22L，故可得以下结果：
（ 1）生产 100L10°淡色啤酒需耗混合原料量为： （ 100/624.22）× 100=16.02 (kg)
（ 2）麦芽耗用量为： 16.02×70%=11.21(kg) （ 3）大米耗用量为： 16.02-11.21=4.81(kg)
（ 4）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： (100/624.22) ×735.8×0.2%=0.24(kg)
（ 5）热麦汁量为：（16.02/100）× 705.93=113.09(L) （ 6）冷麦汁量为：（16.02/100）× 656.52=105.18(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）（100-78）/（100-80）]×11.21=11.59(kg)
而湿大米糟量为：
[ （1-0.12）（100-90）/（100-80）]×4.81=2.12(kg)
故湿糖化糟量为： 11.59+2.12=13.71(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）] ×0.24=0.72(kg)
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 100 70 30 1.50 705.93 656.52
混合原料 大麦 大米 酒花 热麦汁 冷麦汁
Kg Kg Kg Kg L L Kg Kg L
100L 10° 度 淡 色 啤 酒 16.02 11.21 4.81 0.24 113.09 105.18
糖 化 一 次 100000t/a 定额量 啤酒生产 8794.464 6153.931 2640.536 131.752 62082.784 57738.889 6362.538 395.257 56582.126
30166×107 20216×107 0.950×107 40744×105
湿糖化糟 湿酒花糟 发酵液
72.35 4.50 643.39
11.59 0.72 103.07
22.35×107 20.786 × 107
2.29×107 14.23×105
20.37×107
过滤酒
L
636.95
102.04
成品啤酒 L 624.22 100.00
56016.689 20.166 ×
107
54896.794 19.762 ×
备注： 10 度淡色啤酒的密度为 1012kg/m3
107
第三节
车间设备选型配套明细
1.斗式提升机
2 台，大米 1 台、麦芽 1 台。
每次投料量 2.自衡振动筛 大米选择 麦芽选择
G 大米 =887 ㎏
处理能力 300 ㎏/h 处理能力
850 ㎏/h
3. GNE-120 计量称 每次称重能力 G 大米 =6 t/h 4.贮槽
大米暂存槽
(1) 所需容量的运算
每次投料量
G=887 ㎏
大米容量
r=865 ㎏/m3
有效容积系数
Φ=0.8
所需容积 V=G/r Φ=887/（865×0.8）=1.3m3 (2) 结构
方形锥底
钢制结构
B=1000 ㎜ b=200 ㎜
H=1000 ㎜ h=1100 ㎜
A=1200 ㎜ a=200 ㎜
总容积 V=ABH ＋ h/6(2AB ＋Ab ＋aB＋2ab)=1.74m3麦芽暂存槽
(1) 每次投料量
G=2661.1 ㎏
麦芽容量 r=540 ㎏/m3
有效容积系数
Φ =0.80
所需容积 V=G/r Φ=2661.15400.80=6.16m3 (2) 结构
方形锥底 A=2400 ㎜ A=450 ㎜
钢制结构 B=1800 ㎜ b=300 ㎜
H=1000 ㎜
h=1200 ㎜
总容积 V=ABH ＋ =8.14 m3 5.麦芽粉碎机
锤式麦芽四辊粉碎机
型号 JLS16000 型
材质A3
主电机18.2KW ×2
外形尺寸 2000×2000×2500
生产能力 16000 ㎏/h 重量
3500 ㎏
6. 大米粉碎机大米干法粉碎机
型号 JL5600 型 材质 主电机
A3
37KW
外形尺寸 1500×1500×2000
生产能力 5600 ㎏/h 重量 7.糊化锅
3500 ㎏
采纳球底加热式糊化锅 糊化锅容积的确定
糊化锅投大米粉： 887 kg，水： 4335 kg
糊化醪的量 =887+4335=5222（kg）
大米水分为 13﹪
则糊化醪干物质
（﹪）
=887×（ 1－0.13）÷ 5222100﹪=14.8﹪
8. 糖化锅
采纳球底加热式糖化锅
糖化锅容积的确定
糊化锅投麦芽粉： 2661.1 kg，水： 10644 kg
糊化液 :887+4335-130.55=5091.45kg
则糊化锅的有效容积 =(2661.1+10644+5091.45)÷1065=17.3m3
取糊化锅的充满系数为 0.7
则总容积为 17.3/0.7=24 m3
9. 过滤槽
采纳平底过滤槽
1
容积的运算
V 有效 =17.3 m3
取 φ=0.7
V=V 有效 /0.7=17.3/0.7=24.2m3
设锅的径高比为 2：1，即 d/H=2/1 有 H=2.1m D=4200
过滤筛板用不锈钢焊制而成，过滤筛板上分布条形筛孔，尺寸约为
0.4
× 0.7×20mm，平底上有平均的麦芽汁倒出管，每 1.25—1.5m2 的筛板上有一跟倒出管 ,导管直径通常为 25—45mm.
10. 麦汁暂存罐
材质取不锈钢，容积为能装一锅麦汁，取容积为20m3. 取 D:H=2:1 ，由 V= πD2H/4，既 D=1500mm,得 H=3000mm
11. 回旋沉淀槽
选用立圆柱平底槽回旋沉淀槽
技术条件：麦汁进口速度 8m/s，进料时刻 20min
麦汁停留时刻 40min，麦汁转速 10 转/分
容积 V
V 有效 =21253.3L
取空余系数为 1.2
则 V= V 有效 *1.2=25.5m3
尺寸
设 D:H=2:1,V= πD2/4
得 D=4.2m,H=2.1m
麦汁高度
h= V 有效 /A=1.7m
进料管
约在糟高度的 1/2 处
h=(1/2)1.6=0.8m
出料管
选三个出料管
上出料管在设备高 2/3 处 ,2/3*2.1=1.4m
中出料管在设备高 1/10 处,1/10*3.1=0.21m
下出料管再糟的底部。
12. 薄板换热器的换热面积
通过回旋沉淀槽后麦汁的温度定为 94℃的出口温度麦
汁温度： 94℃— 6℃
冷水温度： 2℃— 80℃
冷却时刻为 60 分钟
换热面积： F=Q1/（K ×△ tm） G=20508.8×1.048=21493.2（㎏ /h）
其中 20508.8为冷麦汁的量
C=0.98 千卡 /（㎏×℃）
Q1=G× C×(t1-t2)= 21493.2×0.98×（ 94-6）=1853575.5（千卡 /时）
其传热系数 K 值取 4500[千卡 /（时×℃×㎡） ]
△ tm=(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)
=[(t1-t2 ’)- (t2-t1’)]/ ㏑[(t1-t2 ’)/ (t2-t1’)]
=[14-4]/ ㏑ (14/4)
=7.98℃
F=Q1/（K×△ tm）
=1853575.5/(4500×7.98)
=51.6(㎡)
第五章 项目经济分析
第一节 产品成本与售价
1.成本费用的估算
生产成本是指为生产产品而发生的各种费用，包括直截了当材料、直
截了当人工、制造费用和辅助生产成本。
制造费用包括生产设备、运输设备、电力设备和生产车间折旧。采纳
直线折旧法运算折旧，估量净残值为
5%。折旧年限采纳税法规定的年限， 10 年，运输设备为 5 年，厂房为 20 年。
13.739
即生产设备和电力设备折旧年限为
辅助生产成本包括生产车间水电费。生产过程中耗水量为
25 吨/吨，耗电量为 3484.8 度/吨。工业用水价格为 500 元每 4 吨，工业用电价格为 1 元/度。
估量投入 1.2 亿元建成此厂，包括建设费用，设备费用，工人工
资等。
2. 销售收入
本企业的销售收入要紧是产品销售收入，其他收入不予考虑。要紧产 品为啤酒，包括大小瓶装，易拉罐装的，估量年利润有 5000 万元。经
济效益
本企业的投资利润率处于较高水平，这讲明企业有专门强的盈利能力。
这关于投资者来讲无疑是专门具有吸引力的。
投资回收期
投资回收期
投资回收期自建设开始年算起，其表达式为：
Tp n
k t = NBt
t 0
t 1
n
式中：
t 0
kt ——工程项目的总投资；
k t ——第 t 年的投资； NB t ——第 t 年的净收益； T p ——投资回收期。
本企业总投资 1.2 亿元，第一年净利润为 5000 万元，经运算，投资回
收期为 2.1 年，可见，投资总额能够专门快收回，这对投资者来讲，是相当
有利的。投资者能够在短时刻之内将自己的投资收回用于其他盈利项目，同时，还能够在本企业获得收益。
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