第一章 绪论
1.1 啤酒的起源
啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮，东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之距今手，至少已有9000多年的历史。
早在公元前3000年左右的埃及古王国时代，已经有作为饮料的麦酒（啤酒）和葡萄酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒，一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实，在古王国时代的墓葬中，不论是国王、贵族或平民，都将酒作为随葬品。自此之后，世界酒业彼此影响，飞速发展，经历了封建时代和工业社会，形成三大酒系（酿造酒、蒸馏酒和配制酒），精品众多，各国都有名闻世界的独特产品[1]。
1.2 我国啤酒工业发展简况
我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。
早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技术的日益成熟，人们开始运用组态软件进行啤酒生产过程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵活性，控制过程精度也有了很大的进步。生产过程历史数据的有效保存，也为厂家进行控制过程分析，控制曲线改进，进一步提高产品质量，提供了良好的原始数据参考[2]。
本设计内容为，了解啤酒的种类和生产的原料，啤酒的生产方法和生产工艺。并进行生产的物料衡算，热量衡算，耗冷量的计算。还有设备的设计及选型。最后画上工艺流程图和全厂平面布置图。本设计采用最为普遍的12°P淡色啤酒，其原料配比为：麦芽75%，大米25%。
1.3 啤酒的种类
啤酒是世界上生产和消费量最大的酒种，全世界约有150多个国家和地区生产啤酒。啤酒的类型很多，分类的方法也有很多，现介绍几种主要的分类方法。
（1） 根据啤酒酵母的性质分类
根据啤酒酵母的性质，人们将啤酒分为下面发酵啤酒和上面发酵啤酒。传统下面发酵啤酒大多利用煮出 糖化法制取麦汁，近代则煮出 糖化法和浸出 糖化法兼用，采用下面酵母发酵而成；上面发酵啤酒大多利用浸出糖化法制备麦汁，采用上面酵母发酵而成。
1
每一种酵母进行的发酵都产生酒精和一系列的发酵副产品，但其在生产过程中的发酵副产物因酵母品种不同而有所区别，因此这两类啤酒的口味和气味有很大的区别。
（2） 根据啤酒的色泽分类
啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标，按色度的深浅可将啤酒分为三类。
a.淡色啤酒 色度为5.0~14.0EBC单位，是产量最大的啤酒品种, 约占98%, 根据地区的嗜好，淡色啤酒又分为淡黄色啤酒、金黄色啤酒和棕黄色啤酒三种类型。
b.浓色啤酒 色度为15.0~40.0EBC单位，色泽呈红棕色或红褐色，特点是麦芽香突出、口味醇厚、酒花苦味较轻。酿制浓色啤酒除采用溶解度较高的浓色麦芽外，尚需加入部分特种麦芽，如焦香麦芽、巧克力麦芽等。
c.黑色啤酒 色度为大于40.0单位，色泽深红褐色乃至黑褐色。特点是一般原麦汁浓度较高、麦芽香味突出、口味醇厚、泡沫细腻，苦味则根据产品的类型有较大的差异。
(3) 根据原麦汁浓度分类
低浓度啤酒，原麦汁浓度小于7°P；中浓度啤酒，原麦汁浓度7~11°P；全啤酒，原麦汁浓度11~14°P；强烈啤酒，原麦汁浓度大于16°P。
(4) 根据是否巴氏杀菌分类
a.生啤酒 指不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，而采用物理过滤方法除菌，达到一定生物稳定性的啤酒。
b.鲜啤酒 指不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，成品中允许含有一定量的活酵母菌，达到一定生物稳定性的啤酒。鲜啤酒是地销产品，口感新鲜，但保质期较短。多为桶装啤酒，也有瓶装者。
c.熟啤酒 指经过巴氏杀菌或瞬时高温灭菌的啤酒。多为瓶装或罐装，保质期可达180天。
(5)根据生产方法分类
a.干啤酒 干啤酒除符合淡色啤酒的技术要求外，真正（实际）发酵度不低于72%，口味干爽。
b.冰啤酒 除符合淡色啤酒的技术要求外，在滤酒前须经冰晶化处理，其口味纯净，保质期浊度不大于0.8EBC。
c.低热量啤酒 低热量啤酒适用于那些必须或希望摄取低营养物质的消费者。其重要
要求是：脂肪和酒精的含量不得高于同类的普通食品，可利用的碳水化合物含量不得高于 0.75g/100L。
d.淡爽啤酒 其特点是相对于其他常见啤酒酒精含量少，热量也较少。
e.无醇啤酒 无醇啤酒是指酒精浓度低于0.5%(体积分数)的啤酒。司机可以饮用无醇啤酒而不用担心不利的影响。
f.纯生啤酒 纯生啤酒即生啤酒。由于在生产过程中没有经过巴氏杀菌或瞬时杀菌，避免了加热造成的风味物质和营养成分的破坏，保持了啤酒的新鲜口味和营养成分，而且
2
保质期相对较长，可达180天，兼顾了鲜啤酒和熟啤酒各自的优点。
1.4 环境保护及末端治理
1.4.1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[3]。
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。
1.4.2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
1.4.3对策和措施
(1). 废气治理
由锅炉排出这烟气，经旋风除尘器净化后，每小时除烟尘不高于150kg/h，由45m高烟囱排出，低于工业三废的排放标准（170kg/h以下）。
(2). 废渣治理
锅炉所产灰渣用于砖厂制砖。也可堆积到与产品区较远的隐蔽地方，与附近砖厂合作，定时运走。
(3). 噪声防治
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。
3
第二章 设计概论
2.1毕业设计的目的
课程设计旨在加强学生对本课程及相关课程理论及专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、结构设计、工程绘图、资料文献查阅、运用相关标准与规范及计算机应用等方面的能力；同时，为其它专业课程的学习和毕业设计（论文）奠定良好的基础。
2.2 设计的指导思想
设计以传统的酒精生产工艺为蓝本，综合毕业实习时的经验，要求投资小、技术高、运行稳定、管理方便、环境好。最重要的一点是生产成本低。在工艺方面，力求合理性和先进性；在设备方面，采用先进技术及机械化、自动化生产控制，提高劳动生产率；在经济上，做到合理利用资源，降低能耗，减少污染，保护环境，减少浪费。
2.3 设计的任务
年产30万吨10°淡色啤酒工厂设计，重点设备是废水处理。
2.4 厂址选择
2.4.1 厂址的选择依据
1、要有可靠的水源，在满足啤酒厂生产用水的水质、水量及水温的条件之下，应尽可能靠近水似，以缩短管路及动力电缆的铺设工程.如用山泉水、地下水、水库水，自来水或江河水等水源，可单独采取一种水源，也可取二种或三种水源以分别用于生产。
2、根据交通运输方式的不同而考虑厂址的位置.如原材料、成品以水运为主，则应尽可能靠近河流，并考虑码头的适当位置:如以陆运为主，则须靠近铁路或公路，并尽量减少沿途修建桥、隧洞的工程。
3、厂址应尽可能靠近一些已有的热，电源，以充分取得企业协作的条件。
4、厂址地质要符合啤酒厂设计的要求，一般地耐力宜在20吨/平方米以上为好，可节约基础工程投资，但应避免在地表过浅或已露头岩石的地区及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地区或是古河道，古墓之上选择厂区。
5、一般啤酒厂厂址应避免选在地震基本烈度在七度或七度以上地区:当地展基本烈度为九度或超过九度的地区不宜建大型啤酒厂。
6、厂址不宜选在有矿产地区、有古迹文物地区。风景游览区、有化学废料，有机废料堆放的地区等。
7、厂址应尽量靠近城镇或啤酒销售区域，以减少大量的瓶箱运输。
8、选厂时应考虑职工生活区的位置，并尽可能靠近城镇，以减少集体事业设施的投资，改善职工生活福利的条件。
9、选厂中还应尽量了解施工期间水电供应，劳动力来源，施工工人居住生活，施工机械、预制场地、建材的运输、堆放等条件的利便情况。
4
10、要考虑啤酒厂的综合利用以及啤酒厂废料的处理及堆放场地。
2.4.2 厂址选择结果
综合以上各种因素，经过一个月的探访和实地考察，由于广州白云和番禺的工业区发展较早，厂房建设较为密集，附近有较多皮具、金属等重污染行业，不利于啤酒工厂进驻。广州南沙有较多的新开发的工业区，不存在以上问题，所以初步选择了广州南沙的梅山工业区作为啤酒厂的厂址。
南沙全年以东南风为最多，其次是北风，年平均静风频率为11.7%。根据南沙气象台近年的逐日气象资料，统计出南沙的多年风玫瑰图。详细风玫瑰图如下图2-1：
图2-1 广州市风玫瑰图
梅山工业区位于南沙，地势较平坦，北临京珠高速公路。这样，原料购买运输不成问题，产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便。工业区里生活设施配套齐全，有居民区、学校、医院、商店等基础设施。附近有广州新食代食品公司，高技食品厂，糖厂，包装材料公司以及电热厂，这样有利于厂方之间的公共资源利用，这样可以进一步降低成本，提高利润。同时，可以和其他食品工厂合作，共同推销产品，提升市场占有率。
2.5设计产品的标准
本课题设计淡色啤酒，采用国家标准GB4927－2001作为依据。 标准定义：淡色啤酒色度3EBC～14EBC的啤酒。
5