一．啤酒工厂设计
(重点为糖化，发酵车间)
基础数据：
生产规模：50，000吨／年(或100，000吨／年)
产品规格：12度(或10度)淡色啤酒
生产天数：300天／年
原料配比：麦芽：大米=70：30
原料利用率：98％
麦芽水分：6％；大米水分：12％
无水麦芽浸出率78％；无水大米浸出率：90％
啤酒损失率(对热麦汁)：冷却损失：7％；
发酵损失：1.5％；过滤损失：1.5％：
装瓶损失：2％；总损失：12％
糖化次数：生产旺季(150天) 8次／天
生产淡季(150天) 4次／天
工艺指标：由具体指导老师下达。
设计内容：
1．根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。
2．工艺计算：全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算)；水用量的计算；发酵车间耗冷量计算。
3．糖化车间、发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。
4．选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。
1.传统的发酵工艺分前酵（发酵池）和后酵两个阶段，发酵周期长（42-90天，甚至更长）已逐渐被淘汰，现在一般采用露天锥形发酵罐工艺，分一罐法，二罐法两种。一罐法是麦汁在锥形发酵罐内完成发酵全部过程的工艺；二罐法是麦汁在锥形发酵罐内进行主发酵和双乙酰还原，然后转入另一锥形罐或贮酒罐中贮酒的工艺。两种方法控制原理基本相同，比传统发酵工艺更容易用自动控制系统对发酵温度、压力等参数进行控制，酿制出淡、清、爽的啤酒风格，发酵周期大大缩短（21-28天）。
2.发酵过程是放热反应，利用夹套中的冷媒（酒精水、液氨等）将多余热量带走。发酵的各阶段（主酵、双酰还原、降温、贮酒等）温度控制要求各不相同，不同的发酵大罐，不同的发酵工艺控制要求也有所不同，为此，对发酵温度设置了以模糊控制理论为基础、以控制经验作参考的专家智能控制系统，一般采用三段温度检测三段控制的方式（也可采用三段温度检测四段控制，小容量发酵罐也可采用二段甚至一段温度控制，具体根据用户要求），将上、中、下三个温度及其温差模糊量化为多个值，根据不同阶段的控制规则综合对上、中、下三个冷媒开关阀进行控制。由于发酵罐是一个大时滞对象（滞后时间长达十几分钟，甚至更长），控制中本着“调一调、停一停、看一看”“少量多次”的原则进行控制，以免控制量变化大引起超调，避免发生结冰或大温差现象。
3、啤酒的发酵过程包含以下几个阶段：满罐升温、主发酵期、自然升温、还原期、快速降温、后酵期、缓慢降温、贮酒期。
主发酵期：发酵旺盛期，产生大量CO2，并且随着发酵的深入，麦汁比重逐渐减少，在发酵罐内形成浓度梯度，发酵液由下向上形成对流。这一期间以控制发酵罐上部温度为主，使发酵温度形成上部温度T1<中部温度T2<底部T3的温度梯度，以加快对流使酵母充分悬浮到酒液中参与发酵，发酵是放热过程，随着发酵进行罐内温度不断上升，多余热量用夹套冷某带走。
主发酵期的控制：发酵开始，自然升温阶段，温度不加控制，上、中、下冷媒阀全关，只对三段温度上、中、下进行检测指示，计时进行时间控制。当升高温度接近保温给定值时，进入发酵保温及双乙酰还原阶段，专家控制系统自动进行各项参数比较、判断、分析，对上、中、下温度进行控制，优先开上部阀门，周期性开启中部阀门，一般情况下不开下部阀门。
降温后酵阶段及控制：降温速度一定要缓慢、均匀，严防酒液出现结冰现象。此阶段以控制发酵罐下部温度为主，形成下部温度T3<中部温度T2<上部温度T1的温度梯度，以有利于酵母及杂质沉降，促使酒液稳定，定期排出酵母，以保证底部温度测量准确。优先开下部阀门，根据条件开中部阀、上部阀。
贮酒期及控制：发酵降温至00C后进入贮酒阶段，此阶段应保证三段温度平衡控制，以有利于澄清酒液，饱和CO2，保证酒体稳定，严防出现控制温度上低下高现象，避免酵母重新上升、自溶，影响啤酒质量。
发酵过程中压力也是一个很重要的控制参数。发酵罐内压力的
大小对双乙酰还原、CO2的产生、啤酒泡沫的效果以及代谢废物的排泄等都有影响，随着发酵进入不同的阶段，压力按工艺要求给定的曲线进行控制。主发酵、双乙酰还原阶段，CO2 大量产生，应及时排出CO2，否则，罐内压力不断增加，溶入在啤酒中的CO2量不断加大，抑制酵母上升悬浮，并使发酵、酵母增殖和发酵副产物的形成逐渐停止，影响发酵效果，甚至压死酵母，一般维持罐内压力在0.1-0.2MPa左右。储酒阶段，CO2很少产生，应作保压控制，罐内压力控制在0.06-0.08MPa左右，使啤酒内含丰富CO2
一．前言
1.1 啤酒的发展史
啤酒最早出现于公元前3000年左右，于古埃及和美索不达米亚（今伊拉克）地区。这一历史事实可以在王墓的墓壁上得以证实。史料记载，当时啤酒的制作只是将发芽的大麦制成面包，在将面包磨碎，置于敞口的缸中，让空气中的酵母菌进入缸中进行发酵，制成原始啤酒。由于谷物的残渣及杂菌污染，酒的味道可想而知。
公元6世纪，啤酒的制作方法由埃及经北非、伊比利亚半岛、法国传入德国。那时啤酒的制作主要在教堂、修道院中进行。为了保证啤酒质量，防止由乳酸菌引起的酸味，修道院要求酿造啤酒的器具必须保持清洁。
公元11世纪，啤酒花由斯拉夫人用于啤酒。
1516年，由巴伐利亚领邦的威廉四世提出世界著名的"啤酒纯粹法"。
1480年，以德国南部为中心，发展出了下面发酵法，啤酒质量有了大幅提高，啤酒制造业空前发展。
1800年时期，随着蒸汽机的发明，啤酒生产中大部分实现了机械化，生产量得到了提高，质量比较稳定，价格较便宜。
1830年左右，德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地，将啤酒工艺传播到全世界。
中国的啤酒历史
年代（年）产量（万吨）特点
1900—19491-3原料大多进口，技术由西方控制，饮用者为洋人、上层华人。
1949—19591-4由日本引入二棱大麦，技术由中方控制，工厂有17家。
1957—19664-12酒花实现自给，自行设计、装备一批小型啤酒厂。
1970—197812-41在中小城市建立一批小型啤酒厂，饮用啤酒的习惯开始普及，啤酒专用设备定点生产。
1979—198841-656全国出现啤酒热、大量引西方技术、设备，建立中大规模的啤酒厂，啤酒生产每年以30%递增。
1989—1992623-1000啤酒市场出现竞争，小型啤酒厂面临倒闭，中型啤酒厂开始改造，产品多样化，提高产品产量、质量。
我国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(青岛啤酒厂前身)。此后，1915年在北京由中国人出资建立了双合盛五星啤酒厂。
我国小型啤酒酿造设备近十年的迅猛发展，在某种程度上标志了我国啤酒装备从数量到质量的快速转变。我国小型啤酒酿造设备经过上个世纪的快速发展之后，现已进入平缓发展阶段。
从设备生产能力上界定：一般把每批次生产能力在2000升以下的啤酒生产线称为小型啤酒酿造设备。依据使用的目的不同，小型啤酒酿造设备可大致分为四类：啤酒试验设备、教学实习设备、酒店自酿设备和家庭自酿设备。
小型啤酒酿造设备的特点
小型啤酒酿造设备虽小，亦五脏俱全。几乎包括了啤酒厂大生产中的所有设备，主要包括以下系统，原料粉碎系统、糖化系统、麦汁冷却系统、发酵系统、啤酒过滤系统、洗瓶灌装压盖杀菌系统、电气及自动控制系统、制冷系统等。由于具体使用目的不同，用户可以根据自己的具体需要进行选择配置，小型啤酒生产线各部门设备的配置也有相应的变化。即使目的一样，由于每个用户对生产线中各设备的具体工艺参数、自动控制程度、外观设计、整体预算、安装条件等不同而不尽相同。
小型试验设备：主要应用于啤酒厂、麦芽厂、酒花厂、科研院所等单位，多用于啤酒新工艺、新技术、原料品质试验或啤酒新品种的研究、开发。规模以每批次生产热麦汁100升、500升为主。由于各单位的工艺存在差别，设备配置也不尽相同，故小型试验设备应尽最大限度模拟大生产中的设备，使试验能够对大生产具有指导性，并且一些工艺参数，如搅拌转速、泵频率等可以调节，使之对生产中的工艺参数进行变化试验。
小型试验设备不仅可供试验，也是展示企业的一个窗口。整体设备及管道布局美观大方、操作方便、安全，设备之间的管道采用卫生级连接，拆卸、组装、移动都很方便。主要设备水平度可调，性能稳定，无跑、冒、滴、漏，无蒸汽外泄。具备完善的自动清洗系统，设备清洗方便、彻底。设备及管道布局无死角，使用耐酸碱、耐高温。所有板材、管道、管件、阀门均使用卫生级产品，与麦汁、啤酒、清洗剂、软化水接触的容器、管道、管件、阀门均使用不锈钢材料。快接件的垫圈应全部采用聚四氟乙烯材料。设备加工精细，焊接精度达到卫生级标准，内部采用镜面抛光，外部采用不锈钢抛亚光处理。此种设备对试验数据精度要求较高，自动控制的配置亦较高，整套设备的检测元件，如液体、温度、压力等均采用进口元器件，保证采集数据的高可靠性。整套设备可实现自动化操作，配置比较齐全，造价较高。
教学实习设备：主要应用于大中专院校、技术学院、技工学校等单位。用于教学、演示、实验，可以展示啤酒酿造的整个过程，说明酿造工艺。规模以每批次生产热麦汁100升等为主，操作为手动控制，可增强学生的动手能力，对所学的专业知识有一定的感性认识。
酒店自酿设备：主要应用于餐厅、歌舞厅、酒吧，用于现场酿造独具特色、多种多样的高档全麦鲜啤酒，直接提供给顾客。设备外形多古色古香、华丽典雅，体现千年啤酒文化，以引发消费者的购买欲。规模以每批次生产热麦汁300升、500升为主，以麦芽、水、酵母、啤酒花为原料，可酿造淡色啤酒、小麦啤酒、黑啤酒等新鲜、绿色、无污染啤酒。该系列设备主要满足酿酒用，兼供顾客观赏。
家庭自酿设备：为个人休闲娱乐的微型设备，多配置一些专用的工具、容器和半成品原、辅料、添加剂，借助家庭厨房设施和冰箱完成啤酒酿造。也有一体式设备集中酿造的，但工艺、口味与普通啤酒相差甚远。我国使用家庭自酿啤酒设备的极少，欧美很多。我国小型啤酒酿造设备现状我国早期使用的小型啤酒设备都是进口欧美的成套设备。比较早的有：1987年武汉啤酒学校引进的德国啤酒酿造教学实习设备；1989年哈尔滨啤酒集团从德国引进的100升啤酒试验设备；1992年北京燕莎商场普拉那啤酒屋使用的两次发酵的酒店啤酒生产设备；1993年，中国轻工业机械总公司啤酒饮料机械公司从意大利某公司进口了两套1000升小型啤酒酿造设备。
我国小型啤酒酿造设备现状
国产各种小型啤酒设备早期制造商和使用者分别有：1994年北京格里森公司制造，并在保利大厦安装了酒店自酿设备；1997年长春轻工业学院安装了哈尔滨汉德公司制造的教学实习设备；1998-1999年燕京啤酒集团、青岛啤酒集团科研中心先后购买了哈尔滨汉德公司制造的小型啤酒试验设备。1998年哈尔滨汉德公司最早研制了家庭自酿设备，并进行了推广试验。
小型试验设备：小型试验设备在啤酒厂使用已经非常普及，截止到2004年春季，我国年产量前20名的大啤酒公司半数以上已经使用 。设备多为国内制造，价格低，设计切合我国企业实际情况，售后服务及时，可随时升级换代。
教学实习设备：教学实习设备在相关院校用者较多，
酒店自酿设备： 遍布包括我国台湾在内的全国所有省、市、自治区，并出口到韩国、俄罗斯、越南、南非等国。估计国内已有两千多家酒店自酿啤酒设备用户，
家庭自酿设备：1998年已有个人出于非法营业目的购买整套自酿啤酒设备。现在国内家庭酿酒较少，欧美较多，已有专业商店、网站、俱乐部举办定期的酿酒活动和比赛。
发展方向和要求
小型啤酒酿造设备需要在酿酒工艺和加工制造质量上不断追求突破。如不断引入新工艺技术进行设计，实现模拟功能，保持先进性；小型啤酒酿造设备急需提高自动控制和在线检测水平，真正做到"小而精"，以便能进行较为深层的研究试验；供应商应是有长久服务能力的专业厂家，有压力容器生产资格，有一定的规模，能不断提供维修、保修、更新改造服务；小型啤酒酿造设备也要注意环境卫生和环境保护，向一机多功能方向发展，可以酿造多种啤酒，进行多种实验。
总结：通过发酵试验, 了解小型啤酒发酵设备及原理，可以使我们更好的掌握微生物发酵知识，提高实践能力。
二．材料与设备
啤酒以大麦芽、酒花、水为主要原料,经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。为了提高啤酒的口味，还添加了啤酒花等。 小型啤酒发酵主要的设备有过滤槽，糖化锅，热交换器，发酵罐，冰水罐，制冷机，消毒车和充满氧气与热氧化碳的气罐。其中发酵罐参数：型号：HD-ST-100L容积：有效100L规格：总高；1780mm，内径；500mm，外径；660mm，内胆；2mm, 外包: 1.5mm，sus304，喷金刚砂处理，0.4um内壁抛光。加热方式：电加热或蒸汽加热。保温：80mm聚氨酯发泡。耕刀：配置摆线针减速机，速比；1：23。搅拌：配置摆线针减速机，速比；1：43
三．实验步骤
有以下5道工序。但主要是糖化、发酵、贮酒后熟3个过程。
1. 原料粉碎：
a. 设备检查：查看粉碎机内是否有杂质，其它附件是否正常，如果没有异常准备粉碎。
b. 原料检验：麦芽粉碎前看质量是否合格。
C. 粉碎：将麦芽、大米分别由粉碎机粉碎至适於糖化操作的粉碎度。
d. 后处理：切断电源，回收内存物件，清理卫生。
2. 糖化：
a. 设备检查：检查煮沸锅，过滤槽，管件，阀门，仪表，水电供应是否正常，无异常清洗干净，准备投料。
b. 将粉碎的麦芽和淀粉质辅料用温水分别在糊化锅、糖化锅中混合，调节温度。糖化锅先维持在适於蛋白质分解作用的温度(45～52℃)(蛋白休止)。将糊化锅中液化完全的醪液兑入糖化锅后，维持在适於糖化(β-淀粉和α-淀粉)作用的温度(62～70℃)(糖化休止)，以制造麦醪。制备兑醪水，启动过滤槽进行搅拌，把醪液和100摄氏度的水一起搅拌至温度为66°糖化结束。
C. 麦汁的过滤：注意静止时间，到时间要回流，开启有关阀门，回流5—10min，到麦汁清凉为止。测头遍麦汁：过滤20min后，取原麦汁测浓度，从沸锅里取一测量筒麦汁，放在冷水中制30度以下，摇匀，放稳。取量程为0---20BX的糖度表一只，将有水银的一端慢慢插入，接近预计读数时放开，5min后读麦汁凹液面的读数。对应温度查出糖度修正值。洗干净糖度表擦干保存。
d. 洗槽：原麦汁过滤到将近露出槽面时，根据原麦汁浓度估算出洗槽水量，加水洗槽，一般洗2—3次。当混合麦汁浓度达到9.0—9.5 BX时，停止过滤，排槽。
e. 麦汁的冷却：检查换热器管件，依次开启自来水，冰水阀，冰水泵，再开启麦汁阀，麦汁泵，氧气阀，进行麦汁冷却。
3. 发酵：
a.检查：发酵管件，阀门，仪器，冰水和氧气是否正常。 洗涤发酵罐，先用自来水洗，再用火碱，再用自来水，最后用双氧水。
b.添加酵母，再将冷却后的麦汁送入发酵池或圆柱锥底发酵罐中进行发酵，用蛇管或夹套冷却并控制温度。 充氧，麦汁冷却过程中，不断加氧，投料第二天排出凝固物，每天测糖。
C.进行下面发酵时，最高温度控制在8～13℃，发酵过程分为酵母繁殖期、起泡期、高泡期、低泡期和泡盖形成期，一般发酵5～10日。发酵成的啤酒称为嫩啤酒，苦味犟，口味粗糙，CO2含量低，不宜饮用。
4. 后酵：为了使嫩啤酒后熟，将其送入贮酒罐中或继续在圆柱锥底发酵罐中冷却至0℃左右，调节罐内压力，使CO2溶入啤酒中。 在此期间残存的酵母、冷凝固物等逐渐沉淀，啤酒逐渐澄清，CO2在酒内饱和，口味醇和，适於饮用。
5. 过滤：为了使啤酒澄清透明成为商品，啤酒在-1℃下进行澄清过滤。对过滤的要求为：过滤能力大、质量好，酒和CO2的损失少，不影响酒的风味。过滤方式有硅藻土过滤、纸板过滤、微孔薄膜过滤等。
四．文献及出处
《我国小型啤酒酿造设备的现状及发展方向》
《啤酒的历史》
百度“啤酒发酵” ，“啤酒发酵技术” ，“啤酒发酵工艺介绍”
《啤酒设备的（工艺）操作规程》
1．传统啤酒发酵工艺
（1）主发酵 又称前发酵，是发酵的主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。我国主要采用后种方法。下面重点介绍下面啤酒发酵法。
加酒花后的澄清汁冷却至6.5～8.0℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO2，这是发酵的主要生化反应。主要步骤如下：
①用直接添加法添加酵母 在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。
②酵母添加量 添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为0.5％～0.65％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。
③发酵第一阶段 又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持2.5～3天，每天温度上升0.9～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。
④发酵第二阶段 又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕黄色。此阶段2～3天，每天降糖1～1.5％。
⑤发酵第三阶段 又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化物等物质组成的泡盖，厚度2～5cm。此阶段2天，每天降糖0.5％～0.8％。当12度酒糖度降至3.8～4°Bx时，即可下酒进入后发酵。
（2）后发酵
后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2，充分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及H2S等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液处于还原状态，降低氧含量。下面介绍下面啤酒发酵法的后发酵。
①下酒 将主酵嫩酒送至后酵罐称为下酒。下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满无菌水，在用CO2将无菌水顶出，当CO2充满时再由贮酒桶底部进酒液。此外，要求尽量一次满罐，留空隙10～15cm，以防止空气进入酒液。如果酒液被CO2饱和，由于有CO2溢出，氧则难溶于酒液中。否则啤酒中存在过多的溶解氧易引起氧化混浊，并产生氧化味。
②管理 下酒后，先开口发酵，以防CO2过多，酒沫涌出，2～3天后封罐。下酒初期室温2.8～3.2℃，若是外销酒，一个月后逐渐降至0～1℃。温度前高后低目的在于先使残糖发酵，随后澄清。注意不能将不同酒龄的酒液共存一室，否则温度要求互相矛盾，无法控制室温。
一般老工艺12°Bx外销酒贮酒时间为60～90天，内销酒为35～40天。
贮酒期间，用烧杯取样观察，通常7～14天罐内酵母下沉。若长期酒液不清，应镜检。若是酵母悬浮，则是酵母凝聚性差；若是细菌混浊，则属细菌污染，通常无法挽救，只能排放；若是胶体混浊，原因是麦芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸强度不够，冷凝固物分离不良等因素造成。
1.1说明
发酵工业是国民经济中的重要部门。在发酵工业建设基本战线上，工厂设计发挥着重要作用。设计工作是科学技术转化为生产力的一门综合性科学。它是扩大再生产，更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。工厂设计在工程项目建设的整个过程中，是一个极其重要的环节，可以说在建设项目立项以后，设计前期工作和设计工作就成为建设中的关键，国民经济的发展，发展的效益和速度，都离不开工厂设计工作。
1.2设计工作原则：
（1）设计工作要为要现代化建设这个中心，为这个中心服务。
（2）设计工作必须认真进行调查研究。要学会查阅文献，收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查，与同类型厂先进技术经济指标做比较，要善于从实际出发去分析研究问题。设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。
（3）要解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。并根据设备和控制系统在资金和共货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化，自动化。
（4）设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性想结合的原则，不能千厂一貌。工厂生产规模，产品品种的确定，要适应国民经济的需要，要考虑资金来源，建厂地点，时间，三废综合利用等条件，并适当留有发展余地。
（5）发酵工厂设计还应考虑采用微生物发酵的工厂的独特要求，既要注意到周围环境的清洁卫生，又要注意到工厂内车间之间对卫生，无菌，防火等条件的相互影响。另外，食品类发酵工厂，还应贯彻国家食品卫生法有关规定，充分体现卫生，优美，流畅，并能让参观者放心的原则。
（6）合计工作必须加强计划性，个阶段工作要有明确的进度。本课题是设计年产30万吨的啤酒厂，其重点是糖化车间的工艺及其关键设备的设计与选型。本课题主要遵循以下原则：设计仔细，面面到位，考虑全面，尽量降低成本
1.3厂址选择
厂址选择是基本建设前期工作的重要环节，在工厂设计中有明显的政治经济技术的意义。厂址选择正确与否，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，技术管理和发展远景，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系厂址的选择应该作到深思熟虑和严谨从事。
1.3.1厂址选择原则
厂址选择一般包含地点和场地选择，地点选择就是对所建厂在某地区的方位极其所处的自然环境状况，进行勘察。场地选择就是对所建厂在某地点处的面积大小，场地外型及其潜藏的技术经济性，进行周密的调查，预测，对比分析，作为确定厂的依据。这两个概念选择厂址的一般原则如下：
（一）自然条件
1.地理位置选择厂址时应当了解所选厂址的方位及其与城镇的关系，周围地段的地理情况和在该处建厂的有利条件及不利条件。
2.地形、地势与地质现代化的发酵工厂，从原料到糖化到发酵到分离提取到精制，包装，是一条流水作业线。车间占地面积较大且多为矩形，因此要求厂址地形及外形整齐为好，最适宜者为矩形，这样，有利于工厂总平面的布置
3.水文要有丰富的水源，包括地表水，深层水（深井水），水库水（雨水），江河水（露天水）及泉水和城市自来水等根据发酵工厂的特点，水质要满足生产工艺要求，包括满足引用水质标准及酿造用水标准，硬水及软化水等。一般深井水及泉水的水量，水温，水质均较适宜；地表水，水库水，江河水的水量大而水质不高；城市自来水来源方便单价个不便宜。使用时要注意合理性与经济性。
4.气象气象资料是工厂总评面布置的重要依据之一，也是厂房设计和排水系统设计的主要依据。主要内容包括以下各项：
（1）温湿度
（2）降雨量
（3）冬季积雪情况
（4）冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度
（5）风玫瑰图及风级表等
（6）最高最低气压及全年平均气压
（二）技术经济条件
1.原料供应与产品销售发酵工业产品品种繁多，原料范围广泛，有农，林，牧，水等天然资源，也有工业产品或副产品。选择厂址时应对原料的产地，供应，运输，储藏及其规格质量，化学成分等技术经济性状进行调查分析。所选的厂址应尽量接近原料产地，异地原料应保证供应方便，减少运输损失，进厂后须有相应的储备工艺，以保证正常生产，降低原料成本。
2.能源供应 电，热及燃料供应方便是选择厂址的重要原则之一。首先要对厂址与高压电网的距离，电源设备和电压等情况详细了解，以便确定输电方式和厂内变压配电所的位置。
结合而论，厂址选择的原则可归纳为依稀几项：
（1）厂址的位置要符合城市规划（供汽、供电、给排水、交通运输、职工文化生活、商业网点……）和微生物发酵工厂对环境的特殊要求。
（2）厂址的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源。
（3）具有良好的交通运输条件。
（4）场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。
（5）有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。
（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。
1.3.1.2说明
要从个方面因素考虑厂址的选择，本设计的工厂选在连云经济开发区，选在郊区的地方，那里地势比较平坦，自然坡度不大，根据调查的资料表明，该地区的地下水丰富，水质符合本设计的工艺要求，并且该地区的工厂不多，特别是没什么大型的工厂，污染情况很轻。本设计所选择的厂址，交通便利，完全可以满足发酵工厂的大运输量问题。
1.3.2工厂总平面设计
1.3.2.1设计原则和基本要求
（1）总平面设计必须符合生产流程的要求。
（2）总平面设计应当将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，以便其他部门为其配合服务。
（3）总平面设计应充分考虑地区主风向的影响，以次合理布置各建、构筑厂房及厂区位置。
（4）总平面设计应将人流、货流通道分开，避免交叉。
（5）总平面设计应遵从城市规划的要求。
（6）总平面设计必须符合国家有关规范和规定。三，设计任务：
1.确定原料配比
2.进行方法论证，确定生产方案，生产工艺
3.确定原料的配比和生产方案进行物料和热量衡算，列出啤酒生产的衡算表
4.进行设备计算：确定发酵罐的体积和高径比，计算其尺寸
5.画出整个发酵车间带控制点的工艺图（CAD 电子文本）
6.画出发酵罐的设备图
发酵工厂设计电子书
主要内容：
1.一个新建工厂从计划建设到建成投产，一般要经过三个基本阶段：建设前期、建设期、生产期。
2.发酵工厂的总平面设计包括5项内容：平面布置设计、竖向布置设计、运输设计、管线综合设计、绿化设计。
3.工厂建设前期阶段的工作包括：项目建议书、可行性研究报告、设计任务书、初步设计和总概算5个内容。
4.工厂的组成包括：生产车间、辅助车间、动力车间、行政部门、职工宿舍。
5.设计阶段按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟程度以及设计水平的高低，可分为三阶段、两阶段和一阶段涉及三种情况，其中三阶段设计包括：初步设计、技术设计、施工图设计。两阶段设计包括：扩大初步设计、施工图设计。
6.厂址选择的含义：在指定的某一地区内，根据新建所必须具备的条件，结合发酵工厂的特点，进行详尽的调查、勘测工作，就可能建厂的几个厂址的技术经济条件，列出几个方案，进行综合分析比较，从中择优确定厂址。
7.工厂初步设计阶段的图纸主要有：生产流程图、车间设备布置图、主要生产设备和电动机一览表、主要材料估算表。
8.厂内运输的任务是通过各种运输机械工具，完成厂内仓库与车间、堆场与车间、车间与车间之间的货物分流，也就是通过运输组织以保证生产中原材料、燃料等陆续供应，生产的产品和副产品源源不断地运出。
9.厂址选择一般包括地点和场地选择两个概念。地点选择就是对所建厂在某地区内的方位及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析。场地选择就是对所建厂在某地点的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，做出确定厂址的依据。
10.厂址选择工作大体分为准备工作、现场勘测与编写报告三个阶段。
11.依据发酵厂的生产规模、产品结构、厂区划分等特点，厂内道路布置得形式有两种：一种是循环是布置，即道路为环绕厂房建、构筑物的闭合系统的道路网，并保证物流、人流的运输方便、安全和高效以及消防的要求。另一种是道路不兜环、各有分散终点的终端式布置。
12.工艺流程设计和车间布置设计是工艺设计的两个主要内容，是决定工厂的工艺计算、车间组成、生产设备及其布置得关键步骤。
13.物料衡算：根据质量守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料重量，必等于所得到的产物重量和物料损失量之和。
14. 工厂总平面设计的任务：根据工厂建筑群的组成内容及使用功能要求,结合厂址条件及有关技术要求,协调研究建、构筑物及各项设施之间的相互空间和平面关系，正确处理建筑物、交通运输、管路管线、绿化区域等布置问题，充分利用地形，节约场地，使所建工厂形成布局合理、协调一致、生产井然有序，并与四周建筑群相互协调的有机群体。
15.工艺路线的选择是发酵工厂设计的关键步骤，其选择的主要依据有：原料来源、种类和性质；产品的质量和规格；生产规模；技术水平；建厂地区的自然环境；经济合理性。
16.生产工艺流程设计的主要任务包括两个方面：一是确定由原料到成品的各个生产过程顺序，即说明生产过程中物料和能量发生的变化及流向，应用了哪些生物反应或化工过程及设备，二是绘制工艺流程图。
17.生产工艺流程的设计一般经历三个阶段：生产工艺流程示意图阶段，生产工艺流程草图阶段，生产工艺流程图阶段。
18.发酵工厂所涉及的设备分为专业设备、通用设备和非标准设备。专业设备系指发酵罐、糖化锅等专业性强、仅为发酵工厂使用的设备；通用设备指泵、风机等各行业都 可以使用的设备；非标准设备是指生产车间中除专业设备和通用设备之外的用于与生产配套的贮藏、池子等设施。
19.常用的固体机械输送设备有：带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机等。
20.车间布置设计必须在充分调查的基础上，掌握必要的资料作为设计的依据或供参考。这些资料包括：生产工艺流程图；物料衡算数据及物料性质；设备资料；公用系统耗用量，供排水，供点，供热，冷冻，压缩空气，外管资料等；土建资料和劳动安全，放活，防爆资料；车间组织及定员资料；厂区总平面布置；有关布置方面的一些规范资料。
21.发酵工厂一般由生产车间，辅助车间，动力车间，仓库和堆场部分，三废治理部分，厂前区行政福利部分等组成。
22.发酵工厂生产车间的内部组成一般包括生产、辅助、生活三部分。生产部分包括：原料工段、生产工段、成品工段、回收工段；辅助部分包括:通风空调室、变电配电室、车间化验室、控制室；生活部分包括：车间办公室、会议室、更衣室、休息室、浴室及厕所等。
23.对于大型啤酒工厂的主要生产车间有：麦芽车间、糖化车间、发酵车间和包装车间。
24.供冷工程是发酵工业的啤酒厂、味精厂、果酒厂的一个重要组成部分。其制冷的方法很多，以机械制冷法应用最广。
25.发酵车间管道布置得特点有：选择恰当的管材和阀门（防止污染，无缝钢管）；选择正确的管道连接（有螺纹连接、焊接和法兰连接三种方式）；合理布置管道（尽量减少管道，减少染菌机会);消灭管道死角。
26.给排水设计分为给水工程和排水工程两大内容，其中给水工程包括三部分：取水，水处理，输配水。排水工程包括：排水管网、污水处理和利用。
27.供热工程设计的主要任务是锅炉房或热电站的设计，其主要内容是：决定供应全厂生产、采暖和生活用汽量；确定供汽的汽源；按蒸汽消耗量选择锅炉；按所选锅炉的型号和台数设计锅炉房；锅炉给水及水处理设计；配置全厂的蒸汽管网等。
28.产品成本组成包括：原料费（指经过加工构成产品的材料）；辅助材料费（直接用于生产或间接用于生产，但不构成产品的各种材料费）；燃料费（为工艺过程提供加热蒸汽的热源材料费）；动力消耗费（用于生产而直接消耗的能源费）；生产工人工资；生产工人工资附加费（劳动基金、医疗费、文教补助费、福利补助费）；车间经费（在车间范围内管理和组织生产所需要的一切费用）；企业管理费（企业管理部门为管理和组织生产所产生的一切费用）；推销费（包括包装费、运输费以及代销分配等商业性费用）。
29.工艺设计图是生产工艺设计的主要图纸，通常包括：工艺流程图、设备布置图和管道布置图三个方面。
30.进行工艺路线设计的原则：保证产品质量符合国家标准，外销产品还必须满足销售地区的质量要求；尽量采用成熟的、先进的技术和设备；尽量减少三废排放量，有完善的三废治理措施；确保安全生产，以保证人身和设备的安全；生产过程尽量采用机械化和自动化，实现稳产、高产。
31.热量衡算的目的：在定量生产过程中为过程设计和操作最佳化提供依据。
32.热量衡算的意义：通过热量衡算，计算生产过程能耗定额消耗指标；衡算的数据是设备类型的选择及确定其尺寸、台数的依据；是组织和管理、生产、经济核算和最优化的基础。
33.管道设计的任务：是用管道把车间布置固定下来的设备连接起来，使其成为一条完整连贯的生产工艺流程。
34.车间布置：对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段长度、宽度、高度和建筑结构型式，及各车间之间与工段之间的相互联系。
35.管道布置：以带控制点的工艺流程图、设备布置图、有关设备图以及土建、自控、电气专业等有关图样和资料为依据，对管道做出适合工艺操作要求的合理布置。
36.发酵生产工艺中，需用水的过程一般包括：原料处理、培养基配制、半成品的洗涤、温度控制的冷却过程、设备和管道的清洗。
37.在车间施工阶段需先有设计说明书，其中工艺施工说明书包括：工艺管道流程图、车间布置、概算等 与初步设计有原则性的变动；工艺管道材料、管件、连接方式的选用原则；工艺管道布置原则；保温、保冷材料的选用；管道涂色；工艺管道施工设计中所采用的管道安装、验收的规范。
38.废水处理：对废水进行人工操作而达到某种目的的行为，按操作原理可分为物理、化学和生物处理三大类。
39.公用工程：是满足生产工艺设计、保证工厂正常生产不可缺少的重要组成部分，包括给排水工程、供热工程、供冷工程、供电工程计量检测仪表和自动控制工程,等，相辅相成组成工厂的各部分，形成一个有机的整体。
