工廠設(shè)計(jì)(10章)ppt課件

1、第十章 啤酒工廠副產(chǎn)物的利用和三廢治理啤酒消費(fèi)副產(chǎn)物的利用啤酒消費(fèi)三廢治理思索題1、啤酒廠中二氧化碳的用途？二氧化碳回收方法有那幾種？適用范圍和特點(diǎn)？2、廢麥糟的處置方法 ？3、列舉三個(gè)廢啤酒酵母回收的例子？4、啤酒廠減少?gòu)U水污染的途徑？ 5、啤酒廠廢水常用的處置方法？ 舉出一個(gè)例子。 第一節(jié) 啤酒消費(fèi)副產(chǎn)物的利用 為防止和減少環(huán)境污染、使珍貴的資源得到最大限制地有效利用，必需把消費(fèi)中的廢氣、廢渣、廢水回收和利用，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)加工制成有價(jià)值的產(chǎn)品，特別是留意“新蛋白資源的開(kāi)發(fā)。 “逐漸建立無(wú)廢排放的食品工業(yè)。 一、麥糟的利用 麥糟: 由麥芽和不發(fā)芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質(zhì)構(gòu)成的，主要是由麥

2、芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質(zhì)、半纖維素、脂肪、灰分及少量的未分解淀粉和未洗出的可溶性浸出物等組成，麥糟收率是隨原料浸出物收率提高而降低。 麥糟是有價(jià)值的飼料，含適度分解的蛋白質(zhì)，作為飼料，消化率極高，特別適宜作牛、馬飼料。假設(shè)作豬飼料，需配合淀粉質(zhì)原料后運(yùn)用。糖和淀粉占干物質(zhì)56，主要是纖維素、半纖維素、-葡聚糖，而豬對(duì)這類(lèi)物質(zhì)消化率低。 如用70麥芽(無(wú)水浸出率為75，水分為5)、30大米(無(wú)水浸出率為90，水分為14)，糖化料利用率為98.5，那么每噸投料可得麥糟干物質(zhì)：195kg(干物質(zhì))、 假設(shè)采用過(guò)濾槽過(guò)濾，干式排麥糟，麥糟含水分為83，那么可得濕麥糟為： 195/(1-83)114

3、7kg 國(guó)內(nèi)外啤酒廠麥糟處置： 濕態(tài)出賣(mài) 大多數(shù) 干制出賣(mài) 混合飼料出賣(mài) 珠江啤酒廠混合飼料流程枯燥顆粒飼料規(guī)格： 揮發(fā)物 13.0， 粒形 820mm， 體積質(zhì)量 650kg/m3 粗蛋白 14， 粗纖維 17， 灰分 5.0mm二、啤酒酵母的回收和利用 啤酒酵母是重要的副產(chǎn)物，大罐發(fā)酵，消費(fèi)每立方啤酒可得濕酵母泥20kg (水82、3.6kg干物質(zhì))或3.9kg枯燥酵母。假設(shè)全球總量1.3億t，全部回收可得到50萬(wàn)t的干酵母，我國(guó)全部回收也可得到5.8萬(wàn)t干酵母。酵母中八種人體必需氨基酸的含量均很高，特別是甲硫氨酸含量為1.1g/100g，高于大豆的一倍。 啤酒酵母核酸含量較高，可制備5核

4、苷酸，也可制備復(fù)合核苷。復(fù)合氨基酸在調(diào)料中、高濃釀造啤酒中有廣泛的運(yùn)用出路。酵母體內(nèi)含有四種蛋白酶。利用酵母本身的蛋白酶，酶解使酵母細(xì)胞中70以上蛋白質(zhì)水解成氨基酸，每1000kg濕酵母泥，可制得100kg復(fù)合氨基酸粉。 酵母富含蛋白質(zhì)作為動(dòng)物飼料。三、二氧化碳的回收 CO2是啤酒發(fā)酵中最主要的副產(chǎn)物，同時(shí)又是啤酒釀造必不可少的重要原資料。合理運(yùn)用對(duì)改良釀造工藝、提高啤酒的質(zhì)量起著重要作用。 CO2的用途：碳酸飲料、快速冷凍、食品保鮮、氣體維護(hù)焊、超臨界萃取等 。 啤酒中CO2用途： 1)清酒中充入CO2，在短時(shí)間內(nèi)溶解和過(guò)飽和，控制廢品啤酒中CO2的含量。 2)制成“稀釋用飽和碳酸水，高濃釀

5、造啤酒技術(shù)中，利用CO2置換稀釋用水中氧。 運(yùn)用CO2直接進(jìn)入啤酒中，必需求高純度 (含量99.9)，普通應(yīng)由液化二氧化碳，蒸發(fā)成氣態(tài)后再運(yùn)用。3)洗滌啤酒：運(yùn)用凝聚性酵母、錐形罐發(fā)酵工藝中，在雙乙酰復(fù)原期，經(jīng)常采用從錐底通入CO2 ，洗滌啤酒，促使揮發(fā)性雙乙酰、硫化物、醛類(lèi)等被CO2拖帶排走，使凝聚的酵母重新懸浮，促進(jìn)雙乙酰的復(fù)原，加速啤酒的成熟。4)用CO2作背壓：啤酒轉(zhuǎn)罐、過(guò)濾、清酒罐及裝瓶、裝桶等操作中，防止啤酒接觸空氣中氧，減少溶解氧、CO2作背壓、備壓、提高啤酒的非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味穩(wěn)定性。 在上述各用途中運(yùn)用二氧化碳，需求有一定壓力(0.2MPa)，純度99.5?？梢灾苯舆\(yùn)用回收的

6、CO2，經(jīng)過(guò)處置，緊縮后再運(yùn)用。 啤酒發(fā)酵中二氧化碳的回收量 C12H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2 當(dāng)發(fā)酵效率為96時(shí)，每100g麥芽糖發(fā)酵可構(gòu)成49.4gCO2。 年產(chǎn)3萬(wàn)t啤酒廠，每天麥芽汁最高產(chǎn)量為150m3時(shí)，實(shí)際可回收二氧化碳4.81 t/d 假設(shè)回收率為65，每天任務(wù)時(shí)間為21h，需配備回收才干： 4.8l6521l 000 150kg/h 配備150kg/h回收才干安裝，日回收才干為3 1503600kg之間。高濃稀釋啤酒消費(fèi)工藝，假設(shè)全部啤酒稀釋率為1520，稀釋水用CO2取代法除氧及碳酸化，那么每m3啤酒需耗費(fèi)2022kg CO2 。實(shí)踐啤酒發(fā)酵每m312OP

7、啤酒僅能回收CO2為14.5 15.0kg CO2 CO2原始純度：99.299.5 還有乙醇0.450.59 、揮發(fā)酸、酯、水分等少量雜質(zhì)。 經(jīng)簡(jiǎn)單吸附過(guò)濾就可制得高純度(99.9)的CO2。 啤酒消費(fèi)中二氧化碳的回收方法流程： 搜集一洗滌一緊縮一凈化一枯燥一冷卻一液化一儲(chǔ)存或裝瓶在液化回收常采用三種方法:高壓回收 6.334MPa7.110MPa 2530中壓回收 1.6MPa2.2MPa，冷卻-25-15，低壓回收 0.60.8MPa，冷卻-42-50。 普通冷凍機(jī)無(wú)法將他們液化，已淘汰。 高壓回收 最傳統(tǒng)方法, 壓力高，可常溫液化。在2530、壓力6.334MPa7.110MPa下回收

8、，經(jīng)冷卻、液化、直接充裝到高壓鋼瓶中。 酒精工業(yè)廣泛采用。 特點(diǎn)：不需制冷機(jī)冷卻(普通深井水)；普通需34級(jí)緊縮，儲(chǔ)存于小型鋼瓶中，大容器儲(chǔ)存不經(jīng)濟(jì)。 中壓回收 啤酒廠廣泛采用，CO2經(jīng)過(guò)二級(jí)緊縮至1.6MPa2.2MPa，冷卻到-25-15，液化。特點(diǎn)： 壓力低，設(shè)備維護(hù)費(fèi)低，平安性高。液化CO2可儲(chǔ)存在數(shù)立方米至20m3的保溫高壓貯罐中，也可裝鋼瓶，運(yùn)用方便。但必需配有高壓氣態(tài)二氧化碳冷卻系統(tǒng)。第二節(jié) 啤酒消費(fèi)三廢治理 啤酒消費(fèi)的廢水屬有害而無(wú)毒性廢水，屬二類(lèi)廢水，其長(zhǎng)久影響小于第一類(lèi)有害物質(zhì)。但由于每消費(fèi)100t啤酒，排放廢水中BOD量相當(dāng)于1.4萬(wàn)人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相當(dāng)于1

9、個(gè)人每天生活的污水。雖然并不產(chǎn)生有毒害的廢水、廢氣、廢渣(除工業(yè)鍋爐三廢以外)，但由于啤酒工廠消費(fèi)規(guī)模大，廢水、廢渣又特別多(和產(chǎn)品之比為1：30以上)，嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。因此，減少、治理和利用三廢，日益遭到社會(huì)和企業(yè)的注重。廢水排放規(guī)范 我國(guó)從1974年公布GBJ4-73，以后經(jīng)過(guò)修訂，工業(yè)廢水排放規(guī)范麥芽與啤酒廠的廢水屬二類(lèi)廢水，其長(zhǎng)久影響小于第一類(lèi)有害物質(zhì)，工廠排放水質(zhì)應(yīng)符合14項(xiàng)細(xì)那么，對(duì)啤酒工業(yè)有限制性的僅前面四項(xiàng)：最高允許排放濃度 l、 pH 69 2、TSS 200300mg/L 3、BOD5 200300mg/L 4、CODCr 350450mg/L 麥芽與啤酒廠的廢水來(lái)源(

10、1)洗麥廢水。(2)浸麥改換水。(3)設(shè)備、容器、管道清洗水。(4)設(shè)備、容器、管道內(nèi)殘留麥汁。(5)糖化過(guò)濾槽出糟排放帶的水。(6)糖化盤(pán)旋沉淀槽熱凝固物。(7)發(fā)酵池、罐殘留廢棄酵母。(8)硅藻土過(guò)濾機(jī)硅藻土排放。(9)洗瓶機(jī)堿性廢水、啤酒巴氏消毒機(jī)熱廢水。 (10)車(chē)間地面、墻壁、設(shè)備外表清洗水。 (11)鍋爐排渣、煙道除塵廢水。 (12)啤酒工廠非工藝生活污水。 (13)冷凍機(jī)、空壓機(jī)冷卻水。 (14) 麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。 (15)廠區(qū)雨雪水。 其中(13)、(14)冷卻水和(15)雨雪水很少受污染，其他均遭到不同程度的污染。 啤酒廠廢水的污染程度： 我國(guó)某年產(chǎn)6.0萬(wàn)t的啤酒廠

11、(含8 000t/a麥芽)，每天排放廢水為3600t：消費(fèi)廢水2800t、生活廢水800t。廢程度均COD 2000mg/L、BOD1200mg/L、TSS60mg/L、pH5.86.6。 BOD/COD0.60.67 BOD/P 100：0.5 BOD/N 100：203.0 廢水生物處置之最正確比值為： BOD：N：P100：5.0：1.0 因此，啤酒工業(yè)廢水中氮磷處于低程度，需和生活污水混合處置效果更好。 啤酒工廠減少?gòu)U水污染的途徑 一、減少消費(fèi)用水 (1)浸麥廢水反復(fù)利用 浸麥時(shí)需換水68次，每噸大麥浸麥耗水約1015t。采用長(zhǎng)斷水加噴霧浸麥延伸空氣休止時(shí)間，可減少浸麥水50。浸麥水污

12、染少，可回收、沉淀、過(guò)濾、充氧(通入空氣)等手段反復(fù)利用，可減少麥芽消費(fèi)用水80。 (2)糖化車(chē)間洗鍋、洗管道水作投料水 糖化每批終了后用鍋容積510水沖洗設(shè)備及管道，這部分水完全可以作投料水回收利用。 (3)干式排麥糟法 用脈沖式氣流保送，干式快速排麥糟。水力沖洗法排糟，用水量約為其用水量的25倍，呵斥麥糟中可溶性有機(jī)物流失，降低麥糟的飼料價(jià)值，并添加污水量。 (4)水啤酒回收 在啤酒過(guò)濾、清酒罐、裝瓶機(jī)等構(gòu)成的水和啤酒混合物，可經(jīng)過(guò)適當(dāng)處置全部回收，以減少污水量。啤酒工業(yè)廢水處置的途徑 啤酒工業(yè)廢水性質(zhì)非常接近生活污水的性質(zhì)，處置方法也很接近。 廢水中污染物 處置方法 懸浮固體 (1)沉淀

13、法 (2)各種過(guò)濾法 (3) 浮選法 (4)投入化學(xué)藥品凝聚法 可生物降解的有機(jī)物 (1)各種活性污泥法 (好氧懸浮生優(yōu)點(diǎn)理法) (2)生物濾池法 滴濾池(好氧附著生長(zhǎng)法) 生物接觸轉(zhuǎn)盤(pán) 填充狀反響器 固定化反響器 (3)各種生物氧化塘法 (4)厭氧消化法 (5)土地灌溉處置系統(tǒng)嚴(yán)重污染物的預(yù)處置 啤酒消費(fèi)構(gòu)成的麥糟、酒花糟、熱凝固物、廢酵母、硅藻土濾餅等污染物的預(yù)處置，這是大大降低啤酒廢水污染源的重要途徑。 啤酒工廠廢處置方法比較 效果 BOD(5d)降低率(1)機(jī)械處置 1020(2)化學(xué)處置 2040(3)生物厭氧消化 6080(4)生物需氧處置 8098 機(jī)械處置，主要是消除懸浮固體，

14、作為首級(jí)處置。其它可以根據(jù)廢水性質(zhì)恣意組合運(yùn)用。 啤酒工廠廢水處置采用的方法 1初級(jí)沉淀池 含有懸浮固體的廢水相對(duì)靜止沉降，可減少懸浮固體。設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的初級(jí)沉淀池可減少的懸浮固體5070，BOD5 降低2025。 普通矩形(2540)(610)(34)m或圓筒直徑1245m，深3.04.5m。廢水在池中停留時(shí)間為1.52.5h(后接生物處置也可短至0.51.0h)。 沉淀池效率 以外表負(fù)荷為根底、即每平方米外表積，每天流過(guò)廢水的體積，普通設(shè)計(jì)平均流量為3248m3/(m2.d)，頂峰流量為80120 m3/(m2.d)。 初級(jí)沉淀池底部有機(jī)械活板，定期去除沉淀物。2活性污泥法活性污泥是由各種

15、微生物及一些原生動(dòng)物被吸附在水中懸浮物所所成，具有吸附、氧化廢水中的有機(jī)物，使到達(dá)安定化的機(jī)能，利用此一活性污泥分散於水中，在好氧形狀下，處置廢水或排放水者，稱(chēng)之為活性污泥法。包括吸附、吸收和置換三步。 廢水生物需氧處置法，運(yùn)用最廣泛。 活性污泥曝氣處置法(懸浮生長(zhǎng)生物處置法之一) 。普通由曝氣池和廓清池組成。中等污泥負(fù)荷設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 最正確溫度 2025 有機(jī)物負(fù)荷 kgBOD/(kgSS.d) 0.2 懸浮物濃度 kg/m3 4 需氧量 kg/kgBOD 2.6 污泥產(chǎn)率 kg/kgBOD 0.5廓清池液體外表負(fù)荷 m3 /( m2 h) 0.7總電源耗費(fèi) kW.h/kgBOD 1.23

16、滴濾池法滴濾池法是利用廢水分布于濾床時(shí)，濾床上之微生物因此利用廢水所混入之氧氣及有機(jī)物，將廢水中之有機(jī)物分解得使水質(zhì)凈化再利用之方法。 采用高負(fù)荷濾池流程： 回流 回流進(jìn)水 初級(jí)沉淀池 一級(jí)滴濾池 二級(jí)滴濾池 廓清池 出水二池串聯(lián)的負(fù)荷: 一級(jí)滴濾池22.6kgBOD/(m3.d)，二級(jí)0.51.0kgBOD/ (m3.d)。污泥產(chǎn)量為0.60.9kgTSS/kgBOD。廓清池滯留時(shí)間: 2h，外表負(fù)荷為0.7m3/(m2.h)， 總能耗為0.3kW.h/kgBOD。4)生物氧化塘法 水深較淺(0.152.0m)土池塘,按其中生物活動(dòng)性質(zhì)分好氧塘/ 厭氧塘/好氧一厭氧塘。 廢水處置要求排放廢水

17、BOD5小于10，采用活性污泥法或生物濾池法難以到達(dá)，需配合好氧塘(熟化塘)處置。 如無(wú)錫啤酒廠，經(jīng)過(guò)曝氣處置的廢水，在好氧塘中停留520d，水深為l1.5m，生化需氧負(fù)荷為BOD 5kg/(ha.d) 5厭氧處置法 常作為高濃度有機(jī)廢水的初級(jí)處置，可以產(chǎn)生可燃?xì)怏w，并較少產(chǎn)生污泥。生物厭氧處置包括： 1、高分子的懸浮有機(jī)物和可溶性有機(jī)物生物降解構(gòu)成各種揮發(fā)性脂肪酸； 2、脂肪酸進(jìn)一步生物降解成甲烷和少量氫氣。 要求：處置排水BOD濃度200400mg/L 厭氧反響器參數(shù)如下： 有機(jī)物容積負(fù)荷 kgCOD/ (m3.d) 36 厭氧消化溫度 4750 產(chǎn)氣量 m3CH4/kgCOD 0.3 污泥產(chǎn)量kgSS/kgCOD 0.20.3 總能耗kW.h/kgCOD 0.2廢水處置實(shí)例珠江啤酒廠引進(jìn)的比利時(shí)，兩段曝氣、自動(dòng)控制可逆轉(zhuǎn)工藝設(shè)備。設(shè)計(jì)才干 1755m3/d，水質(zhì)CODCr 84.3mg/L， BOD541.36mg/L 能耗0.8kW/m3 絮凝劑 3g/m3設(shè)備按第一程序運(yùn)轉(zhuǎn)4h，自動(dòng)逆轉(zhuǎn)按第二程序運(yùn)轉(zhuǎn)，4h后在回到第一程序。每周從B、E池中清出污泥，經(jīng)濃縮、絮凝、壓濾得到污泥的緊縮物，加到顆粒飼料中。 第一程序：C F池不曝氣 第二程序：A D池