年產(chǎn)10萬噸澹色啤酒廠糖化車間糖化鍋設(shè)計

1、四川理工學院畢業(yè)設(shè)計年產(chǎn)10萬噸淡色啤酒廠糖化車間糖化鍋設(shè)計學 生：盛霞學 號：專 業(yè)：生物工程班 級：2004.2指導教師：明紅梅 四川理工學院生物工程系二OO八年六月前 言啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，是一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。啤酒已經(jīng)是現(xiàn)代社會最主要的酒精性飲品，全世界對啤酒的消耗量長久以來占據(jù)著酒精性飲料消耗量第一的位置。并且，在我國啤酒消耗量相對國外的來講還有相當大的差距，我國的啤酒市場具有相當大的發(fā)展空間。啤酒營養(yǎng)豐富，含17種氨基酸，包括8種人體“必需氨基酸”。還富含VB1、B2、B6、PP、 泛酸、葉酸等，所以又有“液體面包”之稱。啤酒

2、是酒類中酒精含量最低的飲料酒，中國啤酒消費市場以淡色啤酒為主。隨著人們生活水平的提高啤酒消耗量越來越大，上世紀九十年代末以來，由于啤酒產(chǎn)量的基數(shù)越來越大，年增長率減少到5%左右，但從2006年開始，啤酒產(chǎn)量增長又出現(xiàn)新的高峰， 2007年繼續(xù)保持大幅增長的勢頭，完成啤酒產(chǎn)量3931.37萬KL，比上年同期（調(diào)整數(shù)）增長13.8%。所以我國啤酒市場前景廣闊，而現(xiàn)在我國中西部地區(qū)大多數(shù)啤酒生產(chǎn)廠都是小型的生產(chǎn)企業(yè)。這種生產(chǎn)方式的原料利用率相對較低，并且能耗損失也較大。本次設(shè)計年產(chǎn)10萬噸淡色啤酒廠，屬于中型啤酒生產(chǎn)廠的規(guī)模。正是適應西部地區(qū)啤酒供銷現(xiàn)狀的。本次設(shè)計主要設(shè)計生產(chǎn)瓶裝熟啤酒，既能夠及時

3、銷售也可以較長時間保藏。適合啤酒這種隨季節(jié)消耗量有巨大差異的飲品特點。在這種規(guī)模的生產(chǎn)，既滿足了大部分市場需求，又能夠作到對資源能源的合理利用。適合構(gòu)建節(jié)約型社會的發(fā)展理念。在設(shè)計中結(jié)合現(xiàn)有的工廠的實際情況綜合考慮各方面的因素因地制宜的原則。大量查閱了相關(guān)的文獻資料。采用大米為輔料生產(chǎn)淡色啤酒。麥汁生產(chǎn)采用二次煮出糖化法。在生產(chǎn)中，糖化結(jié)束時選用冷水采用一段式逆流冷卻法冷卻麥汁。發(fā)酵車間采用下面發(fā)酵法發(fā)酵生產(chǎn)。生產(chǎn)中采用錐形大罐一罐式發(fā)酵的方法。本次設(shè)計查閱了我院圖書館中關(guān)于啤酒廠設(shè)計方面的部分資料，還采用了一些來自于工廠實際生產(chǎn)中的技術(shù)參數(shù)。主要進行了全廠工藝參數(shù)的選擇及簡單的論證，全廠的工

4、藝計算，糖化車間相關(guān)設(shè)備的計算校核與選型，以及車間的布置。這些資料中的設(shè)計參數(shù)大部分都是目前生產(chǎn)中仍然在沿用的，但也有一些內(nèi)容已經(jīng)被更先進的技術(shù)所取代，而且現(xiàn)在的行業(yè)技術(shù)更新、進步是很快的。我在設(shè)計過程中難免會出現(xiàn)一些錯誤，和設(shè)計不足的地方。懇請各位老師、專家指正，并提出寶貴的改進意見。謝謝你對這次設(shè)計的評閱。第1章 全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇及論證1.1 麥芽制備 制麥的目的制麥即是指原料大麥制成麥芽。制麥的目的：使大麥發(fā)芽，產(chǎn)生多種水解酶類，以便通過后續(xù)的糖化，使大分子淀粉和蛋白質(zhì)得以分解溶出。綠麥芽經(jīng)過烘干將產(chǎn)生必要的色、香和風味成分。 制麥的工藝流程原料大麥粗選精選分級浸麥發(fā)芽干燥除

5、根計量、打包貯存成品麥芽 原料的選取1.自古以來釀造啤酒的主料為大麥，大麥分為六棱、四棱和二棱。我國華北地區(qū)種植的六棱大麥，南方種植二棱大麥。我們設(shè)計生產(chǎn)淡色啤酒，選用二棱大麥。二棱大麥是六棱大麥的變種，淀粉含量較高，蛋白質(zhì)的含量相對較低，浸出物收率高于六棱大。2.大麥的質(zhì)量標準 原料大麥的質(zhì)量標準應符合QB141687的質(zhì)量標準。具體指標如下：(1)感觀指標：（一、二、三級相同）淡黃色，具光澤，無病斑粒，無霉味和其他異味。(2)理化指標表11啤酒大麥標準理化指標項目二棱多棱優(yōu)級一級二級優(yōu)級一級二級水分131313131313粒含無水物424036403530千粒重/g(無水物質(zhì))959085

6、969285發(fā)芽率977590979590大麥浸出物含量507674767270蛋白質(zhì)含量（無水）%1212.513.512.513.514選粒試驗（2.5mm以上）%858076757065夾雜物含量%0.51.530.51.52破損粒含量%0.5130.512 物料輸送方式選擇與比較大麥的輸送方式分為氣力輸送和機械輸送。1.氣力輸送(1)氣力輸送方式的特點：設(shè)備簡單，占地面積小，設(shè)備費用及維修費用低。在其他輸送裝置由于受路徑條件限制而不能設(shè)置和輸送的場所，也能進行輸送?？梢赃M行長距離的集中或分散輸送。向低壓或高壓容器也能供料輸送。(2)氣力輸送裝置的型式主要類型有吸引式和壓送式吸引式：吸引

7、式氣力輸送裝置是將空氣吸入輸料管，并將物料混入空氣中進行輸送。壓送式：壓送式氣力輸送裝置是靠從壓氣機械排出的氣流，通過輸料管時，加入物料進行輸送。氣力輸送總發(fā)展趨勢是：設(shè)法降低功率，繼續(xù)向大容量及長距離方向努力。2.機械輸送在制麥廠常用的機械輸送方式有帶式輸送、螺旋輸送，斗式提升等輸送方式。(1)帶式輸送特點及用途帶式輸送廣泛用于水平方向或傾斜方向運送的散?；虺善肺锲?，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，效率高，動力消耗低。(2)螺旋輸送的特點及用途螺旋運送機在制麥廠中廣泛用于輸送大麥和麥芽，但只適用于短距離運輸（60m以內(nèi)）不能長距離輸送。(3)斗式升運的特點及用途用于提升輸送谷物3.氣力輸送與機械輸送

8、的比較表12氣力輸送與機械輸送對比項目氣力輸送螺旋輸送帶式輸送斗式升運輸送物飛散無有可能有可能有可能混入異物污損無無有可能無輸送物殘留無有無有輸送路線自由直線直線直線分叉自由困難困難不能傾斜、垂直輸送自由可能斜度受限制可能輸送斷面小大大大維修量容易，主要是彎頭全面的比較小提斗，鏈條輸送最高溫度60015050150輸送物最大粒徑30無特殊限制50最大輸送距離200050800030一般短距離輸送采用機械輸送，其中帶式輸送廣泛用于水平方向或傾斜方向運送的散?；虺善肺锲罚O(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，效率高，動力消耗低特點。氣力輸送主要用于長距離輸送，并且消耗功率大，但在設(shè)備費用方面，采用氣力輸送有利。

9、大麥輸送屬于短距離低溫直線輸送。比較兩者的特點，本設(shè)計采用帶式輸送 粗選粗選的目的：除去進廠大麥中的大土石塊，雜草，野生植物種子。細小雜物等。為精選做準備。采用風力粗選機進行大麥粗選。 精選精選的目的：經(jīng)粗選的大麥仍含有和種子橫截面大小相等的雜質(zhì)需要利用種子長度的不同將其分離。采用雜谷分離機進行大麥精選 分級1.分級的目的：(1)為浸漬均勻，發(fā)芽整齊，創(chuàng)造條件。(2)顆粒整齊的麥芽，粉碎后能得到粗細均勻的麥芽粉。(3)分級撿出顆粒從而提高麥芽的浸出率。2.分級標準表13大麥分級標準分級標準篩控規(guī)格顆粒長度用途號大麥2.5×2.52.5以上制麥用號大麥2.5×2.52.5以上

10、制麥用號大麥2.2以下飼料用3.分級設(shè)備分級設(shè)備為圓筒分級篩。 浸麥1.目的(1)使大麥吸收充足的水分。(2)在水浸的同時，可充分洗滌、除塵、出菌。(3)在浸麥水中適當加石灰乳，等化學藥物可以加速酚類，谷皮酸等有害物質(zhì)的浸出。明顯促進麥芽和縮短制麥周期，能適當提高浸出物量。2.浸麥度浸漬后的大麥含水率叫浸麥度，一般為43%48%3.浸麥要點浸麥時間為 34h35h。 水溫：1318采用浸噴結(jié)合法。浸麥設(shè)備：浸麥槽 發(fā)芽1.發(fā)芽的目的：使麥粒生成大量的酶，并使麥粒中一部分非激活酶得到活化和增長。2.發(fā)芽的技術(shù)條件：(1)溫度：發(fā)芽有低溫發(fā)芽，高溫發(fā)芽，低高溫結(jié)合發(fā)芽。本設(shè)計采用低溫發(fā)芽。溫度控制

11、在1216。(2)水分：本設(shè)計制造淺色麥芽，控制麥芽水分在43%48%。(3)通風量：取500600m3/T.h。且應避免陽光直射。(4)發(fā)芽時間：45day3.發(fā)芽設(shè)備：通風發(fā)芽箱 干燥1.干燥的目的：(1)停止綠麥芽的生長和酶的分解作用。(2)除去多量的水分，防止麥芽腐敗變質(zhì)，便于貯藏。(3)使麥芽干燥，便于脫落。(4)除去綠麥芽的生腥味，增加麥芽的色香味。2.干燥設(shè)備：采用雙層水平式干燥爐。 除根1.目的：根芽吸濕性強，貯藏時容易吸收水分而腐爛。根芽有苦味，帶入啤酒將破壞啤酒口味，根芽易使啤酒改變色澤。2.設(shè)備：采用麥芽除根機 貯藏1.目的(1)在干燥操作不當時產(chǎn)生的玻璃質(zhì)麥芽，在貯藏期

12、間產(chǎn)生變化，向好的方面轉(zhuǎn)變。(2)蛋白酶活性提高，增進含氮物質(zhì)的溶解。(3)增高麥芽酸度，有利于糖化。(4)淀粉酶活性提高，提高麥芽的糖化力。(5)麥芽貯藏吸水后，麥皮失去原來的脆性。粉碎是破而不碎。有利于麥汁過濾。2.貯藏時間最短一個月，最長半年1.2 麥芽汁制備糖化的定義：利用麥芽所含酶將麥芽和麥芽輔助原料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性的低分子物質(zhì)的過程。糖化的工藝流程： 麥糟 酒花 冷凝固物 麥芽粉碎糖化過濾混合麥汁煮沸澄清冷卻充氧麥汁 大米粉碎糊化 酒花糟 熱凝固物 輔助物料選取1.選取原因(1)大麥制成麥芽，其價格增加70%100%。浸出物含量減少10%。麥芽的價格遠遠高于不發(fā)

13、芽的大麥。在麥汁制造中采用適當?shù)谋壤ū驹O(shè)計采用30%）的輔料。雖增加加工設(shè)備，有熱能消耗，還需要增加酶制劑等費用，但總成本降低，具有經(jīng)濟性。(2)輔助物料含可溶性氮少，只提供麥汁浸出物中的糖類。可以降低麥汁總氮。相對減少麥汁中高分子含氮化合物的比例。提高啤酒的非生物穩(wěn)定性和降低啤酒的色澤。(3)使用大米含有豐富的糖蛋白。故提高啤酒的泡持性。2.大米的特點：價格較廉，而淀粉含量遠高于麥芽。多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量則較麥芽為低，添加大米的啤酒色澤淺，口味清爽，泡沫細膩。酒花香味突出。非生物穩(wěn)定性比較好。特別是以制造底面發(fā)酵的淡色啤酒。3.大米比例： 本設(shè)計采用30%的大米比例。 酒花1.作用酒花在啤

14、酒釀造中最主要的成分是酒花樹脂。酒花精油和多酚物質(zhì)。賦予啤酒以特有的苦味和香味。酒花樹脂還具有防腐能力。多酚物質(zhì)中的單寧則具有澄清麥汁的作用。2.酒花的選擇本設(shè)計選用顆粒酒花。3.選取原因顆粒酒花是將酒花粉壓制成直徑28mm，長約15mm的短棒狀，增加了酒花的密度，減小體積，同時降低了它的比表面積。利于貯藏和防止氧化。 水1.水處理的原因從天然水源得到水都是含有大量的各種雜質(zhì)的非純水。需要處理后才能滿足生產(chǎn)要求，用于生產(chǎn)。2.釀造水處理工藝流程：自來水（井水）普通過濾器活性碳過濾器離子交換樹脂過濾器精密過濾器釀造用水3.釀造水質(zhì)量指標色：無色 透明度：透明 味：無味溶解鹽 150200mg/l

15、 ph 6.006.30總堿度 1050mmol/l 碳酸鹽硬度 02°總硬度 27 非碳酸鹽硬度 25細菌數(shù) 100個/ml 大腸菌群 3個/L 粉碎1.粉碎的目的：可溶性物質(zhì)容易浸出，有利于酶的作用。使麥芽的不容性物質(zhì)進一步溶解。2.粉碎方法：濕粉碎 3.技術(shù)條件麥芽粉碎度愈粗，浸出率愈低要求：谷皮破而不碎，胚乳部分愈細愈好。對溶解不良的麥芽更應如此。4.粉碎設(shè)備大米、麥芽均用濕法粉碎機 糖化糖化是指將麥芽和輔料中高分子貯藏物質(zhì)及其分解產(chǎn)物(淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、半纖維素等及其分解中間產(chǎn)物)，通過麥芽中各種水解酶作用以及水和熱力作用使之分解并溶于水的過程。原料麥芽的冷水浸出物，僅占

16、17左右，非發(fā)芽谷物更少。經(jīng)過糖化過程的酶促分解和熱力的作用，麥芽的浸出率提高到7580，大米的無水浸出率提高到90以上糖化過程提高了原料和輔料的浸出率。糖化過程中原料和輔料的分解深度即分解產(chǎn)物的基本要求是：淀粉被最大限度的分解成可溶性無色糊精和麥芽糖等可發(fā)酵性糖類，二者之間有一定的比例。淀粉的分解產(chǎn)物站到麥汁組成的90以上。麥汁中以麥芽糖為主的可發(fā)酵糖類供酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精及副產(chǎn)物，低聚糊精是構(gòu)成啤酒殘余浸出物的主體，它給啤酒帶來粘度和口味的濃醇性。啤酒原料的利用率主要取決于淀粉的利用率，優(yōu)良的糖化工藝可使淀粉分解以后99進入麥汁。麥芽中高分子物質(zhì)和肽類，在糖化時得到進一步分解，但分解程度及比

17、例遠遠低于發(fā)芽過程。糖化方法有多種。煮出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通過部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪液逐步梯級升溫至糖化完畢。部分麥芽被幾次煮沸即為幾次煮出法。2.糖化工藝技術(shù)條件(1)糖化溫度： 表14 糖化溫度的階段控制溫度控制階段與作用1.3540浸漬階段：此時的溫度稱浸漬溫度，有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于-葡聚糖的分解2.4555蛋白質(zhì)分解階段：此時的溫度稱為蛋白分解溫度，其控制方法如下：溫度偏向下限，氨基酸生成量相對地多一些；溫度偏向上限可溶性氮生成量較多一些。對溶解良好的麥芽來說，溫度可以偏高一些，蛋白分解時間可以短一些。對溶解特

18、好的麥芽，也可放棄這一階段。對溶解不良的麥芽，溫度應控制偏低，并延長蛋白質(zhì)分解時間在上述溫度下-葡聚糖的分解作用繼續(xù)進行3.6270糖化階段：此時的溫度通稱糖化溫度，其控制方法如下：在6265下，生成的可發(fā)酵性糖比較多，非糖的比例相對較低，適于制造高發(fā)酵啤酒若控制在6570，則麥芽的浸出率相對增多，可發(fā)酵性糖相對減少，非糖比例增加，適于制造低發(fā)酵度啤酒控制65糖化，可以得到最高發(fā)酵浸出物收得率通過調(diào)整糖化階段的溫度，可以控制麥汁中糖與非糖之比糖化溫度偏高，有利于-淀粉酶的作用，糖化時間（指碘反應完全的時間）縮短，生成的非糖比例偏高4.7578糊精化階段：在此溫度下，-淀粉酶仍起作用，殘留的淀粉

19、可進一步分解，而其他酶則受到抑制或失活(2)麥芽的-淀粉酶作用于糖化醪的最適PH為5.86.0。-淀粉酶為5.05.5。一般在6370溫度范圍內(nèi)，和-淀粉酶的最適PH范圍選用5.25.8(3)化醪濃度：糖化醪濃度以20%40%。超過40%會降低浸出物的收率。3.糖化設(shè)備：糖化鍋 麥汁煮沸與酒花添加1.麥汁煮沸的目的(1)蒸發(fā)水分、濃縮麥汁過濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（約1.01.5°P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達到規(guī)定濃度。(2)滅酶和殺菌過濾后麥汁中殘留有少量酶類，為保證釀造過程中麥汁組分的一致，需通過加熱使酶鈍化。同時殺菌，以保證發(fā)酵的安全性。(3)蛋白質(zhì)變形和絮凝煮沸時利

20、用蛋白質(zhì)熱變性與單寧結(jié)合等反應使麥汁中高分子蛋白質(zhì)變性和絮凝以便除去。(4)浸出酒花中物質(zhì)。 (5)排除麥汁異雜臭氣；降低pH；還原物形成。2.煮沸方法：采用傳統(tǒng)的煮沸方法。3.技術(shù)條件煮沸強度：1012 煮沸時間：90min ph：5.25.64.設(shè)備：麥汁煮沸鍋5.添加酒花的作用：(1)賦予啤酒特有的香味(2)賦予啤酒特有的苦味(3)增加啤酒的防腐能力(4)提高啤酒的非生物穩(wěn)定性6.添加酒花方法：全酒花添加在煮沸35min后添加一次酒花，主要是加苦花;在煮沸結(jié)束前5min再添加一次酒花，主要添加香花。 麥汁的澄清將麥汁的熱冷凝固物分離，主要是分離酒花糟和不溶性蛋白。本設(shè)計中采用回旋沉淀槽沉

21、淀法分離熱凝固物，利用麥汁離心力分離實現(xiàn)分離。1.熱凝固物的分離(1)熱凝固物的成分糖化醪過濾后得到的麥汁中含有水溶性的清蛋白和少量鹽溶性蛋白質(zhì)以及肽段，這些物質(zhì)在煮沸時變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物，主要成分為：粗蛋白質(zhì)：50%60%酒花樹脂：16%20%灰分：2%3%多酚有機物：20%30%(2)原理 熱麥汁經(jīng)泵加速，由槽切線方向進槽，麥汁在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力，由于槽壁作用產(chǎn)生離心力反作用力將熱凝固物推向槽底部中央。熱凝固物在槽內(nèi)的沉淀情況和以下因素有關(guān)：麥汁切線速度、熱凝固物和大小麥汁粘度。2.酒花分離使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應盡快分離出酒花糟。我國廣泛使用帶篩孔

22、的酒花分離器。每千克酒花球果，在廢酒花糟中，吸附約67L麥汁。為使損失降低，可用熱水洗滌，降低酒花糟中殘余物濃度。每千克酒花約產(chǎn)生含水85的廢糟3千克。 麥汁冷卻目的：冷卻至發(fā)酵所需的溫度，采用的是中溫發(fā)酵，但是是低溫接種，冷卻到6冷卻方法：本設(shè)計采用現(xiàn)在最常用的一段式逆流冷卻。設(shè)備：薄板冷卻器 麥汁充氧麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，即使與氧接觸，氧化反應也較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必需的。麥汁中氧氣的溶解度，與麥汁中氧分壓成正比，與麥汁溫度成反比。麥汁濃度增加將減少飽和溶氧量。麥汁充氧的目的：麥汁在去發(fā)酵時，發(fā)酵前期酵母需要繁殖，充氧可以為酵母前期繁殖提供足夠的氧氣。麥汁充氧

23、的設(shè)備:文丘里管1.3 啤酒發(fā)酵本設(shè)計采用下面發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒下面發(fā)酵法的特點1.采用下面發(fā)酵法主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢，主發(fā)酵完畢大部分酵母沉降到容器底部。2.下面發(fā)酵法的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細致，風味柔和，保存期長。 酵母菌的選擇1.擴大培養(yǎng)啤酒酵母的擴大培養(yǎng)順序斜面試管富氏瓶或試管培養(yǎng)巴氏瓶或三角瓶培養(yǎng)卡式罐培養(yǎng)一級擴大培養(yǎng)二級擴大培養(yǎng)（酵母繁殖罐）發(fā)酵罐2.酵母回收方法(1)人工回收：勞動強度大 工廠一般不采用(2)利用酵母離心機回收利用酵母和發(fā)酵液的不同比重，用離心機分離酒液和酵母。分離啤酒和酵母的離心機多采用自開式盤式為了保持下酒時酒液中的酵母液濃度。采用此法

24、：部分酒液不經(jīng)離心，直接與其他離心后的酒液混合。使酵母濃度保持在510×106細胞數(shù)/ml左右離心后酵母泵于貯存罐內(nèi)進行處理。特點：操作方便，但離心機及所屬設(shè)備不易滅菌，而且離心過程中酒液容易攝取多量的氧。3.接種量不同麥汁濃度的酵母添加量：表15麥汁濃度與酵母添加量的關(guān)系麥汁濃度酵母泥添加量790.30.410120.40.613150.50.716200.61.04.接種方法主要接種方法有：干加法 濕加法 逆加法 倍加法國內(nèi)主要啤酒廠采用濕加法。 啤酒發(fā)酵傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批定型麥汁，經(jīng)過添加酵母、前發(fā)酵、主發(fā)酵、后發(fā)酵和儲酒等階段。相應的設(shè)備是：酵母添加器、酵母罐、發(fā)酵罐。各段

25、發(fā)酵均在有溫度調(diào)節(jié)的廠房內(nèi)進行，一般分為前酵室（78°）、主酵室（9.910.5°）、后酵和儲酒室（-0.6-1.5°）等部分。1酵母的添加和前發(fā)酵(1)酵母添加量本設(shè)計分批發(fā)酵采用低溫、緩慢發(fā)酵，因此接種量比較小，接種量后細胞濃度控制在（512）×10個/ml。(2)酵母添加法本設(shè)計采用流加法添加酵母。(3)前發(fā)酵所謂前發(fā)酵，就是指接種酵母泥處于休眠階段，酵母和麥汁接觸后，有較長（數(shù)小時至十小時）的生長滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細胞濃度達到20×106個/ml，發(fā)酵麥汁表面開始起泡，此階段即為前發(fā)酵。2啤酒的

26、主發(fā)酵 主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中氨基酸和營養(yǎng)物質(zhì)，應用糖類發(fā)酵合成細胞并產(chǎn)生熱量。此時糖降比較緩慢，而氨基氮下降迅速。由于有機酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少，pH下降迅速。酵母達到最高濃度時，糖降最快，每天外觀濃度降可達1.52.0oP。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進行冷卻。發(fā)酵度達到酵母凝聚點時（一般發(fā)酵度在3545），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細胞數(shù)開始下降，糖降速率隨之降低。為 凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵溫度。主發(fā)酵后期每日糖降小于0.3 oP時，發(fā)酵緩慢，泡沫消失，逐步形成泡蓋。泡蓋是CO2帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、蛋白質(zhì)等被氧化、聚合形成的。在主發(fā)

27、酵結(jié)束前，撈去泡蓋，即可進行后發(fā)酵和回收凝聚酵母泥。滅菌的目的：啤酒滅菌的目的是為了保證啤酒的生物穩(wěn)定性，有利于長期保存。采用巴氏滅菌法。巴氏滅菌法，亦稱低溫消毒法，冷殺菌法，是一種利用較低的溫度既可殺死病菌又能保持物品中營養(yǎng)物質(zhì)風味不變的消毒法。本設(shè)計采用62-65溫度滅菌25min，這樣較好地保存了啤酒的營養(yǎng)與天然風味，又可以殺死啤酒里的乳酸桿菌和芽孢。啤酒滅菌的工藝技術(shù)條件：1.酒不得發(fā)生酵母渾濁。2.的啤酒，色、香、味不得與原酒有顯著變化。3.在65滅菌溫度時，二氧化碳含量為45克/升的條件下，瓶頸空間容積應保持為瓶容積的3%，殺菌溫度超過65應保持瓶容積的4%。4.加熱水溫與酒溫差、

28、保持23，以防局部過熱。5.升降溫度應和緩，防止驟升驟降，引起瓶子破損而造成酒和瓶子的損失。殺菌方式可分裝瓶前殺菌和裝瓶后殺菌兩種，在此采用裝瓶后殺菌。第2章 全廠物料衡算、糖化車間熱量衡算、耗水、耗冷計算2.1 全廠物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：項目 名稱 百分比 項目 名稱 百分比 原料利用率 98 原料 麥芽 70定 麥芽水分 6 百分比 大米 30額 大米水分 12 啤酒損 冷卻損失 4.5指 無水麥芽浸出率 75 失率 發(fā)酵損失 1標 無水大米浸出率 95 （對熱 過濾損失 0.8 麥汁） 裝瓶損失 0.7 總損失 7根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進行100kg原料（麥芽、大米）生產(chǎn)11°P淡色啤酒

29、的物料計算，然后進行100L11°P淡色啤酒物料衡算最后進行10萬噸/年 啤酒廠的物料衡算. 100kg原料（70麥芽、30大米）生產(chǎn)11°P淡色啤酒的物料衡算1.熱麥汁量：由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可得原料收得率分別為 麥芽收率：0.75（1006）÷10070.5 大米收率：0.95（10012）÷10083.6 混合原料收率為：0.98（0.70×70.50.30×83.6）×10072.94 由此，100kg混合原料可制得10°P熱麥汁量為：72.94/10 ×100 又知11°P麥汁在20時的相對密度

30、為1.04，而100熱麥汁比20時的體積增加1.04倍，故100熱麥汁體積為：663.09/1.04×1.042.冷麥汁量：660.42×（14.5）630.70 L3.發(fā)酵液量：630.70×（11）624.39L4.過濾酒量：624.39×（10.8）619.39 L5.成品啤酒量：619.39×（10.7）615.05 L6.酒花耗用量：每100L熱麥汁加入酒花量定為0.28kg則100Kg原料耗用酒花量為: 660.42/100×0.281.85 kg7.濕糖化糟：設(shè)排出濕麥糟含水80麥糟70×（16）（10075）

31、/（10080）82.25 kg大米糟30×（112）（10095）/（10080）6.6 kg濕糖化糟82.256.688.85 kg8.酒花糟：設(shè)酒花糟在麥汁中浸出率40，酒花糟含水量按80計算，則酒花糟1.85×（140）/（180%）5.55kg9.酵母量(以商品干酵母計)：生產(chǎn)100L啤酒可得商品酵母1kg，則生產(chǎn)615.05L啤酒可得6.1505kg干酵母濕酵母含水分85，酵母固形物6.15×（185）0.92 kg含水分7的商品干酵母0.92×1/（17）0.99kg10. CO2：11°P冷麥汁658.6576kg中浸出物11&

32、#215;630.70×1.044272.44 kg設(shè)麥汁的真正發(fā)酵物60，則可發(fā)酵的浸出量72.44×6043.47 kg麥芽糖發(fā)酵的化學反應式 C12H22O11 + H2O2 C6H12O62 C6H12O6 4 C2H5OH 4 CO2 56 kcal設(shè)麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2生成量 43.47× （4×44）/342 22.37 kg其中，44為CO2分子量，342為麥芽糖C12H22O11分子量設(shè)11°啤酒含CO2為0.4，酒中含CO2 615.05×1.012× 0.42.49 kg釋出CO2量

33、22.372.4919.88 kg所以得 Vco2=19.881.832=10.85m313.空瓶需用量（以規(guī)格為640ml瓶計）：615.05/0.64 ×1.005965.9966個14.瓶蓋需用量： 615.05/0.64 ×1.01970.6971個15.商標需用量： 615.05/0.64 ×1.001962.0962張. 生產(chǎn)100L11°P淡色啤酒需進行的物料衡算由上面計算可知100kg混合原料可生產(chǎn)11°P成品啤酒615.05L1.生產(chǎn)100L11°P淡色啤酒需耗混合原料為：100/615.05 ×10016

34、.26kg2.麥芽耗用量：16.26×7011.38kg3.大米耗用量：16.26×304.88kg4.酒花耗用量：100L麥汁中加入酒花量為0.28kg，則100L11°P啤酒耗用酒花量 660.42/615.05×0.28=0.3kg5.熱麥汁量：660.42/615.05×100107.38 L6.冷麥汁量：630.70/615.05×100102.54 L7.發(fā)酵液量：624.39/615.05×100101.52 L8.過濾酒量：619.39/615.05×100100.71 L9.濕糖化糟量：設(shè)排出的濕

35、麥糟水份含量為80，則濕麥糟量 （10.06）（10075）/（10080）×11.3813.37 kg濕大米糟量 （10.12）（10095）/（10080）×4.881.07 kg綜上可得濕糖化糟量 13.371.0714.44 kg10.酒花糟量：設(shè)麥汁煮沸過程中酒花浸出率為40，且酒花糟水份含量為80，則 酒花糟量（10040）/（10080）×0.30.9 kg11.酵母量(以商品干酵母計)：生產(chǎn)100L啤酒可得2kg濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用即1kg，濕酵母泥含水分85酵母固形物量： 1× （10085）/1000.15

36、 kg那么含水分7的商品干酵母量為：0.15× 100/（1007）0.16 kg12.CO2量：11°P冷麥汁104.6385L中溶出物量11×102.54×1.044211.78 kg麥汁真正發(fā)酵度為60時，則可發(fā)酵的浸出物量11.78×607.07 kg麥芽糖發(fā)酵的化學反應式 C12H22O11 + H2O2 C6H12O62 C6H12O6 4 C2H5OH 4 CO2 56 kcal設(shè)麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2生成量 7.07×（4×44）/342 3.64kg其中，44為CO2分子量，342麥芽糖C1

37、2H22O11分子量設(shè)11°P啤酒含CO2為0.4，酒中含CO2 100×1.012×0.4%0.4048 kg釋出CO2量 3.640.40483.24kg1m3 CO2在20常壓下重1.832kg/ m3；釋放容積為3.24/1.8321.77 m313.空瓶需用量（以規(guī)格為640ml瓶計）：100/0.064 ×1.005157個14.瓶蓋需用量：100/0.64 ×1.01158個15.商標需用量：100/0.64 ×1.001157張. 年產(chǎn)10萬噸11°P啤酒廠的物料衡算生產(chǎn)旺季每天糖化7次，旺季以170天計，占

38、年產(chǎn)量70，淡季每天糖化4次，均留10天檢修，以170天計。則每年總糖化次數(shù)7×170+4×1701870次10萬噸11°P淡色啤酒糖化車間物料衡算：旺季二、三季度，預留10天檢修，按170天算，設(shè)每天糖化7次，共糖化1190次，旺季產(chǎn)量占全年70（11°P淡色啤酒密度1012 kg/m3）1.糖化1次成品酒定額量（10×104×103×103×70%）/（1012×1190）58126.02L2.消耗混合原料58126.02×16.26/1009451.29 kg 3.麥芽9451.29

39、15;706615.9 kg4.大米9451.29×302835.39kg5.酒花0.3×58126.02/100174.38 kg6.熱麥汁107.38×58126.02/10062415.72 L7.冷麥汁102.54×58126.02/10059602.42 L8.濕糖化糟 14.44×58126.02/1008393.40 kg9.濕酒花糟 0.9×58126.02/100523.13 kg10.發(fā)酵液101.52×58126.02/10059009.54 L11.過濾液100.71×58126.02/10

40、058538.71 L12.成品酒100×58126.02/10058126.02 L13.商品干酵母0.16×58126.02/10093 kg14.CO2釋放量1.77×58126.02/1001028.83 m315.空瓶157×58126.02/10091257.99125816.瓶蓋158×58126.02/10091839.19184017.商標157×58126.02/10091257.991258由前可得出整個物料衡算表：表21全廠物料衡算表物料名稱單位100混合原料100L10°淡色啤酒糖化一次定額10萬噸

41、/年啤酒生產(chǎn)混合物料Kg10016.269451.291.77×107麥芽Kg7011.386615.91.24×107大米Kg304.882835.391.47×107酒花Kg1.850.3174.383.26×105熱麥汁L660.42107.3862415.721.17×108冷麥汁L630.70102.5459602.421.11×108發(fā)酵液L624.39101.5259009.541.10×108過濾液L619.39100.7158538.711.09×108濕糖化糟Kg88.8514.448393.4

42、01.57×107濕酒花糟Kg5.550.9523.139.78×105商品干酵母Kg0.990.16931.74×105游離CO2量m310.851.771028.831.92×106空瓶個96615791258180995600瓶蓋個97115891840182148200商標張96215791258180995600成品啤酒L615.0510058126.021.09×108 全年實際生產(chǎn)啤酒量為：1.09×108×1.012110308噸表22全廠糖化車間熱量衡算表名稱規(guī)格MPa每噸產(chǎn)品消耗定額kg每小時最大用量kg

43、/h每天耗量kg/d年耗kg/a蒸汽0.2610.2310563.97251973.9667313052.15表23全廠用水衡算表編號用水項目水質(zhì)需要用水量最大用水量t/h噸/次噸/日1糖化用水自來水或深井水75.6137.8175.612洗槽用水自來水或深井水28.3542.5385.063糖化室洗刷用水自來水或深井水36124沉淀槽冷卻用水深井水106.43106.43212.865沉淀槽洗刷用水自來水或深井水73.576麥汁冷卻器冷卻用水深井水63.663.6127.2表24發(fā)酵車間耗冷量衡算表耗冷分類耗冷項目每小時耗冷量kJ/h冷媒用量kg/h每罐耗冷kJ年耗冷量kJ工藝耗冷量麥汁冷卻

44、Q122081117.2163645.35（2冷水）66243351.624.13×1010發(fā)酵耗Q2432162.7212923.5312511051.567.81×109無菌水冷卻Q3276515.558269237013.331.48×108酵母培養(yǎng)Q410032030004631412.89×108工藝總耗冷Qt22890115.487.95×1074.95×1010 非工 藝耗冷量錐形罐冷損Q52.47×106738641.62×1071.01×1010管道等冷損Q62746813.868214

45、1.569.52×1065.94×109非工藝總耗冷Qnt5.22×1062.57×1071.60×1010合 計總耗冷Q2.81×1071.05×1086.55×1010單 耗593790KJt啤酒第3章 糖化車間相關(guān)設(shè)備計算與選型3.1.5 糊化鍋 糊化鍋第一次煮沸量為18713.59第二次煮沸12139.27kg 取大者計算其中含大米粉量2835.39kg 含水量12% 含麥芽粉567.08kg 含水量 6%糊化醪干物質(zhì)%2835.39×(112%)+198.9×(16%)/18713.5

46、916.18%查發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論P310得麥汁比重 1.0669 V有效18713.59/1.0669×100017.5m3取糊化鍋充滿系數(shù)0.7V總V有效 /0.725.06 m3采用球形底糊化鍋，以球形底的容積為容積余量 則V有效DH/4 取DH21則 17.53.14×D3/(4×2) D3.5m 圓整取 D3800mmV設(shè)計有效D2(H0.5)/4vh2(D2/8+h2/6)19.21m317.5m3 過濾槽查啤酒工業(yè)手冊下P437 每100kg干麥芽所需過濾面積0.50.6m2; 本設(shè)計取0.55m2則 所需的總過濾面積為 0.55 × 6

47、615.9/10036.39m2由SD2/4則D6.81圓整取 D6800mm查啤酒工業(yè)手冊下P437 100kg麥芽需過濾槽的容量0.70.8m3取0.75 則 總過濾面積6615.9×0.75/10049.62m349.62D2h1/4 h149.62×4/3.14×(6.8)21.4設(shè)底部安裝濾板等，約占總高度為0.3m。 則 Hh10.31.40.31.7m圓整取H1800mm 麥汁暫貯罐由前面物料衡算可知，糖化一次產(chǎn)生過濾液為58538.71LV過濾液58.54m3V總V過濾液/0.9531m3V總H(hb)H （取HD21）312.6m圓整取 D260

48、0mm H5200mm 麥汁煮沸鍋查啤酒工業(yè)手冊下P448 100kg麥芽需煮沸鍋容量為800900L 且有25%30%作為麥汁運動空間 則 取容量為850LV有效6615.9/100×85056.24m3V總56.24×1.2570.3m3又V有效56.24D5.2m圓整取 D5200mmV總70.3m3H2.9m圓整取 H3000mm 回旋沉淀槽煮沸后熱麥汁量為：62415.72LV有效62415.72/10062.42m3V有效62.42×1.274.9m374.962.42H1取液面高度槽體直徑D122.562.42D5.8m帶入74.9 則 H2.8m園

49、整 取H3000m 粉碎設(shè)備選用秦皇島鴻鼎輕工機械技術(shù)有限公司生產(chǎn)的C型麥芽粉碎機技術(shù)特性生產(chǎn)能力：3200公斤/小時 振動頻率：434/分主電機型號、功率：Y16 L 611kw喂料輥電機型號、功率：AO7144 0.75kw設(shè)備外形尺寸：長2232×寬1250×高2125設(shè)備重量：1690公斤 其它因為 糖化一次要空瓶 91258個所以 包裝車間的生產(chǎn)能力為 91258×7/2426616瓶/h所以 洗瓶機 所需功率 79Kw壓蓋灌裝機所需功率 8.5Kw噴淋殺菌機所需功率 19Kw貼標機所需功率 8.0Kw第4章 糖化鍋的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算4.1 糖化鍋的結(jié)

50、構(gòu)設(shè)計 糖化鍋尺寸計算1. 糊化鍋糊化醪量根據(jù)前面物料計算可得：18713.59kg根據(jù)工藝設(shè)計糊化鍋中糊化醪煮沸時每小時蒸發(fā)5%的水分，第一次煮沸30min則 蒸發(fā)量18713.59×5%×30/60467.84kg第一次煮沸后糊化醪量18713.59467.8418245.75kg糖化醪量27219.69kg第一次煮沸后糖化鍋中醪液量為：18245.7527219.6945465.44kg糖化醪中干物質(zhì)量% 19.17%查發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論P310得糖化醪相對密度為1.079則糖化鍋有效容積42.14m3取糖化鍋充滿系數(shù)為0.7，則糖化鍋的總?cè)莘e42.14/0.760.19m3根據(jù)工藝設(shè)計每糖化一次用兩個糖化鍋 則每個糖化鍋的V有效42.14/221.07m3V總60.87/230.10m3本設(shè)計采用平底糖化鍋，上封頭采用120°