啤酒發(fā)酵工廠設計匯總

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1、啤酒工廠糖化設計 基礎數(shù)據(jù)： 生產(chǎn)規(guī)模： 80，000噸／年 產(chǎn)品規(guī)格： 12度淡色啤酒 生產(chǎn)天數(shù)： 300天／年 原料配比： 麥芽：大米=70：30 原料利用率： 98％ 麥芽水分： 6％； 大米水分： 12％ 無水麥芽浸出率78％； 無水大米浸出率：90％ 啤酒損失率(對熱麥汁)： 冷卻損

2、失：7％； 發(fā)酵損失：1.5％； 過濾損失：1.5％： 裝瓶損失：2％； 總損失： 12％ 糖化次數(shù)： 生產(chǎn)旺季(150天) 8次／天 生產(chǎn)淡季(150天) 4次／天 設計內容： 1．根據(jù)以上設計任務，查閱有關資料、文獻，搜集必要的技術資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定與論證。 2．工藝計算：全廠的物料衡算；糖化車間的熱量衡算(即蒸汽耗量的計算)；

3、糖化用水量的計算；發(fā)酵車間耗冷量計算。 3．糖化車間、發(fā)酵車間設備的選型計算：包括設備的容積、型號、主要尺寸。 設計要求： 1．根據(jù)以上設計內容，書寫設計任務說明書 50000噸/年 啤酒工廠設計 摘要: 啤酒既是一種食品飲料,又是一種內涵豐富的文化用品。飲酒不僅是一種飲食行為,又是一種文化交際活動。啤酒作為食品飲料產(chǎn)品不僅代表生產(chǎn)力和微生物科學技術，飲酒活動又是世界各民族獨特傳統(tǒng)文化重要組成部分。啤酒雖不是人類生存的必需品，但在社

4、會生活中具有無法替代的功能。如今，啤酒的產(chǎn)量在我國釀造酒生產(chǎn)中產(chǎn)量最高，已超過3000萬噸僅次于美國。 啤酒的主要原料是大麥，大米，玉米等。而中國是一個糧食大國，它為啤酒廠的建立提供了良好的原料來源。本設計中把產(chǎn)品定位為市場比較普遍的淡色啤酒，年產(chǎn)量5萬噸。根據(jù)設計任務書，設計生產(chǎn)工藝流程并進行工藝計算并對重點設備和能量消耗進行計算。產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和發(fā)展提供了良好的保證。 關鍵詞：啤酒 原料 設計 工藝計算 設備選型 80000TONS PER YEAR BEER FACTORY DESIG

5、N Abstract：The beer not only is one kind of food drink,also is one kind of connotation rich cultural item. Drinks wine not only is one kind of eating behavior,also is one kind of cultural human relations activity. The beer not only represents the productive forces and the microorganism science a

6、nd technology as food drink product. Drinks wine to move also is the world various nationalities unique traditional culture important constituent. The beer although is not the human survival essential item, but has the function in the social life which is unable to substitute. Now, the beer output f

7、erments in brewbeer the production in our country the output to be highest, has surpassed 30 million tons to be only inferior in US. The beer main raw material is the barley, the rice, the corn and so on. China is a grain great nation, it has provided the good raw material origin for the bre

8、wery establishment. In this design product localization for market quite universal Pale Beers, annual output 80,000 tons. The product broad market has provided the good guarantee for the factory survival and the development. Key words：beer raw material design

9、 目 錄 第一章 緒論…………………………………………………………………5 第一節(jié) 設計的任務要求和依據(jù) 第二節(jié) 設計的原則、特點 第三節(jié) 設計的目的、可行性 第二章 廠址的選擇…………………………………………………………7 第三章 啤酒廠總平面設計…………………………………………………9 第一節(jié) 總平面設計原則 第二節(jié) 啤酒廠組成 第三節(jié) 占地面積估算 第四節(jié) 廠區(qū)交通運輸 第四章 產(chǎn)品方案確定及論證 ……………………………………………10 第

10、一節(jié) 產(chǎn)品方案制定依據(jù) 第二節(jié) 產(chǎn)品方案論證 第五章 啤酒生產(chǎn)糖化工藝流程 …………………………………………12 第六章 物料衡算 …………………………………………………………17 第一節(jié) 數(shù)據(jù)準備 第二節(jié) 各類產(chǎn)品衡算 第七章 各類產(chǎn)品生產(chǎn)設備選擇 ……………………………………… 30 第一節(jié) 選擇設備原則 第二節(jié) 設備選擇 第八章 重點設備計算 …………………………………………………… 37 第一節(jié) 基礎設備計算 第二節(jié) 外形結構設計 第九章

11、 啤酒生產(chǎn)衛(wèi)生問題 ………………………………………………42 第十章 三廢處理方案 …………………………………………………… 43 第一節(jié) 廢水和節(jié)水技術 第二節(jié) 廢氣處理 第三節(jié) 垃圾處理 緒論 第一節(jié) 設計的任務要求和依據(jù) 一、設計的任務及要求 本設計是年產(chǎn)量為8萬噸的8°淡色啤酒的啤酒廠，重點是產(chǎn)品的物料衡算，熱量衡算，同時工藝流程及設備選型等設計。本設計的重點車間為糖化車間，重點設備為糖化，煮沸，發(fā)酵設備。 二、設計的依據(jù) 本設計是以《啤酒工廠設計》為標準，通過綜合運用大學四年自己所

12、學到的知識付諸于實踐當中。參考了《發(fā)酵設備》、《生物工程工廠設計概論》、《化工原理》上下冊、《發(fā)酵工廠工藝設計概論》、《啤酒工業(yè)手冊》上下冊等。 根據(jù)以上設計任務，查閱有關資料、文獻，搜集必要的技術資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定與各種計算。 第二節(jié) 設計的原則、特點 一、設計原則 1、必須符合計劃任務書的規(guī)定和要求。各階段工作要有明確的進度。課程設計要有計劃的進行。 2、本設計爭取做到積極采用和大力發(fā)展新技術，吸收科研和技術改造的新成果，力求技術上具有現(xiàn)實性和先進性，經(jīng)濟上有合理性。 3、設備選用時，應滿足生產(chǎn)工藝要求，同時安全可靠，盡量選用

13、成套設備，通用設備，以利于提高機械化程度，方便生產(chǎn)，節(jié)約投資。 4、本設計盡量少或不占耕地，選擇流程盡量減少，避免污染物排放。盡量減少三廢處理量，同時注意節(jié)能和充分利用余熱。 5、結合實際，根據(jù)國家的所需而合理決定工廠的產(chǎn)品品種及合理安排工廠的產(chǎn)品方案，兼顧經(jīng)濟效益和社會效益，以最小投資，換回最大的經(jīng)濟效益。 二、設計特點 1、本設計從實際出發(fā)，講究效益，生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中力圖以較少的人力、物力、財力取得較大的經(jīng)濟效益。此為本設計的指導思想，亦是本設計最主要的特點。 2、本設計從國內市場的銷售來確定產(chǎn)品，使產(chǎn)品在市場上具有較強的競爭力。3、本設計的廠址在城市近郊，在勞動力，動力、水的供

14、應，排水工程及生 活設施等方面能利用城市原有的設施，減少投資。 4、本設計從節(jié)約用地出發(fā)，充分利用廠房設備來安排產(chǎn)品，對于那些類型不相同，生產(chǎn)設備，生產(chǎn)條件十分相同，甚至是用同一廠房，設備來生產(chǎn)不同產(chǎn)品，這對于廠房用地，設備投資都很有利。 5、本設計是產(chǎn)品衛(wèi)生達食品衛(wèi)生法規(guī)，遵守有關條款的規(guī)定。 第三節(jié) 設計的目的、可行性 一、目的 大學四年的全面學習，包括基礎知識和專業(yè)知識，使我們在離開學校，步向社會之際，有了一定的基礎應用技能。 本設計是將我們學到的知識應用到實踐中來。在獨立完成這個設計的過程中，一方面鞏固學到的知識，另一方面通過查閱，整理資料增加我們的認識和科研技能，

15、同時，進一步熟悉工廠的生產(chǎn)實際，培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力，鍛煉了我們作為一名技術骨干應有的獨立工作能力。 二、現(xiàn)實意義和可行性分析 啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質、每升啤酒的熱量可達430卡，相當于6-7枚雞蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽?，F(xiàn)代科學研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營養(yǎng)價值又具良好的藥療效果，啤酒中酒精含量較低，10度黃啤酒含酒精3％左右，非但對胃和肝臟無損害，而且可平緩地促進人體血液循環(huán)；維生素B1、B6已能維持心臟正?；顒樱鵁熕釀t能擴張血管，故它們對心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝

16、。 在中國建立最早的啤酒廠是俄國人在哈爾濱八王子建立的烏盧布列夫斯基啤酒廠, 此后五年時間里, 俄國、德國、捷克分別在哈爾濱建立另外三家啤酒廠。然而, 我們啤酒業(yè)大力發(fā)展真正發(fā)生在1979年后十年, 我國的啤酒工業(yè)每年以30%以上的高速度持續(xù)增長。80年代, 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn), 遍及神州大地。 到1988年我國大陸啤酒廠家發(fā)展到813個, 總產(chǎn)量達656.4 萬噸, 僅次于美國、德國, 名列第三, (到1993 年躍居第二 ) 短短十年, 我國啤酒廠家增長9 倍, 產(chǎn)量增長17.6 倍, 從而我國成了名符其實的啤酒大國。隨著經(jīng)濟的增長，人們對啤酒的消費會越來越大。所以也看到了

17、啤酒工業(yè)的發(fā)展前景。這時候建立一個啤酒工廠的話，產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和發(fā)展提供了良好的保證。 　　第二章 廠址的選擇 一、廠址選擇的原則 廠址選擇是設計工作的基本內容之一。廠址選擇的好壞直接影響設計質量、建設進度、投資大小和投產(chǎn)后經(jīng)營管理條件。因此，廠址選擇是一項包括政治、經(jīng)濟、技術的綜合性的復雜工作，具有較高的原則性和廣泛的技術性。 1、廠址要符合國家下達建廠計劃任務書中所作的規(guī)定和要求。 2、廠址應符合當?shù)爻擎?zhèn)總體發(fā)展規(guī)劃的要求，并盡量與附近工業(yè)企業(yè)相配合，以節(jié)約基建投資。 3、廠址的面積和外形要滿足啤酒生產(chǎn)工藝的要求，并留有適當?shù)臄U建余地。 4、廠址地形宜平坦，地

18、面傾斜坡度最好不超過3% ,便于廠區(qū)運輸線路布置，并盡可能減少土方工程量。 5、廠址應符合國家有關衛(wèi)生、防火、人防等要求。如:廠區(qū)應在居民點下風側;河流的上游;廠區(qū)附近不得有細菌，傳染病病源或其他污染的來源;不應選擇在低洼窩風的地形做廠區(qū)，應避開軍事措施地區(qū)等等。 6、廠址應在當?shù)刈罡吆樗恢?，如果低于洪水位則須有堅固堤防保護.同時，要防止內澇水的浸淹. 二、廠址選擇從投資和經(jīng)濟效益考慮 1、廠址應有較方便的運輸條件，若需建公路或專用鐵路時，距離最短為好，以節(jié)省投資。 2、有一定供電條件，滿足生產(chǎn)需要。 3、所選廠址附近不僅有充足的水源，而且水質應較好。 4、廠址最好選在居民

19、區(qū)附近，這樣可以減少宿舍，商店，學校等職工的生活福利設施。 三、廠址的選擇依據(jù) 1、要有可靠的水源，在滿足啤酒廠生產(chǎn)用水的水質、水量及水溫的條件之下，應盡可能靠近水似，以縮短管路及動力電纜的鋪設工程.如用山泉水、地下水、水庫水，自來水或江河水等水源，可單獨采取一種水源，也可取二種或三種水源以分別用于生產(chǎn)。 2、根據(jù)交通運輸方式的不同而考慮廠址的位置.如原材料、成品以水運為主，則應盡可能靠近河流，并考慮碼頭的適當位置:如以陸運為主，則須靠近鐵路或公路，并盡量減少沿途修建橋、隧洞的工程。 3、廠址應盡可能靠近一些已有的熱，電源，以充分取得企業(yè)協(xié)作的條件。 4、廠址地質要符合啤酒廠設計的要

20、求，一般地耐力宜在20噸/平方米以上為好，可節(jié)約基礎工程投資，但應避免在地表過淺或已露頭巖石的地區(qū)及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地區(qū)或是古河道，古墓之上選擇廠區(qū)。 5、一般啤酒廠廠址應避免選在地震基本烈度在七度或七度以上地區(qū):當?shù)卣够玖叶葹榫哦然虺^九度的地區(qū)不宜建大型啤酒廠. 6、廠址不宜選在有礦產(chǎn)地區(qū)、有古跡文物地區(qū)。風景游覽區(qū)、有化學廢料，有機廢料堆放的地區(qū)等。 7、廠址應盡量靠近城鎮(zhèn)或啤酒銷售區(qū)域，以減少大量的瓶箱運輸。 8、選廠時應考慮職工生活區(qū)的位置，并盡可能靠近城鎮(zhèn)，以減少集體事業(yè)設施的投資，改善職工生活福利的條件。 9、選廠中還應盡量了解施工期間水電供應，勞動力來源，施

21、工工人居住生活，施工機械、預制場地、建材的運輸、堆放等條件的利便情況。 10、要考慮啤酒廠的綜合利用以及啤酒廠廢料的處理及堆放場地。 四、廠址選擇結果 綜合以各種因素，初步選擇南昌近郊作為啤酒廠的廠址。這樣，原料購買運輸不成問題，產(chǎn)品又能及時的銷往各中心城市，交通較為方便，是較為理想的選擇。 第三章 啤酒廠總平面設計 第一節(jié) 總平面的設計的基本原則 總平面設計必須貫徹國家的各項方針，政策，在符合放火，衛(wèi)生規(guī)范的前提下，盡可能節(jié)約用地，不占，少占農田；減少勞動強度，節(jié)約建筑材料，具體應注意以下幾方面。 一、平面緊湊： 必須按設計任務書和選擇廠址報告進行設計，按不同的規(guī)模和類別

22、結合周圍環(huán)境，布置上力求緊湊，節(jié)約用地。 二、布置合理： 1、建筑物、構筑物的布置必須符合工藝流程要求，力求生產(chǎn)線略短，避免交 叉和往返運輸，合理組織人流物流。 2、動力設施應接近負荷中心，以縮短管線，減少損耗。 3、根據(jù)生產(chǎn)性質不同，動力供應，貨運周轉，衛(wèi)生防火等分區(qū)布置。 4、車間應與食品衛(wèi)生有影響的綜合車間，廢品倉庫、煤堆、大量煙塵或有害氣體排出車間間隔一定的距離，主車間應設在鍋爐房的風位；并把有大量煙塵排出的車間布置在廠區(qū)邊緣及常年主導風向的下側。 第二節(jié) 啤酒廠的組成 啤酒廠一般是由生產(chǎn)車間、輔助車間、動力設施、給水、排水設施，全廠性設施等組成。 生產(chǎn)車間：制麥車

23、間，糖化車間，發(fā)酵車間 。 輔助車間：原料預處理車間，過濾車間，灌裝車間，倉庫。 動力設施：變電所，鍋爐房，冷凍機房。 給水設施：水塔，水池，冷卻塔等。 全廠性設施：辦公室，食堂，醫(yī)務室，哺乳室，托兒所，浴室，廁所，自行車棚，圍墻，大門，傳達室。 第三節(jié) 占地面積的估算 估算該啤酒廠占地面積為12000-15000 m2 。 廠區(qū)建筑系數(shù)取40%，廠區(qū)土地利用系數(shù)60% 第四章 產(chǎn)品方案的確定及論證 第一節(jié) 產(chǎn)品方案的制定依據(jù) 產(chǎn)品方案實際上是擬定工廠投資后準備在什么時候生產(chǎn)什么品種的產(chǎn)品，產(chǎn)量有多大。也就是對產(chǎn)品品種，各種產(chǎn)品的產(chǎn)量、產(chǎn)期、生產(chǎn)

24、班次作出計劃安排。 產(chǎn)品方案的確定是關系到工藝流程的選擇，設備型號的選擇，車間的平面布置，車間的面積以及公用工程設施，勞動力定員等等。對工藝設計和整個工廠設計都有重大的關系，產(chǎn)品方案是工藝設計的主要依據(jù)。 1、符合計劃任務書的規(guī)定。 2、必須考慮產(chǎn)品在國內外市場的銷售情況，以及產(chǎn)品的成本和獲得的利潤，有利于收到較好的經(jīng)濟效益。 3、必須考慮充分利用原料資源，尤其是充分利用季節(jié)性的原料資源，使生產(chǎn)原料供應充足。 4、必須解決淡旺季生產(chǎn)的均衡性問題，以便充分的利用廠房、設備，使工廠發(fā)揮最大的生產(chǎn)潛力。 5、必須有利于原料的綜合利用和對產(chǎn)品進行多層次的深加工，以提高原料的利用價值，有

25、助于降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。 產(chǎn)品方案擬定時，列出幾個產(chǎn)品方案，進行比較，討論，分析，確定一個較合理的產(chǎn)品方案作為工藝設計的重要依據(jù)。 確定方案如下： 產(chǎn)品品種：12度淡色啤酒 產(chǎn)品產(chǎn)量：年產(chǎn)五萬噸 產(chǎn)品產(chǎn)期：150天為生產(chǎn)淡季 。150為旺季。淡季每天糖化4次，旺季每天糖化8次。 第二節(jié) 產(chǎn)品方案的論證 啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質、每升啤酒的熱量可達430卡，相當于6-7枚雞蛋，0．75升牛奶或50克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽。現(xiàn)代科學研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營養(yǎng)價值又具有良好的藥療效

26、果，啤酒中酒精含量較低，10度啤酒含酒精3％左右，非但對胃和肝臟無損害，而且可平緩地促進人體血液循環(huán)；維生素B1、B6已能維持心臟正?；顒樱鵁熕釀t能擴張血管，故它們對心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝。人們已經(jīng)認識到了啤酒的功效，平時不僅把它作為了美容品，也成為了餐桌上不可缺少的一部分。它還可以作為一種美味劑，在菜肴的烹調中發(fā)揮重要的作用。所以啤酒的市場前景非常大。 根據(jù)網(wǎng)上的資料顯示，人們對瓶裝啤酒的消費額最大，其次是扎啤。且飲600ml容量的居多?，F(xiàn)在市場上淡啤還是比較暢銷，消費群體以年輕人為主。但是隨著國外品牌的增多，工廠要做好開發(fā)其它品種啤酒的準備。尤其是保健啤酒也是一開發(fā)的重點對象。

27、 第五章 啤酒工藝流程 第一節(jié) 原料要求 一．大麥的要求 1、感官要求 麥粒有光澤，呈淡黃色，子粒飽滿，大小均勻，表面有橫向且細的皺紋，皮較薄。 2、物理檢驗 ①千粒重35~45g。能通過2.8mm篩孔徑的麥粒，應占85%以上。 ②將大麥從橫面切開，胚乳段面應呈軟質白色，透明部分越少越好。 ③發(fā)芽率要求不得低于96%，發(fā)芽力要求達到85%以上。 3、化學檢驗 ①淀粉含量在65%以上 ②含水量在12%～13% ③在15℃浸泡48h，大麥含水不低于42% ④蛋白質含量為9%～12%，其中1/3～1/2的蛋白質可溶解到麥芽汁中。 注：1)已正式定名的芳香

28、型啤酒花制成的顆粒啤酒花，其α-酸含量不受此要求限制。2)β-酸2.0%為推薦值。 二、麥芽質量的要求 1、外觀特征 干麥芽應無霉味，呈淺黃色，具有香味，口咬發(fā)脆且松散。麥芽色澤是判斷麥芽質量優(yōu)劣的重要依據(jù)。 2、化學檢驗及指標 ①水分4.0～5.0% ，蛋白質含量為10.0～10.8% ②粗、細粉浸出率差1.3～1.65% ③細粉的碘值﹤2.8 ，最終發(fā)酵度﹥80% ④蛋白質溶解度為40～42% ⑤PH值為5.6～5.8 ⑥煮沸色度≤5.0EBC ⑦α-淀粉酶≥40ASBC單位 三．糖化用水的質量要求 ①要求水的總硬度不超過4.28mmol/L,硬度過高會使糖化醪的

29、酸度降低，從而影響糖化和發(fā)酵。 ②鐵離子濃度小于0.5mg/L ,氯離子濃度屬于20~60mg/L，氯氣小于0.3mg/L， 氨基氮小于0.5mg/L。 ③衛(wèi)生指標要求細菌總數(shù)不得超過100個/ml，不得有大腸桿菌和八疊球菌。 第二節(jié) 啤酒工藝流程 酒花 ↘ 酵母 ↘ 原料粉碎 糖化過濾 煮沸 冷卻 發(fā)酵 濾酒 驗瓶 殺菌 貼標 噴碼 裝箱入庫 一．釀造啤酒的原料 釀造啤酒的主要原料是大麥，水

30、，酵母，酒花及輔料。 大麥是啤酒生產(chǎn)的重要原料，先將起制成麥芽，再用于釀酒。它不僅淀粉含量高而且還為糖化時提供了各種豐富的酶系和含氮物質，這為后發(fā)酵過程提供了良好的物質基礎。水是啤酒含量最多的成分，在釀造的過程中，水中的各種離子的作用是不可低估的，在一定程度上影響酵母的生產(chǎn)和啤酒的質量。酒花對啤酒的質量非常重要，它不僅賦予啤酒特殊的苦味，同時也影響啤酒的苦味與香氣。對啤酒發(fā)酵而言酵母的作用是至關重要的，它直接影響著啤酒的口味和特點。使用輔料是為了提供廉價的浸出物或糖類，這樣會減少麥芽的使用量，降低啤酒生產(chǎn)的成本。 二．麥芽的制備 制麥芽的目的是為了產(chǎn)生出各種水解酶便于糖化時便于淀粉和蛋白

31、質的水解。所制得的麥芽不僅除掉了更多的水分和生腥味，而且干麥芽具有了特色的色，香，味，對啤酒的風味產(chǎn)生了很大影響，這就比直接用大麥粒做糖化原料好。 三．麥汁的制備 其主要過程有原料粉碎，糖化，醪液過濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個過程。 1．原料的粉碎采用濕法粉碎。濕粉碎就是將麥芽通過噴水浸漬和充以空氣使其水分達到28—30％，然后在增加水分的條件下，用對輥粉碎機粉碎，一面粉碎，一面加水調漿，泵入糖化鍋。這樣的粉碎物，麥皮完整，面胚乳則被磨成漿狀細粒，既有利于加速麥汁過濾，又可增加麥芽浸出率。 2．利用麥芽所含的酶，將麥芽和麥芽輔助原料申的不溶性高分子物質，逐步分解為可溶性的低分子物質，

32、這個分解過程，稱為糖化，由此制備的浸出物溶液就是麥芽汁。本設計中的糖化方法采用的是雙醪二次煮出糖化法。麥芽在糖化鍋中進行蛋白質分解，輔助原料大米與一部分麥芽在糊化鍋進行糊化和液化然后兌醪，達到所需要的糖化溫度。 糊化鍋中投入大米為總麥芽量的20%，料液比為1：4.5。糊化醪開始的溫度為45～50℃，保溫30min，蛋白質分解。緩慢升溫至70℃，α-淀粉酶的作用增強，非糖化比例增加。再保溫15min，迅速加熱至沸，保持煮沸狀態(tài)20～40min，然后兌入糖化醪中。 糖化鍋中的料水比為1：3.5。為了防止麥芽中各種酶因高溫而引起破壞，糖化時的溫度變化一般是由低溫逐步升至高溫的。糖化的不同階段所采

33、取的控制溫度也不同。控制方法如下： （1）35-40 ℃ 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β-葡聚糖的分解。 （2）45-55℃ 蛋白質分解階段：此時的溫度稱為蛋白質分解溫度，溫度偏向下限，氨基酸生成量相對多一些，溫度偏向上限，可溶性氮生成量較多一些。對溶解不良的麥芽，溫度應控制偏低，并延長蛋白質分解時間。 （3）62～70℃ 糖化階段：此時的溫度稱為糖化溫度，若控制在62～65℃溫度下生成的可發(fā)酵性糖比較多，非糖的比例相對較低，適于制造高發(fā)酵度啤酒。若控制在65～70℃，則麥芽的浸出率相對減少，非糖化比例增加，適于制造低發(fā)酵度的啤酒。通

34、過控制糖化階段的溫度，可以控制麥汁中糖與非糖之比。 （4）75～80℃， 糊精化階段：此時溫度下，α-淀粉酶仍起作用，殘留的淀粉可進一步分解。而其它的酶則受到抑制或失活。 兩次糖化煮出法大概用時3～4小時。 3． 糖化工序結束后，應在最短時間內，將糖化醪中從原料溶出的物質與不溶性的麥槽分開，以得到澄清的麥汁。本設計中采用的是過濾槽過濾麥汁。淡色啤酒的第一道麥汁過濾后的濃度必須控制在14～16%。第一麥汁濾出后，用水將麥糟中殘留的糖液洗出，其所用的水稱洗槽用水，洗出的浸出物稱第二麥汁。洗槽用水要求溫度為75～80℃，洗槽殘水濃度為0.5～1.5%。 4．麥汁過濾后先進入一貯槽再進入煮沸

35、鍋煮沸和添加酒花。煮沸的主要目的： ①破壞酶的活性，使之停止作用。 ②麥汁滅菌。 ③析出某些蛋白質，以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。 ④蒸發(fā)混合麥汁中多余的水分。 ⑤酒花成分的浸出。 ⑥降低ph值。 ⑦形成還原物質，煮出惡味。 采用的是蒸汽常壓煮沸法，為縮短煮沸操作時間，當麥芽汁蓋滿煮沸鍋的加熱器后，即開始加熱。并在80℃保持30min，讓α-淀粉酶將殘存的淀粉分解完全。在全部麥芽汁煮沸后，繼續(xù)煮沸60～90min，并始終保持強烈的翻騰狀態(tài)，此期間按時添加酒花并經(jīng)常取樣檢查煮沸質量。酒花采用三次添加法，在麥汁初沸時，添加全量的10%，防止麥汁起泡沫。間隔二十分鐘后，再次添加。在煮沸終

36、了前5～10分鐘添加最后一批香型酒花或質量比較好的酒花。 5．麥芽汁用于發(fā)酵前還要去除熱凝固物和冷凝固物，也就是麥芽汁的澄清。設計中使用的回旋沉淀槽除去熱凝固物。接著用薄板冷卻器讓麥芽汁冷卻，一方面是為了達到發(fā)酵溫度6～7℃，另一方面使大量的冷凝固物析出。 四．啤酒的發(fā)酵 潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進入發(fā)酵的程序。整個發(fā)酵過程可以分為：酵母恢復階段，有氧呼吸階段，無氧呼吸階段。酵母接種后，開始在麥汁充氧的條件下，恢復其生理活性，所以在用薄板冷卻器冷卻麥汁時需在出口管道中安裝文丘里管，用來對麥芽汁充氧。 人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可

37、發(fā)酵的糖份轉化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤酒。發(fā)酵在八個小時內發(fā)生并以加快的速度進行，積聚一種被稱作"皺沫"的高密度泡沫。這種泡沫在第3或第4天達到它的最高階段。從第5天開始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫開始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在8～10天后發(fā)酵就完全結束了。整個過程中，需要對溫度和壓力做嚴格的控制。當然啤酒的不同、生產(chǎn)工藝的不同，導致發(fā)酵的時間也不同。通常，貯藏啤酒的發(fā)酵過程需要大約6天，淡色啤酒為5天左右。發(fā)酵結束以后，絕大部分酵母沉淀于罐底。將這部分酵母回收起來以供

38、下一罐使用。除去酵母后，生成物"嫩啤酒"被泵入后發(fā)酵罐（或者被稱為熟化罐中）。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白質進一步沉淀下來，使啤酒的風格逐漸成熟。成熟的時間隨啤酒品種的不同而異，一般在7～21天。經(jīng)過后發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機中將所有剩余的酵母和不溶性蛋白質濾去，就成為待包裝的清酒。 第六章 80000t/年啤酒廠糖化車間的物料衡算 啤酒廠糖化車間的物料平衡計算主要項目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽），每次糖化量等。 第一節(jié) 數(shù)據(jù)準備 一．糖化車間工藝流程示意圖 麥芽,大米 粉碎 糊化 糖

39、化 過濾 薄板冷卻器 回旋沉淀槽 麥汁煮沸鍋 酒花渣分離器 啤酒廠糖化車間工程流程示意圖 二．工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù) 根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況，有關生產(chǎn)原料配比、工藝指標及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù)如表1所示。 表1 啤酒生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù) 項 目 名 稱 百分比（%） 項 目 名 稱 百分比（%） 定 額 指 標 無水麥芽 浸出率 78 原料配比 麥 芽 70 大 米 30 無水大米

40、 浸出率 90 啤酒損失率（對熱麥汁） 冷卻損失 7 發(fā)酵損失 1.5 原料利用率 98 裝瓶隨時 2.0 麥芽水分 6 過濾損失 1.5 大米水分 12 總 損 失 12 根據(jù)表1的基礎數(shù)據(jù)，首先進行100kg原料生產(chǎn)12°淡色啤酒的物料計算，然后進行100L 12°淡色啤酒的物料衡算，最后進行50000t/年啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。 第二節(jié) 物料衡算 一．100kg原料（70%麥芽，30%大米）生產(chǎn)8°淡色啤酒的物料衡算 (1)熱麥汁計算 根據(jù)表1可得到原料收得率分別為： 麥芽收率為：0.78×

41、(100-6)÷100=73.32% 大米收率為：0.90×(100-12)÷100=79.20% 混合原料收得率為： （0.70×73.32%+0.30×79.20%)×98%=73.57% 由上述可得100kg混合料原料可制得的8°熱麥汁量為： 73.57÷8%=613.08(kg) 查資料知12°麥汁在20℃時的相對密度為1.084kg/l，而100℃熱麥汁相對密度為1.024，故熱麥汁（100℃）體積為： 613.08/1.024=598(L) （2）冷麥汁量為：598×

42、(1-0.07)=556.14 (L) （3）發(fā)酵液量為：556.14×(1-0.015)=547.80 (L) （4）過濾酒量為：547.80×(1-0.015)=539.58 (L) （5）成品啤酒量為：539.583×(1-0.02)=528.79 (L) 二． 生產(chǎn)100L 8°淡色啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結果知，100kg混合原料可生產(chǎn)8°淡色成品啤酒528.79L，故可得以下結果： （1）生產(chǎn)100L 8°淡色啤酒需耗混合原料量為： (100/528.79)×100=18.91(kg) （2）

43、麥芽耗用量為：18.91×78%=14.75(kg) （3）大米耗用量為：18.91-14.75=4.16(kg) （4）酒花耗用量：目前國內苦味較淡的啤酒普遍受歡迎特別是深受年輕人的喜愛。所以對淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為2 % 即每100升熱麥汁添加2kg，故為：（598/528.79）×100×2%=2.26(kg) （5）熱麥汁量為：(598/528.79)×100=113.09 (L) （6）冷麥汁量為：(556.14/528.79)×100=105.17(L) （7）濕糖化糟量 設濕麥芽糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量

44、為： [14.75×(1-0.06)×(1-0.78)]/(1-0.8)=15.25(kg) 0.06是麥芽水分含量，0.78是無水麥芽浸出率。 濕大米糟量為： [4.16×(1-0.12)×(1-0.9)]/(1-0.8)=1.83(kg) 0.12為大米水分，0.9是大米無水浸出率。 故濕糖化糟量為：15.25+1.83=17.08(kg) （8）酒花糟量 設麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為： [2.26×(1-0.4)]/(1-0.8)=6.72(kg) (9)酵母量（以商品干酵

45、母計） 生產(chǎn)100升啤酒可得2kg濕酵母泥，其中一半做生產(chǎn)接種用，一半做商品酵母用，即為1公斤。濕酵母泥水分85% 酵母含固形物=1×(1-85%)=0.15(kg) 則含水分7%的商品干酵母量為： 0.15/(1-7%)=0.16(kg) (10)二氧化碳量 12度的冷麥汁105.17L浸出物為：8%×105.17=8.41(kg) 設麥汁的真正發(fā)酵度為60%，則可發(fā)酵的浸出物為： 8.41(kg)×60%=5.05 設麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構成，根據(jù)麥芽糖發(fā)酵的化學反應式可得到： 二氧化碳的生成

46、量為：5.05×(4×44)/342=2.60(kg) 44為CO2 分子量 342為麥芽糖的分子量 設8度啤酒的CO2的含量為0.4% 則105.17×0.004=0.42(kg) 則釋放的CO2量為2.60-0.42=2.18(kg) 1立方米的二氧化碳在20℃常壓下重1.832kg 故釋放的二氧化碳的容積為：2.18/1.832=1189.96(L) (11) 發(fā)酵液量為： 100×547.80/528.79=103.60(L) (12) 過濾酒量為：100×539.58/528.79=102.04(L)

47、 (13) 成品啤酒量為: 102.04×(1-0.02)=100(L) 三．生產(chǎn)80000t/年,每次糖化的物料衡算 設生產(chǎn)旺季每天糖化8次，而淡季則糖化4次，150天為淡季.每年總糖化次數(shù) 150×(8+4)=1800(次) (1) 每次糖化的原料量為: 混合原料: (80000000/1800)×(100/528.79)=8405(kg) 528.79為100kg原料可生產(chǎn)出成品啤酒的量 大麥: 8405×0.7=5884(kg) 大米: 8405×0.3=2526(kg) (2) 熱麥汁量: (59

48、8/100)×8405=50261.9(L) (3) 冷麥汁量: (556.14/100)×8405=46743.5(L) (4) 酒花用量: (2.26/18.91) ×8405=1004.51(kg) (5) 濕糖化糟量: (17.08/18.91)×8405=7591.61(kg) (6) 濕酒花糟量: (0.6/18.91) ×8405=266.68(kg) (7) 二氧化碳量：(1189.96/18.91)×8405=528906.07(L) (8) 酵母量：(0.16/18.91)×8405=71.1

49、2(kg) (9) 發(fā)酵量： 46743.57×(1-0.015)=46042.42(L) (10) 過濾量： 46042.42×(1-0.015)=45351.78(L) (11) 成品量： 45351.78×(1-0.02)=44444.74(L) 四．80000t/年 8°淡色啤酒釀造車間物料衡算表 把述的有關啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結果，整理成物料衡算表，如表2所示。 表2 啤酒廠釀造車間物料衡算表 物料名稱 單位 對100kg混合原料 100L 8度淡色啤酒 糖化一次定額

50、量 年啤酒生產(chǎn)量 混合原料 Kg 100 18.91 8405 15.13×106 大麥 Kg 70 14.75 5884 10.59×106 大米 Kg 30 4.16 2526 4.55×106 酒花 Kg 2.26 1004.51 1.81×106 熱麥汁 L 598 113.09 50261.9 9.05×107 冷麥汁 L 556.14 105.17 46743.57 8.41×107 濕糖化糟 Kg 17.08 7591.61 1.3

51、7×107 濕酒花糟 Kg 0.6 266.68 4.8×105 酵母量 Kg 0.16 71.12 1.28×105 二氧化碳量 L 1189.96 528906.07 9.52×108 發(fā)酵液 L 547.80 103.59 46042.42 8.29×107 過濾酒 L 539.58 102.04 45351.78 8.16×107 成品啤酒 L 528.79 100 44444.74 8×107 備注：12度淡色啤酒的密度為1012kg/

52、m3， 第三節(jié) 能量衡算 麥汁的制備是啤酒生產(chǎn)的重要工序。麥汁的制備主要在糖化車間進行。多年來麥汁的制備方法沒有太大的改變，主要方法還是首先將麥芽和輔料粉碎，糖化，醪液過濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個過程。然而設備方面進步較快，在提高糖化時間，麥汁質量等方面有了很大提高。糖化設備已不受傳統(tǒng)工藝的限制，而根據(jù)糖化的方法進行選擇。 該設計中設計的是選用質量一般的麥芽，選用雙醪二次糖化煮出法。雙醪指的是麥醪和大米與麥芽的混合醪。原因是制造淡色啤酒時，可依據(jù)麥芽的質量，及輔料的添加來選擇是一次煮出糖化法，還是二次煮出糖化法。本設計中選擇的是中等麥芽，所以采用二次煮出糖化法。而

53、選擇雙醪則可以用廉價的大米替代部分麥芽，降低生產(chǎn)成本。 工藝流程示意圖如圖3所示，其中的投料量為糖化一次的用料量(計算參表2) 麥芽粉 （5379kg） 46.7℃ 40 min 自來水18℃ 大米粉 （2526kg） 麥芽 （505kg） 料水比1:4.5 料水比1:3.5 熱水50℃ 70℃ 15min t(℃)

54、 63℃ 60min 冷卻 90℃ 20min 100℃ 40min 70℃ 25min 過濾 糖化結束 78℃ 100℃ 10min 麥芽 煮沸鍋90min 回旋沉淀槽 薄板冷卻器 發(fā)酵罐 酒花 圖3 啤酒

55、廠糖化工藝流程圖 一．糖化和糊化用水耗熱量Q1 根據(jù)工藝設計糊化鍋中的料水比為1:4.5，糖化鍋中的料水比為1:3.5。料水比過大，盡管對糊化有利，但是耗能大，設備體積大。料水比過小的話，醪液粘稠，需較大的攪拌設備且及易產(chǎn)生糊鍋現(xiàn)象。 所以糊化鍋加水量為： M1=(2526×0.2+2526)×4.5=13640(kg) 式中，2526為糧化一次大米粉量，2526×0.2為糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的20%） 而糖化鍋加水量為： M2=5379×3.5=18826.5(kg) 式中，5379kg為糖化一次糊化鍋投入的麥芽粉量，即

56、5884-505=5379(kg) 而3739為糖化一次麥芽定額量。 故糖化總用水量為： MW=M1+M2=13640+18826.5=32466.5(kg) 自來水的平均溫度取T1=18℃,而糖化配料用水溫度T2=50℃,故耗熱量為： Q1=CW MW(T2-T1)=4.18×32466.5×(50-18)=4342719.04(KJ) 二．糊化鍋中米醪煮沸耗熱量Q2 由糖化工藝流程圖（圖3）可知， Q2 = Q21＋Q22＋Q23

57、 Q21 為米醪由初溫即室溫加熱到煮沸的耗熱，Q22為煮沸過程中蒸汽帶走的熱量， Q23為升溫過程中的熱損失。 2.1．糊化鍋內米醪由初溫TO加熱至煮沸的耗熱量Q21 Q 21=C米醪M米醪（100-T0） （1）計算米醪的比熱容C米醪根據(jù)經(jīng)驗公式C容物=0.1[(100-W)C 0+4.18W]進行計算。式中W為含水百分率；C0為絕對谷物比熱容，取C0=1.55KJ/(Kg·

58、;K) C麥芽=0.01[(100-6)1.55+4.18×6]=1.71KJ/(Kg·K) C大米=0.01[(100-12)×1.55+4.18×12]=1.89KJ/(Kg·K) C米醪=（M大米C大米+M麥芽C麥芽+ MwCw）/(M大米+M麥芽+ MW) =(2526×1.89+505×1.71+13640×4.18)/(2526+505+13640) =3.76 KJ/(Kg·K) （2）米醪的初溫t0設原料的初溫為18℃，而熱水為50℃，則 t0 =

59、[(M大米C大米+M麥芽C麥芽)×18+ MWCw×50]/( M米醪C米醪) =[(2526×1.89+505×1.71)×18+13640×4.18×50]/[(2526+505+13640)×3.76] =47.1℃ （3）把上述結果代如3-1中，得： Q21=3.76×(2526+505+13640)×(100-47.1)=3315928.58(KJ) 2.2 煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q22 設煮沸時間為40min，蒸發(fā)量為

60、每小時5%，則蒸發(fā)水量為： V1=M米醪×5%×40/60=16671×5%×40/60=555.7(Kg) Q22= V1I=555.7×2257.2=1254326.04 (KJ) 式中，I為100℃飽和氣壓下水的汽化潛熱2257.2(KJ/Kg) 2.3 熱損失Q23 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次的耗熱量的15%，即： Q23=15%（Q21+Q22

61、） 2.4 由上述結果得： Q2=1.15（Q21+Q22）=1.15×（3315928.58+1254326.04）=5255792.81（KJ） 3．第二次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q3 3.1 糖化鍋中混合醪中的麥醪 已知麥芽初溫為18℃，用50℃的熱水配料，則麥醪溫度為： M麥醪=M麥芽+M2=5379+18826.5=24205.5（kg） C麥醪

62、=（M麥芽C麥芽+M2CW）/（M麥芽+M2） =（5379×1.71+18826.5×4.18）/24205.2 = 3.63KJ/(kg.K) t麥醪=（M麥芽C麥芽×18+ M2CW×50）/（M麥醪C麥醪） =（5379×1.71×18+18826.5×4.18×50）/[（5379+18826.5)×3.63] = 50.42℃ 3.2 米醪的中間溫度 根據(jù)熱量衡算，按照糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應為

63、63℃，故混合前米醪先從100℃冷卻到中間溫度t0。 且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為： （1） 經(jīng)第一次煮沸后米醪量為： M/米醪=M米醪-V=16671-555.7=16115.3(kg) 糖化鍋的麥芽醪量為： M麥醪=M麥芽+M2=5379+18826.5=24205.5(kg) M混合=M’米醪+M麥醪 = 16115.3+24205.5=40320.8（kg） C混合=（M’米醪C米醪+M麥醪C

64、麥醪）/（M’米醪+M麥醪） =（16115.3×3.79+24205.5×3.63）/（16115.3+24205.5） =3.69 kJ/（kg·K） t=（M混合C混合×t混合-M麥醪C麥醪×t麥醪）/（M’米醪C米醪） =（40320.8×3.69×63-24205.5×3.63×50.42）/（16115.3×3.76） =81.58℃ 因此中間溫度比煮沸溫度只低

65、不到9℃，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。 3.3 Q3 Q3=M混合C混合（70-63）=40320.8×3.69×（70-63）=1041486.26（kJ） 4． 第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4 由糖化工藝流程可知： Q4=Q41+Q42+Q43 Q41 為混合醪升溫至沸騰所耗熱量，Q42為第二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量，Q43 為熱損失 4.1 混合醪升溫至沸騰所耗熱量Q41 （1）根據(jù)工藝，糖化結束醪溫為78℃，抽取混合醪的溫度為70℃，則送到第二次煮沸的混合醪量為： [M混合(78-70

66、)]/[M混合(100-70)]×100%=26.7% （2）故Q41=26.7%M混合C混合（100-70）=0.267×40320.8×3.69×30=1191757.85（kJ） 4.2 二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q42 煮沸時間為10min，蒸發(fā)強度5%，則蒸發(fā)水分量為： V2=26.7%M混合×5%×10/60 =26.7%×40320×5%×10/60

67、=89.71(kg) Q42=IV2=2257.2×89.71=202501.94(kJ) 式中，I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg） 4.3 熱損失Q43 根據(jù)經(jīng)驗有：Q43=15%（Q41+Q42） 4.4 把上述結果代入公式（27）得 Q4=1.15（Q41+Q42）=1.15×（1191757.85+202501.94）=1603398.76（KJ） 5． 洗

68、槽水耗熱量Q5 設洗槽水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量為 M洗=（5884+2526）×450/100=37845（kg） Q5=M洗CW(80-18)=37845×4.18×62=9807910.2(KJ) 6． 麥汁煮沸過程耗熱量Q6 6.1 麥汁升溫至沸點耗熱量Q61 由表2啤酒廠釀造車間物料衡算表可知，100kg混合原料可得到613.08kg熱麥汁，并設過濾完畢麥汁溫度為70℃，則進入煮沸鍋的麥汁量為： M麥汁=（613.08/100）×8405

69、=51529.37（kg） 又C麥汁=[5884×1.71+2526×1.89+(32466.5-555.7-89.71)×4.18]/（5884+2526+31821.09） =3.67 KJ/（Kg*K） Q61=M麥汁C麥汁（100-70）=3.67×51529.37×（100-70）=5673383.64（KJ） 6.2 煮沸強度10%，時間1.5h，則蒸發(fā)水分為： V3=51529.37×0.1×1.5=7729.4（Kg） Q62= IV = 2257.2×7729.4=17446814.09（KJ） 6.3 熱損失為 Q63=15%（Q61+Q62） 6.4 把上述結果代入