年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒廠糖化車間設(shè)計（糊化鍋

1、四 川 理 工 學(xué) 院課 程 設(shè) 計 書題 目 年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒廠 糊化鍋設(shè)計 學(xué) 生 系 別 生 物 工 程 系 專 業(yè) 班 級 生物工程07級3班 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 四 川 理 工 學(xué) 院生物工程系課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒廠糖化車間設(shè)計（糊化鍋） 課程名稱：生物工程與設(shè)備 專業(yè)：生物工程系 班級：生工07級3班 學(xué)生姓名:_ 學(xué)號： 接受任務(wù)時間 2010.12.12 指導(dǎo)教師 （簽名） （簽名）1設(shè)計原始數(shù)據(jù) 麥芽含水量5%,大米含水量11%,原料利用率98.5%,無水浸出率麥芽75%,大米95%,原料配比:70%麥芽,30%大米損失: 冷卻損失5%,過

2、濾損失1%,發(fā)酵損失1.5%,瓶裝損失1%,總損失8.5%,每年生產(chǎn)旺季產(chǎn)量占全年產(chǎn)量的70%.2. 課程設(shè)計的主要內(nèi)容及基本要求(1)全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇與;(2)主體設(shè)備相關(guān)物料、熱量衡算; (3)主體設(shè)備設(shè)計計算與選型； (4)圖紙:主體設(shè)備裝配圖.3主要參考文獻(xiàn)啤酒工業(yè)手冊發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論釀造酒工藝學(xué)生物工程設(shè)備機(jī)械工程手冊化工設(shè)備設(shè)計全書4進(jìn)度安排序號課程設(shè)計各階段名稱起 止 日 期1 工藝論證12.12-12.132 工藝計算12.14-12.153 主體設(shè)備設(shè)計12.16-12.184 圖紙繪制12.19-12.235 說明書撰寫12.24-12.25前 言3第一章.

3、全廠工藝論證4一.原料4（一）大麥6（二）啤酒糖化的其他輔料7(三)啤酒釀造用水9二.麥芽制備9三麥芽汁制備工藝9（一）概述9（二）麥汁制造的工藝要求10（三）麥芽與大米的粉碎10四.啤酒發(fā)酵12（一）啤酒發(fā)酵機(jī)理12（二）啤酒發(fā)酵12五.成品啤酒13第二章.工 藝 計 算13一物料衡算13（一）定額指標(biāo)14（二）糖化車間物料衡算14二.熱量平衡計算20三.工藝耗水量計算（含冷卻水）28第三章.糖化車間主要設(shè)備選型計算30.糖化鍋30第四章 參考文獻(xiàn)41前 言啤酒的原料是大麥。大麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植最早的谷物之一，它的產(chǎn)量在谷物排名上，位于小麥、玉米、稻谷之下，位居第四，并且大麥不是人類的主食，習(xí)慣

4、上用作飼料。啤酒是酒類中酒精含量最低的飲料，而且營養(yǎng)豐富，人們適量飲用時對身體是影響相對較小。在1972年世界第九次營養(yǎng)食品會議上，曾推薦啤酒為營養(yǎng)食品，也有人把啤酒稱作營養(yǎng)食品、可口食品、衛(wèi)生食品、方便食品等。目前我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，成績令世界矚目，啤酒隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平的提高，逐步從城市走向農(nóng)村，成為人民大眾最喜愛的飲料之一。啤酒生產(chǎn)將有較大的發(fā)展，平均年增長率在810左右。我國的發(fā)展規(guī)劃為：2000年達(dá)到年產(chǎn)2100萬噸，人均年占有量為15L：到2010年產(chǎn)量達(dá)30003500萬噸，人均占有量達(dá)到世界平均水平。此外我國農(nóng)業(yè)處于世界先列，農(nóng)作物產(chǎn)量位居世界第一，大麥等啤原料在國內(nèi)許多

5、地區(qū)都有種植，且產(chǎn)量巨大，客觀上發(fā)展啤酒工業(yè)的條件比較成熟。本設(shè)計將原料到制成成品啤酒中的各環(huán)節(jié)涉及的工藝、設(shè)備、控制條件等有關(guān)情況作一簡單的闡述，希望能和各位共同討論，不足之處請多多指正。第一章.全廠工藝論證原料（一）大麥大麥?zhǔn)轻勗炱【频闹饕稀４篼溨赃m合于啤酒釀造，主要由于以下四點原因：(1).大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類。(2).大麥種植范圍極廣。(3).大麥的化學(xué)成分適合啤酒釀造。（4）.大麥非人類食用主糧。1.啤酒對大麥的質(zhì)量要求:(1)感觀色澤 良好的大麥應(yīng)有光澤，淡黃，不成熟大麥呈微綠色；受潮大麥發(fā)暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蝕的大麥呈灰色或微藍(lán)色。氣味 良好大麥具新鮮

6、稻草香味，受潮發(fā)霉的則有霉臭味谷皮 優(yōu)良大麥皮薄，有細(xì)密紋道；厚皮大麥則紋道粗糙。麥粒形態(tài) 麥粒以短胖者比瘦長者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽快。雜物 雜谷粒和砂土等應(yīng)在2以下。(2)物理檢驗千粒重 以無水物計千粒重應(yīng)為3040g。二棱大麥教六棱大麥重。千粒重越高浸出物也就越高。粒均勻度 按國際通用標(biāo)準(zhǔn)，2.5mm以上麥粒占85者屬于一級大麥，2.52.2者為二級，2.2mm以下的為次大麥，原則上不用作啤酒釀造。胚乳性質(zhì) 胚乳斷面可分為粉狀、玻璃質(zhì)和半玻璃質(zhì)三種狀態(tài)。優(yōu)良大麥粉狀粒為80以上。(3)化學(xué)檢驗水分 測定水分是計算干物質(zhì)的基礎(chǔ)。原料大麥水分不能高于13，否則不能儲藏，易發(fā)生霉變

7、，呼吸損失大。蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)含量一般要求為912。蛋白質(zhì)含量過高，制麥不易管理，易生成玻璃質(zhì)，溶解度差，浸出物相應(yīng)也低，成品啤酒易混濁。浸出物 間接衡量淀粉含量的方法，一般為7280（干物質(zhì)計）2.大麥的儲藏(1).大麥儲藏及后熟的意義新收大麥水分含量高，有休眠，發(fā)芽率低，需要經(jīng)過一段后熟期才能使用，一般需要68周的時間，才能達(dá)到應(yīng)有的發(fā)芽率。同時作為現(xiàn)代化工廠，必須有足夠的原料儲備，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。從以上兩點考慮，大麥的儲藏是啤酒生產(chǎn)中較重要的環(huán)節(jié)。從下表可看出大麥儲藏前后發(fā)芽率的變化新收大麥儲藏6070天發(fā)芽勢/3492發(fā)芽率/4296一般認(rèn)為新收大麥種皮的透氣性和透水性差，經(jīng)過后熟

8、。由于受外界溫度、水分，氧氣的影響，改變了種皮性能，因而提高了大麥發(fā)芽率。以下方法可促進(jìn)大麥后熟，提早發(fā)芽：儲藏于15OC條件下，能促進(jìn)大麥生理變化，縮短后熟期，提早發(fā)芽。2）用80170 OC熱空氣處理大麥3040s，能改善種皮透氣性，促進(jìn)發(fā)芽。用高錳酸鉀、甲醛、草酸、或赤霉酸等浸麥可打破種子休眠期。上述方法中以赤霉酸效果最好，也最方便。(2)大麥的儲藏方式大麥的儲藏方式有袋裝堆藏、散裝堆藏和立倉堆藏。立倉存放必須做到以下幾點：水分含量在12以下。必須先除塵除雜，最好精選分級。入倉前盡量可能降溫。儲藏期間保管的主要任務(wù)是：及時記錄麥溫，按時通風(fēng)、倒倉。嚴(yán)格防潮、防蟲、防鼠等。（二）啤酒糖化的

9、其他輔料 在啤酒麥汁制造的原料中，除了主要原料大麥麥芽以外，還包括特種大麥、小麥麥芽以及輔助原料。啤酒生產(chǎn)中使用輔助原料的意義如下：(1)降低啤酒生產(chǎn)成本 (2)降低麥汁總氮，提高啤酒穩(wěn)定性(3)調(diào)整麥汁組分，提高啤酒某些特性（三）酒花酒花賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和淡爽的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白的絮凝，提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的非生物穩(wěn)定性。(1)酒花的主要化學(xué)成分酒花的化學(xué)組分中，對啤酒釀造有特殊意義的三大成分為酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。我國酒花分三級，優(yōu)級酒花的主要指標(biāo)有：色澤：淺黃綠色，有光澤，褐色花片少于2。香氣：富有濃郁的啤酒花香氣，無異雜氣味花體完整度：花

10、體基本完整。夾雜物：莖、葉等無害夾雜物不超過1.0。水分：8.012。-酸含量（以干態(tài)計）：大于6.5。-酸含量（以干態(tài)計）：大于2.0。(2)酒花的品種酒花按世界市場上供應(yīng)的可分為四類：A類：優(yōu)質(zhì)香型酒花。優(yōu)質(zhì)香型酒花的-酸含量為4.55.5，-酸/-酸的比值為1.1，酒花精油含量為2.02.5。B類：香型酒花（兼型）。普通香型酒花的-酸含量為5.07.0，-酸/-酸的比值為1.22.3酒花精油含量為0.851.6。C類：沒有明顯特征的酒花。D類：苦型酒花。優(yōu)質(zhì)苦型酒花的-酸含量為6.510.0，-酸/-酸的比值為2.22.6。(3)酒花的儲藏新收酒花在特制的干燥器具上用熱空氣干燥至水分為6

11、8，使花莖脫落，再經(jīng)人工回潮至水分10左右，在壓制、打包，包裝密度在350500kg/m3。我國一般有50、100kg/包兩種包裝。壓榨酒花應(yīng)在低溫、隔絕空氣、避光及有防潮措施的條件下儲藏，長期保藏應(yīng)在干燥的條件下，并保證溫度低于8OC.(四)啤酒釀造用水啤酒釀造水的性質(zhì)，主要取決于水中溶解鹽類的種類和含量、水的生物學(xué)純凈度及氣味。釀造水對啤酒生產(chǎn)全過程將產(chǎn)生很大的影響，如糖化時水解酶是活性和穩(wěn)定性、酶促反應(yīng)的速度、麥芽的酒花在不同含鹽水中溶解度的差別、鹽和蛋白質(zhì)及酚類物質(zhì)的絮凝沉淀、酵母生長、發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的形成等，最終還將影響到啤酒的風(fēng)味物和穩(wěn)定性。1.水源啤酒釀造廣泛采用地表水，地表水有以

12、下特性：水質(zhì)較軟，水中溶解雜質(zhì)、生物量和溫度受季節(jié)變化波動較大。 含有較多的懸浮性雜質(zhì)和膠體物及生物（微生物，微小動物和植物。 由于近代工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展人類居住密度的增加，地表水容易受到非自然界的污染。 清潔的未受污染的地表水一般可通過簡單的機(jī)械過濾，直接用于啤酒生產(chǎn)，但大城市附近的水源經(jīng)常需要進(jìn)行復(fù)雜的處理后才能成為優(yōu)良的釀造水。2.地下水 地下水有潛水、承壓水、泉水之分。地下水的水質(zhì)特點如下：清潔：地下水含有極少的有機(jī)物、懸浮物和膠體物質(zhì)。因為地下水補(bǔ)給區(qū)極遠(yuǎn)，受長距離地層過濾，并且補(bǔ)給區(qū)在未開發(fā)地區(qū)，所受污染較少。水溫恒定：水溫一般在724OC之間，不受氣溫和季節(jié)影響，地下水越深溫度越高

13、。生物少：地下水很少含有微生物，沒有致病菌，沒有水生植物和動物。溶解無機(jī)物：地下水受地質(zhì)巖層影響，一般含鹽量高（2002000mg/L），硬度大。3.啤酒釀造水的要求和處理方法由于天然水源存在各種缺陷，因此需要預(yù)先進(jìn)行改良和處理后才能用于釀造，水質(zhì)主要缺點以及相應(yīng)的改良方法如下：水質(zhì)缺點處理方法選擇意見1.懸浮雜質(zhì)多透明度低（1）機(jī)械過濾（2）加絮凝劑過濾絮凝劑不可過量2.單純暫硬和堿度大（8度）（1）加石灰處理（2）離子交換法或電滲析（1）經(jīng)濟(jì)、費時，處理后pH上升；滲析經(jīng)濟(jì)，但操作較復(fù)雜。4.總鹽含量高（500mg/L）總硬度30度（多級處理），石灰法機(jī)械過濾電滲析離子交換反滲透根據(jù)水質(zhì)選

14、擇其中幾個組合5.單純有機(jī)物多、余氯高、耗氧量大活性炭過濾處理前水質(zhì)應(yīng)透明，無太多懸浮雜質(zhì)及膠體雜質(zhì)6.細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)（1）砂濾（2）紫外線消毒（3）加氯處理后常用于洗酵母水和稀釋用水，使用前脫氯二.麥芽制備現(xiàn)代啤酒生產(chǎn)，工業(yè)化程度越來越高，啤酒工廠一般不自行生產(chǎn)麥芽，而是從專門的麥芽生產(chǎn)工廠購買所需麥芽，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。三麥芽汁制備工藝（一）概述麥汁制造是將固態(tài)的麥芽、非發(fā)芽谷物、酒花用水調(diào)制加工成澄清透明的麥芽汁的過程。制成的麥汁供酵母發(fā)酵，加工制成啤酒。下圖為啤酒釀造工藝圖：粉碎糊化鍋過濾槽糖化鍋糟斗煮沸鍋澄清槽換熱器發(fā)酵設(shè)備制冷車間儲酒罐麥芽大米滅菌、包裝至麥糟儲罐粉碎（二）麥

15、汁制造的工藝要求（1）原料中有效成分得到最大限度的萃取 主要指原料和輔料中的淀粉轉(zhuǎn)變成可溶性無色糊精和可發(fā)酵性糖類的程度。（2）原料中無用和有害的成分溶解最少 主要指麥芽的皮殼物質(zhì)、原料的脂肪、高分子蛋白質(zhì)等。這些物質(zhì)會影響到啤酒的風(fēng)味和穩(wěn)定性。（3）制成麥汁的有機(jī)和無機(jī)組分的數(shù)量和配比應(yīng)符合淡色啤酒的要求，啤酒風(fēng)格和類型的形成，除了酵母品種發(fā)芽技術(shù)外，麥汁組成是主要的物質(zhì)基礎(chǔ)。（4）保證上述三點原則的前提下，縮短生產(chǎn)時間，降低工時和能耗。（三）糖化原理1.目的、要求及控制方法糖化是將麥芽和輔料中高分子物質(zhì)機(jī)器分解產(chǎn)物（淀粉。蛋白質(zhì)、植酸鹽、半纖維素等機(jī)器分解中間產(chǎn)物）通過麥芽中各種水解酶的作

16、用，以及水和熱能作用，使之分解并溶解于水，此過程稱作糖化。溶解的各種干物質(zhì)稱作浸出物，而構(gòu)成的澄清溶液稱作麥芽汁或麥汁。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)的比稱無水浸出率。糖化中的工藝控制，主要通過下列環(huán)節(jié)來進(jìn)行：（1）麥芽的質(zhì)量、輔料的種類及其配料比（2）麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度。（3）控制麥芽中各水解酶的作用條件及其，如溫度、pH、底物濃度、作用時間。（4）加熱的溫度和時間。（5）需通過外加酶制劑、酸、無機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.糖化時的主要物質(zhì)變化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)物占

17、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(jìn)入麥汁。麥芽中高分子物質(zhì)和肽類，在糖化時得到進(jìn)一步分解，但分解程度及比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)芽過程。3.糖化方法及設(shè)備選擇糖化方法是指麥芽和非發(fā)芽谷物原料中不溶行固型物轉(zhuǎn)化成可溶性的、有一定比例的浸出物，所采用的工藝方法和工藝條件：包括配料濃度、各物質(zhì)分解溫度、pH、熱能的利用等，還包括酶制劑、添加劑的選擇使用等糖化方法可以分成以下幾大類：三次煮出糖化法煮出糖化法二次煮出糖化法一次煮

18、出糖化法升溫浸出糖化法糖化方法浸出糖化法降溫浸出糖化法復(fù)式一次煮出糖化法其它方法復(fù)式煮浸糖化法谷皮分離糖化法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。浸出糖化法是指麥芽醪只利用酶的生化作，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成。麥芽醪未經(jīng)煮沸。本設(shè)計中采用二次煮出糖化法二次煮出糖化法適合于淡色啤酒釀造，其特點如下(1)輔料加水比較大（1：6以上），并且盡可能外加-淀粉酶，協(xié)助幫助糊化、液化，避免過多添加麥芽，在糊化煮沸時促進(jìn)促進(jìn)皮殼溶解形成焦糖、類黑精。(2)輔料比較大，大米可占到總投料的3040

19、。(3)輔料糊化醪分兩次倒入糖化鍋。(4)大米糊化醪倒入時，調(diào)整H至5.3。蛋白質(zhì)休止溫度為50520C,時間為分鐘。(5)采用二段式糖化溫度，提高可發(fā)酵性糖含量。(6)第二段700C糖化休止，由碘試至醪不變色時，再升溫至750C時糖化結(jié)束。四.啤酒發(fā)酵（一）啤酒發(fā)酵機(jī)理啤酒是依賴于純種啤酒酵母，對麥汁某些組分進(jìn)行一系列的代謝過程，產(chǎn)生酒精等各種風(fēng)味物質(zhì)，構(gòu)成有獨特風(fēng)味的飲料酒。影響啤酒質(zhì)量的主要因素：1.麥汁組成，2.啤酒酵母的品種的菌株特性，3.投入酵母的數(shù)量的質(zhì)量狀況，以及發(fā)酵中酵母的生長情況，4.發(fā)酵容器的形狀、尺寸、材料，5.發(fā)酵工藝條件（H、溫度、溶氧水平、發(fā)酵時間等）。（二）啤酒

20、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(yīng)的設(shè)備是：酵母添加器、前發(fā)酵池、主發(fā)酵池、后發(fā)酵罐和儲酒罐。1.酵母的添加和前發(fā)酵（1）酵母的添加本設(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(xì)胞濃度控制在（512）10個/。本設(shè)計采用干道法添加酵母：在酵母添加器中加入每批麥汁所需的酵母泥，再加上二倍量的冷卻麥汁用無菌壓縮空氣充分混合，壓到前酵池中，再用無菌空氣攪拌均勻即可。（2）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(dāng)酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細(xì)胞濃度

21、達(dá)到20106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(yīng)用糖類發(fā)酵合成細(xì)胞并產(chǎn)生熱量。此時糖降比較緩慢，而氨基氮下降迅速。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進(jìn)行冷卻。發(fā)酵后期應(yīng)逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵溫度。3.后酵和儲酒主發(fā)酵結(jié)束后，下酒至密閉式后發(fā)酵罐前期進(jìn)行后發(fā)酵，后期進(jìn)行低溫儲藏。后酵和儲酒的目的是：糖類繼續(xù)發(fā)酵、促進(jìn)啤酒風(fēng)味成熟、增加CO2溶解、促進(jìn)啤酒澄清。五.成品啤酒經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已沉降，少量懸浮于酒中，必須濾除后才能包裝。啤酒過濾的常用方法有：1.濾棉過濾，2.硅藻土過濾，3.板式過濾，4

22、.離心分離法，5.微孔薄膜過濾法。啤酒過濾操作原則是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高，損失小，勞動條件好，CO2損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒不吸氧。第二章.工 藝 計 算一物料衡算（一）定額指標(biāo) 1.物料情況麥芽含水量：5，大米含水量11原料利用率：98.5無水浸出率：麥芽75，大米95原料配比： 麥芽：大米70：302.熱麥汁損失冷卻損失：5.0過濾損失：1.0發(fā)酵損失：1.5瓶裝損失：1總損失： 8.5每年第二、三季度為生產(chǎn)旺季，產(chǎn)量占年總產(chǎn)量的70，工作日以170天計，年產(chǎn)11P淡色啤酒5萬噸。（二）糖化車間物料衡算糖化車間的物料平衡計算主要項目為原料（麥芽、大米）、酒花用量，冷、熱麥汁量，廢渣量

23、等。1.糖化車間物料流程示意圖如下：麥芽、粉碎糊化過濾水、蒸汽糖化酒花糟薄板冷卻器回旋沉淀槽酒花分離器麥汁煮沸鍋麥糟熱凝固物冷凝固物大米粉碎發(fā)酵車間 根據(jù)額定指標(biāo)，首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)11淡色啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L 11淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行50000噸/年糖化車間的物料衡算。2.100kg原料（70麥芽、30大米）生產(chǎn)11P淡色啤酒的物料衡算。（1）熱麥汁量根據(jù)定額指標(biāo)可得到原料收率分別為：麥芽收率為：0.75（1005）71.25大米收率為：0.95（10011）84.55混合原料收得率為：（0.7071.250.3084.55）98.5%74.11由上述算得100k

24、g混合原料可制得的11P熱麥汁量為：（74.1111）100673.73（kg）又知11麥汁在20C時的相對密度為1.0442，而100C熱麥汁比20C時的體積增加1.04倍，故熱麥汁體積為：（673.731.0442）1.04671.02（L）（2）冷麥汁量為：671.02（10.05）637.47（L）（3）發(fā)酵液量為：637.47（10.015）627.91（L）（4）過濾酒量為：627.91（10.01）621.63（L）（5）成品啤酒量為：621.63（10.01）615.41（L）3.生產(chǎn)100L 11淡色啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)11成品啤酒615

25、.41（L），故可得出下列結(jié)果：（1）生產(chǎn)100L11淡色啤酒需混合原料量為：（100615.41）10016.25kg（2）麥芽耗用量為：16.257011.37kg）（3）大米耗用量為：16.2511.374.88（kg）（4）酒花耗用量：（淺色啤酒酒花加入量為0.2）（671.02615.41）1000.20.218（kg）（5）熱麥汁量為：（671.02615.41）100109.04(L)（6）冷麥汁量為：（637.47615.41）100103.58(L)（7）濕糖化糟量：麥糟米糟設(shè)排出濕麥糟含水80，則濕麥糟量為：（15）（175%）（180%）11.3713.50kg）而濕大米

26、糟量為：（111）（195%）（180%）4.881.09（kg）所以濕糖化糟量為：13.50+1.0914.59（kg）（8）酒花糟量設(shè)酒花浸出率為40。且酒花糟含水80則酒花糟量為：（140）（180）0.218=0.654kg）（9）酵母量（以商品干酵母計） 生產(chǎn)100L啤酒可得2Kg濕酵母泥，其中一半生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為1Kg濕酵母泥含水85%酵母含固形物量=1（100-85）100=0.15則需要含水分7%的商品干酵母量為:0.15100(100-7)=0.16(Kg)(10)空瓶需要量設(shè)每瓶裝酒量為0.64L,則每100L需瓶量為:1000.641.01=157.81

27、(個)(11) 瓶蓋需要量設(shè)爆瓶率為0.1%,則瓶蓋需要量為:1000.641.01=157.81(個)(12)商標(biāo)需用量1000.641.001=156.40(張)(13)易拉罐需用量設(shè)每罐裝酒量為0.355L,則100L需要易拉罐數(shù)為:1000.3551.01=284.5(個)4.年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒糖化車間物料衡算表生產(chǎn)旺季以170天計，占總產(chǎn)量的70，則旺季日產(chǎn)量為：5000070170205.88（噸/天）設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化6次，旺季總糖化次數(shù)為1020次（淡季根據(jù)需要酌情調(diào)整糖化次數(shù)），可算得每次糖化可產(chǎn)成品啤酒量（灌裝后）為：205.88634.31（噸/天）由此可算出每次投料

28、量和其它項目的物料平衡。（1）成品啤酒量（罐裝前）34.311000（11）1.009534986（L）（2）麥芽用量34986615.41703979.47(kg）（3）大米用量34986615.41301705.50（kg）（4）混合原料用量3979.471705.505684.97（kg）（5）熱麥汁量34986615.41671.0238147.42（L）（6）冷麥汁量34986615.41637.4736240.11（L）（7）濕糖化糟量3498610014.595104.46kg）（8）濕酒花糟349861000.654228.81（kg）（9）發(fā)酵液量34986615.41627

29、.9135696.62（L）（10）過濾酒量34986615.41621.6335339.61（L） (11)酒花耗用量 （5684.970.218615.41)10000=76.27（kg）由于旺季產(chǎn)量占到全年產(chǎn)量70%，由此可算得全年產(chǎn)量349866（次/每天）170（天）50.98106（L）70以單次糖化生產(chǎn)做基準(zhǔn)，可算得各個項目全年狀況如下：（1）全年混合原料需要量：5684.976170/7082.84105（kg）（2）全年麥芽耗量：3979.476170/7057.99106（kg）（3）全年大米耗量：1705.506170/7024.85106（kg）（4）全年酒花耗量：76

30、.276170/7011.11104（kg）（5）熱麥汁量：38147.426170/7055.59106（L）（6）冷麥汁量：36240.116170/7052.81106（L）（7）全年濕糖化糟量：5104.466170/7074.38105（kg）（8）全年濕酒花糟量：228.816170/703.33105（kg）（9）全年發(fā)酵液量：490456170/707.15107（L）（10）全年過濾酒量：35339.616170/7051.49106（L）（11）全年成品啤酒量：349866170/7050.98106（L）糖化車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100L11淡色啤

31、酒糖化一次定額5萬噸/年啤酒生產(chǎn)混合原料Kg10016.255684.9782.84105麥芽Kg7011.373979.4757.99105大米Kg304.881705.524.85105酒花Kg1.340.21876.2711.11104熱麥汁L671.02109.0438147.4255.59106冷麥汁L637.47103.5836240.1152.81106濕糖化糟Kg89.7914.595104.4674.38105濕酒花糟Kg4.0250.654228.813.33105發(fā)酵液L627.91102.0435696.6252.02106過濾酒L621.63100.9535339.6

32、151.49106成品啤酒L615.411003498650.98106二.熱量平衡計算在論證部分，選用二次煮出糖化法生產(chǎn)麥汁，下面就以此工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量計算。工藝流程示意圖如下所示，投料量為糖化一次所需原料。操作示意圖如下： 糊化鍋自來水，18C大米粉 1705.5kg麥芽粉 341.1kgt0（C），40分鐘麥芽粉3638.37kg46.7C，60分鐘回旋沉淀 槽薄 板冷卻器冷麥汁 料水比 1：4.5 料水比 1：3.5 熱水，50C10分鐘10分鐘 t（C）63C，60分鐘 70C5分鐘10分鐘 7分鐘70C，25分鐘90C，20分鐘100C，40分鐘20分鐘過濾糖化結(jié)束78

33、C100C，10分鐘麥糟 90分鐘麥汁煮沸鍋 煮沸強(qiáng)度10 酒花酒花糟冷凝固物去發(fā)酵罐熱凝固物以下對糖化過程各步操作的熱量分別進(jìn)行計算：（一）糖化用水耗熱量根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：G1=( 1705.5341.1)4.59209.7（kg）式中，1705.5為糖化一次大米耗用量，341.1為糊化鍋加入的麥芽粉量（大米量的20）。糖化鍋加水量為：G2=3638.373.512734.3（kg）式中3638.37為糖化一次糖化鍋投入的麥芽量，即3979.47341.13638.37（kg）。3457為糖化一次麥芽定額。糖化總用水量為：GW=G1G29209.712734.321944（kg）自來

34、水溫度取t1=18C，而糖化配料用水溫度t250C，一次耗熱量為：Q1(G1G2)cW（t1t2）219444.1832.44（kJ）（二）第一次米醪煮沸耗熱量Q2由流程圖可知：Q2 Q2A Q2BQ2C1.糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100C耗熱Q2Q2AG米醪c米醪（100t0）（1）計算米醪的比熱容c米醪，根據(jù)經(jīng)驗公式c谷物0.01（100W）c04.18W進(jìn)行計算。式中W為含水量；c0為絕對谷物比熱容，取c01.55kJ/（kg.K）c麥芽0.01（1005）1.554.1851.68kJ/（kg.K） c大米0.01（10011）1.554.18111.84kJ/（kg.K）G大米c

35、大米G麥芽c麥芽G1cwG大米G麥芽G11705.51.84341.11.689209.74.181705.5341.19209.7c米醪 4.26kJ/（kg.K）（2）米醪初溫t0 設(shè)原料初溫為18C，而熱水為50C，則（G大米c大米G麥芽c麥芽）18G1cW50G米醪c米醪（1705.51.84341.11.68）189209.74.185050（1705.5341.19209.7）4.26t041.54（C）（3）米醪煮沸耗熱量：Q2AG米醪c米醪（10041.54）（1705.5341.19209.7）4.2658.46（kJ）2.煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q2 糊化時間定為40分鐘，蒸

36、發(fā)強(qiáng)度為5，則水分蒸發(fā)量為V1 G米醪5406011256.354060375.21（kg）Q2B V1I (I為煮沸溫度下，水的汽化潛熱)Q2B375.212257.2（kJ）3.損失熱Q2C米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次耗熱量的15，即：Q2C（Q2AQ2B）15（）15（kJ）4.由上述各項可得出：Q2 Q2A Q2BQ2C（kJ）（三）第二次煮沸前混合醪液升溫至70C的耗熱量Q3從示意圖上可看出，糊化鍋內(nèi)的煮沸米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度約為63C，故混合前米醪從100C降溫到中間溫度t 。1.麥醪初溫t麥醪已知麥芽粉溫度為18C，用50C熱水配料，由前面數(shù)據(jù)可算得麥醪比

37、熱容c麥醪：G麥芽c麥芽G2cwG麥芽+G23638.371.6812734.34.183638.37+12734.3c麥醪3.62 kJ/（kg.K）結(jié)合前面麥醪的比熱容可算得麥醪和米醪混合后的比熱容：G麥醪c麥醪G米醪c米醪G麥醪G米醪（3638.37+12734.3）3.6211256.34.263638.3712734.3+11256.3c混合 3.88kJ/（kg.K）則可算得麥醪溫度為：G麥芽c麥芽18G2cW50G麥醪c麥醪t麥醪46.76（C）0. 根據(jù)熱量衡算，且忽視熱損失，麥醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：G混合c混合t混合G麥醪c麥醪t麥醪G米醪c米醪 27

38、253.763.836316372.673.6346.76 10881.094.26t 83.93（C）3.混合醪液從63C升溫到70C 所需熱量：Q3G混合c混合（7063） 27253.763.887 .12(KJ)（四）第二次煮沸混合醪和耗熱量Q4 由工藝流程可知：Q4Q4A+ Q4B+ Q4C(1)經(jīng)過第一次煮沸后米醪量為：G米醪G米醪V11256.3375.2110881.09（kg）（2）G麥醪G麥芽G23638.3712734.316372.67（kg）因此進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：G混合G米醪+ G麥醪10881.0916372.6727253.76（kg）（3）根據(jù)工藝，糖

39、化結(jié)束醪溫為78C，抽取混合醪時的溫度為70C，則送到第二次煮沸的混合醪量為：G混合（7870）10070G混合100%26.7 （4）因此：Q4A26.7G混合c混合（10070）26.727253.763.8830 .16（kJ）2.第二次煮沸蒸汽帶走熱量Q4B煮沸時間為10分鐘，煮沸強(qiáng)度5，則水分蒸發(fā)量為：V226.7G混合51060 26.727253.7651060 60.64（kg）則可算得：Q4BIV22257.260.64.61（kJ）3.熱損失Q4C根據(jù)經(jīng)驗公式Q4C（Q4AQ4B）15 （.16.61）15 .62（kJ）4.由上述三項可算出Q4：Q4Q4AQ4BQ4C.1

40、6.71.62.39（kJ）（五）洗糟水耗熱量Q5洗糟水平均溫度為80C，每100kg原料洗糟用水450kg，則用水量為：G洗5684.9710045025582.37（kg）則Q5G洗cW（8018） 25582.374.1862 .71（kJ）（六）麥汁煮沸過程耗熱量Q6Q6Q6AQ6BQ6C1.麥汁升溫至沸點耗熱量Q6A由糖化物料衡算表可知，每100kg混合原料可得到熱麥汁673.73kg，過濾后麥汁溫度約為70C，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁5684.97100673.7338301.35（kg）麥汁比熱容：3979.471.681705.51.85219444.186.43979.

41、471705.5219447.4c麥汁3.55（kJ/kg.C）則Q6AG麥汁c麥汁（10070）38301.353.5530.78（kJ）2.煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q6B煮沸強(qiáng)度10，持續(xù)時間1.5小時，則水分蒸發(fā)量為：V338301.35101.55745.2（kg）由此算得：Q6BV3I5745.22257.2.44（kJ）3.煮沸熱損失：Q6c15（Q6AQ6B） 15（.78.44）.88（kJ）4.綜合以上三項可算得麥汁煮沸總耗熱：Q6115（Q6AQ6B）（kJ） .1（kJ）（七）一次糖化總耗熱量Q總Q總Q1Q2Q6 =.44.12.39.71.1.76（kJ）（八）一次糖化蒸汽耗

42、用量D使用表壓為0.2Mp的飽和蒸汽，熱焓為2728.1kJ/kg，相應(yīng)冷凝水的焓為：i558.52 kJ/kg，汽熱效率95%。則：Q總（Ii）D .76/(2728.1-558.52)9517097.07（kg）（九）糖化小時最大蒸汽耗用量D最大糖化操作中，麥汁煮沸時耗熱量最大，已知煮沸時間1.5小時，熱效率95，則：Q最大Q61.595.56（kJ）相應(yīng)最大蒸汽消耗量為：D最大Q最大（Ii）6341（kg/h）（十）噸酒蒸汽消耗量根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計，旺季糖化次數(shù)為1020次，共產(chǎn)啤酒34986噸（占到全年產(chǎn)量70）。則全年蒸汽消耗量為：D每年17097.071020/70.43（kg）噸酒蒸汽

43、消耗量為：D噸酒17097.07/(34986/70%)484.08（kg/t啤酒）旺季每天蒸汽消耗量：D每天17907.076.42(kg/d）各步熱量消耗綜合表如下：8萬噸啤酒廠糖化在加納總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPa）噸酒消耗、kg每小時最大消耗量kg每晝夜消耗量kg年消耗量kg蒸汽0.3(表壓)484.086341.42.43三.工藝耗水量計算（含冷卻水）1.糖化用水糖化鍋加水比為1：3.5，糊化鍋加水比為1：4.5?；旌显厦看渭尤肓繛?684.97kg，其中糊化鍋中加料量2046.6kg，糖化鍋加料量為3638.37kg。則每次糖化鍋中用水量為：3638.373.512734.3（k

44、g）每次糊化鍋中用水量為：2046.64.59209.7（kg）單次糖化用水總量為12734.39209.7= 21944（kg）糖化用水時間為0.5小時，因此：每小時最大用水量219440.543888（kg/h）2.洗糟水用量每100kg混合原料洗糟水用量為450kg，則洗糟水用量為：5684.9745010025582.37（kg）洗糟時間定為為1.5小時，則洗糟水最大用量為：25582.371.517054.91（kg/h）3.糖化室洗刷用水糖化室及設(shè)備洗刷用水單次用水定為20噸，清洗時間為2小時，則：洗刷最大用水量20210（t/h）5.麥汁冷卻器冷卻用水麥汁冷卻時間定為1小時，麥汁

45、冷卻溫度為95C降至10C，冷卻水溫度為2C升至80C。冷卻水用量 G水Q/c水（t2t1）麥汁放出熱量 QG麥c麥（t1t2）式中：麥汁量G麥380111.0439531.4（kg）熱麥汁比熱c麥3.55（kJ/kg.C）麥汁溫度t195C t26Cc水4.18（kJ/kg.C）冷卻水溫度t285C t12C冷卻時間t1小時所以 Q39531.43.55（95-6）（kJ/h）G水12489.94.18（85-2）36.0（t/h）5.澄清槽洗刷用水單次洗刷耗水量為8t，沖洗時間0.5小時，則，洗刷最大用水量8/0.516（t/h）6.麥芽汁冷卻器清洗用水假設(shè)一次沖洗用水6t，清洗時間0.5

46、小時，則最大用水量60.512（t/h）7.CPI裝置洗滌用水設(shè)配洗液一次用水6t，用水時間為1小時，則：最大用水量6/16（t/h）8.CPI系統(tǒng)配洗液用水配洗液每次用水20t用水時間為1小時，則：最大用水量20/120（t/h）9.過冷卻器洗刷用水過冷卻器每次洗刷用水為4t，洗刷地面用水為2t，用水時間為1.5小時，則：最大用水量（4+2）/1.54（t/h）10.硅藻土過濾機(jī)洗刷用水設(shè)硅藻土過濾機(jī)洗刷用水為10t，地面洗刷用水2t，用水時間1小時，則最大用水量為12t/h。11.清酒罐洗刷用水每天洗刷清酒罐2個，用水量為10t，地面清洗用水量3t，用水時間1小時，則最大用水量為13t/h。12.洗瓶機(jī)用水洗瓶機(jī)最大生產(chǎn)能力按20000瓶/h計，單瓶清洗用水量1.5kg，則，總用水量為：200001.51033（t/h）13.裝酒機(jī)洗刷用水每沖洗一次用水5t，沖洗時間為40分鐘，則最大耗水量為：560/407.5（t/h）14.殺菌機(jī)用水殺菌機(jī)單瓶耗水量1kg總耗水量為：2000011032（t/h）15.鮮啤酒桶洗刷用水鮮啤酒桶容量為30kg/桶，沖洗用水為桶容量1.5倍，則每個鮮啤酒桶洗刷用水：301.545（kg）16.包裝車間地面洗刷用水包裝車間地面洗刷用水