產(chǎn)萬噸澹色啤酒糖化車間糖化鍋設(shè)計(jì)方案

1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬噸淡色啤酒廠糖化車間糖化鍋設(shè)計(jì)學(xué)生：盛霞學(xué)號： 04041010228專業(yè)：生物工程班級： 2004.2指導(dǎo)教師：明紅梅四川理工學(xué)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(dāng)大的差距，我國的啤酒市場具有相當(dāng)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，

2、所以又有“液體面包”之稱。啤酒是酒類中酒精含量最低的飲料酒，中國啤酒消費(fèi)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(jì)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(jì)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(yīng)西部地區(qū)啤酒供銷

3、現(xiàn)狀的。本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)生產(chǎn)瓶裝熟啤酒，既能夠及時(shí)銷售也可以較長時(shí)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(diǎn)。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(jì)中結(jié)合現(xiàn)有的工廠的實(shí)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(xiàn)資料。采用大 M 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(shí)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(jì)查閱了我院圖書館中關(guān)于啤酒廠設(shè)計(jì)方面的部分資料，還采用了一些來自于工廠實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)參

4、數(shù)。主要進(jìn)行了全廠工藝參數(shù)的選擇及簡單的論證，全廠的工藝計(jì)算，糖化車間相關(guān)設(shè)備的計(jì)算校核與選型，以及車間的布置。這些資料中的設(shè)計(jì)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(jìn)的技術(shù)所取代，而且現(xiàn)在的行業(yè)技術(shù)更新、進(jìn)步是很快的。我在設(shè)計(jì)過程中難免會出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，和設(shè)計(jì)不足的地方。懇請各位老師、專家指正，并提出寶貴的改進(jìn)意見。謝謝你對這次設(shè)計(jì)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(fēng)味

5、成分。制麥的工藝流程原料大麥粗選精選分級浸麥發(fā)芽干燥除根計(jì)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(jì)生產(chǎn)淡色啤酒，選用二棱大麥。二棱大麥?zhǔn)橇獯篼湹淖兎N，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(biāo)準(zhǔn)原料大麥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合QB 1416 87 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。具體指標(biāo)如下：(1) 感觀指標(biāo)：（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(biāo)表 11 啤酒大麥標(biāo)準(zhǔn)理化指標(biāo)工程二棱多棱優(yōu)級一級二級優(yōu)級一級二級水分131313131313粒

6、含無水物424036403530千粒重 /g( 無水物質(zhì) )959085969285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選粒實(shí)驗(yàn)（ 2.5mm以858076757065上） %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(jī)械輸送。1. 氣力輸送(1) 氣力輸送方式的特點(diǎn)：設(shè)備簡單，占地面積小，設(shè)備費(fèi)用及維修費(fèi)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(jìn)行輸送?？梢赃M(jìn)行長距離的集中或分散輸送。向低壓

7、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(jìn)行輸送。壓送式：壓送式氣力輸送裝置是靠從壓氣機(jī)械排出的氣流，通過輸料管時(shí)，加入物料進(jìn)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(jī)械輸送在制麥廠常用的機(jī)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(diǎn)及用途帶式輸送廣泛用于水平方向或傾斜方向運(yùn)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(dòng)力消耗低。(2) 螺旋輸送的特點(diǎn)及用途螺旋運(yùn)送機(jī)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(yùn)輸（

8、60m以內(nèi)）不能長距離輸送。(3) 斗式升運(yùn)的特點(diǎn)及用途用于提升輸送谷物3. 氣力輸送與機(jī)械輸送的比較表 12 氣力輸送與機(jī)械輸送對比工程氣力輸送螺旋輸送帶式輸送斗式升運(yùn)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，主要是全面的比較小提斗，鏈條彎頭輸送最高溫度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(jī)械輸送，其中帶式輸送廣泛用于水平方向或傾斜方向運(yùn)送的散粒或成品物品，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，效率

9、高，動(dòng)力消耗低特點(diǎn)。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(fèi)用方面，采用氣力輸送有利。大麥輸送屬于短距離低溫直線輸送。比較兩者的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用帶式輸送粗選粗選的目的：除去進(jìn)廠大麥中的大土石塊，雜草，野生植物種子。細(xì)小雜物等。為精選做準(zhǔn)備。采用風(fēng)力粗選機(jī)進(jìn)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(jī)進(jìn)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)表 13 大麥分級標(biāo)準(zhǔn)分級標(biāo)

10、準(zhǔn)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(shí)，可充分洗滌、除塵、出菌。(3) 在浸麥水中適當(dāng)加石灰乳，等化學(xué)藥物可以加速酚類，谷皮酸等有害物質(zhì)的浸出。明顯促進(jìn)麥芽和縮短制麥周期，能適當(dāng)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(diǎn)浸麥時(shí)間為 34h 35h。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

11、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(jì)采用低溫發(fā)芽。溫度控制在 1216。(2) 水分：本設(shè)計(jì)制造淺色麥芽，控制麥芽水分在43% 48%。3(3) 通風(fēng)量：取 500600m/T.h 。且應(yīng)避免陽光直射。(4) 發(fā)芽時(shí)間： 45day3. 發(fā)芽設(shè)備：通風(fēng)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(qiáng)，貯藏時(shí)容易吸收

12、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(jī)貯藏1. 目的(1) 在干燥操作不當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的玻璃質(zhì)麥芽，在貯藏期間產(chǎn)生變化，向好的方面轉(zhuǎn)變。(2) 蛋白酶活性提高，增進(jìn)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(shí)間最短一個(gè)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

13、清冷卻充氧麥汁大 M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(jià)格增加 70%100%。浸出物含量減少 10%。麥芽的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不發(fā)芽的大麥。在麥汁制造中采用適當(dāng)?shù)谋壤ū驹O(shè)計(jì)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(fèi)用，但總成本降低，具有經(jīng)濟(jì)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 M含有豐富的糖蛋白。故提高啤酒的泡持性。2. 大 M的特點(diǎn)：價(jià)格較廉，而淀粉含量遠(yuǎn)高于麥芽。多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量則較麥芽為低

14、，添加大 M 的啤酒色澤淺，口味清爽，泡沫細(xì)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 M比例： 本設(shè)計(jì)采用 30%的大 M比例。酒花1. 作用酒花在啤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(jì)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(shí)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

15、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(biāo)色：無色透明度：透明味：無味溶解鹽150200mg/lph6.006.30總堿度1050mmol/l碳酸鹽硬度0 2°總硬度2 7非碳酸鹽硬度2 5細(xì)菌數(shù)100 個(gè) /ml大腸菌群3 個(gè)/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(jìn)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(xì)愈好。對溶解不良的麥芽更應(yīng)如此。4. 粉碎設(shè)備大 M、麥芽均用濕法粉碎機(jī)糖化糖化是

16、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75 80，大 M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

17、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(shí)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。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 1 4 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(shí)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)

18、分解階段：此時(shí)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(shí)間可以短一些。對溶解特好的麥芽，也可放棄這一階段。對溶解不良的麥芽，溫度應(yīng)控制偏低，并延長蛋白質(zhì)分解時(shí)間在上述溫度下-葡聚糖的分解作用繼續(xù)進(jìn)行3.6270糖化階段：此時(shí)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

19、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(shí)間（指碘反應(yīng)完全的時(shí)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，殘留的淀粉可進(jìn)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 5.8 6.0 。- 淀粉酶為5.0 5.5 。一般在 6370溫度范圍內(nèi)， 和 - 淀粉酶的最適 PH范圍選用 5.2 5.8(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

20、汁其濃度低于需定型濃度（約1.0 1.5 °P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)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(shí)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(shí)利用蛋白質(zhì)熱變性與單寧結(jié)合等反應(yīng)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(qiáng)度： 1012煮沸時(shí)間： 90minph：5.2 5.64. 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

21、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(jì)中采用回旋沉淀槽沉淀法分離熱凝固物，利用麥汁離心力分離實(shí)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(shí)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(jī)物： 20% 30%(2)

22、原理熱麥汁經(jīng)泵加速，由槽切線方向進(jìn)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(yīng)盡快分離出酒花糟。我國廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。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(jì)采用現(xiàn)在最常用的一段式逆流冷卻。設(shè)備：薄板冷

23、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(yīng)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(shí)，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。麥汁充氧的設(shè)備 :文丘里管1.3 啤酒發(fā)酵本設(shè)計(jì)采用下面發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒下面發(fā)酵法的特點(diǎn)1. 采用下面發(fā)酵法主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)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(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期長。酵母菌的選擇1. 擴(kuò)大培養(yǎng)啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)順

24、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(kuò)大培養(yǎng)二級擴(kuò)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(dòng)強(qiáng)度大工廠一般不采用(2) 利用酵母離心機(jī)回收利用酵母和發(fā)酵液的不同比重，用離心機(jī)分離酒液和酵母。分離啤酒和酵母的離心機(jī)多采用自開式盤式為了保持下酒時(shí)酒液中的酵母液濃度。采用此法：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(xì)胞數(shù) /ml左右離心后酵母泵于貯存罐內(nèi)進(jìn)行處理。特點(diǎn)：操作方便，但離心機(jī)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 1 5 麥汁濃度與酵母

25、添加量的關(guān)系麥汁濃度酵母泥添加量7 90.3 0.410 120.4 0.613 150.5 0.716 200.6 1.04. 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(yīng)的設(shè)備是：酵母添加器、酵母罐、發(fā)酵罐。各段發(fā)酵均在有溫度調(diào)節(jié)的廠房內(nèi)進(jìn)行，一般分為前酵室（78°）、主酵室（9.9 10.5 °）、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(jì)分批發(fā)酵采用低溫、緩慢發(fā)酵，因此接種量比較小，接種

26、量后細(xì)胞濃度控制在（ 512）× 10 個(gè)/ml 。(2) 酵母添加法本設(shè)計(jì)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(shí)至十小時(shí)）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)胞濃度達(dá)到20×106 個(gè)/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(shí)糖降比較緩慢，而氨基氮下降迅速。由于有機(jī)酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少，pH 下降迅速。酵母達(dá)到最高濃度時(shí)，糖降最快，每天外觀濃度降可達(dá)1.5 2.0 oP。此

27、階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進(jìn)行冷卻。發(fā)酵度達(dá)到酵母凝聚點(diǎn)時(shí)（一般發(fā)酵度在35 45），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細(xì)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(yīng)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 o P 時(shí)，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)酵結(jié)束前，撈去泡蓋，即可進(jìn)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

28、營養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變的消毒法。本設(shè)計(jì)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(fēng)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(shí)，二氧化碳含量為4 5 克 /升的條件下，瓶頸空間容積應(yīng)保持為瓶容積的3% ，殺菌溫度超過65 應(yīng)保持瓶容積的4% 。4. 加熱水溫與酒溫差、保持2 3，以防局部過熱。5. 升降溫度應(yīng)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

29、量衡算、耗水、耗冷計(jì)算2.1全廠物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：工程名稱百分比工程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 M30額大 M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(biāo)無水大 M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(jìn)行100kg 原料（麥芽、大 M）生產(chǎn) 11°P 淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行 100L11°P 淡色啤酒物料衡算最后進(jìn)行10 萬噸 / 年 啤酒廠的物料衡算原料（ 70 麥芽、 30大 M）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

30、芽收率： 0.75 （ 1006）÷ 10070.5 大 M收率： 0.95 （ 10012）÷ 10083.6 混合原料收率為： 0.98 （ 0.70 × 70.5 0.30 × 83.6 ）× 100 72.94 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(shí)的相對密度為 1.04 ，而 100熱麥汁比 20時(shí)的體積增加 1.04 倍，故 100熱麥汁體積為： 663.09/1.04 ×1.04 2. 冷麥汁量： 660.42 &

31、#215;（ 1 4.5 ） 630.70 L3. 發(fā)酵液量： 630.70 ×（ 1 1） 624.39L4. 過濾酒量： 624.39 ×（ 1 0.8 ） 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 : 660.42/100×0.28 1.85 kg7. 濕糖化糟：設(shè)排出濕麥糟含水 80麥糟 70× （16）（ 10075）/ （ 10080） 82.25 kg大 M糟 30× （ 1 1

32、2）（ 10095） / （ 10080） 6.6 kg濕糖化糟 82.25 6.6 88.85 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(jì)算，則酒花糟 1.85 ×（ 1 40） / （ 180%） 5.55kg9. 酵母量 ( 以商品干酵母計(jì) ) ：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/ （1 7） 0.99kg10. CO2 ：11°P 冷麥汁 65

33、8.6576kg 中浸出物 11× 630.70 ×1.0442 72.44 kg設(shè)麥汁的真正發(fā)酵物 60，則可發(fā)酵的浸出量 72.44 ×60 43.47 kg麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式C 12H22O11+ H2O2 C6H12O62 C6H12O64 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 CO2615.0

34、5× 1.012 × 0.4 2.49 kg釋出 CO2量22.372.49 19.88 kg所以得Vco2=19.88 1.832=10.85m313. 空瓶需用量（以規(guī)格為 640ml 瓶計(jì)）：615.05/0.64×1.005 965.9 966 個(gè)14. 瓶蓋需用量：615.05/0.64×1.01 970.6 971 個(gè)15. 商標(biāo)需用量：615.05/0.64×1.001 962.0 962 張生產(chǎn) 100L11 °P 淡色啤酒需進(jìn)行的物料衡算由上面計(jì)算可知100kg 混合原料可生產(chǎn)11° P成品啤酒 615.0

35、5L1. 生產(chǎn) 100L11° P 淡色啤酒需耗混合原料為： 100/615.05 ×10016.26kg2. 麥芽耗用量： 16.26 ×70 11.38kg3. 大 M耗用量： 16.26 ×30 4.88kg4. 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=0.3kg 5. 熱麥汁量： 660.42/615.05 ×100107.38 L6. 冷麥汁量： 630.70/615.05 ×100102.54 L7. 發(fā)

36、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)排出的濕麥糟水份含量為80，則濕麥糟量 （ 1 0.06 ）（ 10075） / （ 10080） × 11.38 13.37 kg 濕大 M糟量 （10.12 ）（ 10095）/ （10080） ×4.88 1.07 kg 綜上可得濕糖化糟量 13.37 1.07 14.44 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） / （100 8

37、0） ×0.3 0.9 kg11. 酵母量 ( 以商品干酵母計(jì) ) ：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） /100 0.15 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 ×1.0442 11.78 kg 麥汁真正發(fā)酵度為 60時(shí)，則可發(fā)酵的浸出物量 11.78 × 60 7.

38、07 kg 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式 C 12H22O11+ H2O2 C6H12O62 C6H12O64 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 C12H22O11 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 3.64 0.4048 3.24kg3在 20常壓下重 1.832kg/ m3；1m CO2釋放容積為

39、 3.24/1.832 1.77 m 313. 空瓶需用量（以規(guī)格為 640ml 瓶計(jì)）：100/0.064 × 1.005 157 個(gè)14. 瓶蓋需用量： 100/0.64×1.01 158 個(gè)15. 商標(biāo)需用量： 100/0.64×1.001 157 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(jì)，占年產(chǎn)量 70，淡季每天糖化 4 次，均留 10 天檢修，以 170 天計(jì)。則每年總糖化次數(shù)7× 170+4×170 1870 次10 萬噸 11°P 淡色啤酒糖化車間物料衡算：旺

40、季二、三季度，預(yù)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/m 3）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 ×16.26/100 9451.29 kg3. 麥芽 9451.29 ×70 6615.9 kg4. 大 M 9451.29 ×30 2835.39kg5. 酒花 0.3 

41、15; 58126.02/100 174.38 kg6. 熱麥汁 107.38 ×58126.02/100 62415.72 L7. 冷麥汁 102.54 ×58126.02/100 59602.42 L8. 濕糖化糟 14.44 ×58126.02/100 8393.40 kg9. 濕酒花糟 0.9 × 58126.02/100 523.13 kg10. 發(fā)酵液 101.52 × 58126.02/100 59009.54 L11. 過濾液 100.71 × 58126.02/100 58538.71 L12. 成品酒 100

42、15; 58126.02/100 58126.02 L13. 商品干酵母 0.16 ×58126.02/100 93 kg14. CO2釋放量 1.77 ×58126.02/100 1028.83 m 315. 空瓶 157×58126.02/100 91257.9 9125816. 瓶蓋 158×58126.02/100 91839.1 9184017. 商標(biāo) 157×58126.02/100 91257.9 91258由前可得出整個(gè)物料衡算表：表 2 1 全廠物料衡算表物料名稱單100 混合100L10°淡色糖化一次定10 萬噸

43、/年啤位原料啤酒額酒生產(chǎn)混合物料Kg10016.269451.291.77×107麥芽Kg7011.386615.91.24×107大 MKg304.882835.391.47×107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Kg88.8514.4

44、48393.401.57×107濕酒花糟Kg5.550.9523.139.78×105商品干酵母Kg0.990.16931.74×105游離 CO2量310.851.771028.831.926m×10空瓶個(gè)96615791258180995600瓶蓋個(gè)97115891840182148200商標(biāo)張96215791258180995600成品啤酒L615.0510058126.021.09×108全年實(shí)際生產(chǎn)啤酒量為：1.09 × 108× 1.012 110308 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

45、每小時(shí)最每天耗量年耗 kg/a消耗定額大用量kg/dkgkg/h蒸汽0.2610.2310563.97251973.9667313052.15表 2 3 全廠用水衡算表編用水量號用水工程水質(zhì)需要最大用水噸/ 次噸/ 日量 t/h1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 2 4 發(fā)酵車間耗冷量衡算表耗 冷 分耗冷工每小時(shí)耗冷冷媒用量每罐耗冷年

46、耗冷量類程量 kJ/hkg/hkJkJ工麥汁冷22081117.263645.3566243351.624.13 ×1010卻 Q11（2冷水）7.81 ×109藝發(fā)酵耗432162.7212923.5312511051.56Q21.48 ×108耗無菌水276515.558269237013.33冷卻 Q32.89 ×108冷酵母培1003203000463141養(yǎng) Q47.95 × 1074.95 ×1010量工藝總22890115.4耗冷 Qt8非工錐形罐2.47 ×106738641.62 × 1071.0

47、1 ×1010冷損 Q5藝耗管道等2746813.8682141.569.52 × 1065.94 ×109冷量冷損 Q65.22 ×1062.57 × 1071.60 ×1010非工藝總耗冷Qnt合總耗冷 Q2.81 ×1071.05 × 1086.55 ×1010計(jì)單593790KJt啤酒耗第 3 章 糖化車間相關(guān)設(shè)備計(jì)算與選型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(jì)算其中含大 M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 × (1 12%)+1