啤酒工廠設(shè)計 文檔在線提供

1、齊 齊 哈 爾 大 學畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 10萬11（淡爽）啤酒廠設(shè)計 學 院 生命科學與工程學院 專業(yè)班級 生物工程051班 學生姓名 曾 德 響 指導老師 田 英 華 成 績 2009年6月 20 日齊齊哈爾大學畢業(yè)設(shè)計(論文)PAGE PAGE III摘 要淡爽啤酒口味新鮮淡爽、酒花香味突出、泡沫潔白細膩并且營養(yǎng)豐富，是人們所喜愛的飲料之一。它是一種綠色食品。隨著人們健康意識的增加，啤酒消費將出現(xiàn)熱潮。啤酒是以麥芽和大米為主要原料，添加酒花，采用啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的一種低二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。 本設(shè)計對10萬噸11淡爽啤酒廠進行生產(chǎn)工藝流程論證，物料衡算，糖化工段熱量衡

2、算，發(fā)酵工段耗冷計算，水量衡算等等。并對啤酒廠主要設(shè)備的體積，外形尺寸，壁厚，附件及重點設(shè)備煮沸鍋進行研究設(shè)計。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面低溫發(fā)酵法。在降低能耗、減少水污染、啤酒糟的回收與利用等方面進行了探討研究。關(guān)鍵詞：啤酒廠；工藝論證；物料衡算；熱量衡算；煮沸鍋AbstractThe light beer tastes fresh and light. The hops fragrance from the beer is prominent. The bubble of it is white and exquisite.And also the nutrition i

3、s rich. It is a Green food. With the increase in health awareness, beer consumption will appear boom.The beer uses malt and rice as the main raw materials, adding hops and also with some beer yeast to ferment and brew. Its one kind of drinking wine which including low Carbon Dioxide, sudsy and low a

4、lcohol degree. An production process demonstration for the design of 1000,000 tons of 11 light beer and also Production material balance, Glycosylated section heat balance, Calculation of consumption of cold on fermentation section， Water balance were carried on. The brewery of the volume of the maj

5、or equipment, profile size, area, the thickness of cylinder, attachment, the major equipment of Boiling Pot has been designed and researched.The method of Glycosylated use double-infusion mashing syetem. Fermentation method use the bottom low-temperature fermentation. The reducion of power consumpti

6、on,.water pollution, recovery and utilization of brewers grains were researched and discussed.Key words:Brewery; Technology demonstration; Materials balance calculate; Heat balance calculate; Boiling pot目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc233955485 摘 要 PAGEREF _Toc233955485 h I HYPERLINK l _Toc23395

7、5486 Abstract PAGEREF _Toc233955486 h II HYPERLINK l _Toc233955487 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc233955487 h 1 HYPERLINK l _Toc233955488 1.1 啤酒工業(yè)概論 PAGEREF _Toc233955488 h 1 HYPERLINK l _Toc233955489 1.2 啤酒的分類及鑒定 PAGEREF _Toc233955489 h 1 HYPERLINK l _Toc233955490 1.2.1 啤酒的分類 PAGEREF _Toc233955490 h 1 HYPERLI

8、NK l _Toc233955491 1.2.2 啤酒鑒別 PAGEREF _Toc233955491 h 2 HYPERLINK l _Toc233955492 1.2.3 啤酒的保質(zhì)期 PAGEREF _Toc233955492 h 2 HYPERLINK l _Toc233955493 1.3 中國啤酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc233955493 h 3 HYPERLINK l _Toc233955494 1.4 課題研究內(nèi)容及方法 PAGEREF _Toc233955494 h 4 HYPERLINK l _Toc233955495 1.4.1 設(shè)計依據(jù) PAGEREF

9、_Toc233955495 h 4 HYPERLINK l _Toc233955496 1.4.2 設(shè)計范圍 PAGEREF _Toc233955496 h 4 HYPERLINK l _Toc233955497 1.4.3 指導思想 PAGEREF _Toc233955497 h 4 HYPERLINK l _Toc233955498 1.5 廠址的選擇 PAGEREF _Toc233955498 h 5 HYPERLINK l _Toc233955499 1.5.1 廠址的地點及條件 PAGEREF _Toc233955499 h 5 HYPERLINK l _Toc233955500 1

10、.5.2 自然條件 PAGEREF _Toc233955500 h 5 HYPERLINK l _Toc233955501 第2章 啤酒廠生產(chǎn)工藝及論證 PAGEREF _Toc233955501 h 6 HYPERLINK l _Toc233955502 2.1 原料 PAGEREF _Toc233955502 h 6 HYPERLINK l _Toc233955503 2.1.1 大米 PAGEREF _Toc233955503 h 6 HYPERLINK l _Toc233955504 2.1.2 麥芽 PAGEREF _Toc233955504 h 6 HYPERLINK l _Toc

11、233955505 2.1.3 釀造水 PAGEREF _Toc233955505 h 7 HYPERLINK l _Toc233955506 2.1.4 酒花 PAGEREF _Toc233955506 h 7 HYPERLINK l _Toc233955507 2.1.5 酵母 PAGEREF _Toc233955507 h 8 HYPERLINK l _Toc233955508 2.2 啤酒生產(chǎn)工藝流程 PAGEREF _Toc233955508 h 10 HYPERLINK l _Toc233955509 2.3 工藝原理及方法 PAGEREF _Toc233955509 h 10 H

12、YPERLINK l _Toc233955510 2.3.1 原料粉碎 PAGEREF _Toc233955510 h 10 HYPERLINK l _Toc233955511 2.3.2 糖化方法及工藝論證 PAGEREF _Toc233955511 h 11 HYPERLINK l _Toc233955512 2.3.3 過濾 PAGEREF _Toc233955512 h 13 HYPERLINK l _Toc233955513 2.3.4 麥汁煮沸 PAGEREF _Toc233955513 h 13 HYPERLINK l _Toc233955514 2.3.5 麥汁后處理 PAGE

13、REF _Toc233955514 h 14 HYPERLINK l _Toc233955515 2.3.6 啤酒的發(fā)酵 PAGEREF _Toc233955515 h 15 HYPERLINK l _Toc233955516 2.3.7 啤酒的過濾 PAGEREF _Toc233955516 h 17 HYPERLINK l _Toc233955517 2.3.8 罐裝流程 PAGEREF _Toc233955517 h 18 HYPERLINK l _Toc233955518 第3章 啤酒生產(chǎn)物料衡算 PAGEREF _Toc233955518 h 19 HYPERLINK l _Toc2

14、33955519 3.1 物料平衡計算 PAGEREF _Toc233955519 h 19 HYPERLINK l _Toc233955520 3.1.1 糖化車間工藝流程 PAGEREF _Toc233955520 h 19 HYPERLINK l _Toc233955521 3.1.2 工藝技術(shù)指標及流程 PAGEREF _Toc233955521 h 20 HYPERLINK l _Toc233955522 3.1.3 100千克原料（70%麥芽、30%大米）生產(chǎn)出的啤酒量 PAGEREF _Toc233955522 h 20 HYPERLINK l _Toc233955523 3.1

15、.4 生產(chǎn)100L11淡色啤酒的物料衡算 PAGEREF _Toc233955523 h 21 HYPERLINK l _Toc233955524 3.1.5 二氧化碳量 PAGEREF _Toc233955524 h 22 HYPERLINK l _Toc233955525 3.1.6 10萬噸/年11淡色啤酒糖化車間物料衡算 PAGEREF _Toc233955525 h 23 HYPERLINK l _Toc233955526 3.2 熱量衡算 PAGEREF _Toc233955526 h 25 HYPERLINK l _Toc233955527 3.2.1 糖化用水耗熱量 PAGER

16、EF _Toc233955527 h 26 HYPERLINK l _Toc233955528 3.2.2 第一次米醪煮沸耗熱量 PAGEREF _Toc233955528 h 26 HYPERLINK l _Toc233955529 3.2.3 煮沸過程蒸汽帶出的熱量 PAGEREF _Toc233955529 h 27 HYPERLINK l _Toc233955530 3.2.4 熱損失 PAGEREF _Toc233955530 h 28 HYPERLINK l _Toc233955531 3.2.5 米醪煮沸耗熱總量 PAGEREF _Toc233955531 h 28 HYPERL

17、INK l _Toc233955532 3.2.6 混合醪升溫至68的耗熱量 PAGEREF _Toc233955532 h 28 HYPERLINK l _Toc233955533 3.2.7 洗糟水耗熱量Q4 PAGEREF _Toc233955533 h 29 HYPERLINK l _Toc233955534 3.2.8 麥汁煮沸過程耗熱量 PAGEREF _Toc233955534 h 29 HYPERLINK l _Toc233955535 3.2.9 糖化一次總耗熱量 PAGEREF _Toc233955535 h 30 HYPERLINK l _Toc233955536 3.2

18、.10 糖化一次耗用蒸汽量 PAGEREF _Toc233955536 h 30 HYPERLINK l _Toc233955537 3.2.11 糖化過程每小時最大蒸汽耗量 PAGEREF _Toc233955537 h 31 HYPERLINK l _Toc233955538 3.2.12 蒸汽單耗 PAGEREF _Toc233955538 h 31 HYPERLINK l _Toc233955539 3.3 耗冷量的計算 PAGEREF _Toc233955539 h 32 HYPERLINK l _Toc233955540 3.3.1 發(fā)酵工藝流程 PAGEREF _Toc23395

19、5540 h 32 HYPERLINK l _Toc233955541 3.3.2 工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc233955541 h 32 HYPERLINK l _Toc233955542 3.3.3 工藝耗冷量 PAGEREF _Toc233955542 h 32 HYPERLINK l _Toc233955543 3.3.4 發(fā)酵耗冷量 PAGEREF _Toc233955543 h 33 HYPERLINK l _Toc233955544 3.3.5 非工藝耗冷量 PAGEREF _Toc233955544 h 36 HYPERLINK l _Toc2339555

20、45 3.3.6 100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算 PAGEREF _Toc233955545 h 37 HYPERLINK l _Toc233955546 3.4 耗水量衡算 PAGEREF _Toc233955546 h 37 HYPERLINK l _Toc233955547 3.4.1 工藝用水 PAGEREF _Toc233955547 h 37 HYPERLINK l _Toc233955548 3.4.2 洗滌用水 PAGEREF _Toc233955548 h 40 HYPERLINK l _Toc233955549 3.4.3 啤酒生產(chǎn)用水量衡算 PAGEREF _T

21、oc233955549 h 40 HYPERLINK l _Toc233955550 第4章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選型及論證 PAGEREF _Toc233955550 h 41 HYPERLINK l _Toc233955551 4.1 主要設(shè)備設(shè)計選型及論證 PAGEREF _Toc233955551 h 41 HYPERLINK l _Toc233955552 4.1.1 麥芽暫貯箱 PAGEREF _Toc233955552 h 41 HYPERLINK l _Toc233955553 4.1.2 麥芽粉貯箱 PAGEREF _Toc233955553 h 41 HYPERLINK l

22、_Toc233955554 4.1.3 大米暫貯箱 PAGEREF _Toc233955554 h 42 HYPERLINK l _Toc233955555 4.1.4 大米粉貯箱 PAGEREF _Toc233955555 h 43 HYPERLINK l _Toc233955556 4.1.5 糖化過濾槽 PAGEREF _Toc233955556 h 43 HYPERLINK l _Toc233955557 4.1.6 糖化鍋 PAGEREF _Toc233955557 h 44 HYPERLINK l _Toc233955558 4.1.7 糊化鍋 PAGEREF _Toc233955

23、558 h 44 HYPERLINK l _Toc233955559 4.1.8 麥汁冷卻器 PAGEREF _Toc233955559 h 45 HYPERLINK l _Toc233955560 4.1.9 發(fā)酵罐 PAGEREF _Toc233955560 h 46 HYPERLINK l _Toc233955561 4.2 煮沸鍋 PAGEREF _Toc233955561 h 46 HYPERLINK l _Toc233955562 4.2.1 圓柱筒體的厚度計算 PAGEREF _Toc233955562 h 47 HYPERLINK l _Toc233955563 4.2.2 鍋

24、體下封頭的選擇與厚度計算 PAGEREF _Toc233955563 h 48 HYPERLINK l _Toc233955564 4.2.3 鍋體上封頭的選擇與計算 PAGEREF _Toc233955564 h 49 HYPERLINK l _Toc233955565 4.2.4 內(nèi)加熱器的計算 PAGEREF _Toc233955565 h 50 HYPERLINK l _Toc233955566 4.2.5 換熱器的面積 PAGEREF _Toc233955566 h 54 HYPERLINK l _Toc233955567 4.2.6 換熱器蒸汽進管的計算 PAGEREF _Toc2

25、33955567 h 54 HYPERLINK l _Toc233955568 4.2.7 麥汁排醪管徑計算 PAGEREF _Toc233955568 h 54 HYPERLINK l _Toc233955569 4.2.8 麥汁倒醪入口管徑計算 PAGEREF _Toc233955569 h 55 HYPERLINK l _Toc233955570 4.2.9 鍋重及支座選型 PAGEREF _Toc233955570 h 55 HYPERLINK l _Toc233955571 4.2.10 升氣管 PAGEREF _Toc233955571 h 56 HYPERLINK l _Toc2

26、33955572 4.2.11 人孔 PAGEREF _Toc233955572 h 56 HYPERLINK l _Toc233955573 4.2.12 視鏡 PAGEREF _Toc233955573 h 56 HYPERLINK l _Toc233955574 第5章 啤酒工廠三廢治理 PAGEREF _Toc233955574 h 57 HYPERLINK l _Toc233955575 5.1 三廢治理 PAGEREF _Toc233955575 h 57 HYPERLINK l _Toc233955576 5.1.1 啤酒廠的廢水情況 PAGEREF _Toc233955576

27、h 57 HYPERLINK l _Toc233955577 5.1.2 啤酒工廠減少廢水污染的途徑 PAGEREF _Toc233955577 h 57 HYPERLINK l _Toc233955578 5.1.3 國內(nèi)廢水排放標準 PAGEREF _Toc233955578 h 58 HYPERLINK l _Toc233955579 5.2 副產(chǎn)物的利用 PAGEREF _Toc233955579 h 58 HYPERLINK l _Toc233955580 5.2.1 麥糟的利用 PAGEREF _Toc233955580 h 59 HYPERLINK l _Toc233955581

28、 5.2.2 二氧化碳的回收 PAGEREF _Toc233955581 h 59 HYPERLINK l _Toc233955582 總 結(jié) PAGEREF _Toc233955582 h 60 HYPERLINK l _Toc233955583 參考文獻 PAGEREF _Toc233955583 h 61 HYPERLINK l _Toc233955584 附 錄 PAGEREF _Toc233955584 h 62 HYPERLINK l _Toc233955585 致 謝 PAGEREF _Toc233955585 h 64 PAGE 66第1章 緒 論1.1 啤酒工業(yè)概論啤酒的主要

29、原料是大麥，大麥是世界上種植最早的谷物之一，幾乎世界上所有地區(qū)都可種植。啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。中國正在快步發(fā)展經(jīng)濟，成績舉世矚目，啤酒隨著經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平提高，逐步從城市走向農(nóng)村，成為人民大眾最喜愛的飲料之一。我國啤酒工業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速。目前，我國啤酒的年產(chǎn)量已位居世界首位。但從人均消費量來看，遠遠落后于發(fā)達國家水平。我國啤酒廠數(shù)量多，但設(shè)備參差不齊。最近幾年啤酒產(chǎn)業(yè)正向著規(guī)?；?、效益化發(fā)展。不少的酒廠被大酒廠兼并。這一發(fā)展趨勢符合世界啤酒發(fā)展趨勢。隨著啤酒生產(chǎn)現(xiàn)代化的邁進，我們將會喝到更新鮮、更淡爽的、更

30、可口的啤酒。1.2 啤酒的分類及鑒定1.2.1 啤酒的分類1.根據(jù)原麥汁濃度分類啤酒酒標上的度數(shù)與白酒酒標上的度數(shù)不同。它并非指酒精度，它的含義為原麥汁濃度，即啤酒發(fā)酵進罐時麥汁的濃度。主要的度數(shù)有8、10、11、12、14、16、18啤酒。日常生活中我們飲用的啤酒多為11、12。2.根據(jù)啤酒色澤分類淡色啤酒色度在514EBC之間。淡色啤酒為啤酒產(chǎn)量中最大的一種。淡色啤酒又分為淡黃色啤酒、金黃色啤酒。淡黃色啤酒口味淡爽，酒花香味突出。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。濃色啤酒色澤呈紅綜色或紅褐色，色度在1440EBC之間。濃色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。黑色啤酒色澤呈深紅

31、褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、泡沫細膩，苦味根據(jù)產(chǎn)品類型而有較大差異。3.根據(jù)殺菌方法分類鮮啤酒啤酒包裝后，不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮美，但容易變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。 熟啤酒經(jīng)過巴氏滅菌的啤酒?？梢源娣泡^長時間，可用于外地銷售，優(yōu)級啤酒保質(zhì)期120天左右。4.根據(jù)啤酒酵母性質(zhì)分類上面發(fā)酵啤酒采用上面酵母。發(fā)酵過程中，酵母隨CO2浮到發(fā)酵面上，發(fā)酵溫度1520。啤酒香味突出。下面發(fā)酵啤酒采用下面酵母。發(fā)酵完畢，酵母凝聚沉淀到發(fā)酵容器底部，發(fā)酵溫度510.啤酒的香味柔和。世界上絕大部分國家采用下面發(fā)酵啤酒。我國的啤酒均為下面發(fā)酵啤酒，其中著名啤酒有青島啤酒、珠江

32、啤酒等。1.2.2 啤酒鑒別酒體色澤：普通淺色啤酒應該是淡黃色或金黃色，黑啤酒為紅棕色或淡褐色。 透明度：酒液應清亮透明，無懸浮物或沉淀物。 泡沫：啤酒注入無油膩的玻璃杯中時，泡沫應迅速升起，泡沫高度應占杯子的三分之一，當啤酒溫度在815時，5分鐘內(nèi)泡沫不應消失；同時泡沫還應細膩，潔白，散落杯壁后仍然留有泡沫的痕跡（掛杯）。香氣：在酒杯上方，用鼻子輕輕吸氣，應有明顯的酒花香氣，新鮮、無老化氣味及生酒花氣味；黑啤酒還應該有焦麥芽的香氣。品嘗味道：入口純正，沒有酵母味或其它怪味雜味，口感清爽、協(xié)調(diào)、柔和、口味愉快而消失迅速，無明顯的澀味，有二氧化碳的刺激，使人感到殺口。1.2.3 啤酒的保質(zhì)期瓶裝

33、、聽裝熟啤酒保質(zhì)期不少于120天（優(yōu)、一級），60天（二級）。瓶裝鮮啤酒保質(zhì)期不少于7天。罐裝、桶裝鮮啤酒保質(zhì)期不少于3天。1.3 中國啤酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢1.行業(yè)結(jié)構(gòu)的變化 集團化、規(guī)模化。企業(yè)數(shù)量繼續(xù)下降，青島、燕京、華潤的下屬企業(yè)會繼續(xù)增加，生產(chǎn)能力和年產(chǎn)量還將持續(xù)增長。珠江啤酒集團、哈爾濱啤酒有限公司等二級集團也會迅速擴張。 以業(yè)為主，多元發(fā)展。大多數(shù)啤酒企業(yè)集團在把啤酒業(yè)做強的同時依靠自身優(yōu)勢進入其他行業(yè)進行多元化發(fā)展。如青島啤酒進入茶飲行業(yè)、葡萄酒業(yè)，燕京啤酒進入生物制藥業(yè)，藍劍集團下屬20多家進入其他產(chǎn)業(yè)等。信息化。知識經(jīng)濟時代，企業(yè)對信息的利用效率可利用程度成為提高企業(yè)競爭力的主

34、要方面，啤酒企業(yè)對加快企業(yè)信息化建設(shè)更加重視。一方面加快內(nèi)部信息化建設(shè)，如青島啤酒集團、珠江啤酒集團、燕京啤酒集團、哈爾濱啤酒投資數(shù)千萬元上ERP系統(tǒng)，許多企業(yè)建立內(nèi)部局域網(wǎng)等；另一方面加快外部信息溝通和利用。更多的企業(yè)成立信息中心，加強對外部商業(yè)情報的收集、分析、利用?？萍蓟？萍加肋h是第一生產(chǎn)力，加快科技進步是啤酒企業(yè)未來競爭的焦點之一。在純生技術(shù)進一步提高的同時，啤酒企業(yè)會在啤酒保鮮度、延長保鮮期等方面不斷創(chuàng)新。2.原料的發(fā)展 在5070年代，中國啤酒已經(jīng)獨立種植啤酒大麥和生產(chǎn)酒花，在中國西北地區(qū)酒花發(fā)展為自給有余，每年還有13000t酒花出口。酒花的-酸含量也較高，超過7%以上，它是苦

35、型花，屬中上水平，近幾年在發(fā)展香花型酒花。制麥大麥是在50年代發(fā)展起來的，二棱冬大麥（早熟3號）曾為中國啤酒工業(yè)作出貢獻，在“七五”期間引進種植新品大麥如匈-84、紅日一號、岡二等高質(zhì)量二棱制麥大麥也在90年代中期得到發(fā)展，大麥質(zhì)量提高，育種研究遍及全國，而且逐步實現(xiàn)區(qū)域化。3.啤酒品種向多樣化發(fā)展 我國啤酒產(chǎn)量的90%左右是1112P的淺色下面啤酒。多數(shù)啤酒廠已經(jīng)重視啤酒品種的多樣化。今后人們對啤酒作為“酒”（酒精飲料）將會逐步“淡化”，而作為“飲料”將發(fā)展，也就是啤酒濃度、酒精含量將會逐步降低。本世紀末，中國將有2億人口進入老年，老年專用啤酒低糖、低醇、保健型啤酒將有較大市場。小麥啤酒、白

36、啤酒、全麥芽啤酒、配合啤酒（和果汁等配合）也會發(fā)展。4.啤酒修飾技術(shù)在發(fā)展低濃度啤酒時，啤酒修飾技術(shù)應得到大家的重視。從麥芽中提取香味物質(zhì)的研究，在8P啤酒上應用，明顯增加了啤酒麥芽香和酒花香味。低濃度啤酒淡而不寡，增加柔和感，也必須依賴后修飾。從酵母中提取風味物質(zhì)，改善啤酒的風味。1.4 課題研究內(nèi)容及方法1.4.1 設(shè)計依據(jù)本設(shè)計是根據(jù)齊齊哈爾大學生命科學與工程學院生物工程教研室布置的畢業(yè)設(shè)計大綱要求來進行設(shè)計的。1.4.2 設(shè)計范圍本設(shè)計為年產(chǎn)10萬噸11的啤酒廠，重點設(shè)備煮沸鍋，糖化工段為重點工段。該設(shè)計包括工藝方法及流程的選擇論證，物料衡算，耗熱量衡算，耗冷量衡算，設(shè)備選型及論證，車

37、間的布置，設(shè)計并繪制圖紙（糖化車間流程圖、發(fā)酵車間流程圖、糖化車間平面布置圖、糖化車間立面布置圖、重點設(shè)備裝配圖），三廢處理等。1.4.3 指導思想設(shè)計出來的啤酒廠要求投資小、技術(shù)高、運行穩(wěn)定、管理方便、環(huán)境好。最重要的一點是生產(chǎn)成本低。根據(jù)查閱有關(guān)資料和實際考察。本設(shè)計在確定工藝方法、工藝流程和設(shè)備選型時，參考了明月島啤酒廠和大連雪花啤酒廠的實際情況。在工藝方面，力求合理性和先進性；在設(shè)備方面，采用先進技術(shù)及機械化、自動化生產(chǎn)控制，提高勞動力生產(chǎn)率；在經(jīng)濟上，要做到合理利用資源，降低能耗，減少污染，保護環(huán)境，減少浪費。1.5 廠址的選擇1.5.1 廠址的地點及條件本設(shè)計的廠址選擇在廣州市南沙

38、開發(fā)區(qū)。廣州市南沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于廣州市的東南部、伶仃洋的西岸。規(guī)劃面積為544平方公里，期中陸地面積為338平方公里。她位于珠江三角洲的地理幾何中心，方圓100公里范圍內(nèi)把整個珠江三角洲城市群都網(wǎng)絡其中。南沙水路距香港38海里，距澳門41海里。周邊有廣州、珠海、深圳、香港、澳門等五大國際機場。南沙背靠著珠江三角洲4000萬人口的廣闊市場腹地。又通過穗、深、港、澳等大城市連著海內(nèi)外市場，戰(zhàn)略位置突出，具有很強的市場潛力和輻射力。在這里建廠，原因有以下幾個方面：第一：市場廣闊。優(yōu)越的地理位置、龐大的消費市場、遼闊的輻射區(qū)域，為投資者提供了廣闊的市場前景。第二：勞動力資源豐富。1.5.2 自然條件1

39、.氣候 廣州地處南亞熱帶，屬南亞熱帶典型的季風海洋氣候。由于背山面海，海洋性氣候特別顯著，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、夏季長、霜期短、水熱同期等氣候特征。年平均氣溫為21.421.8，日均氣溫都在0以上；雨量充沛，年降水量為1689.31876.5毫米。冬夏季風的交替是廣州季風氣候突出的特征。冬季的偏北風因極地大陸氣團向南伸展而形成的，干燥寒冷。夏季偏南風因熱帶海洋氣團向北擴張所形成的，溫暖潮濕。夏季風轉(zhuǎn)換為冬季風一般在9月份，而冬季風轉(zhuǎn)換為夏季風在4月份。2.水資源南沙位于珠江出海口，珠江水量充沛，上游支流多，能及時更新水源。提供大量的清潔用水。第2章 啤酒廠生產(chǎn)工藝及論證2.1 原料

40、2.1.1 大米啤酒釀造用大米，原則上凡大米不論品種均可用來釀造，但從啤酒風味而言，米的食感越好，釀造的啤酒風味也愈好1。一般來說梗米優(yōu)于山米，晚稻米優(yōu)于早稻米，糯米優(yōu)于非糯米。糯米釀造啤酒，發(fā)酵度適中，啤酒的口味純凈，泡持性好。由于大米淀粉含量高（75%82%），無水浸出率高達90%93%，無花色苷，含脂肪低（0.2%1.0%），并含有較多泡持蛋白（糖蛋白）。本設(shè)計用大米（大米麥芽=37）作輔料釀造啤酒，所釀造的啤酒色澤淺、口味柔和，泡沫潔白細膩，泡持性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料?，F(xiàn)階段有人應用正交旋轉(zhuǎn)組合試驗設(shè)計,研究了在擠壓大米過程中添加酶制劑作啤酒輔料對糖化過程的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明：用

41、擠壓加酶大米作啤酒輔料,淀粉利用率較高,其麥汁浸出物收得率提高了5.09%。在可見的未來，擠壓膨化大米啤酒輔料是啤酒釀造技術(shù)發(fā)展趨勢之一2。大米對啤酒風味的影響:正面：用大米做輔料，可以改善啤酒的色澤和風味，泡沫潔白細膩，泡持性耗，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。負面：經(jīng)過碾米后的精米，極不耐貯藏，在貯藏中由于呼吸作用、氧化作用、酶促分解，使米質(zhì)惡化。特別是脂肪分解后形成脂肪酸，滲透進入胚乳，充塞于直鏈淀粉的螺旋圈內(nèi)，導致阻礙淀粉吸水膨脹，使糊化困難。在釀制過程中不飽和的脂肪酸可通過酶和非酶氧化為過氧化物，進一步氧化為羥基化合物，形成啤酒風味老化的醛類物質(zhì)。2.1.2 麥芽溶解良好的麥芽應該無霉雜味，

42、麥芽香濃，牙咬發(fā)脆且松散。優(yōu)質(zhì)淺色麥芽具淡黃色而有光澤感。優(yōu)良淺色麥芽糖化時間為1015min，糖化時間代表著麥芽淀粉酶的綜合性活動，時間愈短活力愈強。本設(shè)計采用淡色麥芽作為主要原料釀造啤酒。淡色麥芽的感官要求淡黃色、有光澤、具有麥芽香味、無異味、無霉粒。在釀造時要先將大麥制成麥芽，再進行糖化和發(fā)酵，方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽和干燥的過程，即稱為麥芽制造。大麥發(fā)芽后稱綠麥芽，干燥后叫麥芽。麥芽的制造主要分為四個階段：第一：精選后的大麥浸泡在水中，使大麥吸收水分，達到能發(fā)芽的要求，此階段稱為浸麥。根據(jù)設(shè)備和工藝要求的不同，有多種方法。第二：然后在人工控制的條件下進行發(fā)芽，利用發(fā)

43、芽過程中形成的酶系，使大麥的內(nèi)容物質(zhì)進行分解，變?yōu)辂溠?。大麥發(fā)芽的主要目的：胚乳細胞壁的部分或全部降解，使干燥后的麥芽變得疏松，更易粉碎，內(nèi)容物質(zhì)更容易溶出。第三:發(fā)芽完畢成為綠麥芽，利用熱空氣進行干燥。干燥的目的：使綠麥芽停止生長和酶的分解作用，除去多余的水分，防止腐爛，便于運輸。使根部干燥便于除去，增加麥芽的色、香、味。第四：經(jīng)過機械原理將麥芽的根除去。2.1.3 釀造水啤酒的主要成分是水，所以水的好壞對啤酒的影響很大。用于釀造啤酒的水應該是無色、透明、無沉淀、無味、總?cè)芙恹}150200mg/L、PH值6.87.2、有機物（高錳酸鉀耗氧量）03mg/L、鐵鹽（以Fe計）0.3mg/L、錳鹽

44、（以Mn計）0.1mg/L、氨態(tài)氮（以N計）0.1mg/L、氯化物（以Cl計）2060mg/L、游離氯0.1mg/L。質(zhì)量指標應符合啤酒大麥國家標準。通常，軟水適于釀造淡色啤酒，碳酸鹽含量高的硬水適于釀制濃色啤酒。淡色啤酒用水要求為：無色，無臭，透明，無浮游物，味純正，無生物污染；硬度低；鐵、錳含量低（含量高對啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現(xiàn)象）；不含亞硝酸鹽。2.1.4 酒花釀造啤酒過程中，添加酒花能賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性1。我國酒花主要產(chǎn)地新疆、內(nèi)蒙、甘肅、青海、黑龍江及北京地區(qū)，

45、均在北緯4050。酒花栽培氣溫的要求，生長期1419，開花期1723，成熟期1525.酒花宜在中性土壤、低地下水位、雨水少（但要有灌溉）、長日照（17002600h）的地區(qū)栽培。酒花的化學組成中，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。酒花中的-酸在麥汁煮沸時異構(gòu)化，形成異-酸，賦予啤酒爽快的苦味。在傳統(tǒng)麥汁煮沸過程中，酒花-酸只有50%能被利用，同時由于酵母吸附以及啤酒過濾，會進一步損失。所以，啤酒中-酸的總利用率很少超過40%，有時可能只有10%。為了最大限度提高-酸利用率，目前開發(fā)出多種異構(gòu)化酒花制品，異構(gòu)顆粒酒花就是其中的一種。顆粒酒花是目前世界上使用最廣泛的酒花制品

46、，也是國內(nèi)啤酒企業(yè)應用最多的酒花制品。顆粒酒花較全酒花的利用率提高了10%25%，貯藏和運輸體積減少達80%以上。異構(gòu)顆粒酒花是把-酸先經(jīng)異構(gòu)化處理，再用于啤酒釀造，酒花利用率提高90%以上3。多酚對啤酒質(zhì)量有雙重影響：一方面：是啤酒口味助劑能加強啤酒的醇厚性和抗氧化能力。在麥汁煮沸時及冷卻過程中，能與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生凝固物沉淀，促進非生物穩(wěn)定性。另一方面：多酚能與啤酒中的蛋白質(zhì)形成聚合體，是造成啤酒渾濁的主要原因，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性。要避免形成這種類型的渾濁，可以去除蛋白多酚或兩者成比例的去除。采用吸附劑通過吸附作用除去啤酒中的多酚類物質(zhì)，減少或者除去形成蛋白質(zhì)多酚類物質(zhì)復合物的前體。不但

47、能提高啤酒的澄清度，還能使啤酒穩(wěn)定延長啤酒的貨架壽命，改善啤酒的風味。常用的吸附劑有：皂土、活性炭、硅膠、尼龍、PVPP等。由于PVPP具有生理安全性吸水性水不溶性絡合性等特性，是一種性能優(yōu)良的多酚類物質(zhì)吸附劑被廣泛應用于啤酒工業(yè)中4。表2-1 酒花的感官評定內(nèi)容鑒定情況外觀花體整齊、完整；黃綠色，有光澤，葉片內(nèi)花粉飽滿，金黃色純凈度優(yōu)良的酒花應不含葉、梗及其他雜物手感干燥良好的酒花有彈性，以手挫擦，有油膩的粘性感覺香味干燥良好的酒花以手挫擦，含有酒花特有的清香氣味表2-2 酒花的化學鑒定內(nèi)容鑒定情況水分應在10%以內(nèi)-酸香型酒花應在5%以上；苦型酒花應在8%以上軟樹脂香型酒花應在14%以上，

48、苦型酒花應在16%以上2.1.5 酵母啤酒酵母在麥汁中25培養(yǎng)三天，細胞為圓形、卵形、橢圓形到臘腸形。世界各大型啤酒廠均有自己獨特的菌株，各菌株特性是由生產(chǎn)廠長期馴養(yǎng)、選育獲得的。由于啤酒酵母種類不同，導致所釀造的啤酒風味也多種多樣。啤酒酵母的凝絮特性是重要的生產(chǎn)特性，它會影響酵母回收再利用于發(fā)酵的可能，影響到發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的選擇，乃至影響到啤酒風味。金屬離子對凝聚作用影響極大。特別是鈣離子，一般認為在啤酒中Ca2+達到30mg/L以上，啤酒酵母才能呈良好的凝聚性其他二價離子也能促進凝聚，但遠比Ca2+低1。啤酒釀造中，酵母主要起的作用就是降糖，產(chǎn)生二氧化碳和酒精。啤酒工廠

49、為了確保酵母的純度，進行以單細胞培養(yǎng)法為起點的純粹培養(yǎng)。為了避免野生酵母和細胞的污染，必須嚴格啤酒工廠的清洗滅菌工作。評價酵母菌種優(yōu)良與否，主要從以下幾個方面考慮：形態(tài)學上的要求：細胞形態(tài)為圓形或卵圓形，優(yōu)良菌株酵母短軸與長軸之比為1：（1.11.3），細胞大小趨向于中小型體積為（100m3160m3），相同接種量，細胞比表面積大，發(fā)酵速度快。生理學要求：希望選擇繁殖速度快的菌株，細胞倍增時間短，細胞密度增長快，短接種后的停滯期，很快進入對數(shù)生長期。發(fā)酵力的要求：主要指酵母對糖的發(fā)酵能力，希望酵母具有良好的合成麥芽糖和麥芽三糖滲透酶的能力，使酵母能利用麥芽糖、麥芽三糖進行發(fā)酵，提高發(fā)酵度。凝聚

50、性和沉淀能力：凝聚性太強的酵母一般發(fā)酵速度較慢，發(fā)酵度偏低，雙乙酰還原慢。要求凝聚性適中，即能達到較高的發(fā)酵度，又沉淀堅實，發(fā)酵完畢后能順利從發(fā)酵液中分離。雙乙酰峰值和還原速度：希望雙乙酰峰值低，還原速度快。揮發(fā)性風物物質(zhì)：要求酵母最終代謝產(chǎn)物賦予啤酒以良好的風味。酵母對壓力的耐受力：希望酵母對壓力有較強的耐受力。酵母的穩(wěn)定性：希望酵母能抗變異，連續(xù)發(fā)酵10代以上發(fā)酵速度、發(fā)酵度、雙乙酰含量及酒的風格無顯著變化。主酵液和成品啤酒的風味品嘗：不能有特殊的異香、異味。2.2 啤酒生產(chǎn)工藝流程沉淀槽冷卻器粉碎機大米糊化鍋加酒花麥芽粉碎機糖化鍋過濾槽煮沸鍋罐裝滅菌清酒罐過濾機發(fā)酵罐擴培罐圖2-1 啤酒

51、生產(chǎn)工藝流程圖2.3 工藝原理及方法其主要過程有原料粉碎，糖化，過濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個過程。2.3.1 原料粉碎原料粉碎的目的主要在于，使表皮破裂，增加麥芽本身的表面積，使其內(nèi)容物質(zhì)更容易溶解，利于糖化。按其粉碎類型來說，可以分為干粉碎和濕粉碎兩種。大米的粉碎：對于大米來說，粉碎得越細越好，越利于糊化。輔料粉碎后的時間不能超過24h，防止發(fā)熱結(jié)塊。本設(shè)計采用濕法粉碎，原因是由于麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時皮殼不易磨碎，胚乳帶水碾磨，較均勻，糖化速度快，可提高過濾速度20%25%。麥芽在預浸槽中用溫水（2550）浸泡1020min，使麥芽的含水量達到25%35%，放走浸泡水，用加料錕把

52、麥芽加入四錕式粉碎機中，帶水粉碎，粉碎物在勻漿槽中加入3040糖化水，勻漿后用醪泵送至糖化鍋。2.3.2 糖化方法及工藝論證糖化是指將麥芽和輔料中的高分子貯藏物質(zhì)及其分解產(chǎn)物，通過麥芽中各種水解酶類作用，以及水和熱力作用，使之溶解并溶解于水。本設(shè)計采用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高。特別適合釀造淺色淡爽型啤酒.而且操作簡單，糖化時間短，在3小時內(nèi)即可完成。目前我國用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法。釀制的啤酒，色澤淡黃，泡沫豐富，潔白細膩，掛杯持久，具有特殊風味。整個糖化過程包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解，-葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。糖化過程是原料的分解和

53、萃取過程，它主要是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解和萃取過程。糖化過程中的工藝控制，主要是通過下述環(huán)節(jié)來進行：選擇麥芽的質(zhì)量，輔料的種類及其配比、配料。麥芽及非麥芽谷物的粉碎度。麥芽中各種水解酶的作用條件，如溫度、PH、底物濃度、作用時間。加熱的時間和溫度。有時還需通過外加酶制劑、加酸、無機鹽進行調(diào)節(jié)控制。糖化時主要物質(zhì)變化：非麥芽谷物中淀粉的糊化和液化。淀粉的糖化。糖化過程中蛋白質(zhì)的分解。-葡聚糖的分解。麥芽谷皮成分的溶解。糖化的主要方法：煮出糖化法，復式浸出糖化法，雙醪糖化法，分級糖化。在各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造合于各類酶作用的最佳條件，各種

54、糖化方法中有幾段控制原理是相似的1。（1）酸休止 利用麥芽中磷酸酯酶對麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時還利用乳酸菌繁殖產(chǎn)生乳酸，此工藝條件是：溫度為3537，pH5.25.4，時間為3090min。（2）蛋白質(zhì)休止 利用麥芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸（-氨基氮）和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質(zhì)形成多肽和氨基酸。蛋白質(zhì)休止最佳pH為5.25.3，最適溫度：形成-氨基氮為4550，形成可溶性多肽為5055，作用時間為10120min。（3）糖化分解 淀粉分解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖，對麥芽中的-淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為6065（62.5）。-淀粉酶最適活性溫度為70.這兩個酶共同作用，

55、最適pH為5.55.6，作用時間為30120min。（4）糖化終了 無論哪一種糖化方法，糖化終了，必須使醪中除了-淀粉酶以外，其他水解酶均失活，此溫度為7080.在此溫度范圍內(nèi)主要依據(jù)需保留-淀粉酶的量及考慮到過濾的需要。采用上限溫度，醪粘度小，過濾加快，有害物質(zhì)溶解多，-淀粉酶殘留少。設(shè)計采用雙醪浸出糖化法。輔料采用較大加水比進行糊化，并盡可能利用外加-淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，在糊化煮沸時，促進皮殼溶解和形成焦糖、類黑精。輔料糊化醪一次倒入糖化鍋。經(jīng)糊化后的大米醪與麥芽醪混合后，直接經(jīng)過68保溫30min，升溫到78保溫15min到過濾溫度，然后過濾。麥芽粉+50釀造水4

56、630min20min大米粉+耐溫-淀粉酶+52釀造水1/min7020min 4710430min 5 min6830minNnN7025min7815min20204060801001201401601802002202401030405060708090100糖化時間/min糖化溫度/5min碘試不呈色圖2-2 糖化工藝曲線曲線說明：（1）大米在糊化鍋中與水混合，并升溫煮沸糊化，與此同時麥芽與水在糖化鍋內(nèi)混合，46.76保溫，進行蛋白質(zhì)休止。（2）糊化過程是：糊化是在47.09恒溫20min，加熱到70保溫20min，再加熱到104煮沸30min.糖化過程是：在46.76保溫30min進

57、行蛋白質(zhì)休止，對醪加熱到糖化溫度68，恒溫60min再加熱到78結(jié)束糖化過程。糖化工藝論證：占投料總量30%的大米先在糊化鍋中煮沸糊化。大米糊化溫度高，若直接與麥芽一起糊化會造成大米糊化不完全，大米浸出率下降，浪費原料等。有時會破壞麥芽中的水解酶類，影響到原料的利用率。由于麥芽糖化力和粉碎度的因素，麥芽糖化宜采用分段式糖化方法：首先， 在46.76進行蛋白質(zhì)休止，目的是減少高分子氮比列，限制蛋白質(zhì)過度分解。麥汁中有適量的可溶性氮及其分解中間產(chǎn)物能賦予啤酒醇厚豐滿的口感；升溫至68利用-和-淀粉酶協(xié)助麥芽醪的糊化、液化，促進果糖、葡萄糖、麥芽糖等可發(fā)酵性糖的形成；然后在78麥芽中的水解酶類鈍化；

58、糖化醪的pH是隨麥芽質(zhì)量、釀造用水水質(zhì)而變化，對于啤酒的糖化，一般在6370溫度范圍內(nèi)，-和-淀粉酶的最適pH范圍較寬，可以在pH5.25.8范圍內(nèi)波動，影響不大。2.3.3 過濾糖化過程結(jié)束后，已基本完成了麥芽和輔料中高分子物質(zhì)的分解、萃取。因此。必須在最短時間內(nèi)，將糖化醪中的可溶性浸出物與不溶性的麥糟分離，獲得盡可能多的澄清麥汁。麥汁的分離過程實際就是一個過濾過程，麥芽中的麥皮直接起到過濾介質(zhì)的作用。過濾在整個生產(chǎn)中雖然工藝參數(shù)較少，但操作技術(shù)卻是要求最高的一個過程。過濾控制不當，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且會給啤酒的泡沫、風味、非生物穩(wěn)定性等帶來不良的影響。麥芽醪的過濾設(shè)備，通常有三類：

59、（1）依賴于液柱靜壓力為推動力的過濾槽法。（2）依靠泵送醪的正壓力為推動力的壓濾機法。（3）依賴于液柱正壓力和麥汁泵抽吸局部負壓的滲出過濾槽法。 本設(shè)計采用壓濾法：板框式壓濾機是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過濾元件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。采用此法麥汁收得率高，可實現(xiàn)自控，而且操作費用低、水耗小。糖化醪過濾多采用過濾糟進行間歇操作，包括：過濾槽預熱、進醪、靜置、打回流、過濾得頭號麥汁、洗槽得洗滌麥汁。2.3.4 麥汁煮沸（1）煮沸的作用蒸發(fā)多余的水分，濃縮到規(guī)定的濃度： 使酒花中的有效成分溶解于麥芽汁中，使麥汁具有香味和苦味； 使麥汁可凝固性蛋

60、白質(zhì)凝結(jié)沉淀，延長啤酒的保存期； 鈍化全部的酶和麥芽汁殺菌；排除麥汁中的特異的異雜臭味。（2）操作過程由板框過濾機泵入煮沸鍋的麥汁液位置達到一定高度后，開始向列管加熱器通入蒸汽，令麥汁保持沸騰60min，蒸發(fā)強度10%，當出現(xiàn)溢鍋時，打開冷卻水閥門，冷水通過冷環(huán)管進入鍋內(nèi)，同時關(guān)蒸汽閥，降低蒸發(fā)強度。本設(shè)計采用內(nèi)加熱器加熱，內(nèi)加熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，不需要動力，有利于節(jié)省蒸汽耗量，還省去了其他外加熱器的附件，節(jié)省了成本投資。酒花分兩次添加：第一次，煮沸510分鐘，添加總量的30%40%；第二次，煮沸3045分鐘，添加總量的60%70% 2.3.5 麥汁后處理由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進入發(fā)酵以前