10萬噸11°淡色啤酒發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、前 言本設(shè)計(jì)為順應(yīng)近幾年來啤酒工業(yè)飛速發(fā)展的需求，在啤酒工藝成熟的基礎(chǔ)上，同時(shí)體現(xiàn)了啤酒釀造的新工藝，為企業(yè)的開源節(jié)流提供了新的依據(jù)。設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)10萬噸11度淡色啤酒廠發(fā)酵罐設(shè)計(jì)，此啤酒的釀造方法采用70%的麥芽，30%的大米，經(jīng)過糊化，糖化，煮沸，過濾，冷卻，發(fā)酵而成。發(fā)酵設(shè)備采用圓筒體錐底發(fā)酵罐，發(fā)酵周期是17天。本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設(shè)備選型的計(jì)算及重點(diǎn)設(shè)備選型及計(jì)算。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面發(fā)酵法。本設(shè)計(jì)的圖紙主要為發(fā)酵罐裝配圖。本文對(duì)啤酒生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分原料的糊化、糖化、麥汁過濾、煮沸、啤酒過濾及其設(shè)備選型進(jìn)行了粗略研究。對(duì)

2、發(fā)酵過程及其設(shè)備選型進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討。關(guān)鍵詞：啤酒工藝；設(shè)備選型；技術(shù)經(jīng)濟(jì)；發(fā)酵；糖化；發(fā)酵罐.第1章 緒 論1.1 設(shè)計(jì)選題的目的目前，世界上啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。因而，很有必要將這方面得計(jì)書加以科學(xué)地總結(jié)和分析以推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化在廣度和深度上的健康發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷改變，啤酒已進(jìn)入了千家萬戶。但是我國人均啤酒的消費(fèi)還沒有達(dá)到世界平均水平。所以建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，就可以滿足人們將來物質(zhì)生活的需求。所以，設(shè)計(jì)啤酒廠是有意義有必要的。另外，此次選題是教研室下達(dá)的任務(wù)。是

3、根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求來選定的。1.2 設(shè)計(jì)工作的意義啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達(dá)430卡，相當(dāng)于6-7枚雞蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會(huì)組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽(yù)。現(xiàn)代科學(xué)研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營養(yǎng)價(jià)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(duì)胃和肝臟無損害，而且可平緩地促進(jìn)人體血液循環(huán)；維生素b1、b6已能維持心臟正常活動(dòng)，而煙酸則能擴(kuò)張血管，故它們對(duì)心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝。 通過這次的選題，查閱資料，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中進(jìn)一步掌握了啤酒的工藝方法為今后走上工作崗位打下

4、了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.3 課題研究?jī)?nèi)容及方法1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)是根據(jù)四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院生物工程教研室布置的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。1.3.2 設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)10萬噸11度的啤酒廠，重點(diǎn)設(shè)備發(fā)酵罐，發(fā)酵工段為重點(diǎn)工段。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、耗冷量衡算、設(shè)備選型及論證、重點(diǎn)設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)、車間的布置、繪制圖紙（發(fā)酵工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發(fā)酵車間平面布置圖、發(fā)酵車間立面布置圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖），三廢處理等。1.3.3 指導(dǎo)思想根據(jù)原料的特性，參考工業(yè)生產(chǎn)中的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所收集得文獻(xiàn)資料，進(jìn)行分析比較，設(shè)計(jì)適合的工藝流程和操作條件，選擇適合的生產(chǎn)設(shè)

5、備，并進(jìn)行科學(xué)、合理的配置；設(shè)計(jì)適用的廠房結(jié)構(gòu)，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，配備必要的勞動(dòng)人員，滿足正常生產(chǎn)需要。1.4 工藝選擇1.保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國家的標(biāo)準(zhǔn)2.盡量采用成熟的，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。3.選擇生產(chǎn)方法主要依據(jù)原料的來源，種類和性質(zhì)。1.5 設(shè)備的選擇保證工藝的安全性和可靠性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，技術(shù)先進(jìn)，投資省，加工方便，運(yùn)行費(fèi)低，操作清洗方便。主要方法：1.查閱資料，確定工藝方法以及流程2.進(jìn)行設(shè)計(jì)衡算（如物料衡算）3.設(shè)計(jì)圖紙繪圖4.撰寫設(shè)計(jì)說明書。第2章 啤酒工藝選擇與論證2.1 啤酒原料2.1.1 釀造用水水是啤酒釀造最重要的原料，釀造水被稱為“啤酒的血液”。釀造水質(zhì)不僅決定著產(chǎn)品的

6、質(zhì)量和風(fēng)味，而且還直接影響著釀造的全過程。水的質(zhì)量要求：本設(shè)計(jì)為經(jīng)典啤酒，色澤較淺，水的殘堿度ra值要求在-5+5度之間；水中ca至少為4050mg/l。另外，ca和mg比例要大于3:1。啤酒釀造用水中含有1015 mg/l mg已經(jīng)足夠，過高會(huì)使啤酒變的干，苦味重。水的鎂硬小于等于0.89mmol/l，水中含鹽量要求很低。2.1.2 麥芽采用淺色且色澤淡黃而有光澤的麥芽。麥芽外觀短胖，除根干凈，不含雜草、雜谷粒、砂土、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質(zhì)。麥芽還應(yīng)有新鮮稻草香味，不應(yīng)有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。2.1.3 酒花酒花能夠賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高

7、分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高啤酒起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)選擇淺黃綠色，有光澤，富有濃郁的啤酒花香氣，無異雜氣味，花體基本完整的顆粒酒花。2.1.4 輔料啤酒生產(chǎn)中適用輔助原料有重大意義，可以降低啤酒生產(chǎn)成本，具有經(jīng)濟(jì)性；可以降低麥汁總氮相對(duì)減少麥汁中高分子含氮化合物的比例，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；調(diào)整麥汁組分，提高啤酒某些特性。大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉，蛋白質(zhì)、多酚物質(zhì)和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設(shè)計(jì)采用大米作為輔料，生產(chǎn)出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細(xì)膩、酒花香突出，非生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。2.1.5 酵母在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的酵

8、母有兩大類：上面酵母和下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長(zhǎng)時(shí)間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞連接。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。2.2 麥汁制備2.2.1 麥芽及輔料的粉碎理論麥芽和谷物原料的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過粉碎后，有較大的比表面積，使物料中貯藏物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。粉碎質(zhì)量對(duì)糖化過程中物質(zhì)的生化變化、麥汁組成、麥汁過濾和原料的利用率都有重要作用，從理論上講，麥芽粉碎的越細(xì)，其內(nèi)含物的

9、溶解就越迅速、越完全，化學(xué)和酶促反應(yīng)更容易進(jìn)行，因此就能獲得最佳收得率。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，不能將麥芽粉碎的太細(xì)，因?yàn)榭紤]到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒的風(fēng)味；皮殼和原料中不溶性物質(zhì)粉碎過細(xì)，造成過濾阻力增加，影響過濾操作；淀粉等貯藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速度，也影響反應(yīng)深度即影響到麥汁組成，所以麥芽的粉碎只需達(dá)到一定的程度即可。2.2.2 麥芽的粉碎麥芽的粉碎大致可分為干法粉碎、濕法粉碎、回潮粉碎和連續(xù)浸漬粉碎4種。因?yàn)闈穹ǚ鬯橛斜砥け容^完整課獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害，過濾時(shí)間短，糖化效果好，麥芽汁清亮對(duì)溶解不良的麥芽可提高其浸

10、出率，適合比較高的投料量，的優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用濕法粉碎。2.2.3 輔料的粉碎對(duì)于輔料大米胚乳比較堅(jiān)硬對(duì)粉碎要求是有較大的粉碎，要粉碎得細(xì)一些有利于輔料的糖化和糊化粉碎采用三堒或四堒的二級(jí)粉碎機(jī)。粉碎方法為干法粉碎。2.2.4 糖化工藝的選擇與論證利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、ph值、時(shí)間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)，這個(gè)分解過程稱為糖化。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質(zhì)稱為浸出物。麥汁中浸出物與投料量比值的百分?jǐn)?shù)稱為浸出率。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質(zhì)溶解出來，從而得到盡可能多的溶解物，并且使麥汁組成適和發(fā)酵。1糖化方法麥

11、芽的糖化方法通?？煞譃橹蟪鎏腔ê徒鎏腔?，其中煮出糖化法又分為一次、二次和三次煮出糖化法。浸出糖化法：是純粹利用麥芽中酶的生化作用，浸出麥芽中的可溶性物質(zhì)。它是最簡(jiǎn)單的糖化方法，是把醪液從一定溫度開始加熱至幾個(gè)溫度休止階段進(jìn)行，最后達(dá)到糖化終止溫度。只適合使用麥芽，釀制上面發(fā)酵啤酒和低濃度發(fā)酵啤酒，糖化時(shí)間長(zhǎng)，必須采用質(zhì)量很好的麥芽，故不采用。一次糖化法適于蛋白質(zhì)分解良好，糖化能力高的麥芽，原料利用率低，故不采用。二次糖化法對(duì)原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，常采用此方法生產(chǎn)淺色啤酒，也可生產(chǎn)其他類型的啤酒，所以二次糖化法好了靈活性較大。適用于各種性質(zhì)的麥芽和制造各種類型的啤酒，比較經(jīng)濟(jì)，原料利用率高，故

12、采用此法。三次糖化法原料利用率高，利于酶的作用，適用于濃色啤酒，耗熱能多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，故不采用。2糖化的具體過程:糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內(nèi)升溫，達(dá)到糖化各階段所要求的溫度。由于只有部分醪液進(jìn)行煮沸，胚乳細(xì)胞壁的高分子麥膠物質(zhì)及其他雜志溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短，在3h內(nèi)即可完成。2.3 麥汁過濾2.3.1 麥汁過濾的基本要求及技術(shù)指標(biāo)麥汁過濾的基本要求是迅速、徹底地分離糖化醪液中的可溶性浸出物，盡量減少影響啤酒風(fēng)味的麥皮多酚、色素、苦味質(zhì)以及麥芽中的高分子蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸和-葡聚糖

13、等物質(zhì)進(jìn)入麥汁，從而保證麥汁良好的口味和較高的澄清度3。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)保證過濾的麥汁達(dá)到生產(chǎn)所需要的質(zhì)量要求，盡可能多地獲得澄清麥汁，提高生產(chǎn)率，減少對(duì)環(huán)境的污染。2.3.2 麥汁過濾方法及影響因素過濾槽是大多數(shù)啤酒廠經(jīng)常采用的麥汁過濾設(shè)備，在啤酒生產(chǎn)中，麥汁過濾方法大致可以分為四類：過濾槽靜壓過濾法，過濾槽正壓過濾法，過濾槽抽吸是負(fù)壓過濾法，壓濾機(jī)過濾法。我國大多數(shù)啤酒廠均采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn)行麥汁過濾。本設(shè)計(jì)采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn)行麥汁過濾。過濾槽法過濾麥汁是通過篩分效應(yīng)，濾層效應(yīng)和深層過濾效應(yīng)三方面的作用而進(jìn)行的。麥汁的過濾速度受濾層阻力、濾層滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素

14、影響。2.4 麥汁煮沸2.4.1 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn)麥汁過濾結(jié)束后，就要進(jìn)行麥汁煮沸，并在麥汁過濾中添加酒花。煮沸期間將發(fā)生一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，麥汁質(zhì)量也會(huì)受多種因素影響。啤酒廠商用的煮沸鍋有內(nèi)加熱式煮沸鍋、外加熱式煮沸鍋、低壓煮沸過和連續(xù)流動(dòng)式麥汁煮沸器，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)加熱式煮沸鍋。內(nèi)加熱式煮沸鍋的特點(diǎn)是：麥汁加熱器垂直安裝在鍋內(nèi)，加熱器為列管式加熱器。麥汁煮沸時(shí)，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰。內(nèi)加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點(diǎn)：1，設(shè)備投資少，無需維護(hù)，沒有磨損，耗電量低；2熱輻射損失小；3煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整；4設(shè)備簡(jiǎn)單，不需外加加熱器和攪拌器。2.4.2 麥汁煮沸工藝

15、內(nèi)加熱式麥汁煮沸鍋又可分為常壓煮沸和低壓煮沸，本設(shè)計(jì)采用常壓煮沸工藝。通過麥芽汁的煮沸可達(dá)到蒸發(fā)水分、濃縮麥汁的目的。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(dá)到規(guī)定濃度。煮沸的主要作用：滅酶和殺菌；蛋白質(zhì)變形和絮凝；浸出酒花中物質(zhì)；排除麥汁異雜臭氣。2.5 麥汁后處理2.5.1 熱凝固物及冷凝固物的分離麥汁煮沸后應(yīng)盡快將麥汁中的熱凝固物進(jìn)行有效的分離，以獲得澄清的麥汁，然后將麥汁冷卻至工藝要求的溫度，冷卻的同時(shí)，要進(jìn)行通風(fēng)，為酵母繁殖提供足夠的氧氣。漩渦成沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設(shè)備，與其它設(shè)備相比，她的分離效果最佳。漩渦沉淀槽是立式柱形

16、槽，麥汁沿切線方向泵入，形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并使熱凝固物以錐丘狀沉降于槽底中央，清亮麥汁從側(cè)面麥汁出口排出。麥汁在冷卻過程中會(huì)形成冷凝固物，并逐漸沉淀下來，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮選法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮選法是麥汁在去除熱凝固物后，通入無菌空氣就會(huì)吸附在細(xì)密的小氣泡上，隨氣泡升至液面，并加以除去。2.5.2 麥汁的冷卻常用的麥汁冷卻器為板式換熱器，換熱效率很高。麥汁冷卻的基本要求有：麥汁和冷卻水流經(jīng)部位要便于清洗，密封性要好，嚴(yán)防冷卻水和麥汁的滲漏。要有足夠的冷卻面積，冷卻時(shí)間要短，冷凝固物析出的量多。麥汁冷卻有一段式和兩段式兩種冷卻方式.本設(shè)計(jì)采用三段式冷卻

17、方式，其優(yōu)點(diǎn)是利于酵母的沉降，溫差會(huì)有利于醪液的對(duì)流。2.5.3 麥汁的充氧發(fā)酵需要大量的酵母，而酵母繁殖需要氧氣，以利于酵母增殖并同時(shí)進(jìn)入發(fā)酵階段。為使空氣溶解至冷麥汁中，必須通入很細(xì)小的空氣泡，并以渦流形式與麥汁進(jìn)行混合。2.6 啤酒發(fā)酵的工藝論證2.6.1 啤酒酵母1 酵母的分類：a.弗羅倍爾酵母：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集b.薛士酵母：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀塊c.卡爾斯倍酵母：卡爾倍一號(hào)，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號(hào)二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快2 酵母的基本結(jié)構(gòu)：啤酒酵母在麥汁中25培養(yǎng)三天，細(xì)胞為圓形，卵形，橢圓形到臘形。酵母是單細(xì)胞真核生物，外層由厚的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜所包囊；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有許多細(xì)胞

18、器，有核、線粒體、微體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、核糖體等，還存在作為能源的糖原，脂質(zhì)及多磷酸鹽等物質(zhì)。3 啤酒酵母的絮凝：啤酒酵母的絮凝特性是重要的生產(chǎn)特性，它會(huì)影響酵母的回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的啤酒風(fēng)味。酵母細(xì)胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達(dá)到30mg/l以上時(shí)的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià)離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng)”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。4 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)：最終決定啤酒品質(zhì)的因素是啤酒酵母，最終影響釀酒工藝和控制的因素也是啤酒酵母。啤酒工廠從單細(xì)胞分離

19、得到一個(gè)酵母細(xì)胞，經(jīng)鑒定確認(rèn)為是本廠生產(chǎn)用的優(yōu)良菌株，然后經(jīng)過若干次擴(kuò)大培養(yǎng)，最后制備成10131014個(gè)細(xì)胞/ml后供發(fā)酵用。酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)關(guān)鍵在于：選擇優(yōu)良的單一細(xì)胞發(fā)出菌株；在整個(gè)擴(kuò)大培養(yǎng)中保證酵母品種，強(qiáng)壯，無污染。其過程為：斜面試管（原菌種）試管培養(yǎng)小，中，大三角瓶培養(yǎng)卡氏罐培養(yǎng)增殖罐培養(yǎng)酵母擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵罐。5接種量： 表2-1不同麥汁濃度的酵母添加量麥汁濃度酵母泥添加量790.30.410120.40.613150.50.716200.61.06酵母的選擇：在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長(zhǎng)時(shí)

20、間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞連接。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。2.6.2啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制，至今尚未深入到發(fā)酵代謝控制，所謂工藝控制多數(shù)停留在外界影響因素的選擇性（非定量）控制，它包括如下幾方面：1. 啤酒酵母的菌株選擇。2. 麥汁組分。3. 酵母接種量和接種技術(shù)。4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。5. 發(fā)酵設(shè)備和酵母在發(fā)酵中的流態(tài)。6. 后酵（或雙乙酰還原）條件選擇。7. 酵母分離時(shí)間和方法。8. 儲(chǔ)酒條件和時(shí)間。9. 發(fā)酵中壓力或者co2濃度。

21、上述諸方面的控制技術(shù)，不但影響發(fā)酵工藝過程，而且深刻影響啤酒風(fēng)味物質(zhì)的代謝。由于發(fā)酵工藝的多變性，造成啤酒風(fēng)味千差萬別。2.6.3啤酒發(fā)酵工藝傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，發(fā)酵容器安置在空氣過濾，絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)，保持室溫56，采用開放式或密閉式發(fā)酵容器：采用下面的酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降容器底部。下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長(zhǎng)，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過添加酵母，前發(fā)酵（酵母增殖），主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。一般為前酵期（10.511），主酵期（12.813），后酵和貯酒期（0-

22、1）。1. 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(zhǎng)（數(shù)小時(shí)至十小時(shí)）的生長(zhǎng)滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長(zhǎng)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?xì)馀?，此階段即為前發(fā)酵。但由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至2030個(gè)小時(shí)。2. 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，而氨基酸下降迅速。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)1.52.0°p。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進(jìn)行冷卻。發(fā)酵度達(dá)到酵母凝聚

23、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)酵溫度趨近后酵母溫度。主發(fā)酵后期每日糖降小于0.3°p時(shí)，發(fā)酵緩慢，泡沫小時(shí)，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)行后酵和回收凝聚酵母泥。發(fā)酵過程中的主要物質(zhì)變化:糖類的變化：在發(fā)酵過程中，同等條件下，發(fā)酵度室隨可發(fā)酵性糖與總糖的比例而變化的?？砂l(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，

24、發(fā)酵速度愈快。含氮物質(zhì)的變化：麥汁中含可同化氮或不可同化氮的成分， 均與啤酒質(zhì)量有關(guān)，前者影響著發(fā)酵進(jìn)程和酵母代謝所產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)，后者則關(guān)系到啤酒的物理性能，如啤酒的澄清，非生物穩(wěn)定性和泡沫性能等。苦味物質(zhì)的變化：在發(fā)酵過程中，麥汁中近1/3的苦味物質(zhì)損失。二氧化碳的產(chǎn)生:二氧化碳在酒液中的溶解度視發(fā)酵度溫度和罐壓的變化而有增減。二氧化碳含量一般為0.250.30（w/wl左右）ph值的變化:冷麥汁ph一般為5.25.7，隨發(fā)酵進(jìn)程而逐步降低，ph值的下降主要由于發(fā)酵過程中，二氧化碳和有機(jī)酸和二氧化碳的形成。氧與rh值:rh值是表示溶液中氫壓的負(fù)對(duì)數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢(shì)（eh）的一種方法

25、，rh愈高，溶液的氧化力愈高，還原力愈低，反之亦然。rh2ph（30） 色度變化:麥汁色度降低的幅度，隨原麥汁色度深淺而變化，色度深者降低幅度大，色度淺者降低幅度小。3后發(fā)酵和儲(chǔ)酒:過濾麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液較嫩啤酒，又叫新啤酒。此時(shí)酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。后發(fā)酵的作用:嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中，不斷溶解酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。后發(fā)酵初期產(chǎn)生的co2 在排出貯酒罐外時(shí)，降去酒內(nèi)所含的一些酒類的揮發(fā)性成分，如乙醛，硫化氧，雙乙酰等同時(shí)排出，減少啤酒的不成熟味覺，加快啤酒成熟。在較長(zhǎng)的后發(fā)酵期中

26、，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹脂等。在低溫和低ph值的情況下，緩慢沉淀下來，使啤酒逐漸澄清。在較低的貯酒溫度下，一些易形成混濁的蛋白質(zhì)單寧復(fù)合物逐漸析出而先行沉淀下來或被過濾除去，改善了啤酒的非生物穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存期。貯酒的作用：嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中不斷溶解于酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。減少啤酒的不成熟味覺加快啤酒成熟。使懸浮的酵母冷凝固物和酒花樹脂等，在低溫和低ph值情況下，緩慢的沉淀下來，使啤酒足見澄清，便于過濾。改善了啤酒的非生物的穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。貯酒室一般設(shè)在發(fā)酵室下面，分地下與地下兩種，先采用地上，整個(gè)貯

27、酒室應(yīng)分為數(shù)室，以控制同貯酒時(shí)間的溫度和便于進(jìn)酒出酒等。貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對(duì)流方式，以節(jié)省動(dòng)力消耗。貯酒室的冷耗量，一般為：排管冷卻：600800千卡/晝夜/m³冷風(fēng)冷卻：10001200千卡/晝夜/m³啤酒的澄清:啤酒澄清的作用：啤酒澄清時(shí)在貯酒期間，是使酒中所含的懸浮物沉淀下來。澄清的目的是使過濾時(shí)順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。啤酒中的主要懸浮物質(zhì): a.酵母細(xì)胞;b.冷凝固性蛋白質(zhì);c.酒花樹脂;d.蛋白質(zhì)多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。影響啤酒澄清的因素:a.懸浮物質(zhì)的性質(zhì);b.貯酒溫度高溫（3以上）快于低溫（0以

28、下）; c.ph值：酒液度ph在（4.04.5）上面發(fā)酵（ph4.0以下）;d.容器大小;e.酒液粘度。4圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵及其工藝:發(fā)酵方法分類：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。本次設(shè)計(jì)選擇單釀罐法發(fā)酵。設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：設(shè)備的外型特點(diǎn)：外筒體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。單釀罐一般的d：h=1:1-2。發(fā)酵罐底角，考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角73-75°。罐材料：大型c.c.t均采用碳鋼加涂料或是不銹鋼兩種材料。冷卻夾套：國內(nèi)c.c.t大多用低溫低壓（-3,0.03mpa）液態(tài)冷媒在半圓管，弧形管的夾套，或米勒板式夾套內(nèi)流動(dòng)換熱。冷卻夾

29、套的單釀罐內(nèi)一般分三段：上段距發(fā)酵液面15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。隔熱層和防護(hù)層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。外防護(hù)層采用0.7-1.5mm厚的合金鋁板或0.5-0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎。罐主要附件：智能型鉑溫度傳感器，清洗取樣閥，安全閥，真空破壞閥，cip執(zhí)行機(jī)構(gòu)，上視鏡，燈鏡，空氣和二氧化碳排出管裝置。圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝：進(jìn)罐方法采用直接進(jìn)罐方法。接種量和起酵溫度 麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短起酵時(shí)間，大多采用較高接種量，0.6%0.8%，接種后細(xì)胞濃度為（15加或減3）

30、5;106個(gè)/ml。麥汁接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段溫度的，一般低于主發(fā)酵溫度23。目的是使酵母繁殖在較低溫度下進(jìn)行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過多積累。主發(fā)酵溫度采用低溫發(fā)酵vdk還原在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱vdk還原階段。vdk還原初期一般不排放酵母，也就是發(fā)酵全部酵母參與vdk還原，這可縮短還原時(shí)間。冷卻、降溫vdk還原終點(diǎn)是根據(jù)成品啤酒應(yīng)vdk的含量而定。罐壓控制利用n2備壓0.60.8mpa。酵母的排放和收集酵母回收循環(huán)使用五代。2.6.4 啤酒發(fā)酵方法的選擇啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：連續(xù)發(fā)酵法，上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法，一罐發(fā)酵法，以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行詳細(xì)分析和比較來進(jìn)行取

31、舍。（1）連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵主要有多罐式連續(xù)發(fā)酵和塔式連續(xù)發(fā)酵，這種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)都可大大縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動(dòng)力和洗刷費(fèi)用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動(dòng)力消耗大。塔式系統(tǒng)對(duì)酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求凝聚性強(qiáng)。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評(píng)與間歇法啤酒差別大，難以被消費(fèi)者接受。八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由于污染和風(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。從實(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)

32、計(jì)不采用此法。（2）上面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)a、上面發(fā)酵系在較高的溫度（1520）下進(jìn)行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細(xì)胞較多。發(fā)酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母使用代數(shù)大大增加長(zhǎng)久沒有衰退現(xiàn)象，但酵母回收工作較下面發(fā)酵復(fù)雜。b、上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為1416，比較高。發(fā)酵三天左右，當(dāng)酵母升至液面時(shí)，為發(fā)酵旺盛階段，此時(shí)應(yīng)開始降低液溫，可采用1214冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)立即撇去，發(fā)酵46天即行結(jié)束。c、發(fā)酵結(jié)束，酵母成緊密的一層浮在波面上，厚約34厘米。優(yōu)良的酵母，其酵母層應(yīng)具有褶皺狀的外觀。d、上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對(duì)凝聚性強(qiáng)的酵母通

33、風(fēng)尤屬必要。e、上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充co2，使達(dá)到飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒是酒液中應(yīng)保留部分殘?zhí)牵^續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生co2，飽和在酒中。f、上面發(fā)酵配制的啤酒成熟較快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特風(fēng)味，但保存期短。（3）下面發(fā)酵傳統(tǒng)下面發(fā)酵法，發(fā)酵容器安置在空氣過濾、絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)，保持室溫56，采用開放式或密閉式，圓形或方形的發(fā)酵容器。下面發(fā)酵的特點(diǎn)采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降在容器底部。下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長(zhǎng)，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存

34、期較長(zhǎng)。（4）一罐法發(fā)酵隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有啤酒廠普遍采用一罐發(fā)酵工藝，即麥汁的主發(fā)酵，雙乙酰還原、降溫以及貯酒階段在同一個(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時(shí)co2損失少；酒損少，因?yàn)闆]有了管道中殘酒的損失；所需的工作時(shí)間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构?，沒有氧侵入的危險(xiǎn)。故在設(shè)計(jì)中采用此法。故本設(shè)計(jì)選用錐形罐一罐法下面酵母發(fā)酵（即發(fā)酵溫度為510）2.6.5 酵母的添加與回收在麥汁進(jìn)行充氧同時(shí)添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個(gè)麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（1.5-1.8）×107/ml麥汁，即約

35、0.6-0.8l濃酵母泥/hl麥汁。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無黏著現(xiàn)象，無雜質(zhì)，無變異，鏡檢酵母細(xì)胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)間不超過3天，使用代數(shù)不超過7代。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量占65%-70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。2.6.6 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生熱量

36、，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)行冷卻。常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且滲透性很強(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在-5左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。2.7 酵母的添加

37、與回收在麥汁進(jìn)行充氧同時(shí)添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個(gè)麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（1.5-1.8）×107/ml麥汁，即約0.6-0.8l濃酵母泥/hl麥汁。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無黏著現(xiàn)象，無雜質(zhì)，無變異，鏡檢酵母細(xì)胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)間不超過3天，使用代數(shù)不超過7代。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量占65%-70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細(xì)胞

38、或死細(xì)胞，由最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。2.8 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)行冷卻。常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且滲透性很強(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在-5

39、左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。2.9 啤酒過濾2.9.1 啤酒過濾理論經(jīng)過發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會(huì)從啤酒中析出，導(dǎo)致啤酒渾濁。所以，必須經(jīng)過過濾工序?qū)⑵涑?。啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)工序。經(jīng)過過濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時(shí)，可賦予啤酒以良好的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。2

40、.9.2 啤酒過濾方式的選擇與論證對(duì)于啤酒過濾來說，現(xiàn)在使用較普遍的過濾方法主要有硅藻土過濾法、濾棉過濾機(jī)和微孔膜過濾機(jī)。硅澡過濾機(jī)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，過濾效果好，速度快，雜菌清洗容易，維修方便，過濾能力可通過加減濾板框數(shù)調(diào)節(jié)，故選此法。2.10 啤酒的包裝啤酒的包裝形式有瓶裝、易拉罐裝和桶裝三種形式，本設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對(duì)消費(fèi)者來說，首先看到的是這瓶啤酒的包裝。產(chǎn)品包裝既是產(chǎn)品的賣點(diǎn)，又是市場(chǎng)的亮點(diǎn)，新穎獨(dú)特的包裝設(shè)計(jì)往往最容易打動(dòng)消費(fèi)者的心。因此，啤酒企業(yè)不僅要生產(chǎn)合乎標(biāo)準(zhǔn)和品質(zhì)上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊美觀的商標(biāo)和包裝，如此才能使其產(chǎn)品更具吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力，使其品牌更加

41、深入人心。啤酒包裝的基本功能有以下幾點(diǎn)。（1）保護(hù)功能。包裝應(yīng)該保證產(chǎn)品的安全和清潔衛(wèi)生，使其在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過程中不致散失、損壞和變質(zhì)，這是包裝最基本的作用。（2）美化增值功能。美觀大方的包裝造型、生動(dòng)形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。（3）促銷功能。包裝是“無聲的推銷員”，消費(fèi)者通過包裝可以了解產(chǎn)品，引起消費(fèi)興趣，激發(fā)購買動(dòng)機(jī)，從而有利于擴(kuò)大商品銷售。第三章 物料衡算3.1物料衡算的意義物料衡算是指理論上進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，所要消耗的物料和可以得到的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品的量，物料衡算的準(zhǔn)確與否關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計(jì)的可行性，是整個(gè)設(shè)計(jì)階段的重要一環(huán)。3.2物料衡

42、算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)表3-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)11°p啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100l11°p啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行10萬噸/年啤酒廠的物料衡算表3-1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目名稱百分比說明定額指標(biāo)原料利用率98.5麥芽水分5.0大米水分11無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料配比麥芽70大米30損失率冷卻損失5.0發(fā)酵損失1.5對(duì)熱麥汁而言過濾損失1.0裝瓶損失1.0總損失率啤酒總損失率8.5對(duì)熱麥汁而言3.3 100原料生產(chǎn)11°p啤酒的物料衡算(1)熱麥汁量根據(jù)表3-1可得原料收得率分別為：原料麥芽收得率為：0.75(100-5)÷1

43、00=71.25%原料大米收得率為：0.95(100-11)÷100=84.55%混合原料收得率為：（0.75×71.25%+0.25×84.55%）×98.5%=73.46%由上述可得100kg混合原料可制得的11°p熱麥汁量為：（73.46÷11）×100=667.82(kg)又知11°p麥汁在20時(shí)的密度為1.0442kg/l，而100熱麥汁比20時(shí)的麥汁體積增加1.04倍。故熱麥汁（100）體積為： （667.82÷1.0442）×1.04=665.1(l)(2)冷麥汁量665.1

44、15;(1-0.05)=631.84(l)(3)發(fā)酵液量631.84×(1-0.015)=622.36(l)(4)過濾酒量622.36×(1-0.01)=616.14(l)(5)成品啤酒量616.14×(1-0.01)=609.99 (l)3.4生產(chǎn)100l 11°p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°p淡色啤酒約609.99l，故可得下述結(jié)果：(1)生產(chǎn)100l11°p經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （100/609.99）×100=16.39(kg)(2)麥芽耗用量16.39×70%=11.

45、47(kg)(3)大米耗用量16.39×30%=4.92(kg)(4)酒花耗用100l熱麥汁中加入的酒花量為0.2千克，故酒花耗用量為： （665.1/609.99）×100×0.2%=0.218(kg)同理，100kg原料耗酒花：609.99/100×0.218=1.33kg(5)熱麥汁量（665.1/609.99）×100=109.03(l)(6)冷麥汁量（631.84/609.99）×100=103.58(l)(7)發(fā)酵液量：（622.36/609.99）×100=102.03(l)(8)濾過酒量：（616.14/60

46、9.99）×100=101.01(l)(9)成品酒量：（609.99/609.99）×100=100(l)(10)濕糖化糟量：設(shè)排出的濕麥糟含水分80%，濕麥芽糟量為：(1-0.05)(100-75)/(100-80) ×11.47=13.62濕大米糟量為： (1-0.11)(100-95)/(100-80) ×4.92=1.09故濕糖化糟量為：13.62+1.09=14.7同理，100kg原料產(chǎn)生濕糖化糟：609.99/100×14.7=89.67kg(11)濕酒花糟量：設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為40%，酒花糟含水分以80%計(jì)，則酒花糟量為：

47、同理，100kg原料產(chǎn)生濕酒花糟：609.99/100×0.654=3.99kg(12)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，即為1kg。濕酵母泥含水分85%酵母含固形物量:則含水分7%的商品干酵母量為： (13)二氧化碳量因11°p冷麥汁密度為1.0442kg/l，則103.58l冷麥汁質(zhì)量為： 103.58×1.0442=108.16kg所以，11°p冷麥汁108.16kg中浸出物量為：11%×103.58=11.9kg設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為80%，則可發(fā)酵的浸出物量為：11.9&

48、#215;80%=9.52kg麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為：c12h22o11+h2o 2c6h12o62c6h2o6 4c2h5oh+4co2+560kj設(shè)麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則co2生成量為：式中 44co2分子量342麥芽糖（c12h22o11）分子量設(shè)11°p啤酒含二氧化碳為0.35%，酒中含co2量為：103.58×0.35=0.36kg則釋放出的co2量為：4.9-0.36=4.54kg而1m3co2在20常壓下重1.832kg故釋放出的co2的體積為：3.5年產(chǎn)10萬噸11°p淡色啤酒糖化車間物料衡算生產(chǎn)旺季以170天計(jì)，占總產(chǎn)量的70%，則

49、旺季日產(chǎn)量為：100000×70%÷170=412(噸/天)設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化7次，旺季總糖化次數(shù)為1190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： 412÷7=58.9（噸/天）由此可算出每次投料量和其他項(xiàng)目的物料平衡。(1) 成品啤酒量（灌裝前）： 58.9×1000÷（1-1%）÷1.012=58789 （l）(2) 麥芽用量：58789÷609.99×70=6746 （kg）(3) 大米用量：58789÷609.99×30=2891 (kg)(4)

50、混合原料用量：6746+2891=9637 (kg)(5) 熱麥汁量： 58789÷609.99×665.1=64100 （l）(6) 冷麥汁量： 58789÷609.99×631.84=60895（l）(7) 濕糖化糟量：58789÷609.99×89.67=8642（kg）(8) 濕酒花糟量：58789÷609.99×3.99=384.5（kg）(9) 發(fā)酵液量：58789÷609.99×622.36=59981 （l）(10) 過濾酒量：58789÷609.99×616

51、.14=59381.7 （l）(11) 酒花量：58789÷609.99×1.33=128 （kg）由于生產(chǎn)旺季占到全年產(chǎn)量的70%，由此可算得全年產(chǎn)量：（58789×7×170）/70%=99.9×106 （l）年實(shí)際產(chǎn)量為：99.9×106×1012=10.1098（萬噸）以單次糖化生產(chǎn)做基準(zhǔn)，可算得各個(gè)項(xiàng)目全年?duì)顩r如下：(1)全年混合原料需要量：9637×7×170÷70%=16.4×106 （kg）(2)全年麥芽耗量：6746×7×170÷70%=

52、11.47×106（kg）(3)全年大米耗量：2891×7×170÷70%=4.91×106（kg）(4)全年酒花耗量：128×7×170÷70%=2.18×105（kg）(5)熱麥汁量：64100×7×170÷70%=108.97×106（l）(6)冷麥汁量：60895×7×170÷70%=103.52×106（l）(7)全年濕糖化糟量：8642×7×170÷70%=14.69×106

53、（kg）(8)全年濕酒花糟量：384.5×7×170÷70%=6.54×105（kg）(9)全年發(fā)酵液量：59981×7×170÷70%=101.97×106（l）(10)全年過濾酒量：59381.7×7×170÷70%=100.95×106（l）(11)全年成品啤酒量: 58789×7×170÷70%=99.94×106（l）把前述的有關(guān)啤酒物料衡算計(jì)算結(jié)果整理見下表3-2：物料名稱單位對(duì)100混合原料對(duì)100l 11°p啤

54、酒糖化一次定額10萬噸/年啤酒生產(chǎn)混合原料麥芽大米酒花熱麥汁冷麥汁濕糖化糟濕酒花糟發(fā)酵液過濾酒成品啤酒lllll10070301.33665.1631.8489.673.99622.36616.14609.9916.3911.474.920.218109.03103.5814.70.654102.03101.0110096376746289112864100608958642384.55998159381.75878916.4×10611.47×1064.91×1060.218×106108.97×106103.52×10614.69

55、×1060.654×106101.97×106100.95×10699.94×106備注：11°p啤酒的密度為1012kg/m ，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒:：10.1098萬噸。第四章 耗冷量的計(jì)算4.1發(fā)酵車間工藝流程94熱麥汁冷麥汁（6）錐形罐發(fā)酵過冷卻-1貯酒過濾清酒罐 發(fā)酵車間工藝流程圖4.2工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)11op淡色啤酒10萬旺季每天糖化7次，170天，產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量70%，三鍋可裝滿一個(gè)錐形發(fā)酵罐主發(fā)酵時(shí)間為6天11度bx麥汁比熱容c1=4.0 kj/(kg.k)冷媒用15%酒精稀溶液，比熱容可視為c2=4.18kj/

56、(kg.k)麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=613.6kj/kg麥汁發(fā)酵度60%根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量?jī)深悾矗?q=qt+qnt4.3 麥汁冷卻耗冷量q1本設(shè)計(jì)采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為2的冷卻水，出口溫度為85，糖化車間送來的熱麥汁溫度為94，冷卻至發(fā)酵起始溫度6。有前面的計(jì)算可知，每糖化一次得到的熱麥汁為64100l，相應(yīng)的麥汁密度為1.0442kg/l.故熱麥汁為:g=1.0442×64100=66933（kg） 又查得11°p麥汁的比熱容為4.0 kj/(kg.k)工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻過程。則所耗冷： q1= gc(t

57、1-t2)= 66933×4.0×(94-6)/1=23560416（kj）根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每三鍋麥汁進(jìn)一個(gè)發(fā)酵罐。則麥汁冷卻每罐耗冷：qf= 3q1=23560416×3=70681248kj/罐相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（2的冷水c水=4.18 kj/(kg.k)）耗量為：m1=q1÷c水×（85-2）=23560416 ÷4.18×（85-2）=67909.2(/h)4.4 發(fā)酵耗冷量q24.4.1 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱q2設(shè)麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為613.6kj/kg，設(shè)發(fā)酵度為60%，則1l麥汁放熱量為: qo=613.6×11%×60%=40.50（kj）糖化一次得冷麥汁量64100l每錐形罐發(fā)酵放熱量：q0=40.50