年產(chǎn)5萬噸12度黑色啤酒廠糖化車間初步設(shè)計(jì)

1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn) 5 萬噸 12 度黑色啤酒廠糖化車間工藝初步設(shè)計(jì)學(xué) 生：蔣明政學(xué) 號(hào)：12041040109專 業(yè)：生物工程班 級(jí)：2012.3指導(dǎo)教師：邊名鴻 四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院2016 年 6 月四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)四四 川川 理理 工工 學(xué)學(xué) 院院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn) 5 萬噸 12 度黑色啤酒廠糖化車間工藝初步設(shè)計(jì) 學(xué)院：生物工程 專業(yè)：生物工程 班級(jí)：2012 級(jí) 3 班 學(xué)號(hào)：12041040109學(xué)生： 蔣 明 政 指導(dǎo)教師： 邊 名 鴻 接受任務(wù)時(shí)間 2016.01.11教研室主任 （簽名）二級(jí)學(xué)院院長(zhǎng) （簽名）1畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：1.黑色啤酒啤酒生產(chǎn)全廠工藝論證；2.黑色啤酒糖化車間主要設(shè)備選型及車 間布置設(shè)計(jì)；3.全廠物料衡算、熱量衡算及耗水量計(jì)算；4.繪制啤酒糖化車 間設(shè)備平面布置圖及立面圖、糖化車間帶控制點(diǎn)流程圖和全廠工藝流程方框 圖，撰寫設(shè)計(jì)說明書一份；基礎(chǔ)參數(shù)：全年生產(chǎn)天數(shù) 320 天，生產(chǎn)旺季以 150 天計(jì)，占全年產(chǎn)量的 60%；設(shè)生產(chǎn)旺 季每天糖化 5 次，旺季總糖化次數(shù)為 750 次（淡季根據(jù)需要調(diào)整糖化次數(shù)）； 主要原料為淺色麥芽，焦麥芽，黑麥芽；基本要求：畢業(yè)環(huán)節(jié)中態(tài)度積極端正，嚴(yán)格遵守紀(jì)律，實(shí)事求是，不得弄虛作假和抄襲。 學(xué)生應(yīng)定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)

3、展并就設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題及時(shí)交流溝通。2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明1 吳思方主編. 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論. 北京. M 中國(guó)輕工業(yè)出版社. 2005.2 梁世中主編. 生物工程設(shè)備. 北京. M 中國(guó)輕工業(yè)出版社. 2005.3 姚玉英主編. 化工原理. 上. 天津. M 天津大學(xué)出版社. 1999.4 石光源編寫. 機(jī)械制圖. 北京. M 高等教育出版社. 1990.3進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1查閱相關(guān)資料 工藝參數(shù)的選擇1 月 12 日2 月 28 日2全廠工藝論證3 月 15 日3 月 21 日3物料 熱量 耗水量的計(jì)算3 月 22 日3 月 31 日4相關(guān)設(shè)備的計(jì)算

4、和選型4 月 1 日4 月 20 日5繪制圖紙和撰寫設(shè)計(jì)說明書4 月 21 日5 月 30 日四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 5 萬噸 12 度黑色啤酒廠糖化車間工藝初步設(shè)計(jì)。此黑色啤酒采用全麥芽發(fā)酵，釀造原料選擇二棱優(yōu)質(zhì)大麥、顆粒酒花、下面啤酒酵母。麥芽粉碎方法選擇連續(xù)浸濕粉碎，糖化方法選擇升溫浸出糖化法，過濾方法選擇過濾槽法，煮沸方法選擇外加熱式煮沸，酒花分三次加入。設(shè)計(jì)從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，確定出生產(chǎn) 5 萬噸 12 度黑色啤酒所需要的物料量，熱量以及耗水量。經(jīng)過工藝計(jì)算，全年啤酒產(chǎn)量為 5.0251 噸；淺色麥芽需要 7828 噸，黑麥芽需要 460.5 噸，焦麥芽需要 920.9

5、噸，酒花需要 101.9 噸；糖化一次需總熱量為3.78107kJ，每小時(shí)最高耗熱量為 1.48107kJ；單次糖化用水量為 2.95 噸，單小時(shí)最大耗水量為 5.89 噸。并對(duì)糖化車間內(nèi)的主要設(shè)備糖化鍋、過濾槽、煮沸鍋、沉淀槽、麥汁暫貯罐以及其他輔助設(shè)備、管道的主要尺寸進(jìn)行了計(jì)算、選型。糖化車間采用兩鍋兩槽設(shè)備配置，其中糖化鍋總?cè)莘e為 47.69m ，煮沸鍋總?cè)莘e為 82.41m ，麥汁過濾槽總?cè)莘e為3351.04m ，回旋沉淀槽總?cè)莘e為 53.09 m 。還對(duì)麥芽粉碎設(shè)備、麥糟暫倉(cāng)、麥汁暫貯罐、33麥汁冷卻器、管道及泵、斗式提升機(jī)進(jìn)行了選型計(jì)算。糖化車間采用 2 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑樓

6、房；車間內(nèi)部長(zhǎng) 30m，寬 18m，樓層高 5.1m；并開 1.5m 寬單扇平開式雙木大門；車間內(nèi)通道處設(shè) 3m 寬單跑主樓梯。在工藝論證、設(shè)備計(jì)算與選型、車間布置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，繪制糖化車間平面、立面布置圖、糖化車間帶控制點(diǎn)流程圖、全廠工藝流程方框圖。關(guān)鍵詞： 黑色啤酒，糖化車間，工藝設(shè)計(jì)，設(shè)備選型目錄I目 錄摘 要 .I目 錄.II1 緒 論 .11.1 黑色啤酒概述.11.2 設(shè)計(jì)選題的目的與意義.11.3 課題研究?jī)?nèi)容及方法.11.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù) .11.3.2 設(shè)計(jì)范圍 .21.3.3 指導(dǎo)思想 .21.4 工藝選擇.21.5 設(shè)備的選擇.22 黑色啤酒生產(chǎn)工藝論證與選擇 .32.1

7、 糖化原料的論證和選擇.32.1.1 大麥.32.1.2 釀造用水.42.1.3 酒花 .62.2 糖化生產(chǎn)工藝的選擇和論證.72.2.1 麥芽制造過程.72.2.2 焦麥芽的制作.72.2.3 黑麥芽的制作.82.2.4 麥芽的粉碎.82.2.5 糖化方法.82.2.6 麥汁的過濾.122.2.7 麥汁的煮沸和酒花添加.132.2.8 麥汁的沉淀與冷卻.162.2.9 麥汁的充氧.182.3 發(fā)酵.182.3.1 酵母的選擇.18目錄II2.3.2 發(fā)酵方法的選擇.202.4 啤酒的過濾與分離.212.5 啤酒的包裝和滅菌.222.5.1 啤酒的包裝.222.5.2 啤酒的滅菌.222.6

8、黑色啤酒的穩(wěn)定性.232.6.1 黑色啤酒的生物穩(wěn)定性.232.6.2 黑色啤酒的非生物穩(wěn)定性.232.6.3 提高黑色啤酒非生物穩(wěn)定性的方法.232.7 酒工廠廢水和副產(chǎn)物的利用.252.7.1 廢水的處理.252.7.2 麥槽的利用.262.7.3 二氧化碳的回收.262.7.4 酵母的回收與利用.262.8 全廠工藝流程.263 糖化車間工藝計(jì)算 .273.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù).273.2 糖化物料計(jì)算.273.2.1 利用 100KG原料生產(chǎn)黑色 12P 黑色啤酒的物料衡算.273.2.2 生產(chǎn) 100L12P 黑色啤酒的物料衡算 .283.2.3 年產(chǎn) 5 萬噸 12P 黑色啤

9、酒糖化車間物料衡算.303.3 糖化車間熱量衡算.323.3.1 糖化用水耗熱量.323.3.2 麥醪煮沸過程耗熱量.333.3.3 洗槽水耗熱量.343.3.4 麥汁煮沸過程耗熱量 .343.3.6 糖化一次耗用蒸汽量.353.3.7 糖化過程每小時(shí)最大蒸汽耗量.353.3.8 全年蒸汽消耗量 .363.3.9 每噸啤酒成品耗蒸汽（對(duì)糖化） .363.3.10 每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算） .36目錄III3.3.11 糖化車間熱量衡算表 .363.4 糖化車間工藝耗水量計(jì)算（含冷卻水）.363.4.1 糖化用水.363.4.2 洗糟水用量.363.4.3 糖化室洗刷用水.373.4.4 麥

10、汁冷卻器冷卻用水.373.4.5 澄清槽洗刷用水.373.4.6 麥芽汁冷卻器清洗用水.373.4.7 CIP 裝置洗滌用水 .373.4.8 CIP 系統(tǒng)配洗液用水 .373.4.9 過冷卻器洗滌用水.383.4.10 硅藻土過濾機(jī)洗刷用水.383.4.11 清酒罐洗刷用水.383.4.12 洗瓶機(jī)用水.383.4.13 裝酒機(jī)洗刷用水.383.4.14 殺菌機(jī)用水.383.4.15 包裝車間地面洗刷用水.383.4.16 發(fā)酵罐洗刷用水.383.4.17 其他用水.383.5 糖化車間耗冷量計(jì)算.393.5.1 發(fā)酵工藝流程.393.5.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù).393.5.3 工藝耗冷

11、量.393.5.4 非工藝耗冷量.423.5.5 年耗冷量計(jì)算.423.5.6 啤酒發(fā)酵車間耗冷量衡算表.444 主體設(shè)備計(jì)算及選型 .454.1 糖化鍋.454.2 麥汁過濾設(shè)備.464.3 麥汁煮沸設(shè)備.464.4 麥汁澄清設(shè)備.47目錄IV4.5 麥芽粉碎設(shè)備.474.6 麥芽暫貯箱.484.7 斗式提升機(jī).484.8 麥汁暫貯罐.494.9 麥汁冷卻器.494.10 管道管徑及主要泵的選型.504.10.1 管道選型 .504.10.2 主要泵的選型.504.11 糖化車間主體設(shè)備尺寸表.514.12 清洗設(shè)備.515 糖化車間布置設(shè)計(jì) .52參考文獻(xiàn) .53致 謝 .541 緒 論0

12、1 緒 論1.1 黑色啤酒概述 啤酒是全世界分布最廣，也是歷史最悠久的酒精性飲料，它的酒精度低、營(yíng)養(yǎng)豐富、有益于人的健康，因而有“液體面包”之美稱，受到眾人的喜愛。 黑啤酒,又叫濃色啤酒,酒液一般為咖啡色或黑褐色,原麥芽汁濃度 12 至 20 度,酒精含量在 3.5%以上,其酒液突出麥芽香味和麥芽焦香味,口味比較醇厚,略帶甜味,酒花的苦味不明顯。 該酒主要選用焦麥芽,黑麥芽為原料,酒花的用量較少,采用長(zhǎng)時(shí)間的濃糖化工藝而釀成。黑啤酒的營(yíng)養(yǎng)成份相當(dāng)豐富，除含有一定量的低分子糖和氨基酸外，還含有維生素 C，維生素 H，維生素 G 等。其氨基酸含量比其它啤酒要高 3 至 4 倍，而且發(fā)熱量很高。每

13、100 毫升黑啤酒的發(fā)熱量大約 100 千卡。因此，人們稱它是飲料佳晶，享有“黑牛奶”的美譽(yù)。起源于德國(guó)，以慕尼黑啤酒最為著名。 黑啤酒目前在國(guó)內(nèi)還比較少見，但是其越來越受到人們的重視，不僅是因?yàn)槲黠L(fēng)東漸使得黑啤酒成為一種新潮的時(shí)尚，并且黑啤酒還是具有豐富營(yíng)養(yǎng)成份的啤酒。 1.2 設(shè)計(jì)選題的目的與意義中國(guó)啤酒的消費(fèi)仍有很大的提升空間，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒種類風(fēng)味和質(zhì)量的要求相應(yīng)也越來越高，啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈了，新的產(chǎn)品也是層出不窮。因而，我個(gè)人覺得：把啤酒生產(chǎn)方面的技術(shù)科學(xué)地總結(jié)和分析，這是非常有必要的，進(jìn)而推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化發(fā)展。隨著人們，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，

14、生活水平的不斷提高，啤酒已進(jìn)入了萬戶千家。然而調(diào)查顯示我國(guó)人均的啤酒消費(fèi)卻還沒有達(dá)到世界平均水平。所以只有建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)生活需求。因此，對(duì)于啤酒廠的設(shè)計(jì)是有意義的，是很有必要的。中國(guó)雖是啤酒第二大生產(chǎn)國(guó)，但生產(chǎn)的啤酒種類還很少，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力還不足。所以對(duì)黑色啤酒、全麥芽啤酒、特種啤酒以及其他種類啤酒生產(chǎn)工藝的研究探討，應(yīng)當(dāng)成為我國(guó)今后啤酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要課題和重要方向。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了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11.3 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

15、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畢業(yè)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) 5 萬噸濃色啤酒糖化工藝及車間布置初步設(shè)計(jì) ，重點(diǎn)是對(duì)糖化工藝及糖化車間的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、熱量衡算、耗水量計(jì)算、設(shè)備選型及論證、糖化車間布置初步設(shè)計(jì)、CAD 繪制圖紙等。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)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。1.4 工藝選擇1.保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)2.盡量采用成熟的，先

16、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)行工藝計(jì)算，設(shè)備選型3.設(shè)計(jì)圖紙繪圖 4.撰寫設(shè)計(jì)說明書。2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇22 黑色啤酒生產(chǎn)工藝論證與選擇2.1 糖化原料的論證和選擇根據(jù)任務(wù)書所給產(chǎn)品規(guī)格和自己的相關(guān)設(shè)計(jì)，本次黑色啤酒采用全麥芽發(fā)酵，全麥芽啤酒糖化工藝所需的原料主要是大麥、酒花、水。2.1.1 大麥大麥?zhǔn)轻勚破【频闹饕?，是先將其制成麥芽，再用于釀酒。大麥在人工控制的外界條件下進(jìn)行發(fā)芽和干燥

17、的過程，即為麥芽制造，簡(jiǎn)稱“制麥”。發(fā)芽后的新鮮麥芽稱綠麥芽。綠麥芽經(jīng)干燥后稱干麥芽。2.1.1.1 啤酒釀造選用大麥的原因(1)產(chǎn)量大且是非食用主糧，位于小麥、水稻、玉米之后，居第四位。(2)酶類全面各種營(yíng)養(yǎng)成分溶解性好，發(fā)芽條件易于控制，適合釀造啤酒。(3)具有獨(dú)特的風(fēng)味。(4)大麥?zhǔn)瞧【粕a(chǎn)中最重要的原料，他發(fā)芽不僅含有較高的淀粉，同時(shí)也為糖化生產(chǎn)提供了各種豐富的酶系和含氮物質(zhì)。2.1.1.2 大麥的分類大麥分為二棱、多棱（四棱、六棱）大麥，二棱由于淀粉含量高，蛋白質(zhì)含量低，有利于制麥汁和提高啤酒的穩(wěn)定性，因此，成為啤酒釀造專用大麥。2.1.1.3 大麥的主要化學(xué)成分啤酒釀造用大麥含浸出

18、物 72%80%，其中 56%65%是淀粉。在糖化過程中被 -淀粉酶和 -淀粉酶水解為麥芽糖等。麥芽糖是啤酒酵母發(fā)酵主要可利用的碳源。2.1.1.4.本設(shè)計(jì)對(duì)大麥的選用由于二棱由于淀粉含量高，蛋白質(zhì)含量低，有利于制麥汁和提高啤酒的穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)選用二棱大麥作為全麥芽啤酒的釀造原料。二棱大麥應(yīng)符合表 1-1 的規(guī)定： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3表 1-1 二棱大麥理化要求項(xiàng)目二棱大麥優(yōu)級(jí)一級(jí)二級(jí)夾雜物1.01.52.0破損率0.51.01.5水分12.013.0干粒重/kg38.035.032.0三天發(fā)芽率/%959285五天發(fā)芽率/%979590蛋白質(zhì)（以干基計(jì)）10.012.59.013.5飽滿

19、粒（腹徑）2.5mm/%85.080.070.0瘦小粒（腹徑）2.0mm/%4.05.06.0 2.1.2 釀造用水 水是啤酒生產(chǎn)的重要原料，釀造用水杯稱為“啤酒的血液”。2.1.2.1 啤酒生產(chǎn)用水的范圍釀造用水：直接進(jìn)入啤酒產(chǎn)品中，如糖化用水，啤酒稀釋用水等。鍋爐用水：鍋爐產(chǎn)生蒸汽用水。洗滌用水：設(shè)備洗滌冷卻用水：降溫用水2.1.2.2 釀造用水的要求(1)首先需要符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。(2)還要符合釀造水要求，如硬度、堿度等。2.1.2.3 水中無機(jī)離子對(duì)啤酒釀造的影響(1)水中碳酸鹽和重碳酸鹽有降酸作用。(2)水中鈣、鎂離子有增酸作用。(3)Na+、K+的影響：啤酒中的鉀、鈉主要來自于原

20、料、其次才是來源于釀造水。(4)Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影響：重金屬離子是酵母的毒物，會(huì)使酶失活，并使啤酒渾濁。2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇4(5)NH4+的影響：水中 NH4+0.5mg/L，認(rèn)為是污染水。(6)SO42-的影響：過多會(huì)引起啤酒干苦和不愉快的味道，使啤酒的揮發(fā)性硫化物含量增加。(7)Cl-的影響：對(duì)啤酒的澄清和膠體穩(wěn)定性有重要作用，能賦予啤酒豐滿的酒體和爽口、柔和的風(fēng)味。(8)NO2-、NO3-的影響：NO2-是公認(rèn)的強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，也是酵母的強(qiáng)烈毒素，會(huì)改變酵母的遺傳和發(fā)酵性狀，甚至抑制發(fā)酵。(9)F-的影響：含量太高會(huì)引起牙色斑病和不愉快的氣味。(10)SO

21、32-、SO2 的影響：含量高的硅酸是釀造水的有害物質(zhì)。(11)余氯的影響：是強(qiáng)烈氧化劑，會(huì)破壞酶的活性，抑制酵母，并和麥芽中的酚類結(jié)合，形成強(qiáng)烈的氯酚臭。啤酒釀造水中絕對(duì)避免有余氯的存在。2.1.2.4 水處理(1)水處理的原因 從天然水源得到的水都含有大量的雜質(zhì)，需要經(jīng)過處理才能用于生產(chǎn)。(2)啤酒釀造水的改良和處理方法加石膏改良 國(guó)內(nèi)啤酒廠在投料水中普遍采用加石膏改良。加酸改良。離子交換法處理水。離子交換膜電滲析法處理。(3）釀造水的質(zhì)量指標(biāo)色：無色 透明度：透明 味：無味溶解鹽：150200mg/l ph: 6.06.3總堿度：1050mmol/l 碳酸鹽硬度：02總硬度：27 非碳酸

22、鹽硬度：25細(xì)菌數(shù)：小于或等于 100 個(gè)/ml 大腸桿菌數(shù)：小于或等于 3 個(gè)/L 2.1.2.5 水源和水源選擇（1）淺層地下水（2）深沉地下水（3）城市自來水（4）湖泊水、水庫(kù)水（5）河流水四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5無論哪一種水源，得到的都是含各種雜質(zhì)的天然水。我國(guó)工業(yè)界目前主要采用淺層或深層地下水為生產(chǎn)水源，本設(shè)計(jì)采用淺層地下水作為生產(chǎn)水源。2.1.3 酒花2.1.3.1 酒花在啤酒釀造中的作用（1）酒花是啤酒生產(chǎn)過程中的主要原料，酒花賦予啤酒香氣。（2）賦予啤酒爽快的苦味。（3）啤酒花中的苦味物質(zhì)使啤酒具有防腐能力。（4）形成啤酒優(yōu)良的泡沫。（5）有利于麥汁的澄清。2.1.3.2 酒花的

23、成分啤酒花的成分已知的有 200 多種，對(duì)啤酒釀造有特殊意義的化學(xué)成分包括酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。（1）酒花精油：酒花精油含于酒花腺體中，經(jīng)蒸餾后呈黃綠色油狀液體，是啤酒重要的香氣來源。主要成分是萜烯類化合物。（2）苦味物質(zhì)：包括 酸、 酸以及其一系列氧化物、聚合產(chǎn)物。（3）多酚物質(zhì)：多酚是一種多種物質(zhì)的總稱，對(duì)啤酒釀造影響較大的有：花色素原：是啤酒的非生物渾濁物質(zhì)，也是啤酒的主要色澤物質(zhì)。水解性單寧化合物：?jiǎn)螌幰子诘鞍踪|(zhì)結(jié)合形成沉淀，在麥汁過程中可除去多余的蛋白質(zhì)。2.1.3.3 酒花的品種（1）優(yōu)質(zhì)香型酒花（2）香型酒花（3）沒有明顯特征的酒花（4）苦型酒花2.1.3.4 酒花制品（1）

24、酒花粉：使用前把壓榨酒花粉碎成 1mm 以下的酒花粉。（2）顆粒酒花：把酒花粉壓制成直徑 28mm、長(zhǎng) 15mm 的短棒狀。啤酒廠主要使用這種酒花。（3）酒花浸膏：用有機(jī)溶劑或二氧化碳萃取酒花中的有效成分。世界酒花產(chǎn)量的25%30%加工成浸膏。2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇62.1.3.5 本設(shè)計(jì)對(duì)酒花的選用本設(shè)計(jì)選用顆粒酒花。顆粒酒花是將酒花粉壓制成直徑 28 毫米，長(zhǎng)約 15 毫米的柱狀，從而減小酒花的體積，增大計(jì)劃的密度，這樣使酒花的表面積降低，提高了酒花的利用率，便于防止氧化，易于運(yùn)輸和貯藏2.2 糖化生產(chǎn)工藝的選擇和論證 本次設(shè)計(jì)是黑色啤酒，原料全部采用麥芽，即不添加任何輔料。這樣生產(chǎn)出

25、來的啤酒麥芽味濃厚，口感厚重，符合黑色啤酒的口感要求。全麥芽啤酒營(yíng)養(yǎng)比普通啤酒的營(yíng)養(yǎng)更為豐富些，氨基酸含量也是普通啤酒的 2.8 倍，維生素 B1、 B2、 B6 含量是普通啤酒的 1.7 倍，而碳水化合物僅為普通啤酒的 0.76 倍，因此可以放心大膽的痛飲，而沒有發(fā)胖的顧慮。符合現(xiàn)代人的健康需求。且在目前人們的意思中，對(duì)于純度越高的產(chǎn)品越有好感，采用全麥芽可以很好的抓住消費(fèi)者的消費(fèi)心理，即使價(jià)格稍高，但是消費(fèi)黑色啤酒的人群都屬于收入較高的人群，他們更愿意買到好的體驗(yàn)。且全麥芽發(fā)酵符合外國(guó)人的口味，可以打開外國(guó)人的市場(chǎng)，如今的中國(guó)，有越來越多的外國(guó)人來工作來創(chuàng)業(yè)，他們也是一個(gè)巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。全

26、麥芽發(fā)酵也有其他問題，對(duì)于其穩(wěn)定性，特別是非生物穩(wěn)定性有較高的要求，這一點(diǎn)在本設(shè)計(jì)后面均有論證。2.2.1 麥芽制造過程 (1)麥貯存：剛收獲的大麥有休眠期，發(fā)芽力低，要進(jìn)行貯存后熟 (2)大麥精選：按麥粒大小篩分成一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。 (3)浸麥：在浸麥槽中用水浸泡 23 日，同時(shí)進(jìn)行洗凈，除去浮麥，使大麥的水分（浸麥度）達(dá)到 4248。 (4)發(fā)芽：浸水后的大麥在控溫通風(fēng)條件下進(jìn)行發(fā)芽，形成各種酶，使麥粒內(nèi)容物質(zhì)進(jìn)行溶解。發(fā)芽適宜溫度為 1318，發(fā)芽周期為 46 日,根芽的伸長(zhǎng)為粒長(zhǎng)的11.5 倍。長(zhǎng)成的濕麥芽稱綠麥芽。 (5)焙燥：目的是降低水分，終止綠麥芽的生長(zhǎng)和酶的分解作用，以便長(zhǎng)期

27、貯存;使麥芽形成賦予啤酒色、香、味的物質(zhì);易于除去根芽，焙燥后的麥芽水分為 35。 (6)貯存：焙燥后的麥芽，在除去麥根，精選，冷卻之后放入混凝土或金屬貯倉(cāng)中貯存。2.2.2 焦麥芽的制作四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7將回潮成品淡色麥芽水浸 8-10h，撈出瀝干，然后裝入轉(zhuǎn)筒炒爐，慢慢升溫至50-55保持 60min，使蛋白質(zhì)分解，再升溫至 65-70保持 60min，然后在 30min內(nèi)升溫至 170-20015-20min，使之產(chǎn)生類似黑精物質(zhì)，再用文火炒 20-30min，直至麥芽外觀完全符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。2.2.3 黑麥芽的制作將干麥芽加水浸漬 6-8h，瀝干后，加入炒爐，緩慢升溫至 48-52維

28、持 30-40min，進(jìn)行蛋白質(zhì)分解。然后升溫到 60-68，進(jìn)行 20-30min 的糖化，再在 30min內(nèi)加熱到 160-180。隨后加熱至 200-210保持 30min。當(dāng)聞到濃郁的焦香味時(shí)，再加熱麥芽至 220-230保持 10-20min，即可出爐攤冷。2.2.4 麥芽的粉碎麥芽的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過粉碎后，一較大的比表面積，使物料中儲(chǔ)藏的物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。在啤酒生產(chǎn)中，不單要考慮物料粉碎操作的經(jīng)濟(jì)性，更應(yīng)考慮啤酒釀造特殊要求： (1) 麥芽皮殼若粉碎過細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒風(fēng)味。(2) 皮殼和原料物質(zhì)中不溶性物質(zhì)粉碎過細(xì)，

29、會(huì)增加過濾阻力，影響過濾操作。 (3)淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速率，也影響到反應(yīng)深度即影響到麥汁組成。粉碎雖然屬簡(jiǎn)單的物理操作，但在啤酒釀造過程中特別重視麥芽粉碎度的控制，麥芽的粉碎方法也不斷地得到改造。長(zhǎng)期以來，麥芽的粉碎采用干法粉碎，直至 60 年代起相繼出現(xiàn)了濕法粉碎、回潮干法粉碎以及連續(xù)調(diào)濕粉碎。本設(shè)計(jì)中淡色麥芽濕法粉碎，要求谷皮破而不碎；焦麥芽和黑麥芽粉碎時(shí)，需適度噴水，要求粉碎的粗細(xì)均勻。2.2.5 糖化方法2.2.5.1 糖化方法的種類2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇8三次煮出糖化法 煮出糖化 二次煮出糖化法一次煮出糖化法升溫浸出糖化法 糖化方法 浸出糖化法 降溫浸出

30、糖化法復(fù)式一次煮出糖化法 復(fù)式煮浸糖化法 其它方法谷皮分離糖化法外加酶制劑糖化法 其他特殊糖化法圖 1-1 糖化方法的種類糖化方法是指麥芽和非發(fā)芽谷物原料中不溶性固形物轉(zhuǎn)化成可溶性的、并有一定組成比例的浸出物，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、熱煮出的利用等，還包括酶制劑、添加劑的選擇使用等。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，使其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(jí)升溫至糖化完畢。部分麥芽醪被煮沸幾次即為幾次煮出法。浸出糖化法是指麥芽醪只利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使之糖化完成。麥芽醪未經(jīng)煮沸。

31、其他糖化方法都由以上兩種方法演變而來，以上兩種方法用于最初的純麥芽糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物做輔料，在進(jìn)行糖化時(shí)必須先對(duì)輔料進(jìn)行預(yù)處理，即糊化和液化。這就是復(fù)式糖化法。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)造適合酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾段控制原理是相似的。(1) 酸休止：利用麥芽中磷酸酯酶對(duì)麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌繁殖產(chǎn)乳酸，此工藝條件是：溫度為 3537OC，pH5.25.4，時(shí)間為3090 分鐘。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9(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和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質(zhì)生成多肽和氨基酸。蛋白質(zhì)

32、休止最適 pH 為 5.25.3，最適溫度：形成 -氨基氮為 4550 OC，形成可溶性多肽為 5055 OC，作用時(shí)間為 10120 分鐘。(3) 糖化分解：淀粉水解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖，對(duì)麥芽中 -淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為 6065 OC（62.5）。-淀粉酶最適活性溫度為 70。這兩種酶共同作用，最適H 為 5.55.6，作用時(shí)間為 30120 分鐘。(4) 糖化終止：當(dāng)糖化完成時(shí)，必須使醪液中的酶類（-淀粉酶除外）失活，此溫度為 7080 OC(5) 100 OC 煮出：部分糖化醪液加熱至 100 OC，主要利用熱力作用，促進(jìn)物料的水解，特別是使生淀粉徹底糊化、液化，提

33、高浸出物收率。(6) 酶制劑和添加劑的使用：-淀粉酶、-淀粉酶、糖化酶、R-酶、蛋白酶、葡聚糖酶等酶制劑，乳酸、磷酸、石膏等H 調(diào)整物質(zhì)，H2O2等多酚消除劑等這些添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要，適時(shí)、適量地使用。本設(shè)計(jì)選用升溫浸出糖化法，理由是：（1）全麥芽黑色啤酒的糖化不需要進(jìn)行輔料的糊化和輔料的煮沸兩個(gè)過程，不需要外加酶制劑；（2）設(shè)計(jì)選用連續(xù)浸濕粉碎法，麥芽的粉碎度較高，不需要多次煮沸；（3）設(shè)計(jì)選用優(yōu)質(zhì)二棱麥芽，溶解較好；（4）節(jié)省了工藝步驟。2.2.5.2 糖化目的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

34、各種水解酶的作用，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”(extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱作“麥芽汁”或“麥汁”(Wort)。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)之比(質(zhì)量比)稱“無水浸出率”。麥汁的組成、顏色將直接影響到啤酒的品種和質(zhì)量；糖化工藝和原料；水、電、汽以及熱量的消耗，與生產(chǎn)成本密切相關(guān)。因此糖化過程是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。糖化過程是原料的分解和萃取的過程，它主要是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié)助酶促分解和萃取過程。糖化中的工藝控制，主要通過下列環(huán)節(jié)來進(jìn)行：2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇10(1) 麥芽的質(zhì)量、輔

35、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，如溫度、pH、底物濃度(加水比)、作用時(shí)間；(4) 加熱的溫度和時(shí)間；(5) 需通過外加酶制劑、酸、無機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.2.5.3 糖化時(shí)的主要物質(zhì)變化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 7580，糖化過程中原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)物是構(gòu)成麥汁的主要成分(占 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)

36、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(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。大多數(shù)輔料(大米)的蛋白質(zhì)幾乎很少變化，糖化后麥汁可溶性蛋白質(zhì)，肽類和氨基酸三類的絕對(duì)量及相對(duì)比例應(yīng)符合釀造啤酒的平中特性的要求。 （1）淀粉的糖化在啤酒釀造中糖化過程是指輔料的糊化醪淀粉受到麥芽中淀粉酶的分解形成低聚糊精和一麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖的過程。(C6H10O5)n a-淀粉酶 n/x(C6H10O5)x(C6H10O5)x + x/2H2O a，

37、b 淀粉酶 x/2 C12H22O11 （2）糖化過程中蛋白質(zhì)的水解大麥在發(fā)芽階段，不少于 55%的大麥含氮物質(zhì)得到水解后形成氨基酸，但同時(shí)在大麥胚芽中又重新合成新的不溶性蛋白質(zhì)(占其中的 25%35%)。啤酒麥汁中氨基酸的70%以上直接來自麥芽，而只有 10%30%的氨基酸是由糖化過程產(chǎn)生的.由大麥制麥芽，總可溶性氮約增加一倍，而麥芽在糖化過程總可溶性氮僅能增加 20%30%。由此可見，麥芽的蛋白質(zhì)水解情況對(duì)麥汁組分具有決定性意義，而麥芽的糖化過程是可以起到調(diào)整麥汁組分的作用。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)112.2.5.4 糖化過程的其他變化葡聚糖的分解：糖化過程中需促進(jìn) -葡聚糖的分解。（1）麥芽

38、谷皮成分溶解。（2）麥芽谷皮中含有谷皮酸，多酚類物質(zhì)，他們的溶解會(huì)使麥汁色澤加深，并使啤酒具有不愉快的苦味，降低啤酒的非生物穩(wěn)定性。2.2.6 麥汁的過濾2.2.6.1 麥汁過濾的目的啤酒生產(chǎn)過程中，麥汁過濾時(shí)制備麥汁的一個(gè)重要工序。所謂麥汁過濾，就是把糖化醪中的水溶性物質(zhì)與非水溶性物質(zhì)進(jìn)行分離的過程。在這個(gè)過程中，要在不影響麥汁質(zhì)量的前提下，盡最大可能獲得浸出物，盡量縮短麥汁過濾時(shí)間。2.2.6.2 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 -葡聚糖等物質(zhì)進(jìn)入

39、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。2.2.6.3 麥汁過濾方法及影響因素麥汁的過濾方法大致分為三種：過濾槽法，快速滲出槽法和壓濾機(jī)法，壓濾機(jī)法又分為：傳統(tǒng)壓濾機(jī)法，袋式壓濾機(jī)法、膜式壓濾機(jī)和廂式壓濾機(jī)法。 （1）過濾槽法：過濾槽過濾麥汁是當(dāng)今世界上最普遍的一種方法，我國(guó)目前絕大多數(shù)啤酒廠都在使用這種方法。傳統(tǒng)過濾槽設(shè)備自動(dòng)化程序低、過濾速度慢，每天約56 次。醪液從頂部進(jìn)入，麥汁質(zhì)量不穩(wěn)定，出槽速度慢，有的仍需工人冒著高溫進(jìn)入過濾槽進(jìn)行清掃，久而久之將篩板踩得高低不平。而如今的過

40、濾槽技術(shù)得到巨大發(fā)展，有自動(dòng)化程度高，過濾速度快，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，設(shè)備精簡(jiǎn)，占地面積少，投資少，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。 （2）快速滲出槽法：由此法過濾出的麥汁渾濁度很難控制，因此在國(guó)內(nèi)很少采用。 （3）傳統(tǒng)壓濾機(jī)發(fā)：使用高壓擠出造成麥汁渾濁，洗槽水不均勻，濾布難以清洗，維修費(fèi)用高，操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大。因而被淘汰，幾乎沒有廠家使用。 （4）袋式壓濾機(jī)法：由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜在國(guó)內(nèi)也很少采用。2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇12 （5）模式壓濾機(jī)法和廂式壓濾機(jī)法：是 90 年代興起的采用聚丙烯濾板、低壓過濾的新型麥汁壓濾機(jī)，具有高效率、高收得率和全自動(dòng)化的特點(diǎn)。2.2.6.4 本設(shè)計(jì)對(duì)麥汁過濾方法的選擇

41、綜上所述，過濾槽法和膜式、廂式壓濾機(jī)法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但本著節(jié)約設(shè)備成本從而提高利潤(rùn)的理念，本設(shè)計(jì)選用過濾槽法。方法雖然古老，但今天槽的結(jié)構(gòu)非常多變，合理的選用能提高過濾速度。如今的過濾槽技術(shù)得到巨大發(fā)展，有自動(dòng)化程度高，過濾速度快，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，設(shè)備精簡(jiǎn)，占地面積少，投資少，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選用優(yōu)質(zhì)二棱大麥，采用連續(xù)浸濕粉碎方法粉碎，能夠滿足過濾槽法對(duì)麥芽粉碎度要求嚴(yán)格的要求。2.2.7 麥汁的煮沸和酒花添加2.2.7.1 麥汁煮沸的目的： (1)蒸發(fā)水分、濃縮麥汁過濾得到的頭號(hào)麥汁和洗糟麥汁混合后，形成的混合麥汁，其濃度低于定型麥汁濃度（約 1.01.5P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮

42、，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(主要是糊精)的一致性，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)變性和絮凝煮沸時(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，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。 (4)酒花有效組分的浸出，賦予啤酒獨(dú)特的苦味和香味，同時(shí)提高啤酒的非生物和生物穩(wěn)定性。 (5)排除麥汁異雜臭氣。2.2.7.2 麥汁煮沸的方法和設(shè)備如今許多現(xiàn)代化的煮沸鍋均采用內(nèi)加熱器即內(nèi)加熱式煮沸鍋。它的特點(diǎn)是：麥汁穿過垂直安裝在煮沸鍋內(nèi)的列管式加熱器中的列管而被加熱向上沸騰。蒸汽被冷凝。在加熱器的上

43、方安裝有傘形分布罩，借此使上升的麥汁反射向四周，同時(shí)可避免泡沫的形成。麥汁在煮沸鍋中循環(huán)良好。 內(nèi)加熱式煮沸的優(yōu)點(diǎn)是：(1)投資少，無需維護(hù)，沒有磨損；(2)無需更多的電耗；四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13(3)沒有熱輻射損失；(4)煮沸溫度和蒸發(fā)率可調(diào)整；(5)在麥汁煮沸時(shí)不產(chǎn)生泡沫，也沒有帶入空氣；(6)可使用低壓飽和蒸汽（0.1MPa）；(7)內(nèi)加熱器管束中的流速低；(8)煮沸鍋既不要外加熱器，也不要攪拌器。 內(nèi)加熱式煮沸的缺點(diǎn)：(1)內(nèi)加熱器的清洗較困難；(2)當(dāng)蒸汽溫度過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)麥汁局部過熱，因?yàn)樵诠苁宣溨魉佥^??；(3)麥汁局部過熱會(huì)導(dǎo)致麥汁色澤加深、口味變差。外加熱式煮沸鍋的特點(diǎn)是

44、：外加熱器獨(dú)立安裝在鍋體外，從煮沸鍋底部流出的麥汁借助于泵，通過外加熱器進(jìn)行每小時(shí) 712 次的循環(huán)加熱。麥汁被轉(zhuǎn)到外加熱器中加熱，麥汁從外加熱器的下部進(jìn)入，加熱煮沸后，由上部排出并進(jìn)入麥汁煮沸鍋。 在外加熱器里很容易產(chǎn)生過壓，因此，在外加熱器里麥汁煮沸溫度可達(dá) 108112。在煮沸鍋麥汁入口處，由于壓力降低的緣故，帶來強(qiáng)烈的水分蒸發(fā)，因此可縮短麥汁煮沸時(shí)間，而不影響煮沸效果。 外加熱式煮沸的優(yōu)點(diǎn)是：(1)煮沸時(shí)間可縮短 20%30%，可節(jié)約能源。因?yàn)辂溨谕饧訜崞鲀?nèi)過壓煮沸，所以有酒花苦味物質(zhì)收得率高，可凝固性氮析出徹底；(2)循環(huán)次數(shù)可調(diào)節(jié)；(3)只需壓力很低的飽和蒸汽（0.3MPa）；(

45、4)煮沸強(qiáng)度和煮沸溫度可調(diào)節(jié)；(5)借助卸壓效應(yīng)，可使更多的對(duì)香味不利的揮發(fā)性物質(zhì)被蒸發(fā)掉。外加熱式的缺點(diǎn)是：(1)由于需要泵循環(huán)，因而耗電量增加；(2)外加熱器產(chǎn)生的大量輻射熱損失；(3)增加額外投資費(fèi)用；(4)外加熱器中高速產(chǎn)生很大的剪切力。目前較多采用內(nèi)加熱煮沸鍋進(jìn)行低壓麥汁煮沸工藝，低壓內(nèi)加熱煮沸鍋應(yīng)考慮鍋屬于壓力容器。所以在乏汽排汽管必須安裝安全閥，真空閥，排汽閥，乏汽排汽管閘板，并且鍋壁厚度，焊接質(zhì)量也要滿足壓力容器的規(guī)范要求。低壓內(nèi)加熱煮沸鍋由于2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇14是密封式的帶壓煮沸，所以要采用密封式的人孔，酒花自動(dòng)添加系統(tǒng)。目前低壓麥汁煮沸的溫度較多采用 102104

46、，鍋內(nèi)壓力為 0.1080.121MPa。低壓麥汁煮沸工藝相對(duì)于傳統(tǒng)的麥汁煮沸工藝來說總煮沸時(shí)間縮短至 6070 分鐘，使煮沸鍋的占用時(shí)間下降，適合日糖化鍋次的麥汁生產(chǎn)，蒸發(fā)率約為 6%，大大降低煮沸時(shí)的蒸汽消耗，同時(shí)二次蒸汽的溫度高，便于二次蒸汽的回收利用，產(chǎn)生 96熱水，用于麥汁的預(yù)熱。2.2.7.3 本設(shè)計(jì)對(duì)麥汁煮沸方法和設(shè)備的選擇通過以上對(duì)三種麥汁煮沸方法的比較，可以看出，外加熱式煮沸相對(duì)于內(nèi)加熱煮沸來說，可以縮短麥汁的煮沸時(shí)間，而不影響煮沸效果，并且內(nèi)加熱式煮沸鍋清洗非常麻煩，低壓煮沸雖然也可以大大減少煮沸時(shí)間，但設(shè)備構(gòu)造繁瑣，操作麻煩，成本也較高，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用外加熱式煮沸法

47、，相應(yīng)選用外加熱式煮沸鍋。2.2.7.4 麥汁煮沸過程中酒花的添加 (1)酒花的添加量啤酒花的添加量應(yīng)該根據(jù)酒花中的 -酸的含量、消費(fèi)者的喜好習(xí)慣、啤酒發(fā)酵方式以及啤酒的種類等來決定。一般淡色啤酒以酒花香味和苦味為主，添加量大些；濃色啤酒以麥芽為主，添加量小些。酒花質(zhì)量好比酒花質(zhì)量差可添加少些。國(guó)內(nèi)通常用每噸啤酒添加的酒花量表示，或以酒花與啤酒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。國(guó)際上酒花的添加量通常為啤酒質(zhì)量的 0.1%0.2%。全麥芽啤酒風(fēng)味一般以麥芽香味為主，酒花添加量可少些，本設(shè)計(jì)酒花的添加量為 0.1%。 (2)酒花添加方法酒花添加沒有統(tǒng)一的方法，啤酒工廠都是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品特色制定相應(yīng)的添加方法，

48、一般分為：一次添加法、二次添加法和三次添加法。目前業(yè)界常用二次添加和三次添加法。二次添加法：通常第一次添加在煮沸開始后的 1015 分鐘添加，在煮沸結(jié)束前1030 分鐘添加剩余酒花。三次添加法：此法在煮沸時(shí)間為 90min 時(shí)廣泛使用。由于本設(shè)計(jì)麥汁煮沸時(shí)間為90min，故本設(shè)計(jì)酒花分三次加入：第一次：煮沸 515 分鐘后，添加總量的 5%10%，作用是消除煮沸時(shí)的泡沫；第二次：煮沸 3040 分鐘后，添加總量的 55%60%，主要作用是萃取 酸，促進(jìn)其異構(gòu)。第三次：煮沸完成前的 5 分鐘，加入總量的 35%，萃取酒花油，提高酒花香味。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)152.2.7.5 本設(shè)計(jì)具體實(shí)施方法

49、在煮沸鍋中對(duì)麥汁進(jìn)行煮沸處理，煮沸強(qiáng)度為 8%-12%，煮沸時(shí)間控制在 120min內(nèi)，在煮沸的同時(shí)添加酒花，酒花分三次添加，總量為 5%。第一次在煮沸 40min 后，添加全量酒花的 20%；70min 后添加全量酒花的 30%；第三次在煮沸終了前添加余下的 50%酒花。同時(shí)可加入 0.2%的糖色，以抑制啤酒氧化味的形成，并賦予成品酒良好的光澤和特有的焦香味。煮沸后定型麥汁濃度為（140.3）%。2.2.8 麥汁的沉淀與冷卻 由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理。它包括：酒花糟分離、熱凝固物分離、冷凝固物分離、冷卻、充氧等一系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。近代啤酒生產(chǎn)，大大

50、縮短了發(fā)酵和儲(chǔ)酒周期，發(fā)酵容器也增大到數(shù)百至上千立方米，因此，麥汁處理要求是：(1) 盡可能將引起啤酒非生物混濁的冷、熱凝固物分離。(2) 麥汁處于高溫時(shí)，盡可能減少空氣接觸，防止氧化，麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，補(bǔ)充適量空氣，供酵母前期呼吸。(3) 麥汁處理各工序中，嚴(yán)格杜絕有害微生物的污染。麥汁處理因使用設(shè)備和要求不同，流程很多，本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際情況采用以下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理。煮沸鍋熱麥汁泵回旋沉淀槽薄板冷卻系統(tǒng)通風(fēng)發(fā)酵 （酒花糟+熱凝固物） （無菌空氣） 圖 1-2 麥汁煮沸流程圖2.2.8.1 熱凝固物的分離糖化醪過濾后得到的麥汁中含有水溶性清蛋白和部分鹽溶性球蛋白及水溶性高肽等，這些物質(zhì)在煮

51、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)：5060酒花樹脂：1620灰分：23多酚有機(jī)物：20302 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇16濕熱凝固物（含揮發(fā)物 8085），占麥汁量的 0.30.7%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 0.51.0kg。如不分離熱凝固物，在發(fā)酵中，會(huì)引起熱凝固吸附大量活性酵母，使發(fā)酵不正常。同時(shí)在發(fā)酵中被分散，將來帶入啤酒，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味。所以，工藝上應(yīng)力求徹底分離熱凝固物。本設(shè)計(jì)中采用回旋沉淀槽分離熱凝固物，利用麥汁離心力實(shí)現(xiàn)分離。 (1)結(jié)構(gòu) 近代流行的是平底圓筒體，熱凝固物在水力噴射打碎后，用洗滌水沖洗排出。其特性尺寸如下：H麥汁：D1：1

52、.52.0H麥汁3.0()麥汁切線進(jìn)槽速度 v1020（/） (2)原理熱麥汁經(jīng)泵輸送，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，由于在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，離心力的反作用力的合力把顆粒(熱凝固物)推向槽底部中央。 (3)操作工藝和效果進(jìn)罐：2030min靜置：8040 min出罐：3040 min除渣情況：2030 min作業(yè)周期：100140 min2.2.8.2 冷凝固物分離冷凝固物是分離熱凝固物后澄清的麥汁，在冷卻到 50OC 以下，隨著冷卻進(jìn)行，麥汁重新析出的混濁物質(zhì)，并在 25OC 左右析出最多。若把此麥汁重新加熱到 60OC 以上，麥汁又恢復(fù)澄清透明，所以此過程是可逆的.麥汁中冷霧濁物

53、質(zhì)的組成為：多肽 4565、多酚 3045、多糖24、灰分 13%，相對(duì)分子量在 104105之間，具有 2 個(gè)等電點(diǎn)，pH3.9 和pH8.0。在麥汁中帶有負(fù)電荷。冷凝固物分離方法：（1）酵母增殖法（2）冷置沉降（3）硅藻土過濾法四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17（4）麥汁離心分離法（5）浮選法。本設(shè)計(jì)選用采大多數(shù)中小酒廠采用硅藻土過濾法過濾。主要除去熱凝固物，也能同時(shí)吸附冷凝固蛋白質(zhì)，過濾介質(zhì)，直接投入煮沸鍋.2.2.8.3 酒花的分離使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應(yīng)采用酒花分離器。盡快分離出酒花糟。我國(guó)廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。本設(shè)計(jì)也采用帶篩孔的酒花分離器。2.2.9 麥汁的

54、充氧2.2.9.1 熱麥汁的氧化麥汁在高溫下接觸氧，此時(shí)氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)、酒花樹脂、多酚等物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。對(duì)熱麥汁吸氧的利弊，釀造師們有不同看法，這里我們就不仔細(xì)討論了。2.2.9.2 冷麥汁的充氧麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，接觸氧，此時(shí)氧反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的。麥汁中氧氣的溶解量，符合”亨利-道爾頓”定律，氧在麥汁中的溶解度和麥汁氧分壓成正比，與麥汁溫度成反比。麥汁浸出物濃度增加，將減少飽和溶氧量，但影響較小。在 6 OC 以下，空氣通風(fēng) 12OP 麥汁，飽和溶氧量約為 9.5ml/L。2.2.9.3 冷麥汁通風(fēng)方法絕大多數(shù)啤

55、酒廠采用壓縮空氣通風(fēng)。即將無菌、無油的壓縮空氣在麥汁冷卻的輸送線路中，通過文丘里管或不銹鋼舌片混合器、肽管混合器，在線上通風(fēng)充氧。大發(fā)酵罐工藝認(rèn)為若分多批(45 批)進(jìn)罐，冷麥汁通風(fēng)時(shí)間取分批進(jìn)罐，冷宜早不宜晚，最后 12 批進(jìn)罐麥汁不再通風(fēng)。因?yàn)橥L(fēng)太遲，會(huì)延長(zhǎng)酵母停滯期，增加雙乙酰，并使罐中泡沫增加，影響罐容積。大罐分批麥汁通風(fēng)，應(yīng)根據(jù)分批次數(shù)、間隔時(shí)間酵、母類型接、種方法、溫度等調(diào)整。2.3 發(fā)酵2.3.1 酵母的選擇2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇182.3.1.1 啤酒酵母的種類上面酵母又稱頂面酵母，多呈圓形，多數(shù)細(xì)胞聚集在一起，發(fā)酵終了，大量酵母細(xì)胞懸浮在液面。下面酵母又稱地面酵母或貯藏

56、酵母，多呈卵圓形，細(xì)胞較分散，發(fā)酵終了，大部分酵母凝聚而沉淀下來。表 1-2 下面啤酒酵母的主要幾個(gè)菌種酵母品種特點(diǎn)弗羅貝爾酵母發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝聚薩士酵母發(fā)酵度低，凝聚性強(qiáng)，沉淀快卡爾斯倍酵母卡爾斯倍一號(hào)，發(fā)酵度高，卡爾斯倍二號(hào)，發(fā)酵度低776 號(hào)酵母發(fā)酵力強(qiáng)，適用于添加非發(fā)芽谷類原料的啤酒U 酵母又名多特蒙德酵母發(fā)酵力和凝聚性都很好，發(fā)酵度很高2.3.1.2 本設(shè)計(jì)酵母的選擇上面發(fā)酵和下面發(fā)酵所采用的酵母都屬于同一個(gè)種啤酒酵母，但兩者發(fā)酵工藝不同，下面發(fā)酵發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵周期較長(zhǎng)，而上面發(fā)酵溫度較高，所以發(fā)酵時(shí)間較下面發(fā)酵短，下面發(fā)酵過程可明顯劃分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，而上面發(fā)酵

57、大都只有一個(gè)階段主發(fā)酵，下面發(fā)酵回收酵母容易，而上面發(fā)酵則比較困難。下面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)是：（1）采用下面酵母，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢，發(fā)酵的代謝副產(chǎn)物相對(duì)較少。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降發(fā)酵容器底部。（2）下面發(fā)酵啤酒的 C02飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細(xì)微，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。上面發(fā)酵工藝的特點(diǎn):（1）發(fā)酵結(jié)束后，酵母成緊密的一層浮在液面上.（2）上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對(duì)凝集性強(qiáng)的酵母，通風(fēng)尤屬必要。（3）上面發(fā)酵釀制的啤酒成熟快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特的風(fēng)味，但保存期短。（4）上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近最終發(fā)酵度。分離酵母后，加膠處理，貯藏

58、澄清一階段，采用人工充二氧化碳，使達(dá)飽和。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19（5）上面發(fā)酵釀制的啤酒成熟快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特的風(fēng)味，但保存期短?，F(xiàn)在，只有美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家還保留上面發(fā)酵法，如今，下面發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒產(chǎn)量在 90%以上，我國(guó)啤酒廠幾乎都采用下面發(fā)酵方法，因此，本設(shè)計(jì)選用下面啤酒酵母，本次設(shè)計(jì)選用卡爾斯貝酵母。 2.3.1.3 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

59、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。2.3.1.4 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng) 啤酒酵母純正與否，對(duì)啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大。啤酒工廠生產(chǎn)使用的酵母由保存的純種酵母，經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)，達(dá)到一定數(shù)量后，供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。每個(gè)啤酒廠都應(yīng)保存適合本廠使用的純種酵母，以保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的順序如下：斜面試管（原菌種）富氏瓶或試管培養(yǎng)巴氏瓶或三角瓶培養(yǎng)卡氏罐培養(yǎng)漢生罐培養(yǎng)酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐酵母繁殖罐發(fā)酵罐。以上從斜面試管到卡氏罐培養(yǎng)為實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段；漢生罐以后為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培

60、養(yǎng)階段。2.3.1.5 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790.30.410120.40.613150.50.716200.61.0 由上表可知，本次設(shè)計(jì)為 12P 濃色啤酒，所以酵母泥添加量應(yīng)為 0.40.6。2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇202.3.2 發(fā)酵方法的選擇啤酒發(fā)酵型式有:圓筒體錐底發(fā)酵罐（我國(guó)常稱錐形罐）、塔式發(fā)酵罐、聯(lián)合發(fā)酵罐等。我國(guó)在 70 年代，某些啤酒廠先后采用室外圓筒體錐底發(fā)酵罐。現(xiàn)在，這種發(fā)酵方法幾乎已經(jīng)遍及全國(guó)的大、中型啤酒廠，慢慢的取代了傳統(tǒng)的冷藏庫(kù)內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)酵。C.C.T 發(fā)酵的最大特點(diǎn)在于大型化，有不同的容積。2.3.2.1 發(fā)酵方