500噸青稞啤酒廠的設計

1、齊魯工業(yè)大學 2013屆本科畢業(yè)設計 年產(chǎn)500噸青稞啤酒廠的設計 作 者 姓 名 楊 國 園 專 業(yè) 生 物 工 程 指導教師姓名 周 廣 田專業(yè)技術(shù)職務 教 授 啤酒工廠設計 基礎數(shù)據(jù)： 生產(chǎn)規(guī)模： 500噸年 產(chǎn)品規(guī)格： 10度青稞啤酒 生產(chǎn)天數(shù)： 304天年 原料配比： 青稞：麥芽=15：85 原料利用率： 98.5 青稞水分： 4.5； 麥芽水分： 7 青稞芽浸出率68； 無水麥芽浸出率：75 啤酒損失率(對熱麥汁)： 冷卻損失：7.3； 發(fā)酵損失：1.5； 過濾損失：1.7： 裝瓶損失：2； 總損失： 12.5 糖化次數(shù)： 生產(chǎn)旺季(10個月) 1次天 設計內(nèi)容： 1根據(jù)以上設計任

2、務，查閱有關資料、文獻，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定與論證。 2工藝計算：全廠的物料衡算；糖化車間的熱量衡算(即蒸汽耗量的計算)；糖化用水量的計算；發(fā)酵車間耗冷量計算。 3糖化車間、發(fā)酵車間設備的選型計算：包括設備的容積、型號、主要尺寸。設計要求： 1根據(jù)以上設計內(nèi)容，書寫設計任務說明書 目 錄 摘 要1abstract2 第一章 總論311緒論312設計的任務要求和依據(jù)31.2.1設計的任務及要求31.2.2設計的依據(jù)31.3設計的原則、特點41.3.1設計原則41.3.2設計特點41.4 設計的目的、可行性41.4.1目的41.4.2現(xiàn)實

3、意義和可行性分析5 第二章 廠址的選擇52.1廠址選擇的原則52.2廠址選擇從投資和經(jīng)濟效益考慮62.3廠址選擇結(jié)果6 第三章 啤酒廠總平面設計73.1總平面設計的基本原則73.1.1平面緊湊73.1.2布置合理73.2啤酒廠的組成73.3占地面積的估算8 第四章 產(chǎn)品方案的確定及論證84.1產(chǎn)品方案的制定依據(jù)84.2產(chǎn)品方案的論證8 第五章 啤酒工藝流程95.1原料要求95.1.1青稞的要求95.1.2糖化用水的質(zhì)量要求95.2青稞啤酒工藝流程105.2.1釀造青稞啤酒的原料105.2.2麥芽的制備105.2.3麥汁的制備115.2.4啤酒的發(fā)酵11 第六章 500噸/年青稞啤酒廠糖化車間的

4、物料衡算126.1 數(shù)據(jù)準備126.1.1糖化車間工藝流程示意圖126.1.2工藝技術(shù)指標及基礎數(shù)據(jù)126.2物料衡算136.2.1100kg原料（15%青稞芽，85%麥芽）生產(chǎn)10青稞啤酒的物料衡算136.2.2生產(chǎn)100l10青稞啤酒的物料衡算136.2.3每次糖化的物料衡算146.2.4青稞啤酒釀造車間物料衡算表156.3能量衡算166.3.1 500噸/年啤酒廠發(fā)酵車間的耗熱量衡算166.3.2 500噸/年啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量衡算18 第七章 設備選擇207.1設備選擇原則207.2設備的選擇207.2.1預處理車間設備207.2.2制麥車間207.2.3糖化車間217.2.4發(fā)酵

5、車間217.2.5過濾車間217.2.6罐裝車間217.2.7熱量供應車間217.3設備一覽圖22 第八章 重點設備列表22 第九章 食品工廠衛(wèi)生問題及三廢處理239.1衛(wèi)生問題239.2三廢處理24致 謝25參考文獻2626摘 要 啤酒是一種含有營養(yǎng)成分而且平衡性良好的飲料，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜豢扇鄙俚慕巧Ｇ囡【剖请`屬于啤酒的一種功能性飲料，以優(yōu)質(zhì)西藏青稞麥芽和當?shù)責o污染的天然礦泉水為主要原料釀造而成。經(jīng)檢測，青稞含有豐富營養(yǎng)物質(zhì)、礦物質(zhì)及-葡聚糖，對人體有不同程度的營養(yǎng)及保健作用。而泉水中的鋰、鍶、偏硅酸三項指標均達到并優(yōu)于國家飲用天然礦泉水標準。泉水的感官指標、限量指標、微生物指

6、標均符合【國家飲用天然礦泉水】標準，含有多種對人體非常有益的微量元素組份。本設計中把產(chǎn)品定位為具有保健作用的青稞啤酒，年產(chǎn)量500噸。根據(jù)設計任務書，設計生產(chǎn)工藝流程并進行工藝計算并對重點設備和能量消耗進行計算。產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和發(fā)展提供了良好的保證。關鍵詞： 原料 青稞啤酒 保健 工藝計算 天然礦泉水 abstract beer is a beverage containing nutrients and balance to the good which play an indispensable role in in peoples daily life. highland b

7、arley beer is a function beverage, attached to barley beer, by the high quality tibetan barley malt and local pollution-free natural mineral water is produced as the main raw material. after the examination, highland barley contains rich nutrients, minerals and -glucan, to human body have different

8、degree of nutrition and health care function. the lithium, strontium and metasilicic acid three indexes in the springs reach the standard and is superior to the national drinking natural mineral water. springs sensory indicators, limit indicators, microbiological indexes accord with standard of nati

9、onal drinking natural mineral water, contain a variety of trace elements beneficial to human body. this design in the product positioning for a health care function of highland barley beer, annual production of 5 hundred tons. according to the design specification, design and production process flow

10、 and process calculation and the key equipment and energy consumption calculation. product broad market for the factorys survival and development provides a good guarantee.key words： raw material； highland barley beer； health care； process calculation； natural mineral water第一章 總論11緒論 啤酒的起源與谷物的起源密切相關

11、。人類使用谷物制造酒類飲料已有8000多年的歷史，已知最古老的酒類文獻。1881年，e.漢森發(fā)明了酵母純粹培養(yǎng)法，使啤酒釀造科學得到飛躍的進步，由神秘化、經(jīng)驗主義走向科學化。蒸汽機的應用，1874年林德冷凍機的發(fā)明，使啤酒的工業(yè)化大生產(chǎn)成為現(xiàn)實。全世界啤酒年產(chǎn)量已居各種酒類之首，已突破100000ml。1986年全世界生產(chǎn)啤酒101588.7ml。啤酒以大麥芽、大米為原料，加入少量酒花，經(jīng)糖化、低溫發(fā)酵制成，被稱為“液體面包”，是一種低濃度酒精飲料。啤酒乙醇含量較少，喝啤酒不但不易醉人傷人，少量飲用反而對身體有益。隨著現(xiàn)代生活中人們對更為健康的生活方式的追求，具有保健功能的飲料逐漸進入人們的視

12、線。青稞是禾本科大麥屬的一種禾谷類作物，因其內(nèi)外穎殼分離，籽粒裸露，故又稱裸大麥、元麥、米大麥。隨著青藏鐵路的開通，北京、上海、廣東等不少城市居民在超市、飯店、酒吧的柜臺上發(fā)現(xiàn)多款青稞啤酒的身影。伴隨西藏旅游大潮形成的各地游客對西藏特色產(chǎn)品的熱烈追捧，是青稞啤酒獲得市場青睞的最直接原因，游客到達拉薩后往往會希望品嘗一下當?shù)氐奶厣称贰嬈?，這就為青稞啤酒打動消費者提供了契機。12設計的任務要求和依據(jù)1.2.1設計的任務及要求本設計是年產(chǎn)500噸青稞啤酒廠的設計，重點是產(chǎn)品的物料衡算，熱量衡算，以及工藝流程規(guī)劃及設備的選型。本設計的重點車間為糖化車間，重點設備為糖化，煮沸，發(fā)酵設備。1.2.2設

13、計的依據(jù)本設計是以畢業(yè)設計任務書為標準，通過綜合運用大學四年自己所學到的知識付諸于實踐當中，根據(jù)以上設計任務，查閱有關資料、文獻，搜集必要的技術(shù)資料，工藝參數(shù)與數(shù)據(jù)，進行生產(chǎn)方法的選擇，工藝流程與工藝條件的確定與各種計算。1.3設計的原則、特點1.3.1設計原則1、必須符合計劃任務書的規(guī)定和要求。各階段工作要有明確的進度。畢業(yè)設計要有計劃的進行。2、本設計爭取做到積極采用和大力發(fā)展新技術(shù)，吸收科研和技術(shù)改造的新成果，力求技術(shù)上具有現(xiàn)實性和先進性，經(jīng)濟上有合理性。3、設備選用時，應滿足生產(chǎn)工藝要求，同時安全可靠，盡量選用成套設備，通用設備，以利于提高機械化程度，方便生產(chǎn)，節(jié)約投資。4、盡量減少三

14、廢處理量，同時注意節(jié)能和充分利用余熱。5、結(jié)合實際，合理安排工廠的產(chǎn)品方案，以最小投資，換回最大的經(jīng)濟效益。1.3.2設計特點1、本設計從實際出發(fā)，講究效益，生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中力圖以較少的人力、物力、財力取得較大的經(jīng)濟效益。2、青稞啤酒既能滿足人們對酒精飲品的要求，又具有多種保健功效，在養(yǎng)生意識日益強烈的現(xiàn)代生活中能夠得到人們的青睞。3、設計從國內(nèi)市場的銷售來確定產(chǎn)品，使產(chǎn)品在市場上具有較強的競爭力。 4、本設計從節(jié)約用地出發(fā)，充分利用廠房設備來安排產(chǎn)品，對于那些類型不相同，生產(chǎn)設備，生產(chǎn)條件十分相同，甚至是用同一廠房，設備來生產(chǎn)不同產(chǎn)品，這對于廠房用地，設備投資都很有利。5、本設計符合食品衛(wèi)生

15、法規(guī)，遵守有關條款的規(guī)定。1.4 設計的目的、可行性 1.4.1目的大學四年的全面學習，包括基礎知識和專業(yè)知識，使我們在離開學校，步向社會之際，有了一定的基礎應用技能。 本設計是將我們學到的知識應用到實踐中來。在獨立完成這個設計的過程中，鞏固學到的知識，通過查閱，整理資料增加我們的認識和科研技能，同時，進一步熟悉工廠的生產(chǎn)實際，培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力，鍛煉我們作為一名技術(shù)骨干應有的獨立工作能力。更重要的是，從設計開始查閱資料，整體規(guī)劃，計算數(shù)據(jù)，到最后設計工廠布局，畫圖，整個過程鍛煉了我們獨立完成一項任務的能力，為以后在工作中獨立接受打下了基礎。1.4.2現(xiàn)實意義和可行性分析西藏青稞啤酒采

16、用西藏當?shù)責o污染的優(yōu)質(zhì)礦泉水和極富營養(yǎng)價值的青稞麥芽為主要原料，經(jīng)過糖化、發(fā)酵等工序精心釀制而成，是世界上唯一以青稞為原料、規(guī)?；a(chǎn)的啤酒。以青稞為原料釀制的啤酒自然擁有獨特的功效，飲用它可以達到降血脂、調(diào)節(jié)血糖、有益腸道、提高免疫力等保健功效。經(jīng)檢測青稞含有-葡聚糖等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)以及鋰、硒、鉻、黃酮類等礦物質(zhì)，它們對人體有不同程度的營養(yǎng)和保健作用。-葡聚糖具有降低人體膽固醇，防止心血管病方面有積極的作用，還可以降低人體腫瘤ldl-c的水平，有抗腫瘤等獨特的保健作用。在中華民族悠久的歷史文化長河中，神秘的藏族文化，正是一株永不凋零的雪蓮花。依托西藏地緣優(yōu)勢及西藏文化，西藏青稞啤酒開創(chuàng)出一個

17、以青稞為主要原料的地域特色啤酒品類。隨著經(jīng)濟的增長，人們對啤酒的消費會越來越大，對自身健康的關注也會越來越密切，所以我們看到了青稞啤酒工業(yè)的發(fā)展前景。這時候建立一個青稞啤酒工廠的話，產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和發(fā)展提供了良好的保證。第二章 廠址的選擇2.1廠址選擇的原則廠址選擇是設計工作的基本內(nèi)容之一。廠址選擇的好壞直接影響設計質(zhì)量、建設進度、投資大小和投產(chǎn)后經(jīng)營管理條件。因此，廠址選擇是一項包括政治、經(jīng)濟、技術(shù)的綜合性的復雜工作，具有較高的原則性和廣泛的技術(shù)性。1、廠址要符合國家下達建廠計劃任務書中所作的規(guī)定和要求。2、廠址應符合當?shù)爻擎?zhèn)總體發(fā)展規(guī)劃的要求，并盡量與附近工業(yè)企業(yè)相配合，以節(jié)約

18、基建投資。3、廠址的面積和外形要滿足青稞啤酒生產(chǎn)工藝的要求，并留有適當?shù)臄U建余地。4、廠址地形宜平坦，地面傾斜坡度最好不超過3% ,便于廠區(qū)運輸線路布置，并盡可能減少土方工程量。5、廠址應符合國家有關衛(wèi)生、防火、人防等要求。如:廠區(qū)應在居民點下風側(cè);河流的上游;廠區(qū)附近不得有細菌，傳染病病源或其他污染的來源;不應選擇在低洼窩風的地形做廠區(qū)，應避開軍事措施地區(qū)等等。6、廠址應在當?shù)刈罡吆樗恢?，如果低于洪水位則須有堅固堤防保護.同時，要防止內(nèi)澇水的浸淹.2.2廠址選擇從投資和經(jīng)濟效益考慮1、廠址應有較方便的運輸條件，若需建公路或?qū)Ｓ描F路時，距離最短為好，以節(jié)省投資。2、有一定供電條件，滿足生

19、產(chǎn)需要。3、所選廠址附近不僅有充足的水源，而且水質(zhì)應較好，周邊應盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)青稞作物或者能夠及時得到優(yōu)質(zhì)青稞作物。4、廠址最好選在居民區(qū)附近，這樣可以減少宿舍，商店，學校等職工的生活福利設施。2.3廠址選擇結(jié)果綜合以上各種因素，初步選擇在貴州省的遵義市忠莊鎮(zhèn)建廠，遵義地處中國西南腹地，是中國西部的重鎮(zhèn)之一，貴州省第二大城市。這里氣候宜人，風景優(yōu)美，文化底蘊深厚，是中國著名的酒文化名城?，F(xiàn)已探明的礦產(chǎn)有60多種，水能資源、煤炭儲量、旅游資源都比較豐富。貴州距離西藏、青海、四川等青稞作物主產(chǎn)區(qū)較近，原材料獲取比較便捷，忠莊鎮(zhèn)毗鄰貴遵高速和210國道，產(chǎn)品向重慶、廣州等大城市以及全國輸出非常便捷。而且周

20、邊城市的人口密度比較大，消費水平比較高，為青稞啤酒的銷售提供了廣闊的前景。第三章 啤酒廠總平面設計3.1總平面設計的基本原則總平面設計必須貫徹國家的各項方針，政策，在符合放火，衛(wèi)生規(guī)范的前提下，盡可能節(jié)約用地，不占或少占農(nóng)田，減少勞動強度，節(jié)約建筑材料，具體應注意以下幾方面：3.1.1平面緊湊必須按設計任務書和選擇廠址報告進行設計，按不同的規(guī)模和類別結(jié)合周圍環(huán)境，布置上力求緊湊，節(jié)約用地。3.1.2布置合理1、建筑物、構(gòu)筑物的布置必須符合工藝流程要求，力求生產(chǎn)線略短，避免交叉和往返運輸，合理組織人流物流。2、動力設施應接近負荷中心，以縮短管線，減少損耗。3、根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)不同，動力供應、貨運周轉(zhuǎn)

21、、衛(wèi)生防火等分區(qū)布置。4、車間應與對食品衛(wèi)生有影響的綜合車間、廢品倉庫、煤堆、大量煙塵或有害氣體排出車間間隔一定的距離，主車間應設在鍋爐房的風位，并把有大量煙塵排出的車間布置在廠區(qū)邊緣及常年主導風向的下側(cè)。3.2啤酒廠的組成啤酒廠一般是由生產(chǎn)車間，輔助車間，動力設施，給水、排水設施，全廠性設施等組成。生產(chǎn)車間：制麥車間，糖化車間，發(fā)酵車間 。 輔助車間：原料預處理車間，過濾車間，灌裝車間，倉庫。 動力設施：變電所，鍋爐房，冷凍機房。給水設施：水塔，水池，冷卻塔等。排水設施：污水凈化池，污水處理車間等。全廠性設施：辦公室，食堂，醫(yī)務室，哺乳室，托兒所，浴室，廁所，自行車棚，圍墻，大門，傳達室。3

22、.3占地面積的估算估算該啤酒廠占地面積為248000-255000m2 。 廠區(qū)建筑系數(shù)取40%，廠區(qū)土地利用系數(shù)60%第四章 產(chǎn)品方案的確定及論證4.1產(chǎn)品方案的制定依據(jù)產(chǎn)品方案實際上是擬定工廠投資后準備在什么時候生產(chǎn)什么品種的產(chǎn)品，產(chǎn)量有多大。關系到工藝流程、設備型號的選擇，車間的平面布置，車間的面積以及公用工程設施，勞動力定員等等。對工藝設計和整個工廠設計都有重大的關系。1、符合計劃任務書的規(guī)定。2、必須考慮產(chǎn)品在國內(nèi)外市場的銷售情況，以及產(chǎn)品的成本和獲得的利潤，有利于收到較好的經(jīng)濟效益。3、必須考慮充分利用原料資源，尤其是充分利用季節(jié)性的原料資源，使生產(chǎn)原料供應充足。4、必須解決淡旺季

23、生產(chǎn)的均衡性問題，以便充分的利用廠房、設備，使工廠發(fā)揮最大的生產(chǎn)潛力。產(chǎn)品方案擬定時，列出幾個產(chǎn)品方案，進行比較，討論，分析，確定一個較合理的產(chǎn)品方案作為工藝設計的重要依據(jù)。確定方案如下：產(chǎn)品品種：青稞啤酒產(chǎn)品產(chǎn)量：年產(chǎn)500噸產(chǎn)品產(chǎn)期：11，12月為生產(chǎn)淡季 。其它月份為旺季。旺季每天糖化1次。4.2產(chǎn)品方案的論證青稞作為產(chǎn)品原料具有以下優(yōu)點：1.是世界上麥類作物中含葡聚糖最高的農(nóng)作物。2.含有豐富的膳食纖維。3.含有獨特的支鏈淀粉。4含有稀有的營養(yǎng)成分：含硫胺素、核黃素、尼克酸、維生素e。5含有對人體有益的微量元素：鈣、磷、鐵、銅、鋅、硒等礦物質(zhì)元素。因此，以青稞為原料釀制的啤酒自然擁有獨

24、特的功效，飲用它可以達到降血脂、調(diào)節(jié)血糖、有益腸道、提高免疫力等保健功效。青稞啤酒具有利尿、促進胃液分泌作用。工廠根據(jù)遵義及周邊地區(qū)已存在的品牌啤酒和城市的消費能力及群體的消費嗜好。把青稞啤酒年產(chǎn)量定為500噸是合理的。第五章 啤酒工藝流程5.1原料要求5.1.1青稞的要求1、感官要求顆粒飽滿、富有光澤、大小均勻的上等青稞 2、物理檢驗千粒重3545g。能通過2.8mm篩孔徑的麥粒，應占85%以上。發(fā)芽率要求不得低于70%，發(fā)芽力要求達到85%以上。3、化學檢驗淀粉含量在65%以上含水量在4%10%在15浸泡48h，青稞含水不低于42%5.1.2糖化用水的質(zhì)量要求要求水的總硬度不超過4.28m

25、mol/l,硬度過高會使糖化醪的酸度降低，從而影響糖化和發(fā)酵。鐵離子濃度小于0.5mg/l ,氯離子濃度屬于2060mg/l，氯氣小于0.3mg/l，氨基氮小于0.5mg/l。衛(wèi)生指標要求細菌總數(shù)不得超過100個/ml，不得有大腸桿菌和八疊球菌。5.2青稞啤酒工藝流程 青稞啤酒的釀造按照大麥啤酒的工藝流程進行： 酒花 酵母 原料粉碎 糖化過濾 煮沸 冷卻 發(fā)酵 濾酒 驗瓶 殺菌 貼標 噴碼 裝箱入庫 圖1 青稞啤酒釀造工藝流程圖5.2.1釀造青稞啤酒的原料釀造啤酒的主要原料是青稞麥芽，優(yōu)質(zhì)礦物質(zhì)水，酵母，酒花及輔料。青稞是青稞啤酒生產(chǎn)的重要原料，先將青稞制成麥芽，再用于釀酒。青稞含有-葡聚糖等

26、豐富的營養(yǎng)物質(zhì)以及鋰、硒、鉻、黃酮類等礦物質(zhì)，它們對人體有不同程度的營養(yǎng)和保健作用。水是啤酒含量最多的成分，在釀造的過程中，水中的各種離子的作用是不可低估的，在一定程度上影響酵母的生產(chǎn)和啤酒的質(zhì)量。西藏青稞啤酒采用西藏當?shù)責o污染的優(yōu)質(zhì)礦泉水。酒花對啤酒的質(zhì)量非常重要，它不僅賦予啤酒特殊的苦味，同時也影響啤酒的苦味與香氣。對啤酒發(fā)酵而言，酵母的作用是至關重要的，它直接影響著啤酒的口味和特點。使用輔料是為了提供廉價的浸出物或糖類，這樣會減少青稞芽的使用量，降低啤酒生產(chǎn)的成本。5.2.2麥芽的制備制麥芽的目的是為了產(chǎn)生出各種水解酶便于糖化時便于淀粉和蛋白質(zhì)的水解。青稞麥芽吸水較快,容易纏根,葉芽生長

27、旺盛,制麥損失比較大,發(fā)芽72h時,青稞麥芽內(nèi)部的各種酶活達到了最大值,青稞麥芽中的-葡聚糖含量在制麥過程中也發(fā)生了變化。在獲得最低-葡聚糖含量(3.1g/l)的前提下,青稞最佳的發(fā)芽工藝為發(fā)芽溫度為16.6、發(fā)芽時間為101.5h,ga3添加量為0.085mg.l(-1);在此工藝條件下能夠大大降低青稞麥芽中的-葡聚糖含量,制得比較優(yōu)質(zhì)的青稞麥芽,從而更有利于青稞啤酒的釀造。5.2.3麥汁的制備其主要過程有原料粉碎，糖化，醪液過濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個過程。1原料的粉碎采用濕法粉碎。這樣的粉碎物，麥皮完整，面胚乳則被磨成漿狀細粒，既有利于加速麥汁過濾，又可增加麥芽浸出率。2糖化，最佳的

28、青稞麥芽添加比例為30%,料水比為1:4.0,-葡聚糖酶添加量為0.2g/ml。在此工藝條件下可以很好的降低麥汁的粘度,加快麥汁的過濾速度,并且降低-葡聚糖含量及適宜的-氨基氮含量可以保證啤酒的非生物穩(wěn)定性。3 糖化工序結(jié)束后，在最短時間內(nèi)，將糖化醪中從原料溶出的物質(zhì)與不溶性的麥槽分開，以得到澄清的麥汁。淡色啤酒的第一道麥汁過濾后的濃度必須控制在1416%。4麥汁過濾后先進入貯槽再進入煮沸鍋煮沸和添加酒花。5麥芽汁用于發(fā)酵前還要去除熱凝固物和冷凝固物，也就是麥芽汁的澄清。設計中使用的回旋沉淀槽除去熱凝固物。5.2.4啤酒的發(fā)酵潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。隨后，麥芽汁中

29、被加入酵母，開始進入發(fā)酵的程序。采用上面發(fā)酵酵母303對青稞麥汁進行釀造,得到的青稞啤酒口味純正,清爽新鮮,殺口力強;同時還含有獨特的青稞風味。 酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤酒。發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在810天后發(fā)酵就完全結(jié)束了。整個過程中，需要對溫度和壓力做嚴格的控制。上面酵母發(fā)酵結(jié)束后，浮于液面，降溫后也會沉于錐形罐底部，可回收用于接種。除去酵母后，生成物嫩啤酒被泵入后發(fā)酵罐（或者被稱為熟化罐中）。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進一步沉淀下來，使啤酒的風格逐漸成熟。成熟的時間隨啤酒品種的不同而

30、異，一般在721天。經(jīng)過后發(fā)酵而成熟的啤酒在過濾機中將所有剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)濾去，就成為待包裝的清酒。第六章 500噸/年青稞啤酒廠糖化車間的物料衡算 啤酒廠糖化車間的物料平衡計算主要項目為原料（青稞、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽），每次糖化量等。6.1 數(shù)據(jù)準備6.1.1糖化車間工藝流程示意圖青稞芽、麥芽 粉碎 糖化 過濾 薄板冷卻器 回旋沉淀槽 麥汁煮沸鍋 酒花渣分離器 圖2 糖化車間工藝流程圖6.1.2工藝技術(shù)指標及基礎數(shù)據(jù) 根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況，有關生產(chǎn)原料配比、工藝指標及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù)如表1所示表1 啤酒生產(chǎn)基礎數(shù)據(jù)項 目名 稱百分比（%）定

31、額指標無水青稞芽浸出率68無水麥芽浸出率75原料利用率98.5青稞芽水分4.5麥芽水分7原料配比青稞芽15麥芽85啤酒損失率（對熱麥汁）冷卻損失7.3發(fā)酵損失1.5裝瓶損失2.0過濾損失1.7總 損 失12.5根據(jù)表1的基礎數(shù)據(jù)，首先進行100kg原料生產(chǎn)10青稞啤酒的物料計算，然后進行100l 10青稞啤酒的物料衡算，最后進行500 噸/年青稞啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。6.2物料衡算6.2.1100kg原料（15%青稞芽，85%麥芽）生產(chǎn)10青稞啤酒的物料衡算(1)熱麥汁計算 根據(jù)表1可得到原料收得率分別為：青稞芽收率為：0.68(100-4.5)100=64.94%麥芽收率為：0.75

32、(100-7)100=69.75%混合原料收得率為：（0.1564.94%+0.8569.75%）98.5%=67.99%由上述可得100kg混合料原料可制得的10熱麥汁量為：67.9910%=679.90(kg)查資料知10麥汁在20時的相對密度為1.084kg/l，而100熱麥汁相對密度為1.024，故熱麥汁（100）體積為： 679.90/1.042=652.50(l)（2）冷麥汁量為：652.50(1-0.073)=604.87 (l)（3）發(fā)酵液量為：604.87(1-0.015)=595.80 (l)（4）過濾酒量為：595.80(1-0.017)=585.67 (l)（5）成品啤

33、酒量為：585.67(1-0.02)=573.96 (l)6.2.2生產(chǎn)100l10青稞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)10青稞成品啤酒573.96 l，故可得以下結(jié)果：（1）生產(chǎn)100l10青稞啤酒需耗混合原料量為：（100/573.96）100=17.42(kg)（2）青稞芽耗用量為：17.42-14.81=2.61(kg)（3）麥芽耗用量為：17.4285%=14.81(kg)（4）酒花耗用量：啤酒熱麥汁中加入的酒花量為0.13 % 即每100升熱麥汁添加0.13kg，故為：（652.50/573.96）1000.13%=0.148(kg)（5）熱麥汁量為：（6

34、52.50/573.96）100=113.68 (l)（6）冷麥汁量為：（604.87/573.96）100=105.39(l)（7）濕糖化糟量設濕青稞芽糟水分含量為80%，則濕青稞芽糟量為：2.61(1-0.68)(1-0.045)/(1-0.8)=3.99(kg)0.68是無水青稞芽浸出率，0.045是無水青稞芽水分濕麥芽糟量為：14.81(1-0.75)(1-0.07)/(1-0.8)=17.22(kg)故濕糖化糟量為：3.99+17.22=21.21(kg)（8）酒花糟量 設麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：0.148(1-0.4)/(1-0.8

35、)=0.44(kg)（9） 酵母量（以商品干酵母計）生產(chǎn)100升啤酒可得2kg濕酵母泥，其中一半做生產(chǎn)接種用，一半做商品酵母用，即為1公斤。濕酵母泥水分85%酵母含固形物=1（1-85%）=0.15（kg）則含水分7%的商品干酵母量為：0.15/(1-7%）=0.16（kg） (10) 發(fā)酵液量為： 100595.80/573.96=103.80 (l)(11) 過濾酒量為：100585.67/573.96=102.04(l)(12) 成品啤酒量為: 102.04(1-0.02)=100 (l)(13) 空瓶需要量（100/0.64）1.005=157.03（個） 0.64為每瓶啤酒的容積為6

36、40ml(14) 瓶蓋需要量 （100/0.64）1.01=157.81（個）(15) 標簽需要量 （100/0.64）1.001=156.41（張）6.2.3每次糖化的物料衡算由于青稞啤酒的銷量較小，則設生產(chǎn)旺季每天糖化1次，而淡季不糖化，利用庫存進行銷售，11,12月為淡季.每年總糖化次數(shù) 3041=304(次)(1) 每次糖化的原料量為:混合原料: (500000/304)(100/573.96)=286.56(kg)573.96為100kg原料可生產(chǎn)出成品啤酒的量 大麥: 286.560.85=243.58(kg) 青稞: 286.560.15=42.98(kg)(2) 熱麥汁量: (

37、652.50/100)286.56=1869.80(l)(3) 冷麥汁量: (604.87/100)286.56=1733.32(l)(4) 酒花用量: (0.148/17.42) 286.56=27.23(kg)(5) 濕糖化糟量: (21.21/17.42)286.56=348.91(kg)(6) 濕酒花糟量: (0.44/17.42) 286.56=80.97(kg)(7) 酵母量：(0.16/17.42)286.56=2.63（kg）(8) 發(fā)酵量：1733.32（1-0.015）=1707.32（l）(9) 過濾量： 1707.32（1-0.017）=1678.30（l）(10) 成

38、品量：1678.30（1-0.02）=1644.73（l）(11) 空瓶量：(157.03/17.42)286.56=2583.15（個）(12) 瓶蓋量：(157.81/17.42)286.56=2596 （個）(13) 標簽量：(156.41/17.42)286.56=2573（張）6.2.4青稞啤酒釀造車間物料衡算表把上述的有關啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結(jié)果，整理成物料衡算表，如表2所示。表2 啤酒廠釀造車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100l10度青稞啤酒糖化一次定額量年啤酒生產(chǎn)量混合原料kg10017.42286.568.71104大麥kg8514.81243.5

39、87.40104青稞kg152.6142.981.31104酒花kg0.850.14827.238.28103熱麥汁l652.50113.681869.805.68105冷麥汁l604.87105.391733.325.27105濕糖化糟kg121.9021.21348.911.06105濕酒花糟kg2.530.4480.972.46104酵母量kg0.920.162.63799.52發(fā)酵液l595.80103.801707.325.19105過濾酒l585.67102.041678.305.10105成品啤酒l573.961001644.735.00105空瓶量個902.47157.0325

40、83.15785277.6瓶蓋量個906.95157.812596789184標簽量張898.91156.412573782192備注：10度青稞啤酒的密度為1012kg/m3，實際年產(chǎn)啤酒5.06105 kg6.3能量衡算麥汁的制備是啤酒生產(chǎn)的重要工序。麥汁的制備主要在糖化車間進行。 工藝流程示意圖如圖3所示，其中的投料量為糖化一次的用料量（計算參表2） 浸漬階段青稞芽（42.98kg）麥芽 （243.58kg）自來水18 料水比1：3.5 熱水50 35-40 50min蛋白質(zhì)分解階段 75-80 20min 62-70 60min 45-55 50min 過濾 糖化結(jié)束 麥芽 煮沸鍋90

41、min 回旋沉淀槽 薄板冷卻器 發(fā)酵罐 酒花 圖3 啤酒廠糖化工藝流程圖6.3.1 500噸/年啤酒廠發(fā)酵車間的耗熱量衡算1糖化用水耗熱量1.糖化鍋加水量為：m=286.563.5 =1002.96(kg)式中，286.56為糖化時投入原料的總量，即243.5842.98=286.56(kg) 自來水的平均溫度取t1=18,而糖化配料用水溫度t2=50,故耗熱量為：q1=cw mw(t2-t1)=4.181002.96(50-18)=134155.93(kj) 2 洗槽水耗熱量設洗槽水平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，則用水量為m洗=（243.5842.98）450/100=12

42、89.52（kg）q2=m洗cw(80-18)= 1289.524.1862=334192.00(kj) 3 麥汁煮沸過程耗熱量麥汁升溫至沸點耗熱量q31由表2啤酒廠釀造車間物料衡算表可知，100kg混合原料可得到679.90kg熱麥汁，并設過濾完畢麥汁溫度為70，則進入煮沸鍋的麥汁量為：m麥汁=（679.90/100）286.56=1948.32（kg）又c麥汁=(243.581.71+42.981.99+1002.964.18)/（243.5842.98+1002.96） =3.64 kj/（kg*k）q31=m麥汁c麥汁（100-70）=1948.323.64（100-70）=21275

43、6.54（kj）煮沸強度10%，時間1.5h，則蒸發(fā)水分為：v5=1948.320.11.5=292.25（kg）q32= iv = 2259.3292.25=660280.43（kj）熱損失為q33=15%（q31+q32）把上述結(jié)果代入上式得出麥汁煮沸總耗熱q3= q31+q32+q33 =1.15（q31+q32）=1.15(212756.54+660280.43） =1003992.52（kj） 4 .糖化一次總耗熱量q總 = q1+q2+q3=134155.93334192.001003992.52 1472340.45 5 .糖化一次耗用蒸汽用量使用表壓0.3mpa的飽和蒸汽，i=

44、2725.3kj/kg,則： d=q總/（i-h）= 1472340.45/(2725.3-561.47) 0.95=716.24 (kg) 式中，h為相應冷凝水的焓（561.47kj/kg）；為蒸汽的熱效率，取=95%。6. 糖化過程每小時最大蒸汽耗量在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量q3為最大，且已知煮沸時間為90min熱效率為95%，故： qmax= q3/(1.595%)=1003992.52/(1.50.95)=704556.15(kj/h)相應的最大蒸汽耗量為： dmax=qmax/(i-h)= 704556.15/(2725.3-561.47)=325.61(kj/h)7. 蒸汽

45、單耗據(jù)設計，每年糖化次數(shù)為304次，每糖化一次生產(chǎn)啤酒1644.731012=1.66t.年耗蒸汽總量為：d總=716.24304=217736.96（kg）每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）：d1=716.24/1.66=431.47(kg)每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：dd=716.241=716.24 (kg/d)至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成冷麥汁后才送進發(fā)酵車間，必須盡量回收其中的熱量。最后若需要耗用冷凍水，則在以下“耗冷量計算”中將會介紹最后，把上述結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表3表3 500t/年啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（mpa）每噸消耗定額（kg）每小時最大用量（kg

46、/h）每晝夜消耗量（kg/d）每年消耗量（kg/a）蒸汽0.3（表壓）43147325.6171624217736.966.3.2 500噸/年啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量衡算啤酒發(fā)酵工藝有上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類，而后者有傳統(tǒng)的發(fā)酵槽發(fā)酵和錐形罐發(fā)酵等之分。不同的發(fā)酵工藝，其耗冷量也隨之改變。下面以目前我國應用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行500噸/年啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算。1 發(fā)酵工藝流程示意圖 冷卻 94熱麥汁 冷麥汁（6） 錐形灌發(fā)酵 過冷卻至-1 貯酒 過濾 清酒灌圖4 發(fā)酵工藝流程2工藝技術(shù)指標及基礎數(shù)據(jù) 年產(chǎn)10青稞啤酒500噸； 旺季每天糖化1次，淡季不生產(chǎn)，每年共糖化304次； 主發(fā)酵時間6天； 1鍋麥汁裝1個小型錐形罐； 10bx麥汁比熱容c1=4.0kj/（kg*k）； 冷媒用15%酒精溶液，其比熱容可視為c2=4.18 kj/（kg*k）； 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱q=613.6kj/kg；麥汁發(fā)酵度55%。3 工藝耗冷量麥汁冷卻耗冷量q1 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法。使用的冷卻介質(zhì)為2的冷凍水，出口的溫度為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。根據(jù)表2啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次熱麥汁1869.80l，而相應的麥汁密度為