年产30万吨啤酒工厂工艺设计

1、摘 要本设计是对年产30万吨10°淡色啤酒的工厂工艺设计，厂址选在广州南沙的梅山工业区。废水处理是本设计重点。该啤酒采用70%的麦芽和30%的大米，经过湿法粉碎，二次煮出糖化法，过滤槽静压过滤法过滤，用内加热煮沸锅煮沸，冷却，采用锥形罐一罐法发酵法，发酵而成。此次设计计算主要包括工厂厂址选择及总平面设计，啤酒生产的工艺流程设计，工艺计算，糖化车间物料衡算、糖化车间热量衡算、发酵车间耗冷量衡算，设备的设计与选型，环境保护及末端治理，工业卫生与劳动安全。绘制啤酒生产工艺流程图和全厂平面布置图。糖化一次定额量32108.84kg，每年消耗蒸汽量5.09×107kg/a，年耗冷量7

2、.08×1010kJ，单耗4.07×105kJ/t啤酒。关键词：啤酒； 糖化；发酵；废水处理 AbstractThe design is an annual output of 300,000 tons of 10 ° light beer plant process design, the site selected in Meishan, Guangzhou Nansha Industrial Zone. Wastewater treatment is the focus of this design. 70% malt and 30% of the rice

3、 in the beer, after wet grinding, pasting, second cook saccharification method, filter tank hydrostatic filtration filter, heated to boil the pot boiling, cooling, using the cone-shaped tank Cupping The following yeast fermentation, fermentation. The design calculations, including the main plant sit

4、e selection and master plan design, the beer production process design, process calculations, saccharification workshop material balance, heat balance of the saccharification workshop, cooling consumption balance of the fermentation plant, equipment design and selection environmental protection and

5、the end of treatment, industrial hygiene and labor safety. Draw the floor plan of the beer production process flow diagrams and the whole plant. Saccharification time 32108.84kg fixed amount, the annual consumption of steam of 5.09 × 107kg / a, the annual consumption of the cooling capacity of

6、7.08 × 1010kJ consumption per unit of 4.07 × 105kJ / t of beer.Keywords: beer；Saccharification； fermentation；wastewater treatment目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 啤酒的起源11.2 我国啤酒工业发展简况11.3 啤酒的种类11.4 环境保护及末端治理31.4.1环境现状31.4.2主要污染源与污染物31.4.3对策和措施3第二章 设计概论42.1毕业设计的目的42.2 设计的指导思想42.3 设计的任务42.4 厂址选择42

7、.4.1 厂址的选择依据42.4.2 厂址选择结果52.5设计产品的标准52.5.1感官要求：62.5.2理化指标7第三章 啤酒工艺选择与论证83.1 啤酒生产工艺流程图83.3 啤酒原料93.4. 麦汁制备103.5 麦汁过滤113.5.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标113.5.2 麦汁过滤方法及影响因素113.6 麦汁煮沸123.6.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点123.6.2 麦汁煮沸工艺123.7 麦汁后处理123.7.1 热凝固物及冷凝固物的分离123.7.2 麦汁的冷却123.7.3 麦汁的充氧133.8 啤酒发酵的工艺论证133.8.1 啤酒酵母133.8.3啤酒发酵工艺143.

8、6.5 酵母的添加与回收163.6.6 发酵设备的降温控制163.9 啤酒过滤173.9.1 啤酒过滤理论173.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证17第四章 工艺计算184.1糖化车间物料衡算184.1.1工艺技术指标及基础数据184.1.2 对100kg原料生产10°P淡色啤酒物料衡算194.1.3 生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算194.1.4 30万t/a 10°P淡色啤酒糖化车间物料衡算204.2 糖化车间热量衡算204.3 发酵车间的耗冷量衡算254.3.1 发酵工艺流程示意图254.3.2 工艺技术指标及基础数据254.3.3 300000t/a

9、啤酒厂发酵车间冷量衡算表28第五章 啤酒生产主要设备的选择与论证295.1制麦设备的计算与选型295.4 麦汁制备设备计算选型315.4.1糊化锅尺寸的计算315.4.2 糖化锅尺寸的计算315.4.3 煮沸锅尺寸的计算325.4.4 过滤槽尺寸的计算325.4.5 回旋沉淀槽的尺寸计算325.4.6 薄板冷却器尺寸计算325.5 发酵罐的设计与选型335.5.1 发酵罐数量的确定335.5.2 发酵罐体积的确定335.5.3 发酵罐材料的选择34第六章 重点设备废水处理设计406.1工艺选择406.2工艺流程416.3工艺特点426.3.1能减少动力消耗，降低处理成本426.3.2能减少耗氧

10、处理负荷426.3.3可减少污泥处理费用426.3.4可生产沼气，充作能源426.3.5采用了先进的IC厌氧工艺426.4处理设施与设备436.4.1主要处理设施与设备43第七章 总平面的设计477.1总平面的设计的基本原则和要求477.2 工厂占地面积的估算477.3 全厂平面布置图47第八章 工业卫生与劳动安全及全厂定员488.1工业卫生措施488.2劳动安全措施48参考文献50附 录1谢 辞1IV第一章 绪论1.1 啤酒的起源啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮，东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之距今手，至少已

11、有9000多年的历史。早在公元前3000年左右的埃及古王国时代，已经有作为饮料的麦酒（啤酒）和葡萄酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒，一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实，在古王国时代的墓葬中，不论是国王、贵族或平民，都将酒作为随葬品。自此之后，世界酒业彼此影响，飞速发展，经历了封建时代和工业社会，形成三大酒系（酿造酒、蒸馏酒和配制酒），精品众多，各国都有名闻世界的独特产品1。1.2 我国啤酒工业发展简况我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了

12、空前的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。 早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技术的日益成熟，人们开始运用组态软件进行啤酒生产过程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵活性，控制过程精度也有了很大的进步。生产过程历史数据的有效保存，也为厂家进行控制过程分析，控制曲线改进，进一步提高产品质量，提供了良好的原始数据参考2。本设计内容为，了解啤酒的

13、种类和生产的原料，啤酒的生产方法和生产工艺。并进行生产的物料衡算，热量衡算，耗冷量的计算。还有设备的设计及选型。最后画上工艺流程图和全厂平面布置图。本设计采用最为普遍的12°P淡色啤酒，其原料配比为：麦芽75%，大米25%。1.3 啤酒的种类啤酒是世界上生产和消费量最大的酒种，全世界约有150多个国家和地区生产啤酒。啤酒的类型很多，分类的方法也有很多，现介绍几种主要的分类方法。（1） 根据啤酒酵母的性质分类根据啤酒酵母的性质，人们将啤酒分为下面发酵啤酒和上面发酵啤酒。传统下面发酵啤酒大多利用煮出 糖化法制取麦汁，近代则煮出 糖化法和浸出 糖化法兼用，采用下面酵母发酵而成；上面发酵啤酒

14、大多利用浸出糖化法制备麦汁，采用上面酵母发酵而成。每一种酵母进行的发酵都产生酒精和一系列的发酵副产品，但其在生产过程中的发酵副产物因酵母品种不同而有所区别，因此这两类啤酒的口味和气味有很大的区别。（2） 根据啤酒的色泽分类啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标，按色度的深浅可将啤酒分为三类。a.淡色啤酒 色度为5.014.0EBC单位，是产量最大的啤酒品种, 约占98%, 根据地区的嗜好，淡色啤酒又分为淡黄色啤酒、金黄色啤酒和棕黄色啤酒三种类型。b.浓色啤酒 色度为15.040.0EBC单位，色泽呈红棕色或红褐色，特点是麦芽香突出、口味醇厚、酒花苦味较轻。酿制浓色啤酒除采用溶解度较高的浓色麦芽外，尚

15、需加入部分特种麦芽，如焦香麦芽、巧克力麦芽等。c.黑色啤酒 色度为大于40.0单位，色泽深红褐色乃至黑褐色。特点是一般原麦汁浓度较高、麦芽香味突出、口味醇厚、泡沫细腻，苦味则根据产品的类型有较大的差异。(3) 根据原麦汁浓度分类低浓度啤酒，原麦汁浓度小于7°P；中浓度啤酒，原麦汁浓度711°P；全啤酒，原麦汁浓度1114°P；强烈啤酒，原麦汁浓度大于16°P。(4) 根据是否巴氏杀菌分类 a.生啤酒 指不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，而采用物理过滤方法除菌，达到一定生物稳定性的啤酒。b.鲜啤酒 指不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，成品中允许含有一定量的活酵母菌，

16、达到一定生物稳定性的啤酒。鲜啤酒是地销产品，口感新鲜，但保质期较短。多为桶装啤酒，也有瓶装者。c.熟啤酒 指经过巴氏杀菌或瞬时高温灭菌的啤酒。多为瓶装或罐装，保质期可达180天。(5)根据生产方法分类 a.干啤酒 干啤酒除符合淡色啤酒的技术要求外，真正（实际）发酵度不低于72%，口味干爽。b.冰啤酒 除符合淡色啤酒的技术要求外，在滤酒前须经冰晶化处理，其口味纯净，保质期浊度不大于0.8EBC。c.低热量啤酒 低热量啤酒适用于那些必须或希望摄取低营养物质的消费者。其重要要求是：脂肪和酒精的含量不得高于同类的普通食品，可利用的碳水化合物含量不得高于 0.75g/100L。d.淡爽啤酒 其特点是相对

17、于其他常见啤酒酒精含量少，热量也较少。e.无醇啤酒 无醇啤酒是指酒精浓度低于0.5%(体积分数)的啤酒。司机可以饮用无醇啤酒而不用担心不利的影响。 f.纯生啤酒 纯生啤酒即生啤酒。由于在生产过程中没有经过巴氏杀菌或瞬时杀菌，避免了加热造成的风味物质和营养成分的破坏，保持了啤酒的新鲜口味和营养成分，而且保质期相对较长，可达180天，兼顾了鲜啤酒和熟啤酒各自的优点。 1.4 环境保护及末端治理1.4.1环境现状综合考虑原料、交通、水电、气等建设条件，同时注意兼顾环保、卫生、消防、安全及节约用地、节省投资等原则，确定厂址位于市郊。厂区门前为公路，且与高速公路相连，交通运输条件十分便利，无污染源，进厂

18、道路全部为水泥路面。厂区周围无毒气和污染的工厂3。本项目厂址无工业噪声污染，生产用水所产生的部分污水经厂区污水处理后，排水水质无污染，采用先进的工艺和设备，生产过程无粉尘产生，各种指标均达到环保要求。1.4.2主要污染源与污染物本项目的主要污染源与污染物如下：废水：生活用水、生产污水废气：锅炉烟气废渣：煤灰渣1.4.3对策和措施(1). 废气治理由锅炉排出这烟气，经旋风除尘器净化后，每小时除烟尘不高于150kg/h，由45m高烟囱排出，低于工业三废的排放标准（170kg/h以下）。(2). 废渣治理锅炉所产灰渣用于砖厂制砖。也可堆积到与产品区较远的隐蔽地方，与附近砖厂合作，定时运走。(3).

19、噪声防治在厂房施工过程中，应注意机械设备的合理布局，在设备安装过程中对高噪声设备应采用弹性基础，设隔声装置或隔离防护消音间壁，以使噪声控制在最小限度，能保证在85dB以下。第二章 设计概论2.1毕业设计的目的课程设计旨在加强学生对本课程及相关课程理论及专业知识的理解和掌握，训练并提高其在理论计算、结构设计、工程绘图、资料文献查阅、运用相关标准与规范及计算机应用等方面的能力；同时，为其它专业课程的学习和毕业设计（论文）奠定良好的基础。2.2 设计的指导思想 设计以传统的酒精生产工艺为蓝本，综合毕业实习时的经验，要求投资小、技术高、运行稳定、管理方便、环境好。最重要的一点是生产成本低。在工艺方面，

20、力求合理性和先进性；在设备方面，采用先进技术及机械化、自动化生产控制，提高劳动生产率；在经济上，做到合理利用资源，降低能耗，减少污染，保护环境，减少浪费。2.3 设计的任务年产30万吨10°淡色啤酒工厂设计，重点设备是废水处理。2.4 厂址选择2.4.1 厂址的选择依据1、要有可靠的水源，在满足啤酒厂生产用水的水质、水量及水温的条件之下，应尽可能靠近水似，以缩短管路及动力电缆的铺设工程.如用山泉水、地下水、水库水，自来水或江河水等水源，可单独采取一种水源，也可取二种或三种水源以分别用于生产。2、根据交通运输方式的不同而考虑厂址的位置.如原材料、成品以水运为主，则应尽可能靠近河流，并考

21、虑码头的适当位置:如以陆运为主，则须靠近铁路或公路，并尽量减少沿途修建桥、隧洞的工程。3、厂址应尽可能靠近一些已有的热，电源，以充分取得企业协作的条件。4、厂址地质要符合啤酒厂设计的要求，一般地耐力宜在20吨/平方米以上为好，可节约基础工程投资，但应避免在地表过浅或已露头岩石的地区及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地区或是古河道，古墓之上选择厂区。5、一般啤酒厂厂址应避免选在地震基本烈度在七度或七度以上地区:当地展基本烈度为九度或超过九度的地区不宜建大型啤酒厂。6、厂址不宜选在有矿产地区、有古迹文物地区。风景游览区、有化学废料，有机废料堆放的地区等。7、厂址应尽量靠近城镇或啤酒销售区域，以减少大量的瓶

22、箱运输。8、选厂时应考虑职工生活区的位置，并尽可能靠近城镇，以减少集体事业设施的投资，改善职工生活福利的条件。9、选厂中还应尽量了解施工期间水电供应，劳动力来源，施工工人居住生活，施工机械、预制场地、建材的运输、堆放等条件的利便情况。10、要考虑啤酒厂的综合利用以及啤酒厂废料的处理及堆放场地。2.4.2 厂址选择结果综合以上各种因素，经过一个月的探访和实地考察，由于广州白云和番禺的工业区发展较早，厂房建设较为密集，附近有较多皮具、金属等重污染行业，不利于啤酒工厂进驻。广州南沙有较多的新开发的工业区，不存在以上问题，所以初步选择了广州南沙的梅山工业区作为啤酒厂的厂址。南沙全年以东南风为最多，其次

23、是北风，年平均静风频率为11.7%。根据南沙气象台近年的逐日气象资料，统计出南沙的多年风玫瑰图。详细风玫瑰图如下图2-1：图2-1 广州市风玫瑰图梅山工业区位于南沙，地势较平坦，北临京珠高速公路。这样，原料购买运输不成问题，产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便。工业区里生活设施配套齐全，有居民区、学校、医院、商店等基础设施。附近有广州新食代食品公司，高技食品厂，糖厂，包装材料公司以及电热厂，这样有利于厂方之间的公共资源利用，这样可以进一步降低成本，提高利润。同时，可以和其他食品工厂合作，共同推销产品，提升市场占有率。2.5设计产品的标准本课题设计淡色啤酒，采用国家标准GB49272001

24、作为依据。标准定义：淡色啤酒色度3EBC14EBC的啤酒。2.5.1感官要求：表3-1 感官要求项目优级一级二级外观透明度清亮透明，允许有肉眼可见细微悬浮物和沉淀物（非外来异物）浊度,EBC0.91.21.5泡沫形态泡沫洁白细腻持久挂杯泡沫较洁白细腻，较持久挂杯泡沫尚洁白，尚细腻泡持性，s瓶装200170120听装170150香气和口味有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，柔和，无异香，异味。有较明显的酒花香气，口味纯正，较爽口，酒体协调，柔和，无异香，异味。有酒花香气，口味较纯正，无异味。1） 对非瓶装的“鲜啤酒”无要求2） 对桶装（鲜、生、熟）啤酒无要求2.5.2理化指标表3-2 理

25、化指标项目优级一级二级酒精度，(V/V)或(m/m) 大于，等于1 4.4°P5.54.35.24.112.1°P14.0°P4.73.74.53.511.1°P12.0°P4.33.44.13.210.1°P11.0°P4.03.13.72.98.1°P10.0°P3.62.83.32.6等于、小于8.0°P3.12.42.82.2原麦汁浓度,°P大于、等于10.1°PX0.3等于、小于10.0°PX0.2总酸mL/100mL大于、等于14.1°P3.5

26、10.1°P14.0°P2.6等于、小于10.0°P2.2二氧化碳3）,（m/m）0.400.650.350.65双乙酰mg/L0.100.150.20蔗糖转化酶活性4)呈阳性1) 不包括低醇啤酒2) “X”为标签上标注原麦汁浓度，“0.3”或“0.2”为允许的负偏差。3) 桶装（鲜、生、熟）啤酒二氧化碳不的小于0.25（m/m）4) 仅对生啤酒和鲜啤酒有要求。第三章 啤酒工艺选择与论证3.1 啤酒生产工艺流程图大米 粉碎 糊化 水 大麦 麦芽 粉碎 糖化水 过滤 麦糖酒花或其制品 煮沸 酒花分离 废酵母 酵母 澄清 热凝固物 后发酵 主发酵 前发酵 冷却 冷凝固

27、物清洗 空瓶或空罐装酒 灭菌 瓶装或罐装啤酒（熟啤酒）过滤装酒 灭菌 桶装啤酒（熟啤酒）刷洗和灭菌空桶灌装成品啤酒（纯生啤酒）图3-1 啤酒生产工艺流程图3.3 啤酒原料3.3.1 酿造用水水是啤酒酿造最重要的原料，酿造水被称为“啤酒的血液”。酿造水质不仅决定着产品的质量和风味，而且还直接影响着酿造的全过程4。水的质量要求：本设计为经典啤酒，色泽较浅，水的残碱度RA值要求在-5+5度之间；水中Ca至少为4050mg/L。另外，Ca和Mg比例要大于3:1。啤酒酿造用水中含有1015 mg/L Mg已经足够，过高会使啤酒变的干，苦味重。水的镁硬小于等于0.89mmol/L，水中含盐量要求很低。3.

28、3.2 麦芽采用浅色且色泽淡黄而有光泽的麦芽。麦芽外观短胖，除根干净，不含杂草、杂谷粒、砂土、枯芽、半粒、霉粒、损伤残粒等杂质。麦芽还应有新鲜稻草香味，不应有霉味、潮湿味、酸味、焦苦及烟熏味等。大麦首先必须将其制成麦芽，方能用于酿酒。大麦在人工控制和外界条件下发芽和干燥的过程，即称为麦芽制造。大麦发芽后称绿麦芽，干燥后叫麦芽。麦芽的制造主要分为四个阶段：（1）精选后的大麦浸泡在水中，使大麦吸收水分，达到能发芽的要求，此阶段称为浸麦。（2）然后在人工控制的条件下进行发芽，利用发芽过程中形成的酶系，使大麦的内容物质进行分解，变为麦芽。大麦发芽的主要目的：胚乳细胞壁的部分或全部降解，是干燥后的麦芽变

29、得疏松，更易粉碎，内容物质更容易溶出。（3）发芽完毕的成为绿麦芽，利用热空气 进行干燥。干燥的主要目的：使绿麦芽停止生长和酶的分解作用，除去多余的水分，防止腐烂，便于运输。使根部干燥便于除去，增加麦芽的色、香、味。（4）然后经过机械原理将麦芽的根除去9。酿造用水：啤酒的主要成分就是水，所以水的好坏对啤酒的影响很大。用于酿造啤酒的水应该是无色、透明，无沉淀、无味、总溶解盐150-200mg/L、pH值6.8-7.2、有机物(高锰酸钾耗氧量)0-3mg/L、铁盐(以Fe计)<0.3mg/L、锰盐(以Mn计)<0.1mg/L、氨态氮(以N计)、氯化物(以Cl计)20-60mg/L、游离氯

30、<0.1mg/L10 。3.3.3 酒花酒花能够赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒起泡性和泡持性，也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。本设计选择浅黄绿色，有光泽，富有浓郁的啤酒花香气，无异杂气味，花体基本完整的颗粒酒花。3.3.4 辅料啤酒生产中适用辅助原料有重大意义，可以降低啤酒生产成本，具有经济性；可以降低麦汁总氮相对减少麦汁中高分子含氮化合物的比例，可以提高啤酒的非生物稳定性；调整麦汁组分，提高啤酒某些特性。大米是啤酒厂最常用的辅料，其特点是价格低廉，蛋白质、多酚物质和脂肪含量低于麦芽，而淀粉含量高于麦芽，本设计采用大米作为辅料，生产出的啤

31、酒具有色泽浅、口味清爽、泡沫细腻、酒花香突出，非生物稳定性好等特点。3.3.5 酵母在实际生产中最常用的酵母有两大类：上面酵母和下面酵母。二者形态上存在明显的差别。上面酵母又叫表面酵母，其母细胞和子细胞能够长时间相互连接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、贮藏酵母，其母细胞和子细胞增殖后彼此分开，几乎都是单细胞或几个细胞连接。本设计设计的是经典型啤酒，色泽浅，采用的是下面发酵技术，故选用下面酵母。3.4 麦汁制备3.4.1 麦芽及辅料的粉碎理论麦芽和谷物原料的粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后，有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。粉碎质量对糖化

32、过程中物质的生化变化、麦汁组成、麦汁过滤和原料的利用率都有重要作用，从理论上讲，麦芽粉碎的越细，其内含物的溶解就越迅速、越完全，化学和酶促反应更容易进行，因此就能获得最佳收得率。然而，在实际生产中，不能将麦芽粉碎的太细，因为考虑到啤酒酿造的特殊性：麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质的溶解，影响啤酒的风味；皮壳和原料中不溶性物质粉碎过细，造成过滤阻力增加，影响过滤操作；淀粉等贮藏物质的粉碎细度，不但影响酶促反应速度，也影响反应深度即影响到麦汁组成，所以麦芽的粉碎只需达到一定的程度即可。3.4.2 麦芽的粉碎麦芽的粉碎大致可分为干法粉碎、湿法粉碎、回潮粉碎和连续浸渍粉碎4种。因为湿法粉碎有表皮

33、比较完整课获得良好的过滤层，解决了粉尘的危害，过滤时间短，糖化效果好，麦芽汁清亮对溶解不良的麦芽可提高其浸出率，适合比较高的投料量，的优点，故本设计采用湿法粉碎。3.4.3 辅料的粉碎对于辅料大米胚乳比较坚硬对粉碎要求是有较大的粉碎，要粉碎得细一些有利于辅料的糖化和糊化粉碎采用三堒或四堒的二级粉碎机。粉碎方法为干法粉碎。3.4.4 糖化工艺的选择与论证利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件（温度、pH值、时间）下，将麦芽和麦芽辅料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性低分子物质，这个分解过程称为糖化。从麦芽和麦芽辅料中溶解出来的物质称为浸出物。麦汁中浸出物与投料量比值的百分数称为浸出率。糖化的目

34、的是利于各种酶的作用，使不溶性物质溶解出来，从而得到尽可能多的溶解物，并且使麦汁组成适和发酵。1糖化方法麦芽的糖化方法通常可分为煮出糖化法和浸出糖化法，其中煮出糖化法又分为一次、二次和三次煮出糖化法。浸出糖化法：是纯粹利用麦芽中酶的生化作用，浸出麦芽中的可溶性物质。它是最简单的糖化方法，是把醪液从一定温度开始加热至几个温度休止阶段进行，最后达到糖化终止温度。只适合使用麦芽，酿制上面发酵啤酒和低浓度发酵啤酒，糖化时间长，必须采用质量很好的麦芽，故不采用。一次糖化法适于蛋白质分解良好，糖化能力高的麦芽，原料利用率低，故不采用。二次糖化法对原料的适应性较强，常采用此方法生产浅色啤酒，也可生产其他类型

35、的啤酒，所以二次糖化法好了灵活性较大。适用于各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒，比较经济，原料利用率高，故采用此法。三次糖化法原料利用率高，利于酶的作用，适用于浓色啤酒，耗热能多，生产周期长，故不采用。2糖化的具体过程:糖化醪与糊化醪兑醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化锅内升温，达到糖化各阶段所要求的温度。由于只有部分醪液进行煮沸，胚乳细胞壁的高分子麦胶物质及其他杂志溶出较少，所制麦汁色泽浅，黏度低，口味柔和，发酵度高，特别适合酿造浅色淡爽型啤酒；而且操作简单，糖化时间短，在3h内即可完成。3.5 麦汁过滤3.5.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标麦汁过滤的基本要求是迅速、彻底地分离糖化醪液中的

36、可溶性浸出物，尽量减少影响啤酒风味的麦皮多酚、色素、苦味质以及麦芽中的高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸和-葡聚糖等物质进入麦汁，从而保证麦汁良好的口味和较高的澄清度3。技术指标应保证过滤的麦汁达到生产所需要的质量要求，尽可能多地获得澄清麦汁，提高生产率，减少对环境的污染。3.5.2 麦汁过滤方法及影响因素过滤槽是大多数啤酒厂经常采用的麦汁过滤设备，在啤酒生产中，麦汁过滤方法大致可以分为四类：过滤槽静压过滤法，过滤槽正压过滤法，过滤槽抽吸是负压过滤法，压滤机过滤法。我国大多数啤酒厂均采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。本设计采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。过滤槽法过滤麦汁是通过筛分效应，滤层效应和深层

37、过滤效应三方面的作用而进行的。麦汁的过滤速度受滤层阻力、滤层渗透性、滤层厚度、麦汁黏度和滤层面积等诸多因素影响。3.6 麦汁煮沸3.6.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点麦汁过滤结束后，就要进行麦汁煮沸，并在麦汁过滤中添加酒花。煮沸期间将发生一系列复杂的物理和化学变化，麦汁质量也会受多种因素影响。啤酒厂商用的煮沸锅有内加热式煮沸锅、外加热式煮沸锅、低压煮沸过和连续流动式麦汁煮沸器，本设计采用内加热式煮沸锅。内加热式煮沸锅的特点是：麦汁加热器垂直安装在锅内，加热器为列管式加热器。麦汁煮沸时，麦汁由下而上穿过加热器的列管向上沸腾。内加热式煮沸锅具有以下优点：1，设备投资少，无需维护，没有磨损，耗电量低；

38、2热辐射损失小；3煮沸温度和蒸发速率可以调整；4设备简单，不需外加加热器和搅拌器。3.6.2 麦汁煮沸工艺内加热式麦汁煮沸锅又可分为常压煮沸和低压煮沸，本设计采用常压煮沸工艺。通过麦芽汁的煮沸可达到蒸发水分、浓缩麦汁的目的。过滤后的麦汁其浓度低于需定型浓度（约1.01.5°P），通过煮沸、蒸发浓缩，方可达到规定浓度。煮沸的主要作用：灭酶和杀菌；蛋白质变形和絮凝；浸出酒花中物质；排除麦汁异杂臭气。3.7 麦汁后处理3.7.1 热凝固物及冷凝固物的分离麦汁煮沸后应尽快将麦汁中的热凝固物进行有效的分离，以获得澄清的麦汁，然后将麦汁冷却至工艺要求的温度，冷却的同时，要进行通风，为酵母繁殖提供

39、足够的氧气。漩涡成沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，与其它设备相比，她的分离效果最佳。漩涡沉淀槽是立式柱形槽，麦汁沿切线方向泵入，形成旋转流动，并使热凝固物以锥丘状沉降于槽底中央，清亮麦汁从侧面麦汁出口排出。麦汁在冷却过程中会形成冷凝固物，并逐渐沉淀下来，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮选法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮选法是麦汁在去除热凝固物后，通入无菌空气就会吸附在细密的小气泡上，随气泡升至液面，并加以除去。3.7.2 麦汁的冷却常用的麦汁冷却器为板式换热器，换热效率很高。麦汁冷却的基本要求有：麦汁和冷却水流经部位要便于清洗，密封性要好，严防冷却水和麦汁的渗漏。要有足

40、够的冷却面积，冷却时间要短，冷凝固物析出的量多。麦汁冷却有一段式和两段式两种冷却方式.本设计采用三段式冷却方式，其优点是利于酵母的沉降，温差会有利于醪液的对流。3.7.3 麦汁的充氧发酵需要大量的酵母，而酵母繁殖需要氧气，以利于酵母增殖并同时进入发酵阶段。为使空气溶解至冷麦汁中，必须通入很细小的空气泡，并以涡流形式与麦汁进行混合。3.8 啤酒发酵的工艺论证3.8.1 啤酒酵母1 酵母的分类：a.弗罗倍尔酵母：发酵度高，沉淀慢而不凝集b.薛士酵母：发酵度低，凝集性强，沉淀块c.卡尔斯倍酵母：卡尔倍一号，发酵度高，沉淀慢；卡尔号二号，发酵度低，沉淀快2 酵母的基本结构：啤酒酵母在麦汁中25培养三天

41、，细胞为圆形，卵形，椭圆形到腊形。酵母是单细胞真核生物，外层由厚的细胞壁和细胞膜所包囊；细胞质内有许多细胞器，有核、线粒体、微体、内质网、液泡、核糖体等，还存在作为能源的糖原，脂质及多磷酸盐等物质。3 啤酒酵母的絮凝：啤酒酵母的絮凝特性是重要的生产特性，它会影响酵母的回收再利用于发酵的可能，影响发酵速率和发酵度，影响啤酒过滤方法的啤酒风味。酵母细胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影响，金属离子对凝聚作用的影响极大，凝聚作用的强度还依赖于基质的离子浓度，尤其是钙离子含量达到30mg/l以上时的促凝作用相当显著，其他二价离子也能促凝，但是单价离子会因“反离子效应”对其产生抑制作用。4 酵母

42、扩大培养：最终决定啤酒品质的因素是啤酒酵母，最终影响酿酒工艺和控制的因素也是啤酒酵母。啤酒工厂从单细胞分离得到一个酵母细胞，经鉴定确认为是本厂生产用的优良菌株，然后经过若干次扩大培养，最后制备成10131014个细胞/ml后供发酵用。酵母的扩大培养关键在于：选择优良的单一细胞发出菌株；在整个扩大培养中保证酵母品种，强壮，无污染。其过程为：斜面试管（原菌种）试管培养小，中，大三角瓶培养卡氏罐培养增殖罐培养酵母扩大培养发酵罐。5接种量： 表3-1不同麦汁浓度的酵母添加量麦汁浓度酵母泥添加量790.30.410120.40.613150.50.716200.61.06酵母的选择：在实际生产中最常用的

43、酵母有两大类：上面酵母和下面酵母。二者形态上存在明显的差别。上面酵母又叫表面酵母，其母细胞和子细胞能够长时间相互连接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、贮藏酵母，其母细胞和子细胞增殖后彼此分开，几乎都是单细胞或几个细胞连接。本设计设计的是经典型啤酒，色泽浅，采用的是下面发酵技术，故选用下面酵母。3.6.2 啤酵工艺技术控制啤酒发酵工艺技术控制，至今尚未深入到发酵代谢控制，所谓工艺控制多数停留在外界影响因素的选择性（非定量）控制，它包括如下几方面：啤酒酵母的菌株选择。麦汁组分。酵母接种量和接种技术。起酵温度和发酵温度。发酵设备和酵母在发酵中的流态。后酵（或双乙酰还原）条件选择。酵母分离时间

44、和方法。储酒条件和时间。发酵中压力或者CO2浓度。上述诸方面的控制技术，不但影响发酵工艺过程，而且深刻影响啤酒风味物质的代谢。由于发酵工艺的多变性，造成啤酒风味千差万别。3.8.3啤酒发酵工艺锥形发酵罐一罐法发酵工艺主要是采用低温主发酵、自然升温12 熟成的方法, 其发酵曲线见图3-2图3-2程序流程图（1）加与增殖6 左右冷麦汁送入锥形罐, 可分45 次满罐。然后加入酵母接种, 酵母添加量为冷麦汁体积的0.5 %1 %。酵母可分二至三次加入, 或一次加入, 接种后酵母细胞浓度为(15 ±3) ×106 个/ml , 待酵母增殖1620 小时后进行发酵。一天后可排一次沉淀物

45、, 即冷凝固物(占总量的30 %40 %) 。（2）发酵发酵液自然升温至8.5 9 时( 不可超过9.5 ) , 保持此温, 进行发酵35 天, 直到外观发酵度达55 %60 % , (高发酵度酵母最终外观发酵度达80 %左右, 真发酵度= 外观发酵度×0.819) , 然后自然升温到12 ( 最高升至13 14 ) , 利用酵母还原酶, 进行双乙酰还原(提高发酵温度、增加接种、加大通风量, 有利于降低游离脂肪酸的含量) , 同时升压至0.08Mpa , 即可提高发酵速度, 又可降低高级醇和酯类的形成, 有利于在保证啤酒质量的情况下缩短酒龄 。保持24 天, 当糖度下降至发酵度与最终

46、发酵度相差10 % , 即发酵外观浓度降至3.7°BX 左右时, 开始升压至0.10.12Mpa , 直到达到最终发酵度, 双乙酰降至0.1mg/L 以下。（3）降温贮酒开始缓慢降温, 以0.3 /h 的速度, 在24 小时内将酒温降至5 , 保持一天, 让酵母还原酶继续还原双乙酰。然后第一次排出三分之二酵母, 排出的酵母可作为下一次发酵用。继续以0.1 /h 的速度降至0 -1.0 , 共23 天, 并在罐压0.050.06Mpa 下, 保持此温进行后熟。在此期间排酵母23 次(包括冷凝固物和酒花树脂, 在低温下缓慢沉下来) 使啤酒澄清。还可进行CO2 洗涤与饱和, 可除去嫩啤酒的

47、生青味(主要是乙醛、双乙酰、硫化氢) , 冷藏15 天左右, 以利于酒的沉淀澄清和CO2 饱和。整个发酵周期为2225 天。3.6.5 酵母的添加与回收在麦汁进行充氧同时添加酵母，为了使酵母均匀分布在发酵罐中，酵母应在整个麦汁流入过程中均匀添加，接种量一般为（1.5-1.8）×107/mL麦汁，即约0.6-0.8L浓酵母泥/hL麦汁。种酵母要求：外观色泽洁白，凝聚性良好，无黏着现象，无杂质，无变异，镜检酵母细胞大小整齐，健壮，无杂菌感染，细胞活性97%以上，冷水低温保存时间不超过3天，使用代数不超过7代。沉降于发酵罐底的酵母可以分为三类：上层为轻质酵母，主要由落下的泡盖和最后沉降下来

48、的酵母细胞组成，可做饲料或经行其它综合利用。中层为核心酵母，由健壮、发酵力强的酵母细胞组成，其量占65%-70%,可留作下批种酵母用。下层为弱细胞或死细胞，由最初沉降下来的颗粒组成，可作饲料或弃置不用。3.6.6 发酵设备的降温控制本设计采用的发酵设备为应用极为广泛的露天锥形发酵罐，酵母在发酵过程中会产生热量，为使发酵和后熟在设计的工艺温度下进行，必须进行冷却。常用的冷却方式有两种：间接冷却法和直接冷却法，由于直接冷却的冷却介质是液氨，即液氨直接在锥形罐的冷却夹套中蒸发并吸热，在实际生产中需要注意一下几个方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定条件下可燃可爆，二是液氨工作压力较高，且渗透性很强，因

49、而发酵罐的夹套焊接要求也较高，故本设计采用间接冷却方式。间接冷却方式其冷溶剂是乙二醇与水的混合溶液，它在氨制冷的蒸发器箱中进行冷却，温度一般控制在-5左右，它主要用于麦汁冷却和发酵罐的降温，一般情况下，发酵罐冷却系统有两种介质循环，即液氨吸热蒸发制冷循环系统和冷却发酵罐酒液的酒精水循环系统。3.7 酵母的添加与回收在麦汁进行充氧同时添加酵母，为了使酵母均匀分布在发酵罐中，酵母应在整个麦汁流入过程中均匀添加，接种量一般为（1.5-1.8）×107/mL麦汁，即约0.6-0.8L浓酵母泥/hL麦汁。种酵母要求：外观色泽洁白，凝聚性良好，无黏着现象，无杂质，无变异，镜检酵母细胞大小整齐，健

50、壮，无杂菌感染，细胞活性97%以上，冷水低温保存时间不超过3天，使用代数不超过7代。沉降于发酵罐底的酵母可以分为三类：上层为轻质酵母，主要由落下的泡盖和最后沉降下来的酵母细胞组成，可做饲料或经行其它综合利用。中层为核心酵母，由健壮、发酵力强的酵母细胞组成，其量占65%-70%,可留作下批种酵母用。下层为弱细胞或死细胞，由最初沉降下来的颗粒组成，可作饲料或弃置不用。3.8 发酵设备的降温控制本设计采用的发酵设备为应用极为广泛的露天锥形发酵罐，酵母在发酵过程中会产生热量，为使发酵和后熟在设计的工艺温度下进行，必须进行冷却。常用的冷却方式有两种：间接冷却法和直接冷却法7，由于直接冷却的冷却介质是液氨

51、，即液氨直接在锥形罐的冷却夹套中蒸发并吸热，在实际生产中需要注意一下几个方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定条件下可燃可爆，二是液氨工作压力较高，且渗透性很强，因而发酵罐的夹套焊接要求也较高，故本设计采用间接冷却方式。间接冷却方式其冷溶剂是乙二醇与水的混合溶液，它在氨制冷的蒸发器箱中进行冷却，温度一般控制在-5左右，它主要用于麦汁冷却和发酵罐的降温，一般情况下，发酵罐冷却系统有两种介质循环，即液氨吸热蒸发制冷循环系统和冷却发酵罐酒液的酒精水循环系统。3.9 啤酒过滤3.9.1 啤酒过滤理论经过发酵或后处理的成熟啤酒，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，这些物质在以后

52、的贮存期间会从啤酒中析出，导致啤酒浑浊。所以，必须经过过滤工序将其除去。啤酒过滤式一种物理分离过程，是啤酒生产过程中非常重要的生产工序。经过过滤后，啤酒外观清亮透明，富有光泽，使其更富有吸引力，同时，可赋予啤酒以良好的生物稳定性与非生物稳定性，使其至少在保质期内不出现外观的变化，从而保证了啤酒外观质量的完美。3.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证对于啤酒过滤来说，现在使用较普遍的过滤方法主要有硅藻土过滤法、滤棉过滤机和微孔膜过滤机。硅澡过滤机易实现自动化，过滤效果好，速度快，杂菌清洗容易，维修方便，过滤能力可通过加减滤板框数调节，故选此法。3.10 啤酒的包装啤酒的包装形式有瓶装、易拉罐装和桶装

53、三种形式，本设计生产的主要是瓶装啤酒。一瓶啤酒质量的好坏，对消费者来说，首先看到的是这瓶啤酒的包装。产品包装既是产品的卖点，又是市场的亮点，新颖独特的包装设计往往最容易打动消费者的心。因此，啤酒企业不仅要生产合乎标准和品质上乘的产品，而且要有端庄美观的商标和包装，如此才能使其产品更具吸引力和竞争力，使其品牌更加深入人心。啤酒包装的基本功能有以下几点8。（1）保护功能。包装应该保证产品的安全和清洁卫生，使其在储存、运输和销售过程中不致散失、损坏和变质，这是包装最基本的作用。（2）美化增值功能。美观大方的包装造型、生动形象的图案和新颖别致的装潢可以衬托产品形象，提高产品的附加价值。（3）促销功能。

54、包装是“无声的推销员”，消费者通过包装可以了解产品，引起消费兴趣，激发购买动机，从而有利于扩大商品销售。第四章 工艺计算4.1糖化车间物料衡算4.1.1工艺技术指标及基础数据根据我国啤酒生产现况，有关原料配比、工艺指标及生产过程损失等数据如表所示：表4-1 工艺技术指标及基础数据9项目名称百分比/%定额指标原料利用率98.5麦芽水分5大米水分13无水麦芽浸出率75无水大米浸出率95原料配比麦芽70大米30啤酒损失率（对热麦汁）冷却损失3.5发酵损失1.5过滤损失1.5装瓶损失2.0总损失8.654.1.2 对100kg原料生产10°P淡色啤酒物料衡算（1）热麦汁量 根据表4-1可得到

55、原料收得率分别为：麦芽收得率为：0.75(100-5)=71.25%大米收得率为：0.92(100-13)=80.04%混合原料收得率为： （0.7×71.25%+0.3×80.04%）×98.5%=72.78%由上述可得100kg混合原料可制得10°P热麦汁量为：（72.78÷10）×100=727.8 kg又知10°P麦汁在20时的相对密度为1.084，而100时的麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁100时的体积为：（727.8÷1.084）×1.04=698.3L（2）冷麦汁量：698.3×（1-0.035）=673.9L（3）发酵液量：673.9×(1-0.016)=663.1L（4）过滤酒量：663.1×（1-0.015）=653.2L（5）成品酒量：653.2×（1-0.02）=640.1L4.1.3 生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算（1）生产100L 10°P淡色啤酒需耗混合原料量为：（100/6