30萬(wàn)噸啤酒糖化車(chē)間設(shè)計(jì)方案

1 30 萬(wàn)噸啤酒糖化車(chē)間設(shè)計(jì)方案 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(chēng)，受到眾人的喜愛(ài)。 我國(guó)啤酒的正規(guī)化生產(chǎn)，起源于十九世紀(jì)末。五六十年代，隨著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和人民生活的改善，政府斥資興建了一批啤酒廠，使我國(guó)的啤酒生產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。至八十年代，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，啤酒產(chǎn)業(yè)也得了空前的發(fā)展，并迅速成為了一個(gè)啤酒大國(guó) ，啤酒的銷(xiāo)量潛力巨大 。 啤酒品種不斷增多，質(zhì)量不斷提高，滿(mǎn)足了消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)的需要。 目前，我國(guó)人均啤酒消費(fèi)量雖然已接近22 升，但中西部地區(qū)僅在 10 升左右， 8 億多人口的農(nóng)村人均連 5 升不到。因此，我國(guó)啤酒市場(chǎng)還擁有很大的挖掘潛力，消費(fèi)量仍將保持增長(zhǎng)。 在 2002 年，中國(guó)成為世界第一啤酒大國(guó)，中國(guó)啤酒工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)將發(fā)揮更加重要的作用，并對(duì)世界啤酒工業(yè)產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。 啤酒品種很多，一般可根據(jù)生產(chǎn)方式，按產(chǎn)品濃度、啤酒的色澤、啤酒的消費(fèi)對(duì)象、啤酒的包裝容器、啤酒發(fā)酵所用的酵母菌等種類(lèi)來(lái)分類(lèi)。 根據(jù)原麥汁濃度分類(lèi) 啤酒酒標(biāo)上的度數(shù)與白酒上的度數(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(jìn)罐時(shí)麥汁的濃度。主要的度數(shù)有 18、 16、 14、 12、 11、 10、8度啤酒。日常生活中我們飲用的啤酒多為 11、 12度啤酒。 根據(jù)啤酒色澤分類(lèi) 淡色啤酒 色度在 5色啤酒為啤酒產(chǎn)量最大的一種。淺色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。淺黃色啤酒口味淡爽，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 色澤呈紅棕色或紅褐色，色度在 14色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。 黑色啤酒 色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細(xì)膩，苦味根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型 而有較大差異。 根據(jù)殺菌方法分類(lèi) 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(guò)巴氏滅菌的啤酒?？梢源娣泡^長(zhǎng)時(shí)間，可用于外地銷(xiāo)售，優(yōu)級(jí)啤酒保質(zhì)期為 120天。 根據(jù)包裝容器分類(lèi) 瓶裝啤酒 國(guó)內(nèi)主要為 64055際上還有 50030 2 易拉罐裝啤酒 采用鋁合金為材料，規(guī)格多為 355于攜帶，但成本高。 桶裝啤酒 材料一般為不銹鋼或塑料，容量為 30升。啤酒經(jīng)瞬間高溫滅菌，溫度為 72C ，滅菌時(shí)間為 30秒 。多在賓館、飯店出現(xiàn)，并專(zhuān)門(mén)配有售酒機(jī)。由于酒桶內(nèi)的壓力，可以保持啤酒的衛(wèi)生。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 啤酒是以大麥和水為主要原料，大米或谷物、酒花等為輔料，經(jīng)制成麥芽、糖化、發(fā)酵等工藝而制成的一種含有二氧化碳、低酒精度和營(yíng)養(yǎng)豐富的飲料。 其中麥汁制造是啤酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它包括了對(duì)原料的糊化、液化、糖化、麥醪過(guò)濾和麥汁煮沸等處理工藝。本設(shè)計(jì)從實(shí)際生產(chǎn)出發(fā)，確定出年生產(chǎn) 30 萬(wàn)噸啤酒所需要的物料量，熱量和糖化車(chē)間內(nèi)的常用設(shè)備如糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽、煮沸鍋、沉淀槽的主要尺寸以及其他輔助設(shè)備的相關(guān)選型等。 第二章 工藝設(shè)計(jì) 第一節(jié) 生產(chǎn)方法的確定及論證 糖化是指利用麥芽自身的酶類(lèi)，將麥芽及輔料中不溶性的高分子物質(zhì)，逐步分解為可溶性的低分子物質(zhì)的過(guò)程。依據(jù)對(duì)糖化醪采取的升溫方式不同，把糖化工藝分為兩大類(lèi)，即煮出糖化法和浸出糖化法。 煮出糖化法 ： 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(guò)部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪逐步梯級(jí)升溫至糖化終了。煮出法的生產(chǎn)效率較高，原料利用率高，對(duì)麥芽質(zhì)量要求不高，但煮出法的能量消耗嚴(yán)重。一般適用于下面啤酒的生產(chǎn) 。 浸出糖化法 ： 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)醪的溫度，使糖化完成。 浸出法操作簡(jiǎn)單，便于控制，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，與煮出法相比耗能降低 20%麥汁在煮沸前仍然保留一定的酶活力。但浸出法碘反應(yīng)較差，糖化得率也相對(duì)比較低，且對(duì)麥芽的質(zhì)量要求高，往往不使用輔料，這就使得生產(chǎn)成本增加。 一般適用于上面啤酒的生產(chǎn)。 盡管煮出法的能量消耗嚴(yán)重，但是可以從輔料中節(jié)約部分成本。 基于煮出法的以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)用大米作為輔料，其中麥芽大米之比為 6： 3 4。而且本車(chē)間的年產(chǎn)量為 30萬(wàn)噸，產(chǎn)量較大，因此選擇煮出法進(jìn)行糖化生產(chǎn)麥汁。 第二 節(jié) 工藝流程的選擇及論證 一、麥汁制備的工藝流程如下： 二、原料的輸送 對(duì)于大米與麥芽的輸送，主要有斗式提升機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、氣流輸送系統(tǒng)等幾種設(shè)備，其各自的特點(diǎn)如下： 斗式提升機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，壽命長(zhǎng)等顯著有點(diǎn)。橫斷面上的外形尺寸小，有可能將物料提升到很高的地方，生產(chǎn)能力的范圍也很大；缺點(diǎn)：動(dòng)力消耗較大。 帶式輸送機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：帶式輸送機(jī)的輸送能力大，且不會(huì)對(duì)物料或管道有磨損；在啤酒發(fā)酵的麥芽輸送過(guò)程中，一 般不會(huì)改變其運(yùn)送方向。缺點(diǎn)：若改變運(yùn)送方向時(shí)，需多臺(tái)機(jī)聯(lián)合使用 螺旋輸送機(jī) 大米 輸送 粉碎 糊化 麥芽 輸送 粉碎 糖化 過(guò)濾 煮沸 冷卻 麥汁 糖化用水 澄清 混合麥汁 充氧 酒花 麥槽 4 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、外形小，便于進(jìn)行密封及中間卸料，特別是適用于輸送有毒和塵狀物料。缺點(diǎn)：它的推力全靠摩擦，能量消耗大，槽壁與螺旋的磨損大，對(duì)物料有所研磨，輸送距離不宜太長(zhǎng)，一般在 30 氣流輸送系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)密閉，可以避免粉塵和有害氣體對(duì)環(huán)境的污染；在輸送過(guò)程，可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)輸送物料的加熱、冷卻、混和、粉碎、干燥和分級(jí)除塵等操作；占地面積小，可垂直或傾斜地安裝管路；設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)化，改善了勞動(dòng)條 件。缺點(diǎn) ：所需的動(dòng)力較大；風(fēng)機(jī)噪音大，要求物料的顆粒尺寸限制在 30管路和物料的磨損較大；對(duì)于輸送量少而且是間歇性操作的，不宜采用氣流輸送。 本次設(shè)計(jì)要求啤酒產(chǎn)量為 30萬(wàn)噸 /年，年產(chǎn)量較大，輸送量也大，所以 根據(jù)本廠的實(shí)際情況，采用 氣流 輸送。 三、原料的粉碎 1、 麥芽的粉碎 麥芽的粉碎方法有干法 粉碎 、回潮 粉碎和 濕法粉碎等。 （ 1） 干法粉碎 干法粉碎是傳統(tǒng)的粉碎方法，一般采用輥式粉碎機(jī)。該法要求麥芽含水在 5 8，此時(shí)麥芽松脆，便于控制粉碎度。它的不足之處是麥皮易被破碎過(guò)細(xì)，影響麥汁過(guò)濾和啤酒 的口味、色澤，粉碎時(shí)粉塵大，造成物料損失。 （ 2） 回潮 粉碎 又叫增濕粉碎，短時(shí)間內(nèi)向麥芽通入蒸汽或熱水，使麥殼增加水分，使麥皮有韌性而不破碎，有利于過(guò)濾，減少不利于啤酒質(zhì)量的物質(zhì)溶出。但該法對(duì)麥殼吸水量和粉碎時(shí)間要求較高，易造成增濕不均勻，粉碎質(zhì)量難以保證。 （ 3） 濕法粉碎 由于麥殼吸水變軟，粉碎時(shí)麥片不破碎。過(guò)濾速度可提高20 25或提高槽投料量，麥槽層厚度可達(dá) 500 600 不影響過(guò)濾。由于麥芽進(jìn)行了預(yù)浸漬，使酶增強(qiáng)，從而使麥芽浸出率比干法粉碎提高 右。粉塵減少，麥汁色度下降。 缺點(diǎn) 是設(shè)備大，操作復(fù)雜，維修困難且動(dòng)力消耗大 ；投料后同時(shí)浸泡，但粉碎時(shí)間不一致，麥芽的溶解性有差異，影響糖化的均勻性。 5 考慮到本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 30 萬(wàn)噸，產(chǎn)量較大，我們 采用 濕法粉粹麥芽 。 2、大米 的粉碎 大米采用四輥的二級(jí)粉碎機(jī)進(jìn)行干法粉碎，大米的粉碎度越細(xì)越好，以增加原料與水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化。 四、糖化 糖化是指利用麥芽本身所含的酶（或外加酶制劑）將麥芽和輔助原料中的不溶性高分子物（淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等）分解成可溶性的低分子物質(zhì)（如糖類(lèi)、糊精、氨基酸、肽類(lèi)等）的過(guò)程。由此得到麥芽汁。 糖化方 法一般分為兩種，即全麥芽啤酒的糖化方法和加輔料啤酒的糖化方法。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，國(guó)內(nèi)常用第二種方法，又稱(chēng)復(fù)式糖化法或雙醪糖化法。所謂復(fù)式即指含有輔料（大米、玉米等未發(fā)芽的谷物）及其煮沸的過(guò)程。根據(jù)糖化醪和糊化醪兌醪后，取部分醪液煮沸的次數(shù)，又分為雙醪一次煮出糖化法或雙醪二次煮出糖化法，其特點(diǎn)是： 添加量在 20 30，最高可達(dá)到 50，所采用的麥芽的酶活性相對(duì)高一些。 助原料在糊化鍋進(jìn)行糊化和液化，然后兌醪，達(dá)到所需要的糖化溫度。 般要添加適量的 淀粉酶使淀粉邊糊化邊液化，有利于對(duì)醪后的糖化作用。 免低分子含氮物質(zhì)含量不足。 芽粉碎物應(yīng)適當(dāng)粗一些，盡量保持麥皮完整，防止麥芽汁過(guò)濾困難。 酵度高，適合制造淡色貯藏啤酒。 本設(shè)計(jì)將采用雙醪一次煮出糖化法。 五、過(guò)濾 6 1、過(guò)濾目的：糖化工序結(jié)束后，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)，將糖化醪液中的原料溶出物質(zhì)和非溶性的麥糟分離，以得到澄清的麥汁和良好的浸出物收得率。 2、過(guò)濾方法：過(guò)濾槽法，壓濾機(jī)法，快速滲出法 (（ 1）壓濾機(jī)法：麥芽質(zhì)量對(duì)于每日糖化次數(shù)的影響較小，并且可以使用較高比例的輔料。所用的廢水量也較少，麥糟比較干燥。但是麥汁壓濾機(jī)法的原料粉碎要細(xì)，粉碎機(jī)的動(dòng)力消耗和維修費(fèi)用均比過(guò)濾槽高。 （ 2）快速滲透槽法：此法適用于高生產(chǎn)能力的過(guò)濾，且其對(duì)過(guò)濾性能較差的醪液進(jìn)行處理的能力較差，且得率較低。 （ 3）過(guò)濾槽法： 因?yàn)辂溤阒泻械亩喾游镔|(zhì)，被浸漬時(shí)間長(zhǎng)了，易給麥芽汁帶來(lái)不良的苦澀味和麥皮味， 用過(guò)濾槽過(guò)濾可降低這種影響 ，并且麥芽的粉碎使用了連 續(xù)浸漬增濕粉碎，得到的麥皮粉碎度很合適此方法的過(guò)濾 。 經(jīng)上述比較，本次設(shè)計(jì)采用過(guò)濾槽法進(jìn)行過(guò)濾。 六、煮沸 過(guò)濾后的麥汁，被泵入煮沸鍋煮沸 ， 其目的和作用是蒸發(fā)多余水分，使混合麥芽汁通過(guò)煮沸、蒸發(fā)、濃縮到規(guī)定的濃度 ； 破壞全部酶的活性，防止殘余的 淀粉酶繼續(xù)作用，穩(wěn)定麥汁組分 ； 并通過(guò)煮沸，消滅麥芽汁中存在的各種有害微生物，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量 ； 高啤酒的非生物穩(wěn)定性 ； 浸出酒花中的有效成分（軟樹(shù)脂、單寧物質(zhì)、芳香成分等），賦予麥芽汁獨(dú)特的苦味和香味，提高麥芽汁的生物和非生物穩(wěn)定性 等 。 煮沸方法包括常壓煮沸、加壓煮沸和低壓煮沸（體外煮沸）。 （ 1） 常壓煮沸：操作方便，維修費(fèi)用低。酒花浸出率高，所得麥汁質(zhì)量好。但耗時(shí)較多。 （ 2） 加壓煮沸：在 力下煮沸，溫度高達(dá) 120 ，縮短煮沸時(shí)間，獲得更好的非生物穩(wěn)定性。 （ 3） 低壓煮沸：該方法設(shè)備復(fù)雜，能耗大。 因本次設(shè)計(jì)年糖化次數(shù)較多，故采用加壓煮沸法。 七、麥汁的澄清 7 將麥汁的熱冷凝固物分離，主要是分離酒花糟和不溶性蛋白。 本設(shè)計(jì)中采用回旋沉淀槽沉淀法分離熱凝固物，利用麥汁離心力實(shí)現(xiàn)分離。 1、熱凝固物的分離 糖化醪過(guò)濾后得到的麥汁中含有水溶性的清蛋白和少量鹽溶性蛋白質(zhì)以及肽段，這些物質(zhì)在煮沸時(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)、多酚有機(jī)物、酒花樹(shù)脂等。 熱凝固物的分離原理是熱麥汁經(jīng)泵加速，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，由于槽壁作用產(chǎn)生離心力反作用力將熱凝固物推向槽底部中央。 2、酒花分離 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)盡快分離出酒花糟。本次使用帶篩孔的酒花分離器。每千克酒花球果，在廢酒花糟中，吸附約 6 7使損失降低，可用熱水洗滌，降低酒花糟中殘余物濃 度。 八、冷卻 近年來(lái)都使用薄板冷卻器冷卻麥芽汁，麥芽汁冷卻結(jié)束后，可將無(wú)菌壓縮空氣將薄板冷卻器中的麥汁頂出，整個(gè)冷卻操作，要防止外界雜菌污染。薄板冷卻器冷卻分為一段冷卻和兩段冷卻。 一段冷卻是指利用一種冷卻介質(zhì)一次性將熱麥汁冷卻至發(fā)酵溫度，冷卻介質(zhì)被加熱升溫進(jìn)入熱水箱作糖化水。兩段冷卻，第一段冷卻是用自來(lái)水作冷卻介質(zhì)，將麥汁冷卻到一定溫度，第二段冷卻是用深度冷凍的水作為冷卻介質(zhì)，麥汁被冷卻到發(fā)酵溫度，冷凍水回制冷站重新冷卻后循環(huán)使用。 一段冷卻與兩段冷卻比較： （ 1） 冷卻劑消耗不同，兩段冷卻深度冷卻的水需要 添加乙醇或乙二醇作為抗冷凍劑，一段則不需要，避免了輔助材料的消耗；（ 2） 能耗不同，兩段冷卻冷凍機(jī)要保持冷卻水在 擔(dān)麥汁從 45降至 7的熱負(fù)荷，一段冷卻機(jī)負(fù)擔(dān)冷卻水從常溫到 2的熱負(fù)荷，一段冷卻可節(jié)電 40%左右； （ 3） 熱能利用不同，兩段冷卻的第一段冷卻水出口溫度 55左右，若用于洗槽還需要加熱，一段冷卻的冷卻水出口溫度正與洗槽用水溫度相吻合，無(wú)需再加熱，熱能得到了充分的利用，既降低了煤耗，又減低了水耗。 8 綜合考慮本設(shè)計(jì)采用一段薄板冷卻法。 九、充氧 麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，即使與氧接觸，氧化反應(yīng)也 較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必需的。麥汁中氧氣的溶解度，與麥汁中氧分壓成正比，與麥汁溫度成反比。麥汁濃度增加將減少飽和溶氧量。 麥汁充氧的設(shè)備 :文丘里管 冷麥汁通風(fēng)方法：本設(shè)計(jì)采用無(wú)油、無(wú)菌的壓縮空氣通風(fēng) 第三節(jié) 工藝條件的選擇及論證 一、原料的輸送 本廠采用氣流輸送，即 利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方向輸送顆粒狀物料。 氣力輸送裝置 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方 便，可作水平的、垂直的或傾斜方向的輸送，在輸送過(guò)程中還可同時(shí)進(jìn)行物料的加熱、冷卻、干燥和氣流分級(jí)等物理操作或某些化學(xué)操作。 本次設(shè)計(jì)中，我們采用的氣流速度是 22m/s,混合比為 5。 二、原料的粉碎 粉碎度是指麥芽或輔助原料的粉碎程度。通常是以谷皮、粗粒、細(xì)粒及細(xì)粉的各部分所占料粉質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。在本次設(shè)計(jì)中我們要求粗粒與細(xì)粒的比例為 1： 麥芽采用濕法粉碎，先將麥芽用 50水浸泡 20麥芽含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)25 30之后，再用濕式粉碎機(jī)粉碎，并立即加入 35水中調(diào)漿，最后泵入糖化鍋。濕法粉 碎采用對(duì)輥式粉碎機(jī)。 大米采用干法粉碎， 粉碎度越細(xì)越好，以增加原料與水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化 ，但是要維持好粉碎度與能量消耗的關(guān)系。 三、糖化 醪一次煮出糖化法 ，其技術(shù)與操作如下： 9 (1)在糊化鍋中加入一定量的水， 料水比為 1： 溫至 30 度 ；快速 攪拌 ； 糊化鍋投麥芽及大米粉 ：用大米作輔料，并摻加 20%的麥芽； 升溫至 70 度保持20料醪的煮沸稱(chēng)為預(yù)煮，預(yù)煮可進(jìn)一步使淀粉充分糊化，提高浸出率，同時(shí)可提供混合糖化醪升溫所需要的熱 量； 升溫至 100 度 并保持 40后排出 糊化液并 沖洗糊化鍋 。 (2)在糖化鍋中 加入一定量的水 ， 按料水比 1： 水 ；升溫至 37 ；快速攪拌 ；投麥芽粉并保持 20 升溫至 50 并保 持 40 煮沸的糊化醪泵入糖化鍋進(jìn)行糖化，采用 65并保持 70液 碘液反應(yīng)呈紫色，表示糖化已近完全，溫度為 78，最后滅菌待慮。 2、糖化工藝條件選擇及論證 （ 1）生產(chǎn)前必須事先了解原料的規(guī)格，采用的糖化方法，做好上下工序的聯(lián)系工作，檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，是否有滲漏現(xiàn)象。 （ 2）溫度：在 6265長(zhǎng)時(shí)間的糖化，可以得到最終發(fā)酵度較高的啤酒；若超過(guò)此溫度，在 7275長(zhǎng)時(shí)間糖化，則得到最終發(fā)酵度低、含糊精豐富的啤酒。糖化溫度的影響是非常大的，所以糖化時(shí)在各種淀粉酶的最 佳作用溫度下進(jìn)行休止，即：形成麥芽糖的休止溫度在 6265 淀粉酶的最佳作用溫度；糖化休止溫度在 7275 淀粉酶的最佳作用溫度；糖化終止并醪溫度在7678。 在本次設(shè)計(jì)中各個(gè)糖化工藝技術(shù)條件的選擇如下： 10 漬階段溫度控制在 37，被稱(chēng)為浸漬溫度。在此溫度下有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于 階段溫度控制在 50，被稱(chēng)為蛋白分解溫度。在相同的 白質(zhì)分解溫度對(duì)麥芽汁中含氮物質(zhì)的組成具有決定性作用。 化階 段溫度控制在 65，被稱(chēng)為糖化溫度，在此溫度下可獲得較高的浸出物收得率。 階段溫度為 78 留的淀粉進(jìn)一步分解，而其它酶則受到抑制或失活。 3、 白分解 酶的 圍 集中在 5 0 5 4，當(dāng) 4時(shí)，酶活性受到抑制，可溶性氮下 降。 生的低分子氮就多?？紤]到各方面影響因素，確定 蛋 白 分解 酶 的最 適 2 5 4。 淀粉分解酶的 1 5 8之間，實(shí)際生產(chǎn)中還受到溫度 等因素 的 影響， 通常在 63 70 的糖化溫度范圍內(nèi)， 淀粉酶 的 2 5 6之間比較理想 。 如果 高， 受到抑制； 因 鈍化而降低活性 。 實(shí)際生產(chǎn)中， 多采用加酸調(diào)節(jié) 糖化的 以增加各種酶的活性。 通常選用磷酸或乳酸調(diào)節(jié) 。磷酸是中強(qiáng)酸，略有澀味，酸味小，調(diào)節(jié)效果明顯，形成的磷酸鹽可作為酵母繁殖所需磷源。乳酸安全可靠，并對(duì)啤酒口味有利，但添加量大，成本較高。可采取添加一定量的磷酸，輔以一定量的乳酸來(lái)調(diào)酸。 四、麥汁過(guò)濾 1、進(jìn)醪、靜置：將糖化鍋的糖化醪充分?jǐn)嚢?，盡快泵入過(guò)濾槽，以避免醪液溫度下降。利用耕槽機(jī)攪拌均勻，再靜置 15麥 槽自然沉降，形成過(guò)濾介質(zhì)層。要求濾層厚度 40清液高 25度為 60。 2、過(guò)濾：先排出管內(nèi)的空氣及槽底的泥狀沉淀物，然后順次打開(kāi)各麥汁排出閥 (約開(kāi) 1/3） 時(shí)，開(kāi)始流出的麥汁混濁不清，用回流泵打開(kāi)回過(guò)濾槽進(jìn)行回流，回流時(shí)間為 10門(mén)開(kāi) 1/4，待麥汁受皿槽中流出的麥汁透明清亮后， 11 用熱水沖洗麥汁受皿，停止回流，將麥汁流入煮沸鍋。根據(jù)麥汁的清亮程度，逐步開(kāi)大麥汁排出閥到 1/2。頭號(hào)麥汁流入煮沸鍋 10小燒杯取樣檢查，麥汁必須清亮透明有光澤，基本上無(wú)懸浮顆粒，口嘗麥汁應(yīng)有麥芽清香且甜度 較高。以碘液檢驗(yàn)應(yīng)不顯色。 頭號(hào)麥汁進(jìn)煮沸鍋 30查頭號(hào)麥汁的濃度，應(yīng)在工藝規(guī)定的范圍內(nèi)。頭號(hào)麥汁的 于 濾溫度為 75。 3、洗槽：待頭號(hào)麥汁流出至露出麥槽時(shí)，用 78的熱水分 3次將吸附在麥糟中的可溶性浸出物洗出，得到二濾和三濾洗滌麥芽汁。 第一次洗槽水溫為 78，加水量為洗槽總用水量的 25%，第二次洗槽水加水量為總量的 45%，第三次洗槽同前兩次一樣，加水量為剩下的 30%。洗槽水 槽的殘水濃度為 P。 五、煮沸 麥汁過(guò)濾結(jié)束 后，麥汁先進(jìn)入暫存罐，然后通過(guò)一薄板換熱器預(yù)熱后進(jìn)入煮沸鍋，在煮沸過(guò)程中添加 顆粒酒花 。煮沸可以蒸發(fā)水分濃縮麥汁，破壞酶的活性和殺菌，浸出酒花的有效成分，使蛋白質(zhì)變性和絮凝。 1、煮沸時(shí)間與強(qiáng)度： 一般來(lái)講煮沸時(shí)間短，不利于蛋白質(zhì)的凝固以及啤酒的穩(wěn)定性。合理地延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，對(duì)蛋白質(zhì)凝固、 過(guò)分地延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，會(huì)使麥汁質(zhì)量下降。常壓煮沸，淡色啤酒（ 10 12）煮時(shí)間一般控制為 60 120 煮沸強(qiáng)度是麥汁在煮沸時(shí)，每小時(shí)蒸發(fā)水分的百分率，即蒸發(fā)率。蒸發(fā)率（ %/h） =(混合麥汁量 （混合麥汁量煮沸時(shí)間）蒸發(fā)率越高，說(shuō)明煮沸越強(qiáng)烈，蒸發(fā)相同量的水分所需要的時(shí)間就越短。 在本次設(shè)計(jì)中 煮沸鍋設(shè)內(nèi)加熱器，總煮沸時(shí)間為 90 沸強(qiáng)度為 10。 2、 麥汁煮沸過(guò)程中，蛋白質(zhì)的變化分兩步：變性和凝固。 蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，凝固的最適 為 低于麥汁實(shí)際 此，糖化時(shí)調(diào)節(jié)有利于酶的作用外，也有利于蛋白質(zhì)的變性凝固。 3、酒花添加：本設(shè)計(jì)分三次添加酒花，由于煮沸時(shí)間為 90一次在 12 煮沸開(kāi)始時(shí)添加，添加量為酒花總量的 19%左右；第二 次在煮沸后 45加量為總量的 43%；第三次在煮沸結(jié)束前 10加量為總量的 38%。 由于顆粒酒花將酒花粉壓制成直徑 2 8約 15僅增加了酒花的密度，減小體積，同時(shí)降低了它的比表面積，利于貯藏和防止氧化。因此本設(shè)計(jì)選用顆粒酒花。 六、麥汁的澄清 回旋沉淀槽的容量應(yīng)與熱麥汁量相適應(yīng)，液面高度與直徑之比隨著酒花添加量的不同有所調(diào)整，根據(jù)酒花的添加量確定回旋沉淀槽的徑高比為 1:汁進(jìn)口在液層高度的 1/3 處，麥汁以切線方向進(jìn)入回旋槽，進(jìn)口速度確定為 10m/s，剛停止進(jìn)料 時(shí)麥汁在槽內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度 9r/汁出口可以設(shè)置三個(gè)，上部出口在液層高度的 2/3 ，主要出口在液層高度的 1/10 處，下部出口在槽底。 回旋沉淀槽使用不同的溫度和在槽內(nèi)靜止時(shí)間不同，風(fēng)味物質(zhì)的數(shù)量變化是比較明顯的。澄清時(shí)間一定時(shí)，澄清溫度越高，粘度越低，浮力越小，分離效果越好，麥汁和啤酒中的醛含量越高；溫度一定時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)醛含量越高，因此應(yīng)該從溫度和時(shí)間兩個(gè)方面考慮減輕這種影響，因此麥汁澄清時(shí)溫度不低于 93，時(shí)間控制在 10分鐘之內(nèi)。 七、冷卻 熱麥汁在回旋沉淀槽停留一段時(shí)間后，通過(guò)自然輻射作用，溫度有所 下降，從煮沸溫度降到 93，還需進(jìn)一步冷卻至發(fā)酵溫度 7 10，使用薄板冷卻器一般需要 1 2h。 本設(shè)計(jì)采用一段 薄板 冷卻，將 93左右的熱麥汁一次性冷卻至發(fā)酵溫度10。 使用的冷卻介質(zhì)為 2的冷凍水，出口溫度為 85 第三章 物料與熱料衡算 物料衡算 啤酒廠糖化車(chē)間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。 藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 名稱(chēng) 百分比 項(xiàng)目 名稱(chēng) 百分比 定額指標(biāo) 原料利用率 98 5 原料配比 麥芽 60 大 米 40 啤酒損失率（ 冷卻損失 7 0 13 麥芽水分 6 對(duì)熱麥芽汁） 發(fā)酵損失 1 5 大米水分 13 過(guò)濾損失 2 0 無(wú)水麥芽浸出率 75 包裝損失 1 0 無(wú)水大米浸出率 95 總損失 11 5 根據(jù)上表，首先對(duì) 1002 淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行100淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行 30萬(wàn)噸啤酒廠糖化車(chē)間物料平衡計(jì)算。 10060%麥芽， 40%大米）生產(chǎn) 12度淡色啤酒的物料衡算 （ 1）熱麥汁量 據(jù)上表可得到原料收得率分別為 ： 麥芽收率為： 100 6） /100=大米收率為： 100：（ 由上述可知， 100合原料可制得 12 熱麥汁量為： （ 2） 100=知 12 熱麥汁在 20 時(shí)的相對(duì)密度為 ，而 100 熱麥汁比 20時(shí)的麥汁體積增加 ，故熱麥汁（ 100 ）體積為： （ ) （ 2）添加酒花量： 3）冷麥汁量為： 1 ) （ 4）發(fā)酵液量為： =) （ 5）過(guò)濾酒量為： =) (6) 成品啤酒量為： =) 產(chǎn) 100淡色啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果可知， 1002 成品啤酒 可得出下述結(jié)果： （ 1）生產(chǎn) 100淡色啤酒需要耗混合原料量為： （ 100/ 100=(2)麥芽耗用量為： 60 (3)大米耗用量為： (4)酒花用量 對(duì)淡色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 故酒花耗用量為： （ 100 （ 5）熱麥汁量為： （ 100=) （ 6）冷麥汁量為： （ 100=) （ 7）濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為 80%，則濕度糟量為： （ 100（ 100 G) 而濕大米槽量為： （ 100（ 100 G) 故濕糖化糟量為： 14 （ 8）酒花槽量 設(shè)麥汁煮沸過(guò)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： （ 100（ 100 30萬(wàn)噸 /年產(chǎn) 12度淡色啤酒發(fā)酵車(chē)間物料衡算表 按年生產(chǎn) 300天計(jì)算， 設(shè)旺季生產(chǎn) 240天，淡季生產(chǎn) 60天。旺季每天糖化數(shù)為 7次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為 5次，則全年糖化次數(shù)為： 2407+605=1980 （次） 由此 可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。 （ 1）年實(shí)際生產(chǎn)啤 酒： 300000 2）清酒產(chǎn)量： （ 1 = 3）發(fā)酵液總量： （ 1 = 4）冷麥汁量： （ 1 = 5）煮沸后熱麥汁量： （ 1 =0 麥汁體積： 2P 麥汁質(zhì) 量為（ 20 ）： 7=0 6（ 6）混合原料量： 0 612% 0 6 7）麥芽耗用量： 0 60 6大米耗用量：（ 10 6=0 6 8）酒花耗用量： 據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，混合原料量定為 0 6際產(chǎn)量才大于 300000 把前述的有關(guān)啤 酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表： 表 3名 稱(chēng) 單位 對(duì) 100合原料 100 淡色啤酒 糖化一次 定額量 30萬(wàn)噸 / 年啤酒生產(chǎn) 混合原料 00 0 6芽 0 0 6米 0 0 6花 麥汁 L 麥汁 L 糖化糟 106 15 濕酒花槽 106 成品啤酒 L 548 9 100 108 能量衡算 本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)常用的 雙醪一 次煮出糖化法，下面就工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車(chē)間的熱量衡算。數(shù)據(jù)根據(jù)表 2 自來(lái)水 18 料水比 1： 料水比 1： 化鍋 熱水， 50 糊化鍋 50 ， 40 70， 20 冷卻至 65 65， 70 100， 40分醪液 78 78 100， 10花 麥汁過(guò)濾 煮沸鍋 麥汁 麥糟 90沸強(qiáng)度 10% 回旋沉淀槽 薄板冷卻器 冷麥汁 酒花糟熱凝固物 冷凝固物 啤酒糖化工藝流程示意圖 糖化用水耗熱量 據(jù)工藝，糊化鍋加水量為： 4=式中 , 糖化一次大米粉量 , 糊化鍋加入的麥芽粉量 (為大米粉 芽粉 30， 20芽粉 37， 2016 大米量的 20%). 而 糖化鍋加水量為 : 9903(式中 , 糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量 ,即 4258.0( 而 故糖化總用水量為 : 49903=102547.8(自來(lái)水平均溫度取 8 ,而糖化配料用水溫度 0 , 故耗熱量為 :2)Cw( 32=其中 水 的 比 熱 等 于 1 03J1K 第一次米醪煮沸耗熱量 糖化工藝流程可知 , Q 2 Q” 2 Q 2 00耗熱 Q 2 Q 2 G 米醪 C 米醪 (100 計(jì)算米醪的比熱容 C 米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 C 谷物 = 100 W行計(jì)算 。式中 W 為含水百分率 ;絕對(duì)谷物比熱容 ,取C 麥芽 = 100 6 6 = C 大米 = 100 13 13 = G 大米 C 大米 +G 麥芽 C 麥芽 + C 米醪 = G 大米 +G 麥芽 + 米醪的初溫 料的初溫為 18 ，而熱水為 50 G 米醪 65806(G 大米 C 大米 +G 麥芽 C 麥芽 ) 18+ 50 則 G 米醪 C 米醪 11090613 45 244798 把上述結(jié)果代回 ,得 Q 2 65806 (100 45)= 13463907.6(” 2 煮沸的時(shí)間是 30發(fā)強(qiáng)度每小時(shí) 5%,則蒸發(fā)水分量為 : G 米醪 5% 30 60=故 Q” 2= 式中 ,約為 100 )下水的汽化潛熱 (kJ/ 2 17 米醪升溫和第一次煮沸過(guò)程的熱損失約為前二次耗熱量的 15%,即 Q 2=15%(Q 2 Q” 2) 4由上述結(jié)果 得 : 2 Q” 2)=二次煮沸前混合醪升溫至 70的耗熱量 糖化工藝 ,來(lái)自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63 ,故混合前米醪先從 100冷卻到中間溫度 t 1糖化鍋中麥糟的初溫 t 麥醪 已知麥芽粉這溫為 18，用 50的熱水配料，則麥醪溫度為： G 麥醪 = G 麥芽 +9903=52096.5(麥醪的比熱容 G 麥芽 c 麥芽 + c 麥醪 = = G 麥芽 + 麥醪溫度為 : G 麥芽 c 麥芽 18+ 50 18+50 t 麥醪 G 麥醪 c 麥醪 ) 且忽略熱損失 ,米醪與麥醪并合前后的焓不變 , G 混合 = G 麥醪 + G 米醪 =5806=117902.5(混合醪的比熱容 G 麥醪 c 麥醪 + G 米醪 c 米醪 c 混合 = = G 麥醪 +G 米醪 t 混合 =63 則米醪的中間溫度為 : 混合 麥醪 63 t G 米醪 C 米醪 65806 因此溫度比煮沸溫度只低 7，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過(guò)程的熱損失，可不必加中間冷卻器。 3 G 混合 c 混合 (63)= 第二次煮沸混合醪的耗熱量 糖化工藝流程可知： 4+ Q 4+ Q 4 4 經(jīng)第一次煮沸后米醪量為 : G 米醪 = G 米醪 5806 18 糖化鍋的麥芽醪量為 : G 麥醪 =G 麥芽 + 9903=52096.5(故進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為 : G 混合 = G 米醪 + G 麥醪 =據(jù)工藝 ,糖化結(jié)束醪 溫為 78 ,抽取混合醪的溫度為 70 ,則送到第二次煮沸的混合醪量為 : G 混合 (78 70) G 混合 100%=100 70 麥醪的比熱容 : C 麥醪 (計(jì)算公式如上式 ) 混合醪的比熱容 : C 混合 (計(jì)算公式如上式 ) 故 Q 混合 c 混合 （ 100 70） 30 2二次煮沸過(guò)程蒸汽帶走 的熱量 Q 4 煮沸時(shí)間為 10發(fā)強(qiáng)度為 5%,則蒸發(fā)水分量為 : G 混合 5% 10 60 5% 10 60 故 Q 4=I 式中 ,kJ/ 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有 : Q 15%( Q + Q ) 15%( 得 Q ) 糟用水耗熱量 Q 5 洗糟水平均溫度為 80 ,以每 10050則 G 洗 G 混合原料 450 100 123386.4(Q 5 G 洗 0 18) 62 汁煮沸過(guò)程耗熱量 Q 6 Q 6= Q 6+ Q 6+ Q 6 6 由生產(chǎn)物料平衡表可知 ,100合原料可得到 麥汁 ,且設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為 70 . 則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： G 麥汁 =100 19 又 C 麥汁 故 Q 6= G 麥汁 c 麥汁 (100 70)= 30 6 煮沸強(qiáng)度 10%,采用新型麥芽汁煮沸系統(tǒng) ,合計(jì)時(shí)間 蒸發(fā)水分為 : 10% 25271.2(故 Q 6 Q 6 15%( Q 6 Q 6) 可得麥汁煮沸總耗熱 Q 6 115%( Q 6 Q 6) 115%(化一次總耗熱量 Q 總 Q 總 61 162761246.8(化一次耗用蒸汽量 D 使用表壓為 飽和蒸汽 ,I= : Q 總 79178(I i) ( 95% 式中， kJ/ 為蒸汽的熱效率 ,取 95%. 化過(guò)程每小時(shí)的最大蒸汽耗量 糖化過(guò)程各步驟中 ,麥汁煮沸耗熱量 且知煮沸時(shí)間為 90效率 95%,故 : Q 6 kJ/95% 95% 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為 : kg/h) 1 i 0 麥汁冷耗冷量 卻方法是采用一段式冷卻。使用的冷卻介