【正文】 ”治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污。盡量采用本地原料、定型設(shè)備，各種設(shè)計(jì)方案綜合比較，取長(zhǎng)補(bǔ)短，制定一個(gè)高產(chǎn)節(jié)能的設(shè)計(jì)方案，高效生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)啤酒。 三． 啤酒釀造業(yè)存在的問(wèn)題 我國(guó)啤酒企業(yè)多數(shù)還屬于中小企業(yè)，由于技術(shù)、資金和認(rèn)識(shí)上的不足，這些企業(yè)在節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用上，與國(guó)家的有關(guān)要求還存在很大的差距。全國(guó)以工廠數(shù)計(jì)，尚有 40%— 50%啤酒廠的廢水直接排放，而這些工廠的啤 酒產(chǎn)量不足全國(guó)的 15%。我國(guó)多數(shù)中小啤酒企業(yè)仍處在高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型發(fā)展模式中，啤酒工業(yè)推行清潔生產(chǎn)的現(xiàn)狀和我國(guó)全球第一啤酒大國(guó)的地位不相符合， “ 如果不積極推行清潔生產(chǎn)，巨大的生產(chǎn)就意味著巨大的消耗 ” 。 2 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)任務(wù) 對(duì) 9 萬(wàn) 噸 /年 12176。啤酒廠糖化工段進(jìn)行 初步 工藝設(shè)計(jì) 技術(shù)指標(biāo) 表一 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng) 目 名 稱 百分比（ %） 項(xiàng) 目 名 稱 百分比（ %） 定 額 指 標(biāo) 原料利用率 原料配比 麥芽 75 麥 芽水分 6 大米 25 大米水分 12 啤酒損失率(對(duì)熱麥汁 ) 冷卻損失 無(wú)水麥芽浸出率 73 發(fā)酵損失 無(wú)水大米浸出率 92 過(guò)濾損失 麥芽清凈和磨碎損失 裝瓶損失 總損失 要求 ，選擇適當(dāng)?shù)奶腔に嚥?進(jìn)行 糖化工段的物料衡算和 熱量衡算 。 。 繪制糖化工段工藝流程 圖。 二、 糖化工藝 方法與 流程 啤酒生產(chǎn)工藝總體流程 啤酒是一種以麥芽和水為主要原料，經(jīng)糖化、添加酒花煮沸、過(guò)濾、啤酒酵母發(fā)酵等過(guò)程，釀造而成含二氧化碳、低酒精濃度的釀造酒。 啤酒生產(chǎn)首先要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、糖化、過(guò)濾、煮沸，才能供酒母發(fā)酵所用，這段工藝的水準(zhǔn)將直接影響到糖化收得率、過(guò)濾時(shí)間、麥汁澄清度、發(fā)酵進(jìn)程、雙乙酰還原速度、啤酒澄清狀況等質(zhì)量參數(shù)，因此這是關(guān)系到啤酒質(zhì)量的一個(gè)重要工藝流程。 其一般的工藝流程如下： 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 3 圖 1 啤酒 生產(chǎn)總體工藝流程示意圖 糖化 工藝 的流程 麥芽汁制備俗稱糖 化，就是指麥芽及輔料的粉碎，醪的糖化、過(guò)濾，以及麥汁煮沸、冷卻的過(guò)程。 其流程圖如附圖所示。 糖化工序主要將大米和麥芽等原料經(jīng)除塵、粉碎、調(diào)漿后送入糊化、糖化鍋內(nèi)，嚴(yán)格按照啤酒生產(chǎn)的工藝曲線進(jìn)行升溫、保溫，并在酶的作用下，使麥芽等輔料充分溶解，再將麥汁與麥糟過(guò)濾分離。過(guò)濾后的麥汁經(jīng)煮沸、蒸發(fā)、濃縮以達(dá)到工藝要求的濃度，同時(shí)，在這個(gè)工藝過(guò)程中添加酒花，煮沸后的麥汁送入回旋沉淀槽中進(jìn)行 澄清 ，再經(jīng)過(guò)薄板冷卻至 7℃ ~8℃ 左右送入發(fā)酵罐。 原輔料預(yù)處理 在本設(shè)計(jì)中原料為 麥芽 ， 輔料 為大米，在原 輔料 處理階段主要 包括 麥芽 及水的選擇，原 輔料 的貯存及粉碎方式。 原輔料處理流程 與說(shuō)明 斗式提升機(jī) 斗式提升機(jī) 大米粉碎 至糖化 下料坑 立倉(cāng) 除雜機(jī) 麥芽干粉碎 4 圖 2 原輔料處理流程圖 將大米和 麥芽 分別用斗式提升機(jī)從下料坑提到立倉(cāng)，再將其提到除雜機(jī)中處理，然后將大米和 麥芽 用粉碎機(jī)粉碎，最后送至糖化。 麥芽 和大米的粉碎對(duì)啤酒質(zhì)量的好壞有直接影響。 水質(zhì)要求 啤酒中水的含量占 90%以上，因此水質(zhì)對(duì)啤酒口味的影響極大。國(guó)內(nèi)外的著名啤酒之所以質(zhì)量較好，其釀造用水的水質(zhì)優(yōu)良是原因之一，同時(shí)水也要用于洗滌、冷卻、消防和生活等各個(gè)方面。 釀造用水是指糖化用水、酵母洗滌用水以及高濃度釀造時(shí)的稀釋用水。釀造用水必須達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，一般由深井水經(jīng)改良處理而成。改良和處理的方法主要機(jī)械過(guò)濾、軟化處理、脫鹽處理等。 而冷卻用水，只要求干凈、硬度低、金屬離子含量少，一般的自來(lái)水即可達(dá)到要求。 輔料的貯存方式 本設(shè)計(jì)選用立倉(cāng)貯存麥芽和大米，目前國(guó)內(nèi)的貯存有散裝、袋裝和立倉(cāng)貯存三種方式。鋼筋混凝土所制立倉(cāng)具有一下優(yōu)點(diǎn)：容積利用高，容量大，傳 熱性小，節(jié)省勞動(dòng)力，殺菌方便。 由于麥芽和大米需注意防潮，故本設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土制立倉(cāng)貯存麥芽和大米。 原料粉碎 方法 麥芽在進(jìn)行糖化前，必須粉碎，粉碎后的麥芽，可溶性物質(zhì)容易浸出，也有利于酶的作用，使麥芽的不溶性物質(zhì)進(jìn)一步溶 解。 目前國(guó)內(nèi)啤酒廠麥芽和大米的粉碎方法有干法、濕法，都是為了增加原料的表面積，提高熱處理效果；增加物料流動(dòng)性，提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度。 干法粉碎：設(shè)備投資少，占地面積少。生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單靈活，粉碎程度易于控制，便于設(shè)備維修。且多采用粗碎和細(xì)碎兩級(jí)粉碎工藝，是麥芽及大米粉碎的理想選擇。 濕法粉碎：可獲得良好的過(guò)濾層，解決了粉塵的危害。另外，麥芽和大米經(jīng)過(guò)溫水浸泡，糖化時(shí)間可減少。但設(shè)備大，占地面積大，操作復(fù)雜，維修困難，粉碎程度不易控制，此外，其耗電量要比干法粉碎高出 8%－ 10%。 所以，本設(shè)計(jì)采用干法粉碎 。 5 粉碎機(jī)的選擇 啤酒廠粉碎麥芽和大米的方法有輥式粉碎機(jī)和濕式粉碎機(jī)。由上面可知，我們采用的是干法粉碎，所以濕式粉碎機(jī)就不考慮了。輥式粉碎機(jī)常用的有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等。 兩輥式粉碎機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)為兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒。工作時(shí)，裝在兩輥之間的物料由于輥筒對(duì)物料的摩擦作用而被拖入兩輥的間隙中被粉碎。兩輥式粉碎機(jī)制造簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。 四輥式粉碎機(jī)由兩對(duì)輥筒和一組篩子所組成。原料經(jīng)第一對(duì)輥筒粉碎后，由篩選裝置分離出皮殼排出，粉碎再進(jìn)入第二對(duì)輥筒粉碎。 五輥式粉碎機(jī)前 三個(gè)是光棍，組成兩個(gè)磨碎單元；后兩個(gè)輥筒是絲輥，單獨(dú)成一磨碎單元。通過(guò)篩選裝置的配合，可以分離出細(xì)粉、細(xì)粒和皮殼。該機(jī)性能很好，在啤酒加工過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)可以應(yīng)用于各種麥芽。 六輥式粉碎機(jī)性能與五輥式相同。它由三對(duì)輥筒組成，前兩對(duì)用光棍，主要以擠壓作用粉碎原料，可以使得生物質(zhì)原料的皮殼不至粉碎得太細(xì)而影響后一工序的操作。第三對(duì)輥筒用絲輥，將篩出的粗碎粉碎成細(xì)粉和細(xì)粒，有利于糖化時(shí)充分浸出有用物質(zhì)。 根據(jù)上面的內(nèi)容，我們對(duì)麥芽粉碎采用六輥式粉碎機(jī)，對(duì)大米粉碎采用兩輥式粉碎。 原料輸送設(shè)備的選擇 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，輸送的方式有兩種：一種是機(jī)械輸送，利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)輸送物料；另一種是氣力輸送，借助風(fēng)力輸送物料。我們選擇機(jī)械輸送，因?yàn)闅饬斔团c機(jī)械輸送相比要求動(dòng)力較大，且不適合間歇操作。 在機(jī)械輸送中，用于輸送固體原料的主要有帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)。在這些輸送機(jī)中，只有斗式提升機(jī)用于物料從低的地方提升到高的地方。所以，我們?cè)谳斔望溠亢痛竺椎臅r(shí)候選擇斗式提升機(jī)。 麥芽汁的制備 糊化 輔料需先在糊化鍋中煮沸糊化，然后再與麥芽粒一起進(jìn)行糖化。輔料的淀粉顆粒在溫水中吸水 膨脹，當(dāng)液溫升到 70℃ 左右時(shí)，顆粒外膜破裂，內(nèi)部的淀粉呈糊狀物溶出而進(jìn)入液體中，使液體黏度增加。如果對(duì)淀粉糊繼續(xù)加熱，那么淀粉長(zhǎng)鏈斷裂變成短鏈的糊精，糊狀淀粉成為半透明的均質(zhì)膠體。又糊狀淀粉變成可流動(dòng)的糊精的過(guò)程，稱為液化。在糊化大米時(shí)，可按 100kg 6 大米加入 20kg 的麥芽，利用麥芽中的酶使大米中的淀粉有一定程度的分解，以加速糖化酶作用，同時(shí)也可降低糊化醪的黏度。 糖化 糖化是利用麥芽自身的酶（或外加酶制成劑代替部分麥芽）將麥芽和輔料中不溶性的高分子物質(zhì)分解成可溶性的低分子物質(zhì)等的麥汁制備過(guò)程 。 整個(gè)過(guò)程主要包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解， β－葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。麥芽自身的酶 含量豐富足以用于糖化。在我們的設(shè)計(jì)中糖化是利用 麥芽自身的酶 。 糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、雙醪煮出糖化法三種方法。 生產(chǎn)淡色啤酒，一般采用二次煮出糖化法。這個(gè)方法的特點(diǎn)是在糊化鍋中前后進(jìn)行過(guò) 2 次煮沸操作，第 1 次是將輔助原料在糊化鍋中煮沸糊化，然后再進(jìn)入糖化鍋糖化。煮沸糊化的目的是使糖化時(shí)糖化酶充分發(fā)揮作用。第2 次煮沸的