【正文】 .....32參考文獻(xiàn) .................................................................33附 錄 ...................................................................34致 謝 ..................................................................36黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 0 第 1 章 緒 論 啤酒行業(yè)簡介啤酒是以大麥和其它谷物為原料，并加少量酒花，采用制麥芽、糖化、發(fā)酵等其它工藝釀制而成的。是一種含有少量酒精和充足二氧化碳、具有酒花香和爽口的苦味、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的低度釀造酒 [1]。我國啤酒的正規(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，使我國的啤酒生產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。至八十年代，我國經(jīng)濟(jì)快速增長，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，啤酒的銷量潛力巨大。啤酒品種不斷增多，質(zhì)量不斷提高，滿足了消費(fèi)需求不斷增長的需要。特別值得提出的是，隨著人們生活水平的不斷提高，近幾年來，人們對中高檔啤酒的需求量逐漸增大。冬天啤酒的銷售量也逐年上升，啤酒銷售的淡旺季逐漸縮小 [2]。當(dāng)前，雖然啤酒產(chǎn)量增長速度減緩，但發(fā)展前景依然十分廣闊。在 2021 年，中國成為世界第一啤酒大國，中國啤酒工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)將發(fā)揮更加重要的作用，并對世界啤酒工業(yè)產(chǎn)生越來越大的影響。 生產(chǎn)規(guī)模啤酒廠年產(chǎn)量為 5 萬噸廠建設(shè)采取統(tǒng)一的規(guī)劃布局，規(guī)范化建設(shè)，科學(xué)化管理，規(guī)?；a(chǎn)，一體化經(jīng)營，完全采用現(xiàn)代化企業(yè)管理模式將逐漸形成規(guī)模。本項(xiàng)目從立項(xiàng)到施工達(dá)產(chǎn)驗(yàn)收，共需 2 年。 設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)說明書、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和車間平面布置說明。說明書主要由工藝流程、配方、物料和熱量的衡算、設(shè)備計(jì)算、選型和設(shè)計(jì)圖紙等。 廠址的選擇本廠根據(jù)工農(nóng)結(jié)合、城鄉(xiāng)結(jié)合、有利生產(chǎn)、方便生活的原則，選定廠址位于通河縣鎮(zhèn)北經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。于該地建廠有以下好處：（1）該地為農(nóng)作物高產(chǎn)區(qū)，原料及輔料供應(yīng)充足。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 （2）該地交通十分便利，對于產(chǎn)品的內(nèi)銷和出口運(yùn)輸都十分有利。（3）選廠址地形平坦、地形簡單、整齊。（4）該廠靠近水源、電源，附近有熱電廠。（5）該廠房建設(shè)在城市中心風(fēng)向的下游以免污染城市空氣。（6）工廠所排除的廢物能夠得到及時(shí)處理，有較大的排污空間 [3]。 項(xiàng)目實(shí)施的意義本設(shè)計(jì)采用合理的加工技術(shù)，大力的挖掘當(dāng)?shù)仄【粕a(chǎn)的潛力，有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)仄【粕a(chǎn)工業(yè)的興起。同時(shí)合理地選擇廠址，并根據(jù)銷售狀況，靈活調(diào)整生產(chǎn)能力，嚴(yán)格質(zhì)量管理。開拓城市市場和農(nóng)村市場，可以避免工廠的一些虧損情況，把該項(xiàng)目做好 [4]。從總體上看，本啤酒廠項(xiàng)目的實(shí)施具備有良好的政策環(huán)境，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)符合國家的工業(yè)化調(diào)整政策，有利于加速地方的工業(yè)化進(jìn)程。本項(xiàng)目有利地利用當(dāng)?shù)刭Y源及能源，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，并采用先進(jìn)的加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，面向廣大農(nóng)村和城市市場，從而達(dá)到農(nóng)業(yè)增收、企業(yè)增值、國家增稅，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多重效益。本文主要設(shè)計(jì)小型啤酒廠糖化及發(fā)酵車間。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 第 2 章 設(shè)計(jì)說明書本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)按照國家要求投資小、產(chǎn)出大、見效快的原則，盡可能使建筑設(shè)施、能源（水、電、汽）在設(shè)計(jì)時(shí)與治理三廢、環(huán)保、消防同步進(jìn)行。 規(guī)模及生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)項(xiàng)目：年產(chǎn) 50000t11176。啤酒廠生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)模：淡季日產(chǎn) 100t,旺季日產(chǎn)：166t成品：11176。淡色啤酒 產(chǎn)品質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)（1）產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感官指標(biāo)： 透明度 清涼透明，無明顯懸浮物和沉淀物 濁度（保質(zhì)期）/EBC 單位 ≤ 形態(tài) 泡沫潔白細(xì)膩，持久掛杯 泡持性/s ≥210s 色度/EBC 單位 ～ 香氣和口味 明顯有酒花香氣，口味純正，爽口，酒體協(xié)調(diào)，無異香、異味理化指標(biāo)： 酒精含量/% ≥ 原麥汁濃度/% 14177。 總酸含量/L1 ≤ 二氧化碳含量/% ≥ 雙乙酰含量/mgL1 ≤（2）產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：衛(wèi)生指標(biāo)按 GB2758 執(zhí)行產(chǎn)品用途：廣泛用于食品及餐飲行業(yè) [5]。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 GB191 包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB2758 發(fā)酵酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB4544 啤酒瓶～ 食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 微生物學(xué)部分GB4928 啤酒實(shí)驗(yàn)方法GB5739 啤酒塑料周轉(zhuǎn)箱GB6543 瓦楞紙箱GB10344 飲料酒標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)GB492791 啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量特征：富有潔白、細(xì)膩又持久的泡沫，悅目明快的色澤，酒液清涼，飲后有爽口和醇厚感 [6]。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 第 3 章 工藝流程 啤酒釀造工藝流程圖圖 31 啤酒釀造工藝流程圖 工藝要點(diǎn) 粉碎大米、麥芽在進(jìn)行糊化和糖化前首先經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎，粉碎雖是簡單的機(jī)械過程，但粉碎程度對糖化的生化變化，對麥汁的組成成分，對麥汁的過濾速度及原料的利用率都是非常重要的。（1）粉碎使原料表面積增加，與水接觸面積增加，糖化時(shí)間減少，收得率增加。（2）麥芽可粉碎成麥皮、粗粒、細(xì)粒、粗粉、細(xì)粉五個(gè)組分。（3）要求麥芽皮殼破而不碎，胚乳部分盡可能細(xì)一些。 糖化、糊化糊化：大米粉碎后，加到糊化鍋中，加入溫水，在一定的溫度下(45 ℃)，淀粉在水中溶漲、分裂，形成均勻糊狀溶液，制成液化完全的醪液，再加入糖化鍋中與麥芽一起糖化。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 糖化：麥芽經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆鬯楹?，加到糖化鍋?nèi)，加入溫水，在一定的溫度下(50℃），利用麥芽本身的酶，將麥芽及大米中的淀粉水解成麥芽糖等糖類，將蛋白質(zhì)分解成酵母易于發(fā)酵利用的氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，這一過程就是糖化過程。 麥汁過濾糖化結(jié)束后，將糖化醪液泵送到過濾機(jī)，把麥芽汁與麥糖分離出來，得到澄清的麥芽汁。（1）糖化工序結(jié)束后，意味著麥芽汁已經(jīng)形成。采用過濾方法盡快將麥汁和麥糟分離。過濾的好壞，對麥汁的產(chǎn)量和質(zhì)量有重要的影響。（2）麥汁過濾分為過濾和洗槽兩個(gè)操作過程。（3）過濾的目的是獲得清涼的麥汁和較高的麥汁收得率。（4）要求麥汁過濾速度正常，過濾應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，麥汁低吸氧，具有正常的色、香、味。 高溫煮沸煮沸在煮沸鍋中進(jìn)行。使多余的水分蒸發(fā)，使麥芽汁濃縮到規(guī)定濃度；使酒花有效成分溶入麥汁中；賦予麥汁獨(dú)特的酒氣香氣和爽口的苦味；使麥汁中可凝固蛋白質(zhì)凝固析出，以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；破壞全部的酶活性，麥汁進(jìn)行滅菌，以獲得定型的麥汁。煮沸要求適當(dāng)?shù)闹蠓袦囟?，分批添加酒花，在預(yù)定煮沸時(shí)間內(nèi)，使麥汁達(dá)到規(guī)定濃度，保持有明顯酒花香味和柔和的苦味，以保證成品啤酒有光澤、風(fēng)味好、穩(wěn)定性高。煮沸時(shí)間 70～90min，麥汁的煮沸強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到 8%～10%。 澄清冷卻麥汁進(jìn)入冷卻器中冷卻，冷卻至 10℃左右便接種啤酒酵母進(jìn)行發(fā)酵。（1）麥汁煮沸定型后，必須立即進(jìn)行冷卻，使溫度適合酵母發(fā)酵的需要。（2）要求冷卻時(shí)間短，麥汁無細(xì)菌，并且不混濁，沉淀損失少，操作簡單，可減少人力。（3）本工藝采用“下面”酵母發(fā)酵，因此麥汁溫度應(yīng)冷卻至 4～8℃。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 加入酵母發(fā)酵麥芽汁經(jīng)過冷卻后，加入啤酒酵母和無菌空氣，輸送到發(fā)酵罐中，開始發(fā)酵。發(fā)酵主要是利用啤酒酵母將買芽汁中的買芽糖轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳，并產(chǎn)生各種風(fēng)味物質(zhì)，經(jīng)過一定的發(fā)酵周期后，成為成熟的發(fā)酵液，也稱“嫩啤酒” 。用上面酵母的發(fā)酵溫度 10～25℃，需時(shí) 5～7 天 [710]。 硅藻過濾發(fā)酵液成熟后，經(jīng)過離心及多重過濾，去掉發(fā)酵液中的酵母、大分子的蛋白質(zhì)，成為晶瑩、清澈的酒精，再經(jīng)巴氏滅菌制成熟啤酒，才可以進(jìn)行罐裝。 包裝成品啤酒包裝是啤酒生產(chǎn)的最后過程，啤酒包裝過程對啤酒質(zhì)量和外觀有直接影響，包裝過程應(yīng)盡量減少二氧化碳的損失和氧氣的攝入。啤酒包裝可根據(jù)市場需要選擇各種包裝形式，常見的有玻璃瓶裝、易拉罐裝及桶裝 [11]。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 第 4 章 工藝計(jì)算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn) 5 萬噸 11176。淡色啤酒生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)表 41 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目 名稱 百分比（%）無水麥芽浸出率 75無水大米浸出率 95原料利用率 麥芽水分 5定額指標(biāo)大米水分 10麥芽 70原料配比大米 30冷卻損失 4發(fā)酵損失 1裝瓶損失 2過濾損失 啤酒損失率（對熱麥汁）總損失 根據(jù)表 41 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行 100kg 原料生產(chǎn) 11176。淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行 100L 11176。淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行 5 萬噸/年啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算 [12]。 100kg原料的物料衡算100kg 原料（70%麥芽，30%大米）生產(chǎn) 11176。淡色啤酒的物料衡算黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 （1）熱麥計(jì)算 根據(jù)表 1 可得到原料收得率分別為：麥芽收率為：(1005)247。100=%大米收率為：(10010)247。100=%混合原料收得率為：（%+%）%=%由上述可得 100kg 混合料原料可制得的 11176。熱麥汁量為：247。11%=(kg)查資料知 11176。麥汁在 20℃時(shí)的相對密度為 ，而 100℃的麥汁比 20℃的麥汁體積增加 倍，故熱麥汁（100℃）體積為： 247。=(L) （2）冷麥汁量為：()=(L)（3）發(fā)酵液量為：()= (L)（4）過濾酒量為：()= (L)（5）成品啤酒量為：()=(L) 100L啤酒的物料衡算生產(chǎn) 100L11176。淡色啤酒的物料衡算，根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg 混合原料可生產(chǎn) 11176。淡色成品啤酒 ，故可得以下結(jié)果：（1）生產(chǎn) 100L11176。淡色啤酒需耗混合原料量為：（100/）100=(kg)（2）麥芽耗用量為：70%=(kg)（3）大米耗用量為：=(kg)（4）酒花耗用量：對淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為 % 即每 100 升熱麥汁添加 ，故為：（）100%=(kg)（5）熱麥汁量為：（）100= (L)（6）冷麥汁量為：（）100=(L)（7）濕糖化糟量 設(shè)濕麥芽糟水分含量為 80%，則濕麥芽糟量為： [()()]/()=(kg) 是麥芽水分含量， 是無水麥芽浸出率。濕大米糟量為：[()()]/()=(kg) 為大米水分， 是大米無水浸出率。故濕糖化糟量為：+=(kg)（8）酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，則酒黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 花糟量為：[()]/()=(kg)（9）發(fā)酵液量為： 100(L)（10）過濾酒量為：100(L)（11）成品啤酒量為: ()=100 (L)（12）二氧化碳量：11176。P 的冷麥汁量 中浸出物：11%= 本設(shè)計(jì)中麥汁真正發(fā)酵度為 55%，則可發(fā)酵的浸出物量為 55%=(L) 每次糖化的物料衡算 50000t/a 11176。淡色啤酒每次糖化的物料衡算，生產(chǎn)的時(shí)間定為：4 月至 9 月為生產(chǎn)的旺季，每天糖化 8 次，每個(gè)月生產(chǎn) 28 天，10 月至次年 3 月為生產(chǎn)的淡季，每天糖化 6 次，每個(gè)月生產(chǎn) 22 天，則全年的總糖化次數(shù)為： 8286+6226=1344+924=2136 次由以上設(shè)計(jì)中可得出 100kg 原料可得成品啤酒 （L） ，而 11176。啤酒的密度為ρ=1012kg/m 3。則 啤酒質(zhì)量 M== 由此可得：年產(chǎn) 5 萬噸啤酒所需的原料量為 5107100/=106kg（1）每次糖化的原料量為: 混合原料: 106/2136=(kg) 麥芽: =(kg) 大米: =(kg)（2）熱麥汁量: ()=(L)（3）冷麥汁量: ()=(L)（4）濕麥糟量: ()（）/()=(kg)（5）濕米糟量: ()()/()=(kg)（6）總麥糟量: +=(kg)（7）酒花用量: %=(kg)（8）濕酒花糟量: (140%)/(180%）=(kg)（9）發(fā)酵液量： （）=（L）（10）過濾酒量： （）=（L）黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 （11）成品酒量： （）=（L）把述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整