【正文】 麥汁冷卻耗冷量 Q1?????????????? 24 發(fā)酵耗冷量 Q2???????????????? 24 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q2??????????? . 24 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 Q2″??????? 24 發(fā)酵總耗冷量 Q2?????????? ..? 25 每酵用冷媒耗量 Q0?????????? ..? 25 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量） M2 ?????? ?? 25 第五章 發(fā)酵罐的設(shè)計與選 型????????????? 25 發(fā)酵罐體積的確定 ?????????????? 25 發(fā)酵罐數(shù)量的確定?????????????? 26 發(fā)酵罐材料的選擇 ??????????????? . 26 發(fā)酵罐圓柱體部分壁厚確定??????????? 26 標準橢圓封頭壁厚算 ???????????? 27 罐底錐形封頭的設(shè)計型 ?????????? 27 5 進料管及排酒管的 直徑與型 ????????? 27 冷媒進出管 ???????????????? 28 發(fā)酵罐夾套的選取 ?????????????? 29 CO2排出管及 CIP 清洗管 ??????????? 30 其他選型 ????????????????? 30 總結(jié) …………………………………………………… . 32 參考文獻 ……………………………………………… 33 6 第一章 緒 論 設(shè)計選題的目的 目前，世界上啤酒市場的競爭日益激烈，廣大消費者對啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求 也越來越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。對發(fā)酵過程及其設(shè)備選型進行了較為詳細的探討。本設(shè)計內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設(shè)備選型的計算及重點設(shè)備選型及計算。 1 前 言 本設(shè)計為順應(yīng)近幾年來啤酒工業(yè)飛速發(fā)展的需求，在啤酒工藝成熟的基礎(chǔ)上，同時體現(xiàn)了啤酒釀造的新工藝，為企業(yè)的開源節(jié)流提供了新的依據(jù)。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面發(fā)酵法。 關(guān)鍵詞：啤酒工藝；設(shè)備選型；技術(shù)經(jīng)濟；發(fā)酵；糖化；發(fā)酵罐 . 2 目錄 第一章 緒 論????????????????? 6 設(shè)計選題的目的????????????? 6 設(shè)計工作的意義????????????? 6 課題研究內(nèi)容及方法???????????? 6 設(shè)計依據(jù)?????????? ?????? 6 設(shè)計范圍???????????????? 6 指導(dǎo)思想?????????? ?????? .6 工藝選擇?????????????????? 6 設(shè)備的選擇????????????????? 7 第二章 啤酒工藝選擇與論證???????????? 7 啤酒原料????????????????? 7 釀造用水??????????????? 7 麥芽 ?????????????????? . 7 酒花?????????????????? 7 輔料????????????????? 7 酵母???????????????? 8 麥汁制備????????????????? . 8 麥芽及輔料的粉碎理論????????? .. 8 麥芽的粉碎??????????????? 8 輔料的粉碎??????????????? 8 糖化工藝的選擇與論證 ?? ?? ????? 8 3 麥汁過濾??????????????????? 9 麥汁過濾的基本要求及技術(shù)指標? ?????? 9 麥汁過濾方法及影響因素???? ?????? 9 麥汁煮沸??????????????????? 9 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點??? ?????? . 9 麥汁煮沸工藝???????????????? 10 麥汁后處理?????????????????? 10 熱凝固物及 冷凝固物的分離?????????? 10 麥汁的冷卻??????????? ?????? 10 麥汁的充氧????????????????? . 10 啤酒發(fā)酵的工藝論證?????????????? 10 啤酒酵母???????????? ?????? 10 啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制?????? ?????? 11 啤酒發(fā)酵工藝????????????????? 12 啤酒發(fā)酵方法的選擇????????????? 15 酵母的添加與回收???????????????? 17 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制??????????????? 17 啤酒過濾??????????????????? 17 啤酒過濾理論??????????????? . 17 啤酒過濾方式的選擇與論證????????? 17 啤酒的包裝????????????????? 18 第三章 物料衡算?????????????????? .? 18 4 物料衡算的意義????? ?????????? 18 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?????????????? 18 100 ㎏原料生產(chǎn) 11176。因而，很有必要將這方面的計劃 加以科學(xué)地總結(jié)和分析以推動啤酒產(chǎn)品多樣化在廣度和深度上的健康發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，飲食消費結(jié)構(gòu)的不斷改變，啤酒已進入了千家萬戶。是根據(jù)教學(xué)的實際需求來選定的。 課題研究內(nèi)容及方法 設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計是根據(jù)四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院生物工程 布置的課程設(shè)計任務(wù)書要求來進行設(shè)計的。 工藝選擇 ，先進的技術(shù)和設(shè)備。 第二章 啤酒工藝選擇與論證 啤酒 原料 釀造用水 水是啤酒釀造最重要的原料，釀造水被稱為“啤酒的血液”。啤酒釀造用水中含有10~15 mg/L Mg 已經(jīng)足夠，過高會使啤酒變的干，苦味重。麥芽還應(yīng)有新鮮稻草香味，不應(yīng)有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。 大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點是價格低廉，蛋白質(zhì)、多酚物質(zhì)和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設(shè)計采用大米作為輔料，生產(chǎn)出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細膩、酒花香突出，非生物穩(wěn)定性好等特點。本設(shè)計設(shè)計的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。因為濕法粉碎有表皮比較完整，從而獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害，過濾時間短，糖化效果好，麥芽汁清亮，對溶解不良的麥芽可提高其浸出率，適合比較高的投料量等優(yōu)點。 糖化工藝的選擇與論證 利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、 pH 值、時間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)，這個分解過程稱為糖化。 1．糖化方法 麥芽的糖化方法通?？煞譃橹?出糖化法和浸出糖化法，其中煮出糖化法又分為一次、二次和三次煮出糖化法。故不采 9 用。 三次糖化法原料利用率高，利于酶的作用，適用于濃色啤酒，耗熱能多，生產(chǎn)周期長，故不采用。技術(shù)指標應(yīng)保證過濾的麥汁達到生產(chǎn)所需要的質(zhì)量要求，盡可能多地獲得澄清麥汁，提高生產(chǎn)率，減少對環(huán)境的污染。 過濾槽法過濾麥汁是通過篩分效應(yīng)，濾層效應(yīng)和深層過濾效應(yīng)三方面的作用而進行的。 啤酒廠商用的煮沸鍋有內(nèi)加熱式煮沸鍋、外加熱式煮沸鍋、低壓 煮沸過和連續(xù)流動式麥汁煮沸器，本設(shè)計采用內(nèi)加熱式煮沸鍋。 麥汁煮沸工藝 內(nèi)加熱式麥汁煮沸鍋又可分為常壓煮沸和低壓煮沸，本設(shè)計采用常壓煮沸工藝。煮沸的主要作用：⑴滅酶和殺菌；⑵蛋白質(zhì)變形和絮凝；⑶浸出酒花中物質(zhì)；⑷排除麥汁異雜臭氣。 麥汁在冷卻過程中會形成冷凝固物，并逐漸沉淀下來，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮選法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮選法是麥汁在去除熱凝固物后，通入無菌空氣就會吸附在細密的小氣泡上，隨氣泡升至液面，并加以除去。 麥汁冷卻 有一段式和兩段式兩種冷卻方式 .本設(shè)計采用三段式冷卻方式，其優(yōu)點是利于酵母的沉降，溫差會有利于醪液的對流。酵母是單細胞 11 真核生物，外層由厚的細胞壁和細胞膜所包囊；細胞質(zhì)內(nèi)有許多細胞器，有細胞核、線粒體、微體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、核糖體等，還存在作為能源的糖原，脂質(zhì)及多磷酸鹽等物質(zhì)。啤酒工廠從單細胞分離得到一個酵母細胞，經(jīng)鑒定確認為是本廠生產(chǎn)用的優(yōu)良菌株，然后經(jīng)過若干次擴大培養(yǎng)，最后制備成 1013— 1014 個細胞 /ml 后供發(fā)酵用。二者形態(tài)上存在明顯的差別。 2. 麥汁組分。 6. 后酵（或雙乙酰還原）條件選擇。 上述諸方面的控制技術(shù)，不但影響發(fā)酵工藝過程，而且深刻影響啤酒風味物質(zhì)的代謝。②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細致，風味柔和，保存期較長。 前發(fā)酵時間，隨接種溫度 、接種量變化。由于有機酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少，PH 下降迅速。此階段大量釋放出發(fā)酵廢熱 ，必須進行冷卻 ，以保持最高發(fā)酵溫度 。 P 時，發(fā)酵緩慢，泡沫消失 ，逐步形成泡蓋。可發(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，發(fā)酵速度愈快。二氧化碳含量一般為 ～ （ w/wl 左右） ⑤ PH 值的變化 : 冷麥汁 PH 一般為 ～ ，隨發(fā)酵進程而逐步降低， PH 值的下降主要由于發(fā)酵過程中，二氧化碳和有機酸和二氧化碳的形成。 此時酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。 ③在較長的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹脂等。 ②減少啤酒的不成熟味覺加快啤酒成熟。 貯酒室采用冷風冷卻，鼓風機設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對流方式，以節(jié)省動力消耗。 澄清的目的是使過濾時順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。 －多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。 。單釀罐一般的 D： H=1:～ 6。冷卻夾套的單釀罐內(nèi)一般分三段：上段距發(fā)酵液面 15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座 15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。 ③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝： ⑴進罐方法 采用直接進罐方 法。 ⑶主發(fā)酵溫度 采用低溫發(fā)酵 ⑷ VDK 還原 在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱 VDK 還原階段。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循環(huán)使用五代。塔式系統(tǒng)對酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而 16 且要求凝聚性強。從實際情況出發(fā)，故本設(shè)計不采用此法。發(fā)酵三天左右，當酵母升至液面時，為發(fā)酵旺盛階段，此時應(yīng)開始降低液溫，可采用 12~14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時立即撇去，發(fā)酵 4~6 天即行結(jié)束。 E、上面發(fā)酵一般不采用 后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充 CO2，使達到飽和。 下面發(fā)酵的特點 ①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。一罐法工藝有以下優(yōu)點：清洗消耗少，因為只有一個容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時 CO2 損失少；酒損少，因為沒有了管道中殘酒的損失；所需的工作時間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。 常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實際生產(chǎn)中需要注意一下幾個方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二 是液氨工作壓力較高，且滲透性很強，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計采用間接冷卻方式。 啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)工序。 18 啤酒的包裝 啤酒的包裝形式有瓶裝、易拉罐裝和桶裝三種形式，本設(shè)計生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。啤酒包裝的基本功能有以下幾點。美觀大方的包裝造型、生動形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價值。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 31 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進行 100kg 原料生產(chǎn) 11176。 100=% 原料大米收得率為： (10011)247。 P 麥汁在 20℃時的 密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 倍。 P 淡色啤酒約 ，故可得下述結(jié)果： (1)生產(chǎn) 100L11176。 P 冷麥汁 中浸出物量為： 11% = 設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為 80%，則可發(fā)酵的浸出物量為： 80%= 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22