【正文】 ....................................... 37 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 1 1 緒論 啤酒的起源 啤酒的淵源可以追溯到人類文明的搖籃，東方世界的兩河 流域底格里斯河與幼發(fā)拉底河、尼羅河下游和九曲黃河之濱。至八十年代，我國經(jīng)濟快速增長，啤酒產(chǎn)業(yè)也得了空前的發(fā)展，并迅速成為了一個啤酒大國。最后畫上工藝流程圖和全廠平面布置圖。 根據(jù)啤酒的色澤分類 啤酒色澤是啤酒質(zhì)量的一項重要指標 ， 按色度的深淺可將啤酒分為三類 。P； 全啤酒 ， 原麥汁濃度 11~14176。 多為瓶裝或罐裝 ， 保質(zhì)期可達 180 天 。 （ 6） 純生啤酒 純生啤酒即生啤酒 。 廠址地形宜平坦，地面傾斜坡度最好不超過 3% ,便于廠區(qū)運輸線路布置，并盡可能減少土方工程量。 有一定供電條件，滿足生產(chǎn)需要。 廠址不宜選在有礦產(chǎn)地區(qū)、有古跡文物地區(qū)。 南沙全年以東南風為最多，其次是北風，年平均靜風頻率為 %。 平面緊湊： 必須按設(shè)計任務(wù)書和選擇廠址報告進行設(shè)計，按不同的規(guī)模和類別結(jié)合周圍環(huán)境，布置上力求緊湊，節(jié)約用地。 感官要求： 表 31 感官要求 項目 優(yōu)級 一級 二級 外觀 透明度 清亮透明，允許有肉眼可見細微懸浮物和沉淀物（非外來異物） 濁度 ,EBC≤ 泡沫 形態(tài) 泡沫潔白細膩持久掛杯 泡沫較潔白細膩，較持久掛杯 泡沫尚潔白，尚細膩 泡持性， s≥ 瓶裝 200 170 120 聽裝 170 150 香氣和口味 有明顯的酒花香氣，口味純正，爽口，酒體協(xié)調(diào)，柔和，無異香，異味。 P 〔 〕 〔 〕 176。 P X－ 總酸 mL/100mL≤ 大于、等于 176。了解這四種原料的特性及其對工藝的影響，是對其進行加工處理的前提，只有這樣才能有針對的進行工藝控制。 按大麥籽粒在麥穗上斷面分配形態(tài)，可分為六棱大麥、四棱大麥和二棱大麥。②提高啤酒泡沫的持久性。在啤酒釀造過程中，酵母是魔術(shù)師，它把麥芽和大米中的糖分發(fā)酵成啤酒，產(chǎn)生酒精、二氧化碳和其他微量發(fā)酵產(chǎn)物。 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 大米 → 粉碎 → 糊化 ← 水 ↘ ↓ 大麥 → 麥芽 → 粉碎 → 糖化 ↓ 水 → 過濾 → 麥糖 ↓ 酒花或其制品 → 煮沸 ↓ 酒花分離 → 酒花糖 ↓ 廢酵母 酵母 澄清 → 熱凝固物 ↖ ↓ ↓ 后發(fā)酵 ← 主發(fā)酵 ← 前發(fā)酵 ← 冷卻 → 冷凝固物 清洗 ← 空瓶或空罐 裝酒 → 滅菌 → 瓶裝或罐裝啤酒（熟啤酒） ↗ 過濾 ↘ 裝酒 → 滅菌 → 桶裝啤酒（熟啤酒） 刷洗和滅菌空桶 灌裝 成品啤酒（純生啤酒） 圖 31 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 11 生產(chǎn)的工藝要點 啤酒的生產(chǎn)主要包括麥芽制備、麥汁制造、發(fā)酵、后處理及包裝四大工序，每一個部分都很重要。 （ 4）發(fā)芽 大麥經(jīng)過浸漬，吸收了一定的水分，使麥粒脫離休眠狀態(tài)，在適當?shù)臏囟群统渥愕目諝鈼l件下，使之生成新鮮麥芽的過程被稱之為發(fā)芽。麥汁制造過程包括：原料的糊化、糖化，糖化醪的過濾，混合麥汁加酒花煮沸，麥汁處理 — 澄清、冷卻、通氧等一系列物理學、化學、生物化學的加工過程。糖化過程是一個非常復雜的生化過程。所謂前發(fā)酵，實際上是接種酵母泥處于休眠階段（芽生率 0％），酵母和麥汁接觸后，有較長生長滯緩期，才能進入出芽繁殖細胞濃度達到 2107個 /ml 時，發(fā)酵麥汁表面開始起沫，此階段為前發(fā)酵。較合理的工藝是聯(lián)合方式處理，硅藻土法與離心分離法常作粗濾，板式過濾法和微孔薄膜過濾法作精濾。 P 熱麥汁量為： （ 247。設(shè)旺季每天糖化 6 次，淡季每天糖化 4次，每年總糖化次數(shù)為 1500 次。 c 米醪 （ 100t0） ① 計算米醪的比熱容 c 米醪 ，根據(jù)經(jīng)驗公式 c 谷物 =[（ 100W） c0+]進行計算。 （ 3）熱損失 Q2， 3 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次消耗熱量的 15%，即： Q2， 3=15%（ Q2， 1+Q2， 2） 由上訴結(jié)果得： Q2=（ Q2， 1+Q2， 2） =（ 106+ 106） = 106（ kJ） 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 19 第二次煮沸前混合醪升溫至 70℃的耗熱量 Q3 按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸前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 t0. （ 1） 糖化鍋中麥醪的初溫度 t 麥醪 已知麥芽粉的初溫度為 18℃，用 50℃的熱水配料，則麥醪溫度為： 2Wm c 1t4 6 . 6 7 (8 m c 0m)5c? ? ???麥 芽 麥 芽麥 醪 麥 醪麥 醪℃ （ 2） 米醪的中間溫度 t 根據(jù)熱量橫算，且忽略熱損失，米醪與麥醪并和前后的焓不變，則米醪的中間溫度為： m c t m c tmct ? ?混 合 混 合 混 合 麥 醪 麥 醪 麥 醪米 醪 米 醪 其中，米醪的比熱容 ： 2Wm c m cm1 2 9 5 4 1 . 7 1 4 5 3 3 9 4 . 1 81 2 9 5 4 9c4 5 3 3?? ? ???? 麥 芽 麥 芽麥 醪麥 醪 = [kJ/(kg下面以目前我國應(yīng)用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進行 150000t/a 啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算。 根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即： ntt Q ?? 工藝耗冷量 Qt 麥汁冷卻耗冷量 Q1 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 23 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方 法。每天單罐降溫耗冷量為 ： Q02=4mc1[6（ 1） ]=4 7= (kJ) 工藝要求此過程在 2 天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝 個錐形罐）： Q22=（ ） /(24 2)=(kJ/h) （ 3）發(fā)酵總耗冷量 Q2 Q2=Q21+Q22=+=(kJ/h) （ 4） 每罐用冷媒耗冷量 Q0 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 24 Q0=Q01+Q02= 106+= 106kg/h 酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量 Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復使用 5— 7 次。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn) 15 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在 16000380000kJ/t 啤酒之間，若在南方亞熱地區(qū)設(shè)廠，可取高值。 糊化目的 為糖化更好的做準備，以及為以后釀造做準備。因此，糖化的任務(wù)是在經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)上，保證麥芽汁的組成能適合酵母的繁殖并順利的進行發(fā)酵，而且要考慮啤酒的典型和類型上的要求 [7]。 由中述條件，可得無菌水用量為： mw′ =103100 6 % 3=18558(kg/d) 式中 103100—— 糖化一次的冷麥汁量（ kg） 每班無菌水量： mw= mw′ /3=18558/3=6186(kg/每班 ) 假無菌水冷卻操作在 2h 小時內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為： Q3=[mwcm(twtw′ )]/ τ =[6186 (301)]/2=(kg/h) 每罐用于酵母洗滌的耗冷量： Q3=[GwGm(twtw′ )]/ =[6186 (301)]/ = (kJ) 式中 —— 每班裝罐 罐 酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4 根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為 12d，即 288h。 K),工藝要求在 1h 小時內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為： ? ?116c2m t tτ ( 94 6)1Q39 .21 1 0 kJ / h????? ? ??（ ） 式中 t1和 t2—— 分別表示 麥汁冷卻前后溫度（℃） τ —— 冷卻操作過程時間（ h） 根據(jù)設(shè)計結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝 4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： Qf=4Q1=4 106= 106 (kJ) 發(fā)酵耗冷量 Q2 （ 1）發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q21，假定麥汁固形均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵房熱量為。主發(fā)酵時間 6 天； 4 鍋麥汁裝 1 個錐形發(fā)酵罐； 12176。 100=83295 （ kg） 故 Q5= m 洗槽 cW（ 8018） =83295 62= 107(kJ) 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 Q6=Q6,1+Q6,2+Q6,3 （ 1） 麥 汁升溫至沸點耗熱量 Q6， 1 由 糖 化物料衡算 表 可知， 100kg 混合原料可制得熱麥汁量為 574kg 熱麥汁，并設(shè) 過濾完畢的溫度為 70℃， 則進入煮沸鍋的麥汁量為 ： m 麥汁 =18510 574247。 K） ] c 大米 =[（ 10013） + 13]=[kJ/(kg淡色啤酒的密度為 1012kg/m3 ,實際年生產(chǎn)啤酒 151800t 糖化車間 熱量衡算 以下對糖化過程各步驟 作的熱量分別進行計算： 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 17 圖 41 糖化工藝流程圖 糖化用水消耗熱量 Q1 根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為： m1=（ 4630+926） =25002（ kg） 式中， 4630 為糖化一次大米量， 926 為糊化鍋加入的麥芽量（為大米量的 20%）而糖化鍋加水量為： m2=12954 =45339（ kg） 式中， 12954 為糖化一次糖化鍋投入的麥芽量，即 13880926=12954（ kg）。 P 淡色啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果可知， 100kg 混合原料可生產(chǎn) 12176。啤酒的包裝方式，根據(jù)銷售需要而分為瓶裝啤酒、罐裝啤酒和桶裝啤酒等幾種。 后處理及包裝 經(jīng)過貯藏后的成熟 啤酒 ，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯 酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，必須經(jīng)過過濾或分離將其除去，以得到清亮透明的啤酒。 （ 5）麥汁的冷卻 麥汁煮沸定型后，必須立即進行冷卻，目的在于麥汁冷卻至定型溫度，適合酵母發(fā)酵的需要；充入一定量的氧氣以利酵母繁殖；除去麥汁煮沸及冷卻時凝聚的沉淀物和酒花，以利發(fā)酵和提高啤酒質(zhì)量。粉碎時要控制麥北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 12 芽及其輔料適宜的粉碎度，有助于較好地處理質(zhì)量較差的麥芽，降低麥皮的浸出物含量，加快糖化過程的物質(zhì)溶解，縮短糖化時間，提高收率，使糖化過程的自動化操作處于最佳狀態(tài)。 （ 6）除根 經(jīng)干燥后的麥根十分焦脆，只要稍加摩擦就能脫落。通常要求精選后的凈麥夾雜物不得超過％；麥粒的整齊度，即腹徑 以上麥粒要求達 93％以上；精選率一般為 85％～90％。 頂酵母 名稱的得來是由于發(fā)酵過程中，酵母上升至 啤酒表面并能夠在頂部撇取。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀釋用水直接參與啤酒釀造，是啤酒的重要原料之一，在習慣上稱釀造水。但大米用量不宜過多，否則將造成酵母繁殖力差，發(fā)酵遲緩的后果。②大北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 9 麥種植遍及全球。 P 二氧化碳 3） ,％（ m/m） ～ ～ 雙乙酰 mg/L 蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性 4) 呈陽性 1) 不包括低醇啤酒 2) “ X”為標簽上標注原麥汁濃度，“－ ”或“－ ”為允許的負偏差。 P 〔 〕 〔 〕 北京理工大學珠海學院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計 8 等于、小于 176。 P 〔 〕 〔 〕 176。 （ 4）車間應(yīng)與食品衛(wèi)生有影響的綜合車間，廢品倉庫、煤堆、大量煙塵或有 害氣體排出車間間隔一定的距離，主車間應(yīng)設(shè)在鍋爐房的風 位；并把有大量煙塵排出的車間布置在廠區(qū)邊緣及常年主導風向的下側(cè)。 工業(yè)區(qū)里生活設(shè)施配套齊全，有居民區(qū)、學校、醫(yī)院、商店等基礎(chǔ)設(shè)施。 選廠中還應(yīng)盡量了解施工期間水電供應(yīng)，勞動力來源，施工工人居住生活，施工機械、預制場地、建材的運輸