【正文】 g原料可制得的12176。(+) = KJ/(kg kg/m3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒12萬t。()=發(fā)酵液總量：247。(10080)]= kg故： 濕糖化糟量為：+＝ kg(8)設(shè)麥汁煮沸過程中酒花浸出率為40％，且酒花糟水分含量為80％，則酒花糟量為：(10040)247。) = L(2)添加酒花量：%= kg(3)100℃熱麥汁在 20℃時(shí)冷麥汁的量為：()= L(4)發(fā)酵液量為：()= L(5)過濾酒量為：()= L(6)成品啤酒量為：()= L .2 生產(chǎn)100 L12度淡色啤酒需耗混合原料根據(jù)上述衡算結(jié)果，100 L。根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)狀，有關(guān)生產(chǎn)原料配比、工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程的損失數(shù)據(jù)[4]如下表所示：表2　工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(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啤酒損失率(相對(duì)熱麥汁)大米25大米水分13冷卻無水麥芽浸出率75發(fā)酵損失過濾損失無水大米浸出率92瓶裝損失總損失根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100 kg原料生產(chǎn)12176。故被認(rèn)為是最適的輔料。 浸出率： 表示麥芽經(jīng)糖化溶解的量，其數(shù)量越高說明麥芽質(zhì)量越好，優(yōu)質(zhì)的麥芽，實(shí)驗(yàn)室測定無水麥芽浸出率為78%～82%，比糖化車間的數(shù)值稍低一些。 麥芽比重 ：比重越重者溶解和干燥情況越差。一般來說，泉水、深井水可直接用于釀造。 (4) 鐵鹽 ： mg/L以下。 水 啤酒中水占85～90%，釀造用水的質(zhì)量好壞直接影響啤酒的質(zhì)量和風(fēng)味，故稱水是“啤酒的血液”。啤酒的離心分離就是離心機(jī)中離心力將固體粒子從液體中分離出來。要使成品啤酒達(dá)到澄清透明，富有光澤的程度，則必須通過機(jī)械方法進(jìn)行處理。后發(fā)酵是前發(fā)酵的延續(xù)，必須在密閉容器中進(jìn)行，使殘留糖分分解所形成的二氧化碳溶于酒內(nèi)，達(dá)到飽和；并使啤酒在低溫下陳釀，促進(jìn)酒的成熟和澄清。啤酒發(fā)酵是一項(xiàng)非常復(fù)雜的生化變化過程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要變化產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，另外還有一系列的發(fā)酵副產(chǎn)物，如醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等。糊化鍋/糖化鍋是一個(gè)巨大的金屬容器：匹配CIP清洗系統(tǒng)[5]與加熱系統(tǒng)、攪拌裝置以及大量自控裝置。(3)胚乳的部分淀粉和蛋白質(zhì)進(jìn)行合理降解，形成一部分低分子水溶性物質(zhì)，這些物質(zhì)是組成麥汁的主要成分。麥芽制造過程如下： 大麥→預(yù)處理→浸麥→發(fā)芽→干燥→除根→成品麥芽傳統(tǒng)的制麥過程分為三個(gè)階段： (1)精選后的大麥，浸漬水中，使達(dá)到發(fā)芽所需要的水分，此階段為大麥浸漬。水為地下水，經(jīng)處理后使用。 產(chǎn)品的規(guī)格、種類本車間產(chǎn)品為12176。 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，任務(wù)為12萬t/年12176。由于酒桶內(nèi)的壓力，可以保持啤酒的衛(wèi)生。瓶裝啤酒——國內(nèi)主要為640ml和355ml兩種包裝。濃色啤酒——色澤呈紅棕色或紅褐色，色度在14～40EBC之間。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。根據(jù)輕工業(yè)行業(yè)對(duì)啤酒工業(yè)發(fā)展指定的規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2000年，我國有可能在啤酒產(chǎn)量上躍居世界第一，達(dá)到2500～3000萬噸，但中國人口眾多，預(yù)計(jì)到2010年可能達(dá)到14億左右，因此，人均啤酒消費(fèi)量不過20L/年左右，接近世界人均啤酒消費(fèi)量(22L/年)[1]。繪制了車間帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一張，糖化車間設(shè)備布置圖兩張及全廠總平面布置圖一張，另附上一張主設(shè)備糖化鍋的結(jié)構(gòu)圖。P淡色啤酒的啤酒工廠糖化車間的設(shè)計(jì)。雖然在70年代也建立了一定數(shù)量的啤酒廠(不到六十個(gè))，啤酒產(chǎn)量也增加到40余萬L，但我國啤酒工業(yè)的快速發(fā)展史從70年代末，80年代初開始的。啤酒品種將日益增多，包括小麥啤酒、白啤酒、低糖低醇、低發(fā)熱量啤酒以及保健型啤酒等將陸續(xù)推向市場。淺色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。這種啤酒味道鮮美，但容易變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。啤酒經(jīng)瞬間高溫滅菌，溫度為72176。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，啤酒的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備及產(chǎn)量也都會(huì)有很大的提高的。 設(shè)計(jì)規(guī)模與深度本設(shè)計(jì)規(guī)模為12萬t/年12176。 生產(chǎn)概況本車間的任務(wù)是將原料麥芽、輔料大米粉碎、糖化制得麥汁，過濾后經(jīng)煮沸、加酒花濃縮成12176。大麥在人工控制的外界條件下進(jìn)行發(fā)芽和干燥的過程，即為麥芽制造，簡稱“制麥”。大麥發(fā)芽的目的是使麥粒內(nèi)部產(chǎn)生一定數(shù)量的水解酶，并利用這些水解酶，分解胚乳的貯藏物質(zhì)，使其進(jìn)行合理的降解。麥芽及輔料必須經(jīng)過這個(gè)過程，制成各種成分含量適宜的麥汁，才能由酵母發(fā)酵釀成啤酒。潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。這兩種啤酒風(fēng)味不同，各具特點(diǎn)。在包裝啤酒之前，必須將啤酒澄清，啤酒的澄清系指啤酒與其所含的固體粒子分離的過程。其過濾方式有：濾棉過濾；硅藻土過濾；板式過濾。 根據(jù)以上原則，可供選擇的工藝有：(1) 糖化過程中輔助原料的糊化作業(yè)有常壓和加壓蒸煮兩種； (2) 麥汁過濾有過濾槽和板框式過濾機(jī)兩種； (3) 麥汁澄清和冷卻分別采用回旋沉淀槽和薄板冷卻器； (4) 發(fā)酵過程中有采用發(fā)酵罐和露天發(fā)酵； (5) 麥芽、大米的輸送有斗式提升機(jī)和真空輸送機(jī)兩種。 釀造用水除對(duì)水的硬度提出要求外，糖化用水[6]還必須符合以下條件： (1) 外觀 ：無色透明，無懸浮物及沉淀物。 (9)鈣鹽 ：以含CaSO4 1～ mg/L為宜，CaSO4在麥汁煮沸時(shí)，可促進(jìn)蛋白質(zhì)的凝結(jié)，使成品啤酒澄清，降低色度。 色澤：麥芽色澤應(yīng)具有淡黃色且有光澤。 (3)化學(xué)性質(zhì)水分：%～%，使用時(shí)最好為5%～6% 。具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按1998年頒布的麥芽質(zhì)量試行標(biāo)準(zhǔn)[8]規(guī)定如下：表1　麥芽質(zhì)量試行標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目一級(jí)二級(jí)外觀淡黃色有光澤具有麥香無異味淡黃色有光澤具有麥香無異味夾雜物(%) 以下出爐水分(%)5以下5以下糖化時(shí)間(min)15以下18以下色度()無水浸出率(%)76以下74以上a氨基酸(1mg/100mg無水麥芽)160以上140以上粗細(xì)粉差(%)2以下3以下糖化力(g麥芽糖/100g無水麥芽)259以上200以上啤酒的生產(chǎn)中為了降低生產(chǎn)成本，改善麥汁浸出物組成，增加啤酒的保存性。 粉碎設(shè)備：1設(shè)備簡單、占地面積小、設(shè)備費(fèi)用低； 2其它機(jī)械輸送裝置受路徑條件限制不能設(shè)置和輸送的場合也能進(jìn)行輸送；3可以進(jìn)行長距離的集中和分散輸送。熱麥汁為： (247。 )100= L(6)冷麥汁量為：(247。每年共糖化2007+1005 =1900次，108 L糖化一次所得啤酒為：120000247。P麥汁質(zhì)量為(20℃)：= kg原料量：12%247。()＝℃(3)把上述結(jié)果代回可得： Q2′＝ G米醪C米醪(100－t0) =(100－) = KJ2 煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q2″設(shè)煮沸時(shí)間為30min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5％，則蒸發(fā)水分量為：V1＝G米醪 5％ 30247。() =℃因此溫度比煮沸溫度只低12℃左右，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。(95%) = 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為： DMAX＝QMAX/( I i)=247。=45 ℃冷卻水比熱C= KJ/kg℃ Q=Gp Cp()＝(10055)= KJG4=Q/[C()]=247。8=，取5500 kg/h，選型c型麥芽粉碎機(jī)，生產(chǎn)能力：Q =5500 kg/h電機(jī)型號(hào)：JQ—22—4， N =15 Kw 大米粉碎機(jī) 按工藝要求在4h內(nèi)將四次糊化的大米粉碎完，所以要求生產(chǎn)能力為： 4247。η—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率，～K—電機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù) ～K1—～表7 糊化鍋技術(shù)參數(shù)型號(hào)JYQ5025型號(hào)JYQ5025全容積(m3)28鍋身直徑(mm)4080有效容積(m3)25鍋體高度(mm)2040加熱面積(m2)攪拌器：直徑(mm)4080工作溫度： 加熱底(℃)167攪拌器轉(zhuǎn)速(r/min)20工作壓力：鍋內(nèi)(M Pa)加熱底(M Pa)常壓電動(dòng)機(jī)：功率(kW)23 糖化鍋糖化設(shè)備是用來進(jìn)行麥芽粉的蛋白分解，并與以糊化的大米醪混合，使醪液保持一定的溫度，進(jìn)行淀粉糖化的設(shè)備。= m：排氣管的截面積與鍋底面積排氣管截面積為液體蒸發(fā)面積的1/30～1/50，取1/50，則 (d—排氣管直徑，D—煮沸鍋直徑)所以d=0. 74 m，取85 mm mm復(fù)核d2/D2=1/50[(2)/]21/30符合要求。s/m2)(Pa60= m179。(3)過濾槽容積：～ m179。一般將底封頭做成杯式結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部裝有一個(gè)杯式加熱器，內(nèi)通蒸汽，以煮沸麥汁，在鍋內(nèi)設(shè)有一個(gè)浮標(biāo)式的液量標(biāo)尺，頂部還有一圈開有小孔的噴水管，便于清洗鍋內(nèi)。 V麥汁= 流速 S= m/s D=取d=260mm 3 加熱面積， Q=247。麥汁進(jìn)口位于液面高度1/3～1/2處，麥汁出口導(dǎo)管有三根，位于槽體的同一側(cè)，第一出口在麥汁液面的2/3處，第二出口在液面1/10處，第三出口在槽平底最低處。采用薄板冷卻器冷卻，一段式冷卻方式。2 結(jié)構(gòu)尺寸采用方形錐底，則箱內(nèi)尺寸為：A= m B= m H＝3 m a= m b＝ m h＝2 m所以V總= ABH+h/6(2AB+Ab+aB+2ab) =3+2/6(2+++2) = m3 大米暫貯箱1 所需容積的計(jì)算：每次糖化投料量G大米＝。＝58 m179。第4章 啤酒工廠三廢治理在啤酒廠設(shè)計(jì)和生產(chǎn)進(jìn)行的同時(shí)，要重視環(huán)境保護(hù)的要求，應(yīng)采取綜合防治措施，使廢水、廢氣、廢渣、粉塵等污染物的排放量降低到最小程度，排放濃度符合國家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)硅藻土過濾替代棉餅過濾，硅藻土過濾機(jī)應(yīng)干卸料，與麥糟混合作飼料。(4)污泥的排除：污泥沉淀稠化、凝聚、脫水。 防塵、除塵啤酒原料輸送和粉碎過程中產(chǎn)生粉塵，會(huì)污染大氣環(huán)境，因此在生產(chǎn)和輸送貯存過程中要采用密閉的生產(chǎn)設(shè)備，并安裝通風(fēng)、吸塵和凈化、回收裝置，防止粉塵飛揚(yáng)。在查閱了大量生產(chǎn)啤酒工藝資料及相關(guān)參考文獻(xiàn)后，比較啤酒糖化多種生產(chǎn)工藝，綜合考慮多種因素，我選擇了較為先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)了符合生產(chǎn)實(shí)際需求的工藝流程，進(jìn)行了車間物料衡算、車間熱量衡算、車間給排水計(jì)算、設(shè)備選型計(jì)算。最后感謝我的母校四年來對(duì)我的栽培！ 致謝人：潘鋒 2013年4月10。參考文獻(xiàn)[1][J].上海：食品工業(yè)雜志編輯部，1995：20(4)：57.[2] [M] .北京：輕工業(yè)出版社，2009：3845.[3]周廣田，聶聰，崔云前，：山東大學(xué)出版社，2004：212213.[4][M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007：3248.[5]王文甫，：中國輕工業(yè)出版社，1997：5458. 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