【正文】 圖61 糖化車間耗冷工藝流程 年產20萬噸10度純生啤酒廠發(fā)酵車間耗冷量計算 工藝技術指標及基礎數(shù)據(jù)年產20萬噸10176。 啤酒廠全廠用水工藝流程示意圖本設計中的全廠的用水工藝示意圖如圖51所示圖51 啤酒廠全廠用水工藝流程示意圖 水衡算 浸麥用水量的計算原料車間最大用水量為浸麥槽，故水平衡以浸麥槽為計算基準。表41 熱量橫算表名稱規(guī)格（MPa）每噸產品消耗定額（kg/t）每小時最大用量(kg/h)每晝夜消耗量(kg/d)年消耗量(kg/a)蒸汽（表壓）5 水衡算發(fā)酵生產中，水是必不可少的物料?！妫根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后焓不變，則米醪中間溫度為：t=G混合C混合t混合G麥醪c麥醪t麥醪G39?！妫（1） 計算米醪的比熱容 根據(jù)經驗公式：C容物=[(100W)c0+]式中 W——含水百分比C0——絕對谷物比熱容，取c0= [kJ（kg 糖化車間的熱量衡算熱量衡算的目的在于定量研究生產過程，為過程設計和操作最佳化提供依據(jù)。故可得以下結果： （1） 生產100L10176。本設計中的物料平衡計算主要項目為原料（大麥麥芽、大米）和酒花用量，熱麥芽汁和冷麥芽汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。CIP系統(tǒng)管道走向和布置應合理，不能存在衛(wèi)生死角。瓶蓋在進入無菌問到倒入貯斗時都要在無菌狀態(tài)下進行，另外，在封蓋前經過紫外線殺菌，以確保無菌。濾芯在使用一段時間后，要定期拆開進行內部檢查和濾芯單支完整性檢測，以確保每支濾芯處于完好狀態(tài)[8]。其原理是：膜過濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的分離和濃縮的目的[12]。成熟的時間隨啤酒品種的不同而異，一般在7～21天[4]。從第5天開始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫開始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進入發(fā)酵的程序。淀粉在高溫下溶脹、分裂形成均勻糊狀溶液的特性，稱為淀粉的糊化。精選大麥在用水浸漬過程中，由于浸漬水的循環(huán)置換及通入壓縮空氣，使大麥得到進一步清洗，并排除二氧化碳。主要的輔料有大米、玉米、小麥、糖和淀粉糖漿。根據(jù)酵母的特性不同，可以將酵母分為上面酵母（Saccharomyces cervisiae Hansen）和下面酵母（Saccharomyces Carlsbergensis Hansen）啤酒酵母中幾乎不含脂肪、淀粉和糖，而含有絕佳的蛋白質、完整的B族維生素、多種生物態(tài)礦物質及優(yōu)質膳食纖維。它不僅淀粉含量高而且還為糖化時提供了各種豐富的酶系和含氮物質，這為后發(fā)酵過程提供了良好的物質基礎。生產中應認真做到：把好原料關、選好菌種、嚴格生產工藝與操作。數(shù)據(jù)統(tǒng)計，二季度內，241只基金合計向食品飲料、批發(fā)與零售貿易、機械設備儀表3個行業(yè)投入350億元，上述三個行業(yè)的市值增長占到基金新增市值的七成，啤酒板塊成為基金熱衷的增持對象。主要應用國家有新西蘭﹑英國等。（1）濃醪發(fā)酵1967年開始應用于生產。罐體采用15cm厚的聚尼烷作保溫層，聚尼烷是泡沫狀的，外面還要包蓋能經得起風雨的鋁板。本設計也是采用這種發(fā)酵罐進行啤酒發(fā)酵生產。純生啤酒的釀造是啤酒界的一次革命，從原料、工藝、設備、均與傳統(tǒng)釀造啤酒有著巨大的區(qū)別，突出的特點就是無菌釀造、設備價值昂貴、生產成本加大，僅檢測費用比普通啤酒高20倍，可以說純生啤酒是高科技產品，因此它的價格較高。目前全世界啤酒年產量已居各種酒類之首，已突破100000ML。但首次明確使用酒花作為苦味劑是在公元768年。最后一道工序進行嚴格的無菌灌裝，避免了二次污染。世界上絕大部分國家采用下面發(fā)酵啤酒。d、根據(jù)啤酒酵母性質分類（1）上面發(fā)酵啤酒：采用上面酵母。（3）黑色啤酒：色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產量較低。這種啤酒生產周期長，含固形物較多，穩(wěn)定性強，適宜貯存或遠銷。它含有葉酸，維生素B12，能改善消化機能，預防心血管疾病等。啤酒以大麥芽﹑酒花﹑水為主要原料﹐經酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒[11]。（3）發(fā)酵——后調整式，即前一個發(fā)酵罐類似一罐法進行發(fā)酵、貯酒，完成可發(fā)酵性成分的發(fā)酵，回收CO回收酵母，進行CO2洗滌，經適當?shù)牡蜏刭A存后，在后調整罐內對色澤、穩(wěn)定性、CO2含量等指標進行調整，再經適當穩(wěn)定后即可開始過濾操作。（7）錐形罐既適用于下面發(fā)酵，也適用于上面發(fā)酵。生產容易控制，發(fā)酵周期縮短，染菌機會少，啤酒質量穩(wěn)定。以確定其物料，熱量，水以及耗冷的衡算，并確定設備的選用數(shù)量與尺寸。因此，如何在我國啤酒生產工業(yè)的基礎上，提高啤酒的生產工藝技術，提高生產過程的自動化水平，提高產品的技術含量，積極參與國際市場競爭，是一個刻不容緩的問題?，F(xiàn)代發(fā)酵主要有圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和高濃稀釋發(fā)酵等方式，目前主要采用圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵。通過冷卻控制，可使發(fā)酵液進行自然對流，罐體越高對流越強。（2）發(fā)酵——后處理式，即一個罐進行發(fā)酵，另一個罐為后熟處理。 啤酒概述與發(fā)展史啤酒是人類最古老的酒精飲料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。1972年在墨西哥召開的第九屆“國際營養(yǎng)食品會議”上，啤酒被正式選定為營養(yǎng)食品[13]。淡色啤酒多屬此類型。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。這種啤酒味道鮮美，但容易變質，保質期7天左右。發(fā)酵完畢，酵母凝聚沉淀到發(fā)酵容器底部，發(fā)酵溫度5～10176?！吧笔侵赴l(fā)酵完成之后經過濾的啤酒仍含有部分酵母，普通啤酒為避免灌裝后酒液發(fā)酵變質，須對灌裝后的酒進行巴氏殺菌處理。已知最古老的酒類文獻，是公元前6000年左右巴比倫人用黏土板雕刻的獻祭用啤酒制作法。19世紀﹐釀造學家相繼闡明有關釀造技術。1979年產量達到510ML，1986年產量達到4000ML。這種設備的優(yōu)點在于能縮短發(fā)酵時間,而且具有生產上的靈活性，幫能適合于生產各種類型啤酒的要求。因而它適合多方面的需要，故又稱為通用罐。這三種設備互相組合，解決了前、后發(fā)酵溫度控制和酵母的控制的問題，同時也解決了消除發(fā)酵液不成熟的風味，加速啤酒的成熟。（2）快速發(fā)酵快速發(fā)酵是通過控制發(fā)酵條件，在保持原有風味的基礎上，縮短發(fā)酵周期，提高設備利用率，增加產量。隨著國民經濟的發(fā)展，消費升級時代的到來，啤酒、乳品等以往非主流食品消費量得到大幅提升。（1）純種釀造的關鍵啤酒酵母 純生啤酒的生產是純種釀造和有效控制后期污染的有機地結合。應配置兩組過濾組合，以保證正常生產；具有獨立的CIP和膜再生系統(tǒng)； （5）純生啤酒包裝時，要有以下基本要求：包裝容器清洗系統(tǒng)（含瓶、易拉罐、生啤酒桶）應保證清潔、無菌；對灌裝車間，灌裝機可以放在一個密閉的無菌房間內，室內空氣要進行有效的過濾，室內對室外保持正壓，～；對輸送啤酒瓶的輸送鏈，在未灌裝啤酒、密封以前的部分應使用帶有消毒作用的鏈潤滑劑，同時在灌裝機前的部分輸送鏈應有不斷清洗裝置，確保整個輸送鏈的衛(wèi)生；生啤酒灌裝線的洗瓶機，應采用單端進出，防止進瓶端的污瓶污染出瓶端的潔凈瓶；洗凈的啤酒瓶在輸送到灌裝機的過程中，要有密閉的防護罩，避免灰塵、飛蟲等的污染[1]。酒花的主要化學成分包括：酒花樹脂、酒花油和多酚物質[2]。因此在進行釀造前需要選擇優(yōu)良的酵母。由于物料在篩上面運動，砂石及其他雜質按其形狀的不同分級清理出來，使被加工谷物達到整潔。干燥的目的是使麥芽的含水量從45%%左右，并通過烘焙而增加麥芽特有的色、香、味，同時使麥根容易脫落。、冷卻a、煮沸在煮沸鍋中，混合醪被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在啤酒發(fā)酵的過程中，人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉化為酒精和二氧化碳，生產出啤酒。將這部分酵母回收起來以供下一罐使用?；蛘呓涍^高溫滅菌處理的熟啤酒，但這種方法減少了啤酒原有的香醇、新鮮味，存在口味上的不穩(wěn)定性。由于CIP清洗和過濾過程中的壓力波動會對膜濾芯產生沖擊作用，清洗和過濾過程要嚴格監(jiān)控壓差波動情況，膜系統(tǒng)壓差偏高時要對成品酒進行擴大抽樣檢查。瓶子在洗瓶機中經過堿洗和熱水洗后最后采用無菌水噴淋沖洗，使啤酒瓶中保持一定量的二氧化氯含量。灌裝設備每灌裝4小時進行一次泡沫清洗，能有效抑制微生物在設備表面的生長[15]。工作人員(尤其要強調的是設備維修人員)進出無菌室必須按一定程序換鞋、換無菌服、戴工作帽及手部消毒，無關人員一律不能進入無菌間，以減少外來污染。P麥汁在20℃，而10℃熱麥汁比20℃時的麥。表32 物料衡算表物料名稱單位100kg混合原料100L啤酒糖化一次定額量200000t/a啤酒生產混合原料Kg100107大麥Kg70107大米Kg30106酒花Kg106熱麥汁L107冷麥汁L107濕糖化糟Kg107濕酒花糟Kg106發(fā)酵液L107過濾酒L107成品啤酒L107備注：10度純生啤酒的密度為1012kg/m3由表可得出本設計中實際年生產啤酒量為：195900000L1012kg/m3=198237噸4 熱量衡算 糖化工藝流程示意圖 二次煮出糖化法是啤酒生產常用的糖化工藝，本設計就以此工藝為基準進行糖化車間的熱量衡算。其結果有助于工藝流程和設備的改進，達到節(jié)約能源、降低生產成本的目的。糖化鍋中麥醪的初始溫度： t麥醪：麥醪的比熱容為：c麥醪 =G麥芽c麥芽+G2cwG麥芽+G2=++=[kJ（kg ℃）]式中 G總麥芽——，G總麥芽= G總大米——大米粉定額量，G總大米=故 Q6′=G麥汁c麥汁（10070） =30 = 煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q6′′煮沸強度10%，則蒸發(fā)水分量為：V3=G麥汁10% =10% =故 Q6′′=IV3==式中 I——煮沸溫度下飽和蒸汽的焓，取I=3．熱損失Q6′′′根據(jù)經驗Q6′′′=15%（Q6′ +Q6′′）則可得麥汁煮沸過程耗熱量Q6把上述結果代回上式可得出麥汁煮沸總耗熱量為：Q6= Q6′ +Q6′′+Q6′′′ =（Q6′ +Q6′′） =（+） =g、糖化一次總耗熱量Q總Q總=i=16Qi=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=112717673kJh、 糖化一次耗用蒸汽量，則D=Q總（Ii）η =95% =54833。所以在發(fā)酵生產中，原料處理、培養(yǎng)基的制備、加熱和冷卻、設備清洗等都需用大量的水。此外，許多生物活性物質，如酶、乙肝疫苗、干擾素以及一些抗生素等，其發(fā)酵生產或精制提取過都需要在較低溫度下進行操作?！?﹞麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=(kJ/kg)麥汁發(fā)酵度60%。+Q239。Q4=200640kJ/h對應的耗冷量為Q4‘=Q428810=108kJe、發(fā)酵車間總耗冷量為Qt=i=14Qi=除上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁、運轉機械、維護結構及管道等均會耗用或散失冷量，構成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)在分別介紹。據(jù)此，著手進行車間布置設計，并為下一步施工圖設計以及其他非工藝設計項目提供有關的條件，為設備的制作、訂購等提供必要的資料。下面對錐形罐進行設計與計算、數(shù)量與容積的確定，每個錐形罐可裝6鍋糖化鍋產生的發(fā)酵液，發(fā)酵周期20天。h下面發(fā)酵生產出的啤酒風味好，適合廣大群眾的口味，一罐發(fā)酵法縮短了發(fā)酵周期，方便了操作、降低了發(fā)酵過程中的染菌率。另外還需要21圈，分為3組。同時也感謝鄭州輕工的魏薇同學在繪圖方面對我的極大幫助。2． 年產20萬噸純生啤酒生產工藝流程圖一張。使我們能夠高效快速的查閱到有關資料和數(shù)據(jù)。這是我將所學的理論知識綜合運用的過程，并且使我從中懂得了各個學科之間的相互關系。P純生啤酒每年需要大米9410t，大麥22000t，酒花47000t，,實際年產純生啤酒量為20123t。h計算如下：V=ZV0φ=6=924m3式中 V——錐形罐的全容積 V0——糖化一次麥汁量 Z——在一個錐形罐內容納一次糖化麥汁量的整數(shù)倍 Φ——裝罐系數(shù)，~[19] 主要尺寸計算錐形罐的圓筒高H，桶身直徑D。 糖化鍋的設計與選型根據(jù)上面計算可知糖化鍋中混合醪的質