【文章內(nèi)容簡介】 90%93%，而蛋白質(zhì)含量較低，只有 8%9%，多酚類物質(zhì)和脂肪的含量也較低。因此用大米做輔料，釀造的 啤酒色澤淺，口味爽盡，泡沫細膩，酒花香味突出，非生物穩(wěn)定性好。 第一節(jié) 設(shè)計背景及前景 啤酒含有 17 種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達 430 卡，相當于 67枚雞蛋， 升牛奶或 50 克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽。 2020 年至 2020 年，啤酒行業(yè)面臨著較好的發(fā)展際遇：國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展和城市化水平提高，給行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的需求空間；西部大開發(fā)、振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地、促進中部崛起和建設(shè)社會主義新農(nóng)村等重大發(fā)展戰(zhàn)略，為啤酒行業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā) 展機遇；全球經(jīng)濟和區(qū)域化經(jīng)濟一體化進程的加快，為我國啤酒行業(yè)在更大范圍內(nèi)配置資源、開拓市場創(chuàng)造了條件。 此外，低度淡爽成啤酒的流行口味，且啤酒消費需求分層很快，但啤酒本身的特性不會因需求的多樣化而消失，大眾消費者養(yǎng)成的消費習慣不會很快改變，所以傳統(tǒng)型消費仍是消費主流。 所以，根據(jù)市場調(diào)查分析，中國的啤酒市場還是有很大的前景。 現(xiàn)在我國啤酒產(chǎn)量方面躍居世界第二，而且在質(zhì)量、技術(shù)、裝備水平等方面也都有了較大幅度的提高，充分顯示了我國啤酒工業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。但是，我國啤酒與世界發(fā)達國家相比，仍有很大差距。我國啤酒 廠不合理企業(yè)規(guī)模偏多，達不到啤酒生產(chǎn)應有的經(jīng)濟規(guī)模。通過對國內(nèi)外技術(shù)經(jīng)濟指標的數(shù)據(jù)分析得出，10萬噸 /年規(guī)模以上的啤酒廠才有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標水平。而現(xiàn)在這樣的廠較少，多數(shù)是設(shè)備陳舊、老化，生產(chǎn)能力不足，設(shè)備的自動化程度不高，工藝落后的小酒廠。所以建設(shè)一個現(xiàn)代化的大規(guī)模的啤酒廠勢在必行。 2 第二節(jié) 設(shè)計主要工藝參數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn) 10萬噸啤酒，全年生產(chǎn) 300 天。 發(fā)酵周期 錐形發(fā)酵罐低溫發(fā)酵 24 天。 原料配比 麥芽 75％，大米 25％ 啤酒質(zhì)量指標 理化要求按 我國啤酒質(zhì)量標準 GB 4927－ 1991 執(zhí)行，衛(wèi)生指標按 GB － 執(zhí)行。 12176。啤酒理化指標 外觀：透明度：清亮透明，無明顯懸浮物和沉淀物 濁度， EBC≤ 泡沫、形態(tài)：潔白細膩，持久掛杯，泡持性 S≥ 180 色度： — 香氣和口味：明顯的酒花香氣，口味純正、爽口，酒體柔和，無異香、異味 酒精度％（ m/m） ≥ 原麥汁濃度％（ m/m） 12177。 總酸 mL/100mL ≤ 二氧化碳％（ m/m） ≥ 雙乙酰 mg/L ≤ 第二章 廠址選擇 第一節(jié) 廠址選擇的重要性 廠址選擇關(guān)系到工業(yè)布局的落實 ,投資的地區(qū)分配 ,經(jīng)濟結(jié)構(gòu) ,生態(tài)平衡等 ,還將直接或間接地決定著工廠投產(chǎn)后的生產(chǎn)經(jīng)營 ,經(jīng)濟效益 . 廠址選擇須從國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局出發(fā) ,運用科學發(fā)展觀和方法分析評價建廠條件 ,正確選擇廠址 ,實現(xiàn)資源的合理配置 . 第二節(jié) 廠址選擇的原則 3 廠址選擇應遵循的原則有以下幾個方面： 須符合 區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃 ,國土開發(fā)及管理的有關(guān)規(guī)定 . 廠區(qū) 氣候 ,水文 ,地質(zhì) ,地形地貌 ,水源及能源 等須符合建設(shè)要求 . 須按照指向原理 ,根據(jù) 原料 ,市場 ,能源 ,技術(shù) ,勞動力等 生產(chǎn)要素相對區(qū)位綜合分析 要考慮交通運輸和通訊設(shè)施等條件 . 要便于利用生活福利設(shè)施 ,衛(wèi)生醫(yī)療設(shè)施 ,文化教育和商業(yè)網(wǎng)點等設(shè)施 . 要注意環(huán)保和生態(tài)平衡 ,注意自然風景區(qū) ,名勝古跡和歷史文化等 . 第三節(jié) 廠址選擇從投資和經(jīng)濟效益考慮 廠址應有較方便的運輸條件，若需建公路或?qū)Ｓ描F路時，距離最短為好，以節(jié)省投資。 有一定供電條件，滿足生產(chǎn)需要。 所選廠址附近不僅有充足的水源，而且水質(zhì)應較好。 廠址最好選在居民區(qū)附近，這樣可以減少宿舍，商店，學校等職 工的生活福利設(shè)施。 第四節(jié) 廠址選擇的結(jié)果 氣象資料是工廠總平面布置的依據(jù)之一。廠址選擇用該接近原料產(chǎn)地，保證供應方便，減少運輸損失。再次還應該考慮到微生物發(fā)酵工廠對環(huán)境因素的特殊要求，需要地勢平坦，利于排水，有豐富的水源。 綜合以上結(jié)果，選擇南京市作為建廠地址。這樣，原料購買運輸不成問題，產(chǎn)品又能及時的銷往各中心城市，交通較為方便，是較為理想的選擇。 第三章 啤酒廠總平面設(shè)計 第一節(jié) 總平面的設(shè)計的基本原則 總平面設(shè)計必須貫徹國家的各項方針，政策，在符合放火，衛(wèi)生規(guī)范的前提下，盡可能節(jié)約用地，不占 ，少占農(nóng)田；減少勞動強度，節(jié)約建筑材料，具體應注意以下幾方面。 平面緊湊： 必須按設(shè)計任務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 4 環(huán)境，布置上力求緊湊，節(jié)約用地。 布置合理： （ 1）建筑物、構(gòu)筑物的布置必須符合工藝流程要求，力求生產(chǎn)線略短，避免交 叉和往返運輸，合理組織人流物流。 （ 2）動力設(shè)施應接近負荷中心，以縮短管線，減少損耗。 （ 3）根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)不同，動力供應，貨運周轉(zhuǎn)，衛(wèi)生防火等分區(qū)布置。 （ 4）車間應與食品衛(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)。 第二節(jié) 啤酒廠的組成 啤酒廠一般是由生產(chǎn)車間、輔助車間、動力設(shè)施、給水、排水設(shè)施，全廠性設(shè)施等組成。 生產(chǎn)車間：制麥車間，糖化車間，發(fā)酵車間 。 輔助車間：原料預處理車間，過濾車間，灌裝車間，倉庫。 動力設(shè)施：配電所，鍋爐房，冷凍機房。 給水設(shè)施：水塔，水池，冷卻塔等。 全廠性設(shè)施：辦公室，食堂，醫(yī)務室，哺乳室，托兒所，浴室，廁所，自行車棚，圍墻，大門，傳達室。 第三節(jié) 占地面積的估算 估算該啤酒廠占地面積為 50000m2 。 廠區(qū)建筑系數(shù)取 40%，廠區(qū)土地利用系數(shù) 60% 第四章 啤酒生產(chǎn)工藝 啤酒生產(chǎn)分為兩大部分，即麥芽制造和啤酒釀造。 第一節(jié) 麥芽制造工藝流程 麥芽制造主要有三大步驟：浸麥、發(fā)芽、干燥 流程如下：原料（大麥）→浸漬→發(fā)芽→干燥→除根 原料的選擇 小麥是我國的主要食物，蛋白質(zhì)含量高。到目前為止，我國還沒有專門用于 5 啤酒釀造的小麥品種，只能從諸多小麥品種中選擇蛋白含量相對較低，適合啤酒釀造的品種。 浸麥 浸麥方法與大麥相似，但小麥不帶皮殼，吸水快，浸麥時間短，約 24 小時就達到了發(fā)芽最適水分， 3555h 浸麥度可達到 43%44%。另外，小麥無外殼，容易污染，必要時可添加甲醛殺菌，根據(jù)污染程度甲醛添加量波動在 ‰ ‰之間。 發(fā)芽 與大麥相比要注意兩點：第一點，小麥料層壓得比較緊，投料量要少些，在發(fā)芽箱中發(fā)芽比大麥投料量少 10%20%；第二點，小麥根芽非常容易脫落，翻麥是要特別小心，并盡可能少翻麥。 干燥 小麥麥芽干燥過程同樣三個溫度很重要：出事溫度、中間溫度和焙焦溫度。單層高效干燥爐的初始溫度在 4050℃之間，雙層干燥爐在 3540℃之間。中間溫度 60℃，避免過早加 熱升溫。小麥麥芽的焙焦溫度略低于大麥麥芽，建議不超過 82℃。 第二節(jié) 啤酒釀造工藝流程 糖化用水 洗槽用水 酒花 ↓ ↓ ↓ 原料（大麥、大米）→ 粉碎→ 糖化 → 麥汁過濾 → 麥汁煮沸 ↓ 裝箱 ← 貼標 ← 除菌灌裝 ← 啤酒過濾 ← 發(fā)酵 ← 麥汁冷卻 ↑ ↑ 酵母 充氧 粉碎 粉碎使原料表面積增加，與水接觸面積增加，糖化時間減少，收得率增加。 麥芽可粉碎成麥皮、粗粒、細粒、粗粉、細粉五個部分。 要求麥芽皮殼破而不 6 碎，胚乳部分盡可能細一些。 糖化 制備麥芽汁的主要過程是糖化。 將粉碎后的麥芽，在帶底部攪拌的糖化鍋中與 45℃的水混合，利用麥芽自身的酶， 使麥芽和輔料中的淀粉和蛋白質(zhì)等的不溶性高分子物質(zhì)水解成為可溶性低分子物質(zhì)，如糊精、糖類、胨、肽、氨基酸等，這就是糖化過程。 本項目采用的糖化方法是國內(nèi)常用的糖化方法──二次煮出糖化法。 該方法簡單來說，首先將輔料與部分麥芽在糊化鍋中與 45℃溫水混合，保溫 20min，然后用 10min 時間升溫到 70℃，再保溫 20min，其后再用 15min 時間升溫煮沸，讓其沸騰 40min，稱第一次煮沸，得到糊化醪。與次同時，麥芽和水在糖化鍋內(nèi)混合，45～ 55℃保溫 30～ 90min，使麥芽所含蛋白質(zhì)分解，稱為蛋白質(zhì)休止。將煮沸之糊化醪泵入糖化鍋中，使混合醪溫達到 65～ 68℃，保溫攪拌進行糖化。待糖化醪無碘色反應后，從糖化鍋中取出部分醪液進入糊化鍋進行第二次煮沸，爾后再次泵入糖化鍋混合，使糖化鍋中醪液升溫至 75～ 78℃（液化溫度），靜置 10min即可送去過濾。 過濾 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。 麥汁過濾分為過濾和洗糟兩個操作過程。 過濾的目的是獲得清亮的麥汁和較高的麥汁收得率。 要求麥汁過濾速度正常，過濾應在規(guī)定時間內(nèi)完成，麥汁低吸氧， 具有正常的色、香、味。 煮沸 煮沸在煮沸鍋中進行。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，賦予麥汁獨特的酒花香氣和爽口的苦味；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，麥汁進行滅菌，以獲得定型的麥汁。 煮沸要求適當?shù)闹蠓袕姸?，分批添加酒花，在預定煮沸時間內(nèi)，使麥汁達到規(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、風味好、穩(wěn)定性高。 7 煮沸時間 70～ 90min，麥汁的煮沸強度應達到 8%～ 10%，凝固性氮達 ～ 20mg/L。 冷卻 麥汁煮沸定型后，必須立即進行冷卻，使溫度適合酵母發(fā)酵的需要。 要求冷卻時間短，麥汁無細菌，并且不混濁，沉淀損失少，操作簡單，可減少人力。 本工藝采用“下面”酵母發(fā)酵，因此麥汁溫度應冷卻至 4～ 8℃。 發(fā)酵 本工藝采用“前錐后臥”發(fā)酵方式。先在錐形發(fā)酵罐中進行啤酒發(fā)酵和雙乙酰還原，然后送入臥式貯酒罐中進行后發(fā)酵。 在主發(fā)酵結(jié)束，外觀發(fā)酵達 65%左右，酒溫降至 5～ 6℃時，先回受酵母，再將嫩啤酒送入貯酒罐內(nèi)。此時雙乙酰還原需在貯酒罐內(nèi)繼續(xù)進行，貯酒罐兼有后發(fā)酵、成熟和貯酒三重作用。貯酒罐需設(shè)有和 發(fā)酵罐同樣的冷卻夾套降溫設(shè)施。倒灌之后，進行后發(fā)酵和雙乙酰還原，氣壓緩慢上升至 左右，待雙乙酰下降達到要求后，急劇降溫至 0～1℃，進行貯酒。貯酒時間 7～ 14d。 第五章 物料衡算 第一節(jié) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)我國啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況，有關(guān)生產(chǎn)原料配比、工藝指標及生產(chǎn)過據(jù)如表 1 所示。 表 1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 序號 項目 名稱 ％ 備注 1 定額指標 原料利用率 麥芽水份 大米水份 無水麥芽浸出率 無水大米浸出率 6 13 75％ 95％ 2 原料配比 麥芽 大米 75 25 冷卻損失 發(fā)酵損失 過濾損失 8 3 損失率 包裝損失 空瓶損失 瓶蓋損失 商標損失 空罐損失 對熱麥汁 4 總損失率 啤酒總損失率 對熱麥汁 根據(jù)表 1 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進行 100kg 原料生產(chǎn) 12176。淡色啤酒的物料計算，然后進行 1000L12176。淡色啤酒的物料衡算，最后進行 100000t/a 啤酒廠糖化車間的物料平衡計算。 第二節(jié) 100 kg 原 料（麥芽＋大米）生產(chǎn) 12176。淡色啤酒的物料衡算 熱麥汁量 （ 1） 原料麥芽收得率： 75％ 179。 （ 16％）＝ ％ （ 2） 輔料大米收得率： 95％ 179。 （ 113％）＝ ％ （ 3） 混合原料收得率：（ 75％ 179。 ％＋ 25％ 179。 ％） 179。 ％＝ ％ （ 4） 100 kg 原料生產(chǎn) 12176。 熱麥汁量： 179。100 ＝ kg （ 5） 100 kg 原料生產(chǎn) 12176。 熱麥汁體積： 179。 ＝ L 查資料知 12176。麥汁在 20℃時的相 對密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加倍數(shù)是 倍 冷麥汁量： 179。（ 1－ 7％）＝ 發(fā)酵液量： 179。（ 1－ ％）＝ 過濾酒量： 179。（ 12％）＝ L 成品啤酒： 179。（ 12％）＝ L 顆粒酒花使用量 選用質(zhì)量較好，含α－酸較高的顆粒酒花，一般在熱麥汁中加 2－ kg/t顆粒酒花，選擇加酒花 kg/t,即 100 L 熱麥汁加 kg 的 顆粒酒花 179。 ＝ kg 濕糖化槽量 糖化槽含水 80％，則 濕麥槽量： 100179。 75％179。（ 16％）（ 175％） /（ 180％）＝ 9 大米槽量： 100179。 25％179。（ 113％）（ 195％） /（ 180％）＝ kg 糖化槽量＝ ＋ ＝ kg 酵母量 濕酵母泥含水分 85％，生產(chǎn) 100 kg 啤酒可得 2 kg 濕酵母泥，其中一半做為生產(chǎn)接種用，一半做為干酵母 酵母含固形物量＝ 179。 1179。（ 185％）＝ 含水分 7％的酵母量： (17％ )＝ kg CO2含量 12176。冷麥汁 L 中浸出物量： 179。 179。 12％＝ kg 設(shè)麥汁真正發(fā)酵度為 65％ 則可發(fā)酵浸出物量： 179。 65％＝ kg 麥芽糖發(fā)酵的化學反應式為 C12H22O11 + H2O = 2C6H12O6 2C6H12O6 = 4C2H5OH + 4CO2 + kJ 設(shè)麥汁的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成 則 CO2的生成量 : 179。 4179。 44/342＝ kg 設(shè) 12176。啤酒含 CO2為 ％，則酒中含 CO2量為： 179。 179。 ％＝ kg 則釋出的 CO2量為： － ＝ kg 常壓下 1 m3 CO2重 kg， 所以游離 CO2容積為 空瓶用量： 179。 179。 ＝ 個 1瓶蓋用量： 179。 179。 ＝ 個 1空罐用量： 179。 179。 ＝ 個 1商標用量： 179。 179。 ＝ 張 1空桶用量： 179。 1179。 ＝ 個 第三節(jié) 生產(chǎn) 100 L12176。啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算可知， 100 kg 混合原料生產(chǎn) 12176。成品啤酒 L 生產(chǎn) 100 L12176。啤酒所需混合原料量： 100/179。 100＝ kg 10 麥芽用量 ： 179。7 5％＝ kg 大米用量 ： 179。 25％＝ kg 熱麥汁量 ： 100179。60 冷麥汁量 ： 100179。 發(fā)酵液量 ： 100179。 過濾酒量 ： 100179。 成品啤酒量 ： 100179。 酒花用量 ： 100179。60 179。 ％ = kg 濕糖化槽量 ： 179。 ＝ kg 1 酵母量 ： 179。 ＝ kg 1 CO2 量 ： 179。 ＝ m3 1 空瓶用量 ： 100/179。179。 ＝ 個 1 空罐用量 ： 100/179。179。 ＝ 個 1 瓶蓋用量 ： 100/179。179。 ＝ 個 1 商標用量 ： 100/179。179。 ＝ 張 1 空桶用量 ： 100/30179。1179。 ＝ 個 第四節(jié) 年產(chǎn) 10 萬噸 12176。 淡色啤酒物料衡算 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 6 次，而淡季則糖化 4次，每年總糖化次數(shù) 150179。 6+150179。 4=1500(次 )，由此可算出每次投料量及其他項目的物料衡算。 查 12176。淡色啤酒密度為 ，則每次糖化的啤酒量為： 100 000 000247。 1500247。 = 每次糖化的原料量為 : 179。 =(kg) 麥芽量： 179。 75％ =（ kg） 大米量： 179。 25％ =（ kg） 熱麥汁量： 179。 =75140（ L） 冷麥汁量 : 179。 =（ L） 酒花用量 : 179。 = (kg) 濕糖化糟量 : 179。 = (kg) 11 發(fā)酵液量： 179。（ %） =（ L） 過濾酒量： 179。（ 12%） =（ L） 成品啤酒量： 179。（ 11%） = （ L） 1 空瓶用量 ： 179。 1 空罐用量 ： 179。 1 瓶蓋用量 ： 179。 1 商標用量 ： 179。 1 空桶用量 ： 179。 把前述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結(jié)果，整理成物