【導(dǎo)讀】啤酒生產(chǎn)其他工藝及工藝參數(shù)。制點(diǎn)流程圖和全廠工藝流程方塊圖；生產(chǎn)旺季占全年產(chǎn)量的80%。學(xué)生應(yīng)定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)展并就設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。價(jià)廉物美已受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛(ài)，已經(jīng)逐步成為人們大眾最喜愛(ài)的飲料之一。從1903年啤酒進(jìn)入中。然而，我國(guó)啤酒產(chǎn)量卻僅以每年10%的速度增加，這說(shuō)明啤酒在我國(guó)還無(wú)法完全滿足人們?nèi)找嬖觥ｉL(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，中國(guó)啤酒市場(chǎng)擁有非常廣闊的前景，為生產(chǎn)提供了可行性保證。，掌握一定的工廠設(shè)計(jì)的專業(yè)技能，鞏固專業(yè)知識(shí)的。，包括發(fā)酵車間物料，熱量，冷耗量，空氣消耗量，耗水量等進(jìn)行橫算。，發(fā)酵車間帶控制點(diǎn)流程圖和全場(chǎng)工藝流程方塊圖。

　　

【正文】 階段 即為 前發(fā) 酵。 但由 于工 藝改 進(jìn) ，前 發(fā)酵 時(shí)期 已縮短至 20～ 30 個(gè)小 時(shí)。 主發(fā)酵： 主 發(fā) 酵 前 期酵 母 吸 收 麥 汁 中 的 氨 基 酸和 營(yíng) 養(yǎng) 物 質(zhì) ,應(yīng)用糖類發(fā)酵釋放自由能合 成細(xì)胞 并產(chǎn) 生熱 量。此時(shí) 糖降比較 緩慢，而 α 氨基氮下 降迅速。由于 有機(jī)酸產(chǎn) 生和麥 汁緩沖物 質(zhì)減少 ，麥汁 PH 下降迅速 。酵母 達(dá)到最高濃度時(shí) ，糖降 最快，每 天外觀 糖濃度降 可達(dá) 176。 P。 VDK 峰值出現(xiàn)在最高 酵母濃 度后 1224h。此階段大 量廢熱產(chǎn) 生，必 須進(jìn)行冷 卻以保持最高發(fā)酵 溫度。 當(dāng)發(fā)酵度達(dá) 到酵母 凝聚點(diǎn)時(shí)（ 一般酵 度在 35%45%），酵母 開(kāi)始凝 聚，發(fā)酵 液中 懸浮 酵母 細(xì)胞 數(shù)開(kāi) 始下 降， 糖降 速率 開(kāi)始 降 低。 為了 促進(jìn) 凝聚和保 存凝 聚酵 母的 活性 ，發(fā) 酵后 期應(yīng) 逐步 降低 溫度 ， 使發(fā) 酵溫 度趨 近后酵溫度。 主發(fā)酵后期 每日糖 降小于 176。 P 時(shí)，發(fā)酵緩 慢，泡沫 消失， 逐步形成泡蓋。泡 蓋是 CO2 帶至 發(fā)酵液面 的多酚 、酒花樹(shù) 脂、高 分子蛋白 質(zhì)等接觸 空氣 氧化 ，聚 合形 成的 。在 主發(fā) 酵結(jié) 束前 撈去 泡 蓋， 即可 下酒 至后發(fā)酵和回收沉 于池底 的凝聚酵 母泥。 后酵和貯酒 主發(fā) 酵結(jié) 束后 ，下 酒至 密閉 室 后發(fā) 酵罐 ，前 期進(jìn) 行后 發(fā) 酵， 后期進(jìn)行低 溫儲(chǔ) 酒。 后發(fā) 酵和 儲(chǔ)酒 的目 的是 ：糖 類繼 續(xù)發(fā) 酵 ，促 進(jìn)啤 酒風(fēng) 味成熟，增加 CO2 溶解， 促進(jìn)啤酒 澄清。 圓筒體錐底 發(fā)酵罐 發(fā)酵及其 工藝 : 圓柱錐底發(fā)酵 罐的優(yōu) 點(diǎn)有： 四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位 設(shè)計(jì) 18 （ 1） 加速發(fā)酵 由于發(fā) 酵基質(zhì)（ 麥汁 ） 和 酵母對(duì) 流獲得強(qiáng) 化，可加速發(fā) 酵。 （ 2） 廠房投資 節(jié)省 發(fā)酵 可以大部 分或全 部在戶外 ，而且罐 數(shù)、罐總?cè)莘e減少 ，廠房 投資節(jié)省 。 （ 3） 冷耗節(jié)省 C .C .T 發(fā)酵冷卻是 直接冷卻 發(fā)酵罐 和酒液，而且冷卻介質(zhì)在強(qiáng)制循 環(huán)下， 傳熱系數(shù) 高。 （ 4） 發(fā)酵罐清洗、消 毒 C .C .T 發(fā)酵可依 賴于 C IP 自動(dòng)程 序清洗消 毒，工藝衛(wèi)生更易 得到保 證。 （ 5）該罐具有錐 底，主發(fā) 酵后回 收酵母方 便。 （ 6）罐身具 有冷卻夾 套，冷 卻面積 能夠滿足 工藝上 的降溫要 求，一般在圓柱體 部分，視 罐體高 度，可分設(shè) 23 段冷卻，錐底部 分設(shè)有一 段冷卻，有利于酵 母沉降 和保存。 （ 7）圓柱錐 底罐是 密 閉罐，可以回 收二氧化 碳，也 可進(jìn)行 二氧化碳洗滌，可做發(fā) 酵罐， 也可做貯 酒罐。 因此在本設(shè)計(jì) 中選用 的是圓柱 錐底發(fā) 酵罐，其 具體情 況介紹如 下： 類： 主要分單釀罐 發(fā)酵和 兩罐法發(fā) 酵兩種 。本次設(shè) 計(jì)選擇 兩罐法發(fā) 酵。 特點(diǎn)： （ 1） 設(shè)備的外型 特點(diǎn)：外 筒體蝶 形或拱形 蓋，錐 形體底， 罐筒體 壁和錐底有各 種形式 的冷卻夾 套。兩罐法 發(fā)酵罐 D： H=1:34。發(fā)酵罐底角 ，考慮到發(fā)酵中 酵母自 然沉降最 有利， 取排出角 7375176。 （ 2） 罐材料：大 型 均采用 碳鋼加涂 料或是 不銹鋼兩 種材料 。 （ 3） 冷卻夾套： 國(guó)內(nèi) 大多 用低溫低 壓（ 3℃ ,）液 態(tài)冷媒在半圓管 ，弧形 管的夾套 ，或米 勒板式夾 套內(nèi)流 動(dòng)換熱。 冷卻夾 套一般分三段：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 。 （ 4） 隔熱層和防 護(hù)層：絕 熱材料 常用絕熱 材料聚 酰氨樹(shù)脂 或自熄 式聚苯乙烯泡沫 。外防 護(hù)層采用 厚的 合金鋁 板或 的不銹鋼板，特 別是瓦 楞型板更 受歡迎 。 （ 5） 罐主要附件 ：智能型 鉑溫度 傳感器， 清洗取 樣閥，安 全閥， 真空破壞閥， CIP 執(zhí)行機(jī)構(gòu) ，上視鏡 ，燈鏡 ，空 氣和 二氧化 碳排出管 裝置。 3. 圓筒體錐底發(fā) 酵罐發(fā)酵 工藝： （ 1） 進(jìn)罐方法 采用直接進(jìn)罐 方法。 （ 2） 接種量和起 酵溫度 麥汁直接進(jìn) 罐法，為 了縮短 起酵時(shí)間，大多采 用較高接 種量， %～第一章 啤酒工藝選擇與論證 19 %，接種后 細(xì)胞濃 度為（ 15177。 3）179。 106 個(gè) /ml。麥汁 接種溫 度是控制 發(fā)酵前期酵母繁 殖階段 溫度的， 一般低 于主發(fā)酵 溫度 2～ 3℃。 （ 3）主發(fā)酵溫度 本設(shè)計(jì)是 10176。 P 的淡色 啤酒，小 于 11176。 P，所以采 用低溫發(fā) 酵， 910176。 C。（ 4） VDK 還原 在大罐發(fā)酵 中，后發(fā)酵一 般稱 VDK 還原階段。 VDK 還原初期 一般不排放酵母，也就 是發(fā)酵 全部 酵母 參與 VDK 還原， 這可縮 短還原時(shí) 間。 （ 5）冷卻、降溫 VDK 還原終點(diǎn)是根據(jù) 成品啤 酒應(yīng) VDK 的含量 而定，要 求 VDK 低于，才稱還 原階段基 本結(jié)束 ，可降溫 。 （ 6）罐壓控制 發(fā)酵液中二氧 化碳是 酵母的毒 物，會(huì) 抑制酵母 繁殖和 發(fā)酵速率 ，大多數(shù) 發(fā) 酵主發(fā) 酵階段均 采用微 壓（小于 ），主發(fā)酵后期才封罐 逐步升 高，還原 階段 12 天才升 至最高 值。由于 罐耐壓 強(qiáng)度和實(shí)際需要 ， 罐壓 一般最大 控制在 ，以 后保持 或略有下降至啤 酒成熟 。 （ 7）酵母的排放 和收集 當(dāng) VDK 還原至 規(guī)定值 ，可順利 從錐底 排放泥狀 酵母。 收集酵母 后，用酵母泥的 倍 無(wú)菌低溫 釀造水 （ 12176。 C）覆 蓋并控制 存放溫 度不超過(guò) 2176。 C，每天換一 次無(wú)菌 水 。 酵母的添加與回收 在麥汁進(jìn)行充 氧同時(shí) 添加酵母 ，為了 使酵母均 勻分布 在發(fā)酵罐 中，酵母應(yīng)在整個(gè) 麥汁流 入過(guò)程中 均勻添 加，接種 量一般 為（ ～ ）179。10 7 /mL 麥汁 ，即約 ～ 濃酵 母泥 / hL 麥汁 。種 酵母要求 ：外 觀色澤潔白，凝聚性 良好， 無(wú)黏著現(xiàn) 象，無(wú) 雜質(zhì)，無(wú) 變異， 鏡檢酵母 細(xì)胞大 小整齊，健壯 ， 無(wú)雜菌 感染，細(xì) 胞活性 97%以上， 冷水低溫 保存時(shí) 間不超過(guò) 3 天，使用 代數(shù)不 超過(guò) 7 代 。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(lái) 的酵母細(xì) 胞組成 ，可做飼料或經(jīng) 行其它 綜合利用 。中層 為核心酵 母，由 健壯、發(fā) 酵力強(qiáng) 的酵母細(xì)胞組成 ，其量 占 65%～ 70%,可留 作下批 種酵母用 。下層 為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由 最初沉 降下來(lái)的 顆粒組 成，可作 飼料或 棄置不用 。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制 本設(shè)計(jì)采用的 發(fā)酵設(shè) 備為應(yīng)用 極為廣 泛的露天 錐形發(fā) 酵罐，酵 母在發(fā)酵過(guò)程中會(huì) 產(chǎn)生熱 量，為使 發(fā)酵和 后熟在設(shè) 計(jì)的工 藝溫度下 進(jìn) 行， 必須進(jìn)行冷卻。 四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位 設(shè)計(jì) 20 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(shí)際生產(chǎn)中需 要注意 一下幾個(gè) 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(qiáng)，因 而發(fā)酵 罐的夾套焊接要 求也較 高，故本 設(shè)計(jì)采 用間接冷 卻方式 。 間接冷卻方式 其冷溶 劑是乙二 醇與水 的混合溶 液，它 在氨制冷 的蒸發(fā)器箱中進(jìn) 行冷卻 ，溫度 一般控 制在 5℃左右 ，它主 要用于 麥汁冷卻 和發(fā)酵罐的降溫， 一般情 況下，發(fā) 酵罐冷 卻系統(tǒng)有 兩種介 質(zhì)循環(huán)， 即液氨 吸熱蒸發(fā)制冷循 環(huán)系統(tǒng) 和冷卻發(fā) 酵罐酒 液的酒精 水循環(huán) 系統(tǒng)。 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用 麥槽的利用 麥槽是 麥芽 和大 米在 不發(fā) 芽谷 物原 料在 啤酒 糖化 中不 溶解 物質(zhì) 構(gòu)成的。麥槽是有 價(jià)值的 飼料，有 較高的 蛋白質(zhì)， 并受到 適度分解 。 二氧化碳的回 收 二氧化 碳是 啤酒 發(fā)酵 中最 主要 的副 產(chǎn)物 ，二 氧化 碳也 是重 要的 原材料。在 過(guò)濾 后的 清酒 中， 直接 充入 二氧 化碳 ，使 啤酒 在短 時(shí)間 內(nèi)溶解 和過(guò)飽和，簡(jiǎn)單 而有效 地控制成 品啤酒 中二氧化 碳的含 量。 CO2 貯氣柜 →超 壓裝 置→ 壓縮 機(jī)→ 氧化 劑洗 滌器 →水 冷卻 器→ 活性炭過(guò)濾器→壓 縮機(jī)→ 冷卻器→ 干燥裝 置→冷卻 器→液 態(tài) CO2 貯 存罐 酵母的回收與 利用 根據(jù)酵母和發(fā) 酵液的 相對(duì)密度 不同， 采用離心 機(jī)分離 酒液和酵 母。 每生產(chǎn) 100 噸啤酒 可得含水 分 75%～ 80%的剩余酵母泥 ，可制成含水 %～ 10%的干酵母約 。近年來(lái)用 啤酒酵母 生產(chǎn)具 有肉類鮮 味的調(diào)料 以及 生產(chǎn) 干酵 母粉 ，有 很好 的經(jīng) 濟(jì)和 社會(huì) 效益 ，故 本設(shè) 計(jì)采用 一個(gè)酵母車間來(lái) 利用廢 酵母生產(chǎn) 干酵母 ，其生產(chǎn) 流程如 下： 啤酒放 棄的 酵母 泥→ 固液 分離 →濕 酵母 →洗 滌脫 苦→ 固液 分離 →水解→固液分離 →干燥 →干酵母 ↓ 濃縮 →調(diào)配 →調(diào)味 料 ↓ 酵母膏 成品啤酒 1. 啤酒的過(guò)濾 發(fā)酵出 來(lái)的 啤酒 經(jīng)酵 母分 離機(jī) 分離 出來(lái) 后， 進(jìn)入 一薄 板冷 卻器 ，然后進(jìn)入啤酒 處理罐 ，進(jìn)行 CO2 洗滌，再經(jīng) 一次冷卻 器，冷 卻至 1 ℃，經(jīng)第一章 啤酒工藝選擇與論證 21 粗濾精濾后， 送清酒 罐然后包 裝。 啤酒過(guò) 濾的 主要 方式 有棉 餅過(guò) 濾機(jī) 、硅 藻土 過(guò)濾 機(jī)、 紙板 過(guò)濾 機(jī)、雙流過(guò) 濾機(jī) 、錯(cuò) 流過(guò) 濾機(jī) 、無(wú) 菌膜 過(guò)濾 機(jī)。 現(xiàn)在 普遍 使用 的是 過(guò)濾設(shè) 備是硅藻 土過(guò) 濾機(jī) 、紙 板過(guò) 濾機(jī) 和無(wú) 菌膜 過(guò)濾 機(jī)。 硅藻 土過(guò) 濾機(jī) 作為啤 酒的粗濾 ，紙 板過(guò) 濾機(jī) 作為 啤酒 的 精 濾， 無(wú)菌 膜過(guò) 濾機(jī) 主要 用于 生產(chǎn)純 生啤酒。 硅藻 土過(guò) 濾機(jī) 主 要有 板框 式、 燭式 、 水平 圓盤(pán) 式三 種 ，本 設(shè)計(jì) 采用板框式過(guò)濾機(jī) 。 2．啤酒包裝 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(jì)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(diǎn)。 1. 保護(hù)功能。包 裝應(yīng)該保 證產(chǎn)品 的安全和 清潔衛(wèi) 生，使其 在儲(chǔ)存 、運(yùn)輸和銷售過(guò) 程中不 致散失、 損壞和 變質(zhì)，這 是包裝 最基本的 作用。 2. 美化增值功能 。美觀大 方的包 裝造型、 生動(dòng)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(jià)值。 3. 促銷功能 。包裝是“無(wú) 聲的推銷 員”，消 費(fèi)者通過(guò) 包裝可 以了解產(chǎn)品，引起消費(fèi) 興趣， 激發(fā)購(gòu)買 動(dòng)機(jī)， 從而有利 于擴(kuò)大 商品銷售 。四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位 設(shè)計(jì) 22 第二章 工藝計(jì)算 物料衡算 物料衡算的意義 物料衡算是指 理論上 進(jìn)行生產(chǎn) 時(shí)，所 要消耗的 物料和 可以得到 的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品 的量， 物料衡算 的準(zhǔn)確 與否關(guān)系 到整個(gè) 生產(chǎn)工藝 的合理 性和設(shè)計(jì)的可行 性，是 整個(gè)設(shè)計(jì) 階段的 重要一環(huán) 。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 21 的 基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)，先進(jìn) 行 100kg 原料生 產(chǎn) 10176。 P 啤酒 的物料衡算，然后進(jìn) 行 100L 10176。 P 啤酒的物 料衡算， 最后進(jìn) 行 7 萬(wàn)噸 /年 啤酒廠的物料衡算 。 表 21 啤酒生 產(chǎn)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 名稱 百分比﹪ 說(shuō)明 定 額 指 標(biāo) 原料利用率 麥芽水分 大米水分 12 無(wú)水麥芽浸出 率 75 無(wú)水大米浸出 率 95 原料 配比 麥芽 70 大米 30 損 失 率 冷卻損失 發(fā)酵損失 對(duì)熱麥汁而言 過(guò)濾損失 裝瓶損失 總損失率 啤酒總損失率 對(duì)熱麥汁而言 100 ㎏原料生產(chǎn) 10176。 P 啤酒的物料衡算 熱麥汁量 根據(jù)表 21 可 得原料 收得率分 別為： 原料麥芽收得 率為： (1005)247。 100=% 原料大米收得 率為： (10012)247。 100=% 混合原料收得 率為： 第二章 工藝 計(jì)算 23 （ 179。 %+179。 %）179。 %=% 由上述可得 100kg 混 合原料可 制得 10176。 P 熱 麥汁量 為： （ 247。 10）179。 100=（ kg） 查《啤酒工業(yè) 手冊(cè)》 得 10176。 P 麥汁 在 20176。 C 的密度 為 。而100176。 C 熱麥汁 比 20176。 C 時(shí)的麥 汁體積增 加 倍 。故， （ 100176。 C）體積 為： 247。 179。 =（ L） ： 179。（ ） =(L) ： 179。（ ） =（ L） ： 179。（ ） =(L) ： 179。（ ） =（ L） 生產(chǎn) 100L 10176。 P 啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果知