【導(dǎo)讀】年產(chǎn)15萬(wàn)噸啤酒廠設(shè)計(jì)。學(xué)部食品與環(huán)境工程。黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)語(yǔ)（一）。姓名學(xué)號(hào)專業(yè)班級(jí)食品科學(xué)與工程-B班總成績(jī)。答辯委員會(huì)成員簽字。員的定額、環(huán)境保護(hù)、消防措施、成本核算、風(fēng)險(xiǎn)分析及社會(huì)效益等方面進(jìn)行核算。算使最終設(shè)計(jì)的啤酒廠效益好同時(shí)其它方面也符合國(guó)家規(guī)定，最后才算完成了設(shè)計(jì)。20xx年3月2日～5月20日接受指導(dǎo)老師指導(dǎo)。3月2日～3月6日擬定論文大綱。3月7日～3月12日搜集、查閱、整理相關(guān)資料。4月20日～4月25日初稿審定。4月30日～5月6日第一次審定。5月7日～5月11日第二次修改。5月12日～5月15日定稿。5月16日～5月18日論文評(píng)閱小組評(píng)審論文（設(shè)計(jì)）。本啤酒廠設(shè)計(jì)為年產(chǎn)15萬(wàn)噸12°淡色啤酒的工廠，本啤酒廠主要設(shè)計(jì)糖化和發(fā)酵工。果進(jìn)行廠設(shè)備選型、人員定額與分配，制定工廠的勞動(dòng)制度和節(jié)能及環(huán)境保護(hù)方面的策。略進(jìn)行綜合評(píng)定，進(jìn)而投資估算確定投資額度，進(jìn)行成本核算、風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算分析利潤(rùn)

　　

【正文】 去發(fā)酵 圖 22 糖化工藝流程圖 [5] 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(duì)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槽兩個(gè)操作過程。 過濾的目的是獲得清涼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(yīng)在規(guī)定時(shí)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(jìn)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(dú)特的酒氣香氣和爽口的苦味；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(jìn)行滅菌，以獲得定型的黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 8 麥汁。 煮沸要求適當(dāng)?shù)闹蠓袦?度，分批添加酒花，在預(yù)定煮沸時(shí)間內(nèi)，使麥汁達(dá)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(fēng)味好、穩(wěn)定性高。 煮沸時(shí)間 70～ 90min，麥汁的煮沸強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到 8%～ 10%，凝固性氮應(yīng)達(dá)到 ～20mg/L。 冷卻 麥汁煮沸定型后，必須立即進(jìn)行冷卻，使溫度適合酵母發(fā)酵的需要。 要求冷卻時(shí)間短，麥汁無(wú)細(xì)菌，并且不混濁，沉淀?yè)p失少，操作簡(jiǎn)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(yīng)冷卻至 4～ 8℃ 。 啤酒發(fā)酵 麥汁冷卻至規(guī)定溫度后進(jìn) 入發(fā)酵罐，接種一定量的啤酒酵母后，進(jìn)行發(fā)酵。啤酒發(fā)酵是一個(gè)非常復(fù)雜的生化過程，發(fā)酵的主體是啤酒酵母，它利用本身所含有的酶系將麥汁中的可發(fā)酵性糖經(jīng)一系列變化最終轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭投趸迹⑸梢幌盗懈碑a(chǎn)物，如各種醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等啤酒就是這些物質(zhì)混合在一起構(gòu)成的一種具有一定風(fēng)味、泡沫、色澤和獨(dú)特典型性的飲料。 本工藝采用 “前錐后臥 ”發(fā)酵方式。先在錐形發(fā)酵罐中進(jìn)行啤酒發(fā)酵和雙乙酰還原，然后送入臥式儲(chǔ)酒罐中進(jìn)行后發(fā)酵。 在主發(fā)酵結(jié)束，外觀發(fā)酵達(dá) 60%左右，酒溫降至 5～ 6℃ 時(shí)，現(xiàn)回收酵母，在將嫩啤酒 送入儲(chǔ)酒罐內(nèi)。此時(shí)雙乙酰還原需在貯酒罐內(nèi)繼續(xù)進(jìn)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。倒罐之后，進(jìn)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(dá)到要求后，急劇降溫至 0～ 1℃ ，進(jìn)行貯酒。貯酒時(shí)間 7～ 14d。 [12] 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 9 第 3 章 啤酒的工藝計(jì)算 物料衡算 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表 31 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng) 目 名 稱 百分比 /% 定 額 原料利用率 麥芽水分 6 大米水分 13 無(wú)水麥芽浸出率 75 無(wú)水大米浸出率 92 原料配比 啤酒損失率（對(duì)麥汁） 麥芽 75 大米 25 冷卻損失 發(fā)酵損失 過濾損失 瓶裝損失 總損失 100kg 原料（ 75%麥芽， 25%大米）生產(chǎn) 12186。的基礎(chǔ)物料衡算 （ 1）熱麥汁量： 根據(jù)表 41 可得到原料收率分別為： （ 2）麥芽收率： ? ? % 0 061 0 ??? （ 3）大米收率： ? ? % ??? 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 10 （ 4）混合原料收得率 ： ? ? %%%% ????? （ 5）由上述可得 100kg 混合原料可制得 12186。啤酒： 247。12100= 已知 12186。在 20℃ 時(shí)的相對(duì) ρ 為 1012kg/m3，而 100℃ 熱麥汁比 20℃ 的熱麥汁體積增加 倍，故熱麥汁 100℃ 體積為： ? ? L6 1 1 9 8 ??? （ 6）冷麥汁量為： ? ? ??? （ 7）發(fā)酵液量為： ? ? ??? （ 8）過濾酒量為： ? ? 4 90 2 6 0 ??? （ 9）成品啤酒量為： ? ? ??? 生產(chǎn) 100L， 12186。消耗原料物料衡算 （ 1）生產(chǎn) 100L， 12186。消耗原料的量為： 810 0 ??? （ 2）麥芽消耗量為： % ?? （ 3）大米耗用量為： ?? （ 4）酒花耗用量：對(duì)淡色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量為： kg22 % 4 ???? （ 5）熱麥汁的量為： 1 41 0 3 1 4 ??? （ 6）冷麥汁的量為： ??? （ 7）濕糖化槽是被排出的濕麥槽水分含量的 80%，則濕麥槽量為： ? ? ? ? ? ?? ? ??????? 而濕大米槽量為： ? ? ? ? ? ?? ? 0 0921 0 ??????? 故濕槽糖化槽量為： ?? （ 8）酒花槽量：設(shè)麥汁煮沸過程中酒花浸出率為 40%，且酒花槽水分含量為 80%，則酒花槽量為： ? ? ? ?? ? kg6 8 2 0 0401 0 0 ????? 年產(chǎn) 150000t,12186。啤酒的物料衡算 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)為 1500 次，由此可計(jì)算出每次投料量及其他項(xiàng)目的平衡。 糖化第一次定額量：由以上設(shè)計(jì)中可得出 100kg 原料可得成品啤酒 ,12176。啤酒的密度為 1012kg/m3. 啤酒的質(zhì)量 M=247。10001012= 由此可得出產(chǎn) 15 萬(wàn)噸啤酒所需要原料的量為 ： 150000000100247。=27500000kg所以年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸啤酒所需要麥芽量為： 27500000=20625000kg 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 11 所以年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸啤酒所需要大米量為： 2750000020625000=6875000kg （ 2）每次糖化物料衡算 每次糖化投料 ： 27500000247。1500= 每次麥芽投料： =13750kg 每次大米投料： = 每次熱麥汁投料：（ 247。12） （ 247。） = 表 32 啤酒廠糖化車間物料的衡算表 物料名稱 單位 對(duì) 100kg 混合原料 100L， 12176。 糖化定額量 150000t/a 生產(chǎn)啤酒 混合原料 Kg 100 27500000 麥芽 Kg 75 13750 20625000 大米 Kg 25 6875000 酒花 Kg 1848 27720xx 熱麥汁 L 615 114200 171300000 冷麥汁 L 572 106200 159300000 濕糖化槽 Kg 23340000 濕酒花槽 Kg 532 13280000 發(fā)酵液 L 154082500 過濾酒 L 151002500 成品啤酒 L 100 147977500 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 12 熱力衡算 蒸汽耗量計(jì)算 糖化用水耗熱量 Q1 根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為： ? ? kgG 2 4 7 5 5 8 31 ???? 式中： 為糖化一次大米份量， 為糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的 20%），而糖化的加水量為： kgG 4 8 1 2 3 7 5 02 ??? 式中： 13750kg 為 糖 化 一 次 糖 化 鍋 投 入 的 麥 芽 粉 量 ， 即G= 50 ?? ，而 13750kg 為糖化一次麥芽定額量，故糖水總用水量為： kgGGG w 7 2 8 7 54 8 1 2 52 4 7 5 021 ????? 自來水平均溫度為： 181?t ℃ ，而糖化配料用水溫度 502?t ℃ ，故耗熱量為：? ? ? ? kJttCGGQ w 9 7 9 4 4 0 0)1850(4 2 0 07 2 8 7 512211 ???????? 第一次米醪煮沸消耗量 Q2 由糖化工藝流程圖（ 43）可知： 39。39。39。239。39。239。22 ??? （ 1）糊化鍋內(nèi)米醪由初溫 t0 加熱至 100℃ 耗熱 ? ?039。2 1 0 0 tCGQ ?? 米醪米醪 ① 計(jì)算米醪的比熱容 米醪C ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： ? ?? ?WCWC 0 ???谷物 進(jìn)行計(jì)算，式中 W 為含水量百分率： C0 位絕對(duì)谷物比熱容，取 ? ?kkgkJC ./ ? ? ?? ? kkgkJC ./ 0 ??????麥芽 ? ?? ? kkgkJC ./ ??????大米 1 ?? ???????? ?????? GGG CGCGCGC w麥芽大米 麥芽麥芽大米大米米醪 kkgkJ ./? ② 米醪的初溫 t0，設(shè)原料的初溫為 18℃ ，而熱水為 50℃ ，則 ? ?米醪迷勞麥芽麥芽大米大米 CG CGCGCGt W? ???????? 50180 )( ?? ???????? ℃ kgG 0 2 5 02 4 7 5 5 8 3 ????米醪 ③ 把上述結(jié)果帶回得： ? ? KJQ 9 0 7 6 4 6 0 2 5 039。2 ????? （ 2）煮沸過程蒸汽帶出的熱量 39。2Q 設(shè)煮沸時(shí)間為 40min，蒸發(fā) 量為每小時(shí) 5%，則蒸發(fā)水分量為： 0 0 86040%51 ????? 米醪GV 故 kJIVQ 2 7 5 9 3 2 5 0 0 8139。39。2 ????? 式中， I 為煮沸溫度（約為 100℃ ）下水的汽化潛能 3KJ/kg 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 13 （ 3）熱損失 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失均為前兩次耗能量的 15%，即： ? ? ? ? kJQ 7 0 2 8 5 2 7 5 9 3 49 0 7 6 4 6 1%15%15 39。39。239。239。39。39。2 ??????? （ 4）有上述結(jié)果是： ? ? KJQ 3 0 5 5 2 5 39。39。239。22 ???? 第二次煮沸前混合醪升溫至 按糖化工藝，來自糊化鍋的米醪為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 麥醪t ，已知麥芽糖粉初溫為 18℃ ，用 50℃ 的熱水配料，則麥醪溫度為： 2 ?? ??????????麥醪麥醪麥芽麥芽麥醪 CG CGCGt W℃ （ 2）根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪，合并前后的焓不變，則米醪溫度為： ?? ????????米醪米醪麥醪麥醪買醪混合混合混合 CG tCGtCGt ℃ 考慮到米醪內(nèi)糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不加中間冷卻器。 （ 3） ? ? KJCGQ 0 7 0 3 0 663703 ??? 混合混合 第二次煮沸混合醪的耗熱量 由糖化 工藝流程可知： 39。39。39。439。39。439。44 ??? （ 1）混合醪升溫至沸騰所消耗量為 Q4 ① 經(jīng)第一次煮沸后米醪量為： kgVGG ????? 米醪‘ 米醪 糖化鍋的麥芽醪量為： 2GGG ??麥醪 故進(jìn)入第二次煮沸的混合 ??? 醪量為： kgGGG ????? 麥醪‘ 米醪混合 ② 據(jù)工藝糖化結(jié)束醪溫為 ℃ ，抽取混合醪的溫度為 70℃ ，則送到第二次煮沸的混合醪量為： ? ? ? ? %%1 0 0701 0 ????? ③ 麥醪的比熱容： kkgKJG CGCGC W ??? ?????? / 混合醪比熱容 kkgKJG CGCGC ???????? / 混合米醪米醪麥醪麥醪混合 ④ 故： ? ? ? ? KJCGQ 6 8 5 5 9 0 2 0 0%%39。4 ????????? 混合混合 （ 2）二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量 39。4Q ，煮沸時(shí)間為 10min，蒸發(fā)強(qiáng)度 5%，則蒸黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論 14 發(fā)水分量為： 2 56010%59 0 2 0 0% ??????V 故 KJVIQ 8 3 2 7 2 2 5 7239。39。4 ????? 式中： I 為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓KJ/kg （ 3）把上述結(jié)果代回得： ： ? ? ? ? KJQ 2 6 4 2 0 8 3 2 7 6 8 5 5 9 39。39。439。44 ?????? 洗槽水耗熱量 設(shè)洗槽是平均溫度為 80℃ ，每 100kg 原料用水 450kg，則用水量為 kgG 2 4 9 91 0 04 5 8 3 3 3 ????洗 故 ? ? KJCGQ W 9 0 7 8 9 1 518805 ??? 洗 麥汁煮沸過程耗熱量 39。39。39。639。39。639。66 ??? （ 1）麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量 39。6Q 由糖化物料衡算表可知， 100kg 混合原料可得到 熱麥汁，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為 70℃ ，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： kgG 1 0 9 6 8 81 0 9 8 3 3 3 ????麥汁 ? ? 8 3 3 8 3 3 3 7 5 0 ??????????麥汁C 故 ? ? ? ? KJCGQ 39。6 ??????? 麥汁麥汁 （ 2）煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 39。6Q 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 ，則蒸發(fā)水分為： 6 4