【正文】 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 30 水平衡計(jì)算 糖化用水 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)規(guī)定糊化鍋中的料水比為 1： ，糖化鍋中的料水比為 1： ，混合原料每次加入量是 ，其中糊化鍋中加入輔料大米 kg以及輔料大米質(zhì)量 20%的麥芽 。 P 糖化一次 320200 t/a 混合原料 啤酒 定額量 啤酒生產(chǎn) 混合原料 (kg) 100 107 麥芽 (kg) 70 107 大米 (kg) 30 107 酒花 (kg) 105 熱麥汁（ L） 108 冷麥汁（ L） 108 發(fā)酵液（ L） 108 過濾液（ L） 108 成品酒（ L） 100 108 濕糖化糟 (kg) 107 濕酒花糟 (kg) 106 注： 13176。 P 啤酒在 20℃時(shí)的密度是 ，故有年產(chǎn)啤酒質(zhì)量是： 108 = 108（ kg） ： 2020= 107（ kg） ： 2020= 106（ kg） 有關(guān)啤酒物料衡算的各項(xiàng)計(jì)算數(shù)據(jù)如下表 42 表 42 320200t/a 13176。 P淡色啤酒密度為 ，則每次糖化的啤酒量是： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 320200 1000/（ L） 2. 每次糖化的耗用混合原料量 : =（ kg） 3. 每次糖化耗用 麥芽量： 70％ =（ kg） 4. 每次糖化耗用大米量： 30％ =（ kg） 5. 每次糖化產(chǎn)生的 熱麥汁量： =（ L） 6. 每次糖化產(chǎn)生的 冷麥汁量 : (15%)=（ L） 7. 每次糖化發(fā)酵液量： (%） =（ L） 8. 每次糖化 過濾酒量： (%)=（ L） 9. 每次糖化成品啤酒量： （ 11%） =（ L） : =(kg) 濕糖化糟量 : =(kg) 濕 酒花糟量： = (kg) (二 ) 生產(chǎn) 320200t/a 13176。 P 啤酒中含二氧化碳為 %，故而 100L 成品酒中麥汁中的二氧化碳是： %=（ kg） 則釋放出的二氧化碳質(zhì)量是： =（ kg） 而 1m3 二氧化碳在 20℃常壓下重 ，故釋放出的二氧化碳的體積是： 年產(chǎn) 320200t/a13176。 P冷麥汁密度是 ，則 冷麥汁的質(zhì)量是： =（ kg） 故而， 13176。設(shè)濕酵母泥含水分 85%。 P啤酒需要消耗混合原料的量是： 100/ 100=（ kg） 2. 麥芽消耗量是： 70%=（ kg） 3. 大米消耗量是 ： 30%=（ kg） 4. 酒花消耗量是：本設(shè)計(jì)對(duì)象是 13176。 P 啤酒的物料衡算 根據(jù) 的物料衡算結(jié)果，我們得知： 100kg 混合原料可生產(chǎn) 13176。 P熱麥汁量是： 100（ %/13%） = 項(xiàng)目 名稱 百分比（ %） 說明 定額指標(biāo) 原料利用率 麥芽水分 5 大米水分 12 無水麥芽浸出率 75 無水大米浸出率 95 原料配比 麥芽 70 大米 30 冷卻損失 5 發(fā)酵損失 對(duì)熱麥汁而言 過濾損失 1 裝瓶損失 1 總損失率 啤酒總損失率 對(duì)熱麥汁而言 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 由《啤酒工業(yè)手冊(cè)可知》 13176。 100kg 原料生產(chǎn) 13176。 P啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L13176。 、溫度等會(huì)影響發(fā)酵速度 過 ℃，為了防止發(fā)酵液流動(dòng)，從而使啤酒性質(zhì)不穩(wěn)定 發(fā)酵車間工作制度 本設(shè)計(jì)的啤酒廠生產(chǎn)是采用 24 小時(shí)全天候不間斷工作，但國(guó)家規(guī)定每個(gè)人每天工作時(shí)間為 8 小時(shí)，一周休息 2天，據(jù)此情況，我們采用三班倒制度，如下： 三班人員的作息時(shí)間如下： 早班 08:00—— 16:00 中班 16:00—— 24:00 晚班 00:00—— 08:00 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 第 4 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，使整個(gè)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。本次設(shè)計(jì)主要是采用瓶裝。再經(jīng)過 CO2 洗滌，成為待裝罐的清酒。 本設(shè)計(jì)采用的是無菌膜過濾的方法。 5）酵母回收：酵母回 收后，剩余酵母排放到酵母回收站，降溫到 1℃，冷貯酒時(shí)間為 8 天左右。 4）糖度降到 ~176。當(dāng)雙乙酰還原至 ，時(shí)間約為 9~12 天。P 時(shí)，開始升溫至 ℃進(jìn)行雙乙酰還原。此段時(shí)間為主酵期，時(shí)間大約為90~120 小時(shí)。冷媒的溫度為 9℃。此方法廣泛利用，技術(shù)成熟，故采用這種方法。 固定化酵母發(fā)酵：發(fā)酵周期短，減少占地面積，但此工藝并不成熟，尚在試驗(yàn)中。這種工藝制成的啤酒質(zhì)量好，工藝比較成熟，且占地面積較大，周期長(zhǎng)，且不利于自動(dòng)化生產(chǎn)。由前酵池和后儲(chǔ)罐組成。擴(kuò)培極端要求嚴(yán)格無菌操作，以保證菌種質(zhì)量。酵母擴(kuò)培的目的是及時(shí)向生產(chǎn)中提供足量的優(yōu)良的、強(qiáng)壯的酵母菌種，一保證正常生產(chǎn)的進(jìn)行。后發(fā)酵殘?zhí)沁M(jìn)一步分解，生成的二氧化碳充分溶解于啤 酒中，達(dá)到飽和。 發(fā)酵過程可以分為前發(fā)酵和后發(fā)酵。上面發(fā)酵采用的是上面酵母以及較高的溫度，后者相反。啤酒發(fā)酵即是啤酒酵母在一定的條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質(zhì)而進(jìn)行的正常生命活動(dòng)，其代謝的產(chǎn)物就是所要的產(chǎn)品 — 啤酒。一般只有快速發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒時(shí)采 用純氧，普通啤酒發(fā)酵采用壓縮空氣通風(fēng)。氧在麥汁中的溶解度和麥汁氧分都會(huì)減少飽和溶解氧量，但影響較在 6 ℃ 以下。 （ 2）熱麥汁吸氧能促進(jìn)β 球蛋白的氫基氧化、聚合，使某些蛋白發(fā)生沉淀，從 而減少了啤酒中不穩(wěn)定的球蛋白。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 麥汁充氧 1. 熱麥汁充氧 麥汁在高溫之下接觸的氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)、酒花樹脂、多酚等發(fā)生氧化反應(yīng)。此法優(yōu)點(diǎn)是去除凝固物能力大、損耗低、清洗方便、能耗低；缺點(diǎn)是需要消耗助濾劑、成本高、冷麥汁過濾會(huì)增加麥汁污染的危險(xiǎn)、 CIP 水 耗高。方法是在過濾機(jī)罐內(nèi)，在過濾篩網(wǎng)上預(yù)涂濾層。 麥汁過濾通常采用的硅藻土過濾機(jī)的型號(hào)有三種：帶有垂直板的壓力葉片式過濾機(jī)、帶有水平板壓力吁片式過濾機(jī)、燭柱式過濾機(jī)。方法是往冷卻麥汁添加酵母，在開口或密閉的酵母繁殖期停留 1420h ，再泵出上層澄清麥汁，而殘留在器底沉渣中的有冷、熱凝固物及死酵母等。 冷凝固物是分離熱凝固物后澄清的麥汁，在冷卻到 50 ℃ 以下，麥汁漸漸析出混濁物質(zhì)，并在 25 ℃ 左右析出最多。 2）和熱凝固物顆粒大小成正比。 熱凝固物的分離 （ 1）原理 將熱麥汁泵入回旋過濾槽，麥汁在槽內(nèi)回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力，由于在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其離心力的反作用力的合力把顆粒（熱凝固物）推向槽底部中央。這些處理中最主要的是冷凝固物的分離。 添加皂土和硅膠，目的是 加 大 煮沸麥汁的表面積，促進(jìn)含氮物質(zhì)的凝聚 添加硫酸鋅，目的是 增加啤酒的營(yíng)養(yǎng)成分。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 表 34 酒花的添加 第一次 第二次 第三次 添加酒花類型 苦花 苦花 苦花和香花 添加時(shí)間 （ min） 初沸 0 煮沸 30 煮沸終 了前 10 添加量（ kg） 分別加 （ 3） 煮沸 麥汁煮沸時(shí)，除酒花外，還會(huì)添加一些其他的添加劑，如下： 添加單寧，目的是沉淀蛋白質(zhì)，增加 啤酒的非生物穩(wěn)定性。 酒花的添加方法：以傳統(tǒng)的分 34次添加法為主。 煮沸設(shè)備：麥汁煮沸鍋 （ 2） 酒花的添加 酒花添加量根據(jù)酒花質(zhì)量，消費(fèi)者習(xí)慣，啤酒品種，濃度等不同而不同。 ， 賦予麥汁獨(dú)特的苦味和香味，同時(shí)也提高了啤酒的生物和非生物穩(wěn)定性。 ， 停止淀粉酶的作用，穩(wěn)定可發(fā)酵糖和糊精的比例，確保定和發(fā)酵的一致性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。故本設(shè)計(jì)采用該方法。常壓煮沸，工藝成熟，操作方便維修費(fèi)用低。由于 過濾槽法對(duì)麥芽粉碎度要求嚴(yán)格，過濾、洗滌時(shí)間長(zhǎng)，且過濾速度慢，故本設(shè)計(jì)采用板框式壓濾機(jī)。過濾槽法是 最古老的方法，也是最普通的方法，是已過濾篩板和麥槽構(gòu)成過濾介質(zhì)，用 醪的液柱高度 產(chǎn)生的靜壓力為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過濾。 麥汁的過濾 糖化過程結(jié)束時(shí)，已基本完成了麥芽和輔料中高分子物質(zhì)的分解、萃取。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 煮出糖化法中二次煮出糖化法，靈活性大，適于各種質(zhì)量的麥芽和類型的啤酒，操作簡(jiǎn)單，煮沸時(shí)間短，能耗小，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)周期短，成本低。以上兩種方法用于最初的純麥芽糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物作為輔料時(shí)，進(jìn)行糖化時(shí)必須先進(jìn)行預(yù)輔料的預(yù)處理 —— 糊化和液化，即復(fù)式糖化法。 2. 浸出糖化法：浸出糖化法指麥芽醪利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成，使麥芽醪未經(jīng)煮沸。 糖化方法及設(shè)備 糖化方法分為以下幾類： 1. 煮出糖化法：煮出糖化法麥 芽 醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通過部分麥芽醪的熱煮沸、并醪、使醪液逐步梯級(jí)升溫至糖化完畢。糖化后未分離麥糟的混合液稱為糖化醪，濾除麥糟后稱為麥汁，從麥芽中浸出的物質(zhì)稱為浸出物，一 般麥芽浸出率為 80%，其中 60%在糖化 過程。將糊化鍋中液化完全的醪液兌入糖化鍋後﹐維持在適于糖化 (β 淀粉和 α 淀粉 )作用的溫度 (62～ 70℃ )(糖化休止 )﹐以制造麥醪。單次糖化所需大米量 ，每年所需大米量 107kg。 根據(jù)本廠的實(shí)際情況，采用氣流式輸送，這樣對(duì)原料不會(huì)造成污染。但氣流輸送 能耗大，使用不當(dāng)容易造成堵塞管道，輸送過程麥芽易磨損，故不設(shè)計(jì)不采用。而大米粉碎多為干法粉碎，其中大米粉碎越細(xì)愈好，以增加原料與水的接觸面積，利于大米的糊化和糖化。其中麥芽的粉碎方法有：干法、濕法、回潮干法、連續(xù)調(diào)濕粉碎。（ 2）皮殼和原料中不容物質(zhì)粉碎過細(xì)，會(huì)增加過濾阻力，影響過濾操作。 原料處理 原料處理直接影響啤酒質(zhì)量的高低， 將麥芽﹑大米分別由粉碎機(jī)粉碎至適 于 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 糖化操作的粉碎度 ，兩種輔料粉碎后的時(shí)間不能超過 24 小時(shí)，防止發(fā)熱結(jié)塊?，F(xiàn)代啤酒生產(chǎn)工業(yè)化程度越來越高，啤酒廠一般不自行生產(chǎn)麥芽，而是從專門的麥芽生產(chǎn)廠購(gòu)買，以降低成本，其中本次寧鄉(xiāng)青島啤酒廠既是如此。添加的種類主要有蔗糖﹑葡萄糖﹑轉(zhuǎn)化糖﹑糖漿等。 利用麥汁做輔料，麥汁總氮和 a氨基氮均比大米高，發(fā)較快，但過濾和煮沸麥汁略渾濁，需進(jìn)行處理為好，釀成的啤酒泡沫細(xì)膩、持久。 2. 小麥 小麥品種有硬質(zhì)小麥和軟質(zhì)小麥﹐啤酒工業(yè)宜采用軟質(zhì)小麥。且 大米是中國(guó)用量最多的輔助原料 ，因其 淀粉 含量高 （ 75%82%） ﹐浸出率也高﹐ 含脂肪低（ %%），并含有較多泡持蛋白，用大米做輔料釀造啤酒，啤酒色澤淺、口味純凈、泡持潔白細(xì)膩，它是優(yōu)良 的啤酒輔料。 1. 大米 原則上凡是大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越好，釀造的啤酒風(fēng)味越好。 輔料 在啤酒麥汁制造的原料中，除了主要原料大麥麥芽以外，還包括特種麥芽，小麥麥芽及輔助原料。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 （ 2）下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長(zhǎng)，酒液澄清良好。 我國(guó)所采用的下面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)如下： （ 1）采用下面發(fā)酵酵母，主發(fā)酵溫度比較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢，發(fā)酵的代謝產(chǎn)物副產(chǎn)物相對(duì)較少。啤酒工廠為了確保酵母的純度 ﹐ 每月進(jìn)行一次酵母純粹培養(yǎng)。 （ 2） α酸 %為推薦值 . （ 3） 以上為 QB/T 1999壓縮啤酒花及顆粒啤酒花標(biāo)準(zhǔn)。 表 33顆粒啤酒花技術(shù)要求 項(xiàng)目 指標(biāo) 一級(jí) 二級(jí) 色澤 淺黃綠色 香氣 富有濃郁的啤酒花香氣， 無異雜氣味 有明顯的啤