【正文】 糊化鍋設(shè)計(jì)及選型 糊化鍋體積為糖化鍋體積的 1/2～ 2/3，現(xiàn)取 ， 則糊化鍋的有效體積 =（ m3） 3 8 5Dm???? 故取直徑 5Dm? ? 過濾鍋選型 從糖化鍋出來的物質(zhì)，直接。淀粉糊化溫度必須達(dá)到一定程度，不同淀粉的糊化溫度不一樣，同一種淀粉，顆粒大小不一樣，糊化溫度也不一樣，顆粒大的先糊化，顆粒小的后糊化。 糖化鍋設(shè)計(jì)及選型 糖化鍋投料量 =926+4630=5556(kg) 糖化醪量 :5556+25002=30558 (kg) 設(shè)糖化鍋煮沸時(shí) ,每小時(shí)蒸發(fā) 5%水分 ,煮沸時(shí)間 40min 則 :蒸發(fā)量 =30558 5% 40/60=(kg) 第一次煮沸后 糊 化醪量 == (kg) 糖化醪量 =5556+45339=50895(kg) 第一次煮沸后 ,糊化醪量 +糖化醪量 =+50895= (kg) 大米粉含水 13%麥芽粉含水 6%，則： 5 5 5 6 ( 1 6 % ) 9 2 6 ( 1 6 % ) 4 6 3 0 ( 1 1 3 % )8 0 4 3 4 . 4 1 2 . 6 %? ? ? ? ??? ? ? ?糖 化 醪 干 物 質(zhì) 查表的相應(yīng)密度為 則糖化鍋有效體積 ： ? ?38 0 4 3 4 . 4 / (1 . 0 5 1 1 0 0 0 ) 7 6 . 5 mV ? ? ?有 效 設(shè)糖化鍋 空余 系數(shù)為 37 6 .5 1 .2 9 1 .8Vm? ? ?總 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 27 1:2: ?HD 3 8 9 1 .8 6 .2Dm???? 故取直徑 ? ? 糊化鍋選型 糊化原理 生淀粉在水中加熱至膠束結(jié)構(gòu)全部崩潰，淀粉分子形成單分子，并為水所包圍而成為溶液狀態(tài)。 糖化的目的 通過物理和化學(xué)的措施，使麥芽（包括輔料）的內(nèi)容物大部分溶解出來，也就是說通過煮沸（醪液和麥汁）以及控制溫度和 PH 值等，以發(fā)揮酶的作用來實(shí)現(xiàn)，且保持最大的收得率和最少的餓損失率。故旺季生天耗冷量為： 5 2 0 0 0 0 6 0 7 . 2 2 0 0 0 0 2 3 0 7 3 6 0 0 ( k J / d )bQm? ? ? ? ? ? 式中， mb—— 旺季成品啤酒日產(chǎn)量（ t） 若白天日曬高峰耗冷為平均每小時(shí)耗冷量的 2 倍，則高峰耗冷量為： 552 / 2 4 2 2 3 0 7 3 6 0 0 / 2 4 1 9 2 2 8 0 0 ( k J / h ) ?? ? ? ? 清酒罐、過濾機(jī)及管道等散失冷量 Q6 因涉及的 設(shè)備、管路很多，若按前面介紹的公式計(jì)算，十分繁雜，故啤酒廠設(shè)計(jì)時(shí)往往根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)選取。通常，這部分的冷量由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)墳取。根據(jù)工廠實(shí)踐，年產(chǎn) 150000t 啤酒培養(yǎng)冷量為 20xx00（ kJ/h），則 對應(yīng)的年冷耗量為： Q4’ = Q4 288 15 =20xx00 288 15 = 106 (kJ) 發(fā)酵車間工藝耗冷量 Qt 綜上計(jì)算，可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： Qt=Q1＋ Q2＋ Q3＋ Q4 =39210000+++20xx00 = 106 (kJ/h) 非工藝耗冷量 Qnt 除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、維護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 25 均會(huì)耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹。用 8℃的酒精液作冷地介質(zhì)。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍。 (24 6 4) =(kJ/h) （ 2） 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗 Q22主發(fā)酵后期，發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從 6℃緩降到 1℃。設(shè)發(fā)酵度為 60%，則 1L 麥汁放熱量為： q0= 12% 60%=(kJ) 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 103100L,則每錐形缺罐發(fā)酵放熱量為： Q01= 103100 4= 106 (kJ) 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為 6 天，每天糖化 6 鍋麥汁（旺季），并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù) ,忽略主發(fā)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時(shí)期耗冷量為： Q21 =(Q01 6)247。 根據(jù)表 42啤酒生產(chǎn)物衡酸表，可知每糖化一次熱麥汁 106300L，而相應(yīng)的麥汁密度為 1048kg/m3,故麥汁量為： m=1048 =(kg) 又知 100 Bx 麥汁比熱容 C1=(kg使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷凍水，出口的溫度為 85℃。 K）； 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱 q= kJ/kg； 麥汁發(fā)酵度 60%。 Bx 麥汁比熱容 c1= KJ/（ kg旺季每天糖化 6 次，淡 季為 4 次，每年共糖化 1500次 。 發(fā)酵工藝流程示意圖 圖 42 發(fā)酵工藝流程示意圖 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 年產(chǎn) 12176。不同的發(fā)酵工藝，其耗冷量也隨之改變。 100=(kg) 1 3 8 8 0 1 . 7 1 4 6 3 0 1 . 8 9 1 8 5 1 0 6 . 4 4 . 1 81 8 5 1 0 7 . 4c ? ? ? ? ? ???麥 汁 =[kJ/(kg 60=(kg) 故 Q4， 2=mv2h= = 106(kJ) ⑶ 熱損失 Q4， 3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有 Q4， 3=15%（ Q4， 1+ Q4， 2） 把上述結(jié)果帶⑵式，得： Q4=(Q4， 1+ Q4， 2)=( 106+ 106)= 106 (kJ) 洗槽水耗熱量 Q5 設(shè)洗槽水平均溫度為 80℃，每 100Kg 原料用水 450Kg，則用水量為： m 洗槽 =14808 450247。 K)] 混合醪比熱容 ： m c m cmc ?? 麥 醪 麥 醪 米 醪合 米 醪混 混 合 =[kJ/(kg 60=（ kg） 故 Q2， 2=mv1I= = 106（ kJ） 式中， I為煮沸溫度（約 100℃）下水的汽化潛熱（ kJ/kg）。 K)] 1W1m c m c m cm m m4 6 3 0 1 . 8 9 9 2 6 1 . 7 1 2 5 0 0 2 4 . 1 84 6 3 0 9 2 6 2 5 0 0 2????? ? ? ? ????? 大 米 大 米 麥 芽 麥 芽大 米 麥 芽米 醪c =[kJ/(kg c 麥芽 =[（ 1006） + 6]=[kJ/（ kg式中 W為含水百分比率； C0絕對谷物比熱容，取 c0=（ kg K ） 第一次米醪煮沸消耗熱量 Q2 由糖化工藝流程可知： Q2=Q2， 1+Q2， 2+Q2， 3 （ 1）糊化鍋內(nèi)米醪由初溫 t0加熱到 100℃消耗熱 Q2， 1 Q2， 1=m 米醪 而 13880為糖化一次麥芽定額量。啤酒） 150000t/a 啤酒生產(chǎn) 混合原料 kg 100 18510 27765 103 麥芽 kg 75 13880 20820 103 大米 kg 25 4630 6945 103 酒花 kg 213 103 熱麥汁 L 574 1063 106300 159450 103 冷麥汁 L 1031 103100 154650 103 濕糖化糟 kg 17920 26880 103 濕酒花糟 kg 639 103 發(fā)酵液 L 1020 1020xx 153000 103 過濾酒 L 1010 101000 151500 103 成品啤酒 L 1000 100000 150000 103 備注： 12176。 把前述有關(guān)啤酒糖化車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表，如表所示 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 表 42 150000t/a 啤酒廠糖化車間的物料衡算 表 物料名稱 單位 對 100kg 混合原料 1000L 12176。 P 淡色啤酒糖化車間物料衡算 每年生產(chǎn) 300 天，旺季 150 天，淡季 150 天。 P 成品啤酒 ，故可得出下述結(jié)果： （ 1）生產(chǎn) 1000L 12176。 ） =574L （ 2）冷麥汁量： 574（ ） = 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 （ 3）發(fā)酵液量： ()= （ 4）過濾酒量： （ ） = （ 5）成品酒量： （ ） = 生產(chǎn) 1000L12176。 12） 100= kg 又知 12176。 P 淡色啤酒物料衡算 （ 1） 熱麥汁量 根據(jù)表 41 可得到原料收得率分別為： 麥芽收 得率為： 1 0 0 60 .7 5 7 0 .5 %100??? 大米收得率為： 1 0 0 1 3 8 0 .0 4 %1000 .9 2 ?? ? 混合原料收得率為： （ %+ %） %=% 由上述可得 100kg 混合原料可制得 12176。一般在當(dāng)?shù)劁N售的啤酒以不經(jīng)殺菌的桶裝或瓶裝、罐裝鮮 (生）啤酒為主 ,而運(yùn)至外地銷售的以及出口啤酒，則通常是經(jīng)過殺菌的瓶裝或罐裝熟啤酒，或經(jīng)無菌過濾的純生啤酒，其保質(zhì)期較長。啤酒包裝是啤酒生產(chǎn)的最后一道工序，對啤酒質(zhì)量與外觀有直接的 影響。單用濾棉過濾法或硅藻土過濾法一次處理可制新啤酒，但不能達(dá)到無菌水平。啤酒過濾或分離的方法有：濾棉法、硅藻土法、板式過濾法、微孔薄膜過濾法、離心分離法。這樣既可使啤酒的北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 外觀富有吸引力，又可大大改善啤酒的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性。三者互相制約，又相輔相成。 主發(fā)酵是啤酒發(fā)酵的主要階段，也是啤酒發(fā)酵的第一階段，主要內(nèi)容是啤酒酵母菌對以麥芽糖為主的麥汁進(jìn)行發(fā)酵，生成酒精和 CO2 以及其他一些物質(zhì)，以構(gòu)成啤酒的主要成分。 發(fā)酵分前發(fā)酵、主發(fā)酵和后發(fā) 酵。冷卻要求時(shí)間短，麥汁無細(xì)菌且不渾濁，沉淀損失少，操作簡單。 （ 4）麥汁的煮沸和酒花的添加 麥汁的煮沸主要是為了蒸發(fā)多余水分，使麥汁濃縮到規(guī)定濃度；為了破壞酶的活力 ，防止淀粉酶等繼續(xù)作用，穩(wěn)定可發(fā)酵性糖與糊精的比例，穩(wěn)定麥汁組成；同時(shí)能達(dá)到麥汁滅菌，特別是乳酸菌等雜菌，避免發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生酸敗，以保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。 （ 3）糖化醪過濾 麥芽醪過濾就是要獲得澄清麥汁。糖化過程是原料的分解和萃取過程，它主要 是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解，而水和熱力作用是協(xié)助酶促分解和浸取過程。 （ 2）糖化 糖化是麥汁制備的最主要的部分。原料粉碎 的程度和糖化制成麥汁的組成及原料利用率的高低有著密切的關(guān)系。 （ 1）麥芽及輔料的粉碎 麥芽及其輔料原料在進(jìn)行糖化前必須先進(jìn)行粉碎。其工藝指標(biāo)控制的好壞對啤酒的穩(wěn)定性、口感等技術(shù)指標(biāo)起著決定性的作用。因此，出塔以后的干麥芽，須隨即把根除去 [4]。但麥芽國那種并不只是一個(gè)簡單的水分蒸發(fā)過程，他還進(jìn)行了復(fù)雜的生化變化。大麥發(fā)芽的方法按設(shè)置條件，可分為地板式、通風(fēng)式、塔式和連續(xù)式等。 （ 3）催芽 催芽是在最后一次浸麥時(shí)或發(fā)芽初期，采用 ，對促 進(jìn)與調(diào)節(jié)麥芽生長有良好的效果。 （ 2）浸麥 也叫浸漬，包括洗麥、浸麥和通風(fēng)三個(gè)過程。 （ 1）選麥 好的麥芽先要選好的大麥。 麥芽的制備 大麥?zhǔn)轻勚破【频闹饕希谌斯た刂频耐饨鐥l件下需經(jīng)浸麥、發(fā)芽、干燥、除根的操作過程，生產(chǎn)上稱為 麥芽制造。 底酵母 產(chǎn)出貯藏啤酒和 Pilsner。 底酵母 則 一直存在于啤酒內(nèi)，在發(fā)酵結(jié)束后并最終沉淀在發(fā)酵桶底部。用顯微鏡看時(shí)，頂酵母呈現(xiàn)北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 20xx屆 本科 生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 的卵形稍比底酵母明顯。這些微量但種類繁多的發(fā)酵產(chǎn)物與其它那些直接來自于麥芽、酒花的風(fēng)味物質(zhì)一起，組成了成品啤酒誘人而獨(dú)特的感官特征。 酵母 酵母是真菌類的一種微生物。洗酵母水、啤酒規(guī)律用水等也或多或少的會(huì)進(jìn)入啤酒。 水 啤酒生產(chǎn)用水主要包括加工水及洗滌、冷卻水兩大部分。③使蛋白質(zhì)沉淀，有利啤酒澄清。酒花在啤酒中的作用：①賦予啤酒香味和爽口苦味。大米的淀粉顆粒小，且結(jié)構(gòu)緊密，因此糊化困難，糊化時(shí)應(yīng)加大用水量和使用麥芽或淀粉酶，以提高糖化收率。 大米淀粉含量比大麥，玉米高出 10％～ 20％，而蛋白質(zhì)含量低于兩者 3％左右，因此用大米代替部分麥芽，可以 提高發(fā)酵醪糖濃度而幾乎不帶入含氮組分，使蛋白質(zhì)和多酚類化合物在麥芽汁中的濃度相對減少，這樣既可提高出酒率，又對改善啤酒風(fēng)味有利。 我國華北地區(qū)都種植六棱大麥，南方都種植二棱大麥。 按用途之別大麥可分為食用、飼料及釀造用三類。③大麥的化學(xué)成分適合釀造啤酒。 大麥之所以適于釀造啤酒，是由于：①大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類。 大麥 大麥為啤酒釀造提供必須的淀粉，這些淀粉在啤酒廠的糖化車間被轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵性浸出物。這些原料的質(zhì)量決定著所生產(chǎn)