【正文】 K） 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 ，且忽略熱損失，米醪與麥醪并合前后的焓不變，則米醪。22 ??? ? kJ 混合醪升溫至 68℃的耗熱量 按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為 68℃，故混合前米醪先從 100℃冷卻到中間溫度 t。39。39。2 Q ?? ?? ? kJ 米醪煮沸耗熱總量 39。39。239。2 ???? IVQ kg 式中 I—— 煮沸溫度（約為 100℃）下水的汽化潛熱 kJ/kg 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 熱損失 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前二次耗熱量的 15%，即 )%(15 39。2 ???Q ? kJ 煮沸過程蒸汽帶出的熱量 設(shè)煮沸時(shí)間為 30min，蒸發(fā)量為每小時(shí) 5%，則蒸發(fā)水分量 6030%51 ???? 米醪GV 6030%51 7 4 2 4 ???? 4356? kg 8 3 2 3 39。 K） t0， 設(shè)原料的初溫為 18℃，而熱水為 50℃ 。 K） ][ ????? ）（大米C kJ／（ kg2 100 tCGQ ?? (32) 米醪C 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ] 0 0[ 0 wCwC ??? ）（谷物 式中 w—— 含水百分率 0c —— 絕對(duì)谷物比熱容 取 C0=／（ kg22 ??? (31) t0加熱至 100℃耗熱 39。39。39。 雙醪浸出糖化法工藝如下： 圖 32 雙醪浸出糖化法工藝流程 料水比 1： 糊化鍋 大米： 2640kg 麥芽： 528kg 50℃、 20min 糖化鍋 麥芽粉： 5632kg 35℃、 30min 自來水， 20℃ 回旋沉淀槽 煮沸 30min 料水比 1： 熱水 50℃ 70℃、 20min 煮沸鍋 T（℃） 55℃、 50min 68℃、 60min 78℃、 10min 糖化結(jié)束 過濾 麥汁 酒花 麥糟 薄板冷卻器 酒花槽熱凝固物 冷凝固物 15min 去發(fā)酵 冷麥汁 15min 冷卻 15min 15min 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 糖化用水耗熱量 根據(jù)工藝，糊化鍋加水量 1 4 2 5 )5282640(1 ????G kg 式中 2640—— 糖化一次大米粉用量 528—— 糊化鍋加入的麥芽粉量 (為大米量的 20%) 糖化鍋加水量 ???G kg 式中 5632—— 糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量 6160—— 糖化一次麥芽定額量 故糖化總用水量 3 3 9 6 821 ??? GGG w kg 自來水平均溫度取 t1=20℃，而糖化配料用水溫度 t2=50℃，故耗熱量 )()( 12211 ttCGGQ w ??? 1296240? kJ 第一次米醪煮沸耗熱量 由糖化工藝流程圖可知 39。 目前我國用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法 。啤酒 一次糖化定額量 100000t/a啤酒生產(chǎn) 混合原料 kg 100 8800 107 麥芽 kg 70 6160 107 大米 kg 30 2640 106 酒花 kg 117 105 熱麥汁 L 59098 108 冷麥汁 L 57520 108 濕糖化糟 kg 7599 107 濕酒花糟 kg 351 105 發(fā)酵液 L 102 56657 108 過濾酒 L 101 56146 108 成品啤酒 L 100 55753 108 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 熱量衡算 采用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高 。淡色啤酒的密度為 1004kg／ m3 將前述的有關(guān)啤酒糖化間的物料衡算計(jì)算結(jié)果整理成物料衡算 。啤酒 2℃時(shí)的密度為 1004kg／ m3， 則每次糖化生成成品啤酒量 ?? L （ 1）生產(chǎn) 56 噸 11176。啤酒含二氧化碳 %，酒中含二氧化碳量 )10 ( 3 ?? kg 則釋放出的二氧化碳量 ?? kg 1m3 二氧化碳在 20℃常壓下重 故釋放出的二氧化碳容積 ? m3 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 10 萬噸 /年 11176。淡色啤酒需耗混合原料量 )( ?? kg （ 2)麥芽耗用量 0 4 % ?? kg （ 3)大米耗用量 ?? kg （ 4）酒花耗用量 對(duì)淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量 %)( ???kg （ 5）熱麥汁量 610 0) 1( ??L （ 6）冷麥汁量 610 3 1 ?? L （ 7）濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為 80%，則濕麥芽糟量 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 ])80100( )76100)(([ ??? ?? kg 而濕大米糟 量 ])80100( )95100)(([ ??? ?? kg 故濕糖化糟量 ?? kg （ 8）酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，酒花 糟量 ])80100()40100([ ???? kg 二氧化碳量 11176。成品啤酒 ，故可得下述結(jié)果 。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 )( ??? L （ 2）冷麥汁量 5 3)0 2 ( 7 1 ??? L （ 3） 發(fā)酵液量 4 3)0 1 ( 5 3 ??? L （ 4）過濾酒量 3 8)0 0 ( 4 3 ??? L （ 5）成品啤酒量 3 3)0 0 ( 3 8 ??? L 生產(chǎn) 100L11176。熱麥汁量 7 41 0 ??? kg 又知 11176。淡 色啤酒的物料橫算，最后進(jìn)行 10萬噸 /年啤酒廠糖化車間物料平衡計(jì)算 。 表 31 啤酒生產(chǎn)原料基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 名稱 百分比（ %） 項(xiàng)目 名稱 百分比（ %） 定 額 指 標(biāo) 原料利用率 麥芽水分 大米水分 無水麥芽浸出液 無水大米浸出液 13 95 原料配比 麥芽 70 大米 30 啤 酒 損 失 率 冷卻損失 發(fā)酵損失 過濾損失 裝罐損失 總損失 根據(jù)表 31的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行 100 千克的原料生產(chǎn) 11176。 糖化車間工藝流程 圖 31 糖化車間流程圖 麥芽、大米 粉碎 糊化 過濾 水、蒸汽 麥糟 糖化 回旋沉淀槽 麥汁煮沸鍋 酒花糟 酒花渣分離器 熱冷凝固物 薄板冷卻器 冷凝固物 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 工藝技術(shù)指標(biāo)及 流程 根據(jù)我國南方啤酒生產(chǎn)狀況，有關(guān)生產(chǎn)原料配比，工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程的損失等數(shù)據(jù) 。為了保持恒定和合適的溫度，設(shè)備還接有冷卻裝置，可以同時(shí)供兩個(gè)小桶使用 [6]。這種灌裝方式不需要往里注入 CO2來加壓，消除了生產(chǎn)過 程中的浸透和氧化過程，還可提高質(zhì)量。在 2020 年 1月底在米蘭舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，嘉士伯啤酒公司提出了未來的啤酒灌裝設(shè)備的設(shè)計(jì)方向：在意大利推出 Turb 牌號(hào)的新型 DraughtMaster 啤酒灌裝設(shè)備。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 罐裝流程 圖 25 啤酒罐裝流程 啤酒罐裝設(shè)備技術(shù)更新 速度日新月異 ，罐裝過程要求較高 ，為了防止罐裝時(shí)溶入氧，常需要 注入 CO2來加壓 ，這樣會(huì)提高生產(chǎn)成本。 硅藻土過濾機(jī)型號(hào)很多，其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在于體積小，過濾能力強(qiáng)，操作自動(dòng)化 。 硅藻土是藻類 —— 硅藻的化石，是一種較純的二氧化硅礦石， 可作絕緣材料、清潔劑和過濾介質(zhì) 。 對(duì)啤酒的分離要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高（透明度高），損失小，勞動(dòng)條件好， CO2損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒不吸收氧 。 啤酒的過濾 經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除放能包裝 。 后發(fā)酵一般是 VDK 還原階段，同時(shí)溫度不斷降低時(shí)為了讓酵母凝聚沉淀，以利于排出酵母 。 酵母的添加溫度應(yīng)低于主發(fā)齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 酵溫度 2～ 3℃，后幾批次麥汁溫度逐批提高，最后達(dá)到溫罐溫度（低于主發(fā)酵 1℃左右），滿罐后自然升溫到主發(fā)酵溫度 [5]。 大量的懸浮酵母和凝結(jié)析出的物質(zhì)尚未沉淀下來，酒液不夠澄清，一般還要幾個(gè)星期的后發(fā)酵和貯酒期，啤酒的成 熟和澄清均在后發(fā)酵和貯酒期 。 泡蓋形成期：發(fā)酵 7～ 8 天后，泡沫回縮，形成泡蓋，撇去所析出的多酚復(fù)合物，酒花樹脂，酵母細(xì)胞和其他雜質(zhì)，此時(shí)應(yīng)大幅度降溫，使酵母沉淀 。 高泡期：發(fā)酵后 2～ 3 天，泡沫增高，形成隆起，并因酒內(nèi)酒花樹脂和蛋白質(zhì) 單寧復(fù)合物開始析出而逐漸變?yōu)樽攸S色，此時(shí)為發(fā)酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過早沉 淀，影響發(fā)酵作用 。 主發(fā)酵階段 外觀狀態(tài)和要求： 酵母繁殖期 麥汁添加酵母 8～ 16 個(gè)小時(shí)以后，液面上出現(xiàn)二氧化碳小氣泡逐漸形成白色的，乳脂狀的泡沫，酵母繁殖 20 小時(shí)以后立即進(jìn)入主發(fā)酵槽 。 無氧呼吸階段：在此發(fā)酵過程中，絕大部分可發(fā)酵糖被分解成乙醇和二氧化碳 。 一旦細(xì)胞膜形成，恢復(fù)滲透性，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入，酵母立即吸收糖類提供的能量，肝糖再行積累，供下一次接種使用 。 甾醇的生物合成主要在不飽和脂肪酸和氧的參與下進(jìn)行，合成代謝的主要能量來源由暫儲(chǔ)藏在細(xì)胞內(nèi)的肝糖和海藻糖提供 。 酵母接種后，開始在麥汁充氧的條件下，恢復(fù)其生理活性，以麥汁中的氨基酸為主要的氮源，可發(fā)酵糖為主要的碳源，進(jìn)行呼吸作用，并從中獲取能量而發(fā)生繁殖，同時(shí)產(chǎn)生一系列的代謝產(chǎn)物，此后便在無氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵 。 熱麥汁經(jīng)薄板冷卻器冷卻 到 6℃，接種酵母，主發(fā)酵 開始 。 麥汁冷卻發(fā)酵接種溫度后，接觸氧，此時(shí)氧化反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的 。 分離：本設(shè)計(jì)采用回旋沉淀槽 分離熱凝固物 。 酒花分兩次添加： 第一次， 煮沸 5～ 10分鐘，添加總量的 30%～ 40%； 第二次，煮沸 30～ 45 分鐘，添加總量的 60%～ 70% 麥汁后處理 由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理，包括：熱凝固物分離，冷凝固物分離、冷卻、充氧等系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁 。 （ 2） 操作過程 由板框過濾機(jī)泵入煮沸鍋的麥汁液位置達(dá)到一定高度后，開始向列管加熱器通入蒸汽，令麥汁保持沸騰 60min，蒸發(fā)強(qiáng)度 10%，當(dāng)出現(xiàn)溢鍋時(shí)，打開冷卻水閥門，冷水通過冷環(huán)管進(jìn)入鍋內(nèi)，同時(shí)關(guān)蒸汽閥，降低蒸發(fā)強(qiáng)度 。 糖化醪過濾多采用過濾糟進(jìn)行間歇操作，包括：過濾槽預(yù)熱、進(jìn)醪、靜置、打回流、過濾得頭號(hào)麥汁、洗槽得洗滌麥汁 。 本設(shè)計(jì)采用壓濾法：板框式 壓濾機(jī)是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過濾元件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成 。 （ 2）依靠泵送醪的正壓力為推動(dòng)力的壓濾機(jī)法 。 過濾控制不當(dāng)，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且會(huì)給啤酒的泡沫、風(fēng)味、非生物穩(wěn)定性等帶來不良的影響 。 麥汁的分離過程實(shí)際就是一個(gè)過濾過程，麥芽中的麥皮直接起到過濾介質(zhì)的作用 。 因此 。 麥汁中有適量的可溶性氮及其分解中間產(chǎn)物能賦予啤酒醇厚豐滿的口感 ； 升溫至 68℃利用 ? 和 β 淀粉酶協(xié)助麥芽醪的糊化、液化 ，促進(jìn) 果糖、葡萄糖、麥芽糖 等可發(fā)酵性糖的形成； 然后在 78℃ 麥芽中的水解酶類鈍化 ； 糖化醪的 pH 是隨麥芽質(zhì)量、釀造用水水質(zhì)而變化，對(duì)于啤酒的糖化，一般在 63～ 70℃溫度范圍內(nèi) ， ? 和 β 淀粉酶的最適 pH 范圍較寬，可以在 ～ 范圍內(nèi)波動(dòng)，影響不大 。 有時(shí)會(huì)破壞麥芽中的水解酶類，影響到原料的利用率 。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 糖化工藝論證： 占投料總量 30%的大米先在糊化鍋中煮沸糊化 。 圖 22 糖化工藝曲線