【正文】 種后酵母細胞發(fā)育的情況，都必須進行認真 的鏡檢。擴大培養(yǎng)的溫度為先高后低，逐步下降，開始可控制在 25℃左右，每一個擴大培養(yǎng)階段的溫度降低幅度不要太大，以免抑制酵母菌的繁殖活性。 2． 在整個擴培中保證酵母品種健壯，無污染。 七、酵母的擴大培養(yǎng) 啤酒酵母純正與否，對啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大，啤酒酵母經(jīng)擴大培養(yǎng)，達到一定數(shù)量后，供生產(chǎn)現(xiàn)場使用。酵母代謝產(chǎn)物增高，雙乙酰峰值高而慢，會推遲雙乙酰還原時間。在薄板冷卻器中，麥汁吸氧很差，一般需在冷麥汁出口管道中安裝倒 U形管或文丘里管進行充氧。根據(jù)有關(guān)資料報道，在 10℃條件下 ， 麥汁通空氣只能得到 ，而通入純氧能得到。 綜上所述，本設(shè)計采用一段式冷卻法對麥汁進行冷卻。 4． 節(jié)省酒精。 3． 降低水耗。 2． 降低煤耗。采用一段冷卻，冷凍機僅負擔(dān)將水由 20℃冷卻至 2℃的能量。 一段冷卻比兩段冷卻有如下優(yōu)點： 1． 采用麥汁一段冷卻，比兩段冷卻節(jié)約電能。 B． 2℃冷水是 20℃自來水在氨蒸發(fā)器內(nèi)直接與氨蒸發(fā)換熱得到的，然后與熱麥汁換熱后溫度升高至 78℃作為糖化用水。氨蒸發(fā)吸熱后的氣氨又經(jīng)冷凍站的壓縮、冷凝，進入貯氨罐進行制冷循環(huán)。冷卻熱麥汁的冷媒為 2℃的冷水，經(jīng)換熱后溫度升高至 78℃作糖化用水。 一段式冷 卻： 其方法為全部以水為冷卻介質(zhì)，通過氨蒸發(fā)器將常溫水直接降至 2℃，然后以此冷水 (俗稱冰水 )通過薄板換熱器，將 96?98℃的麥汁一次冷卻到 10℃，直接 １２ 送到發(fā)酵罐，進行發(fā)酵。 為避免已經(jīng)煮沸絮凝的蛋白質(zhì)，在泵送中重新被打碎，回旋沉淀可裝在煮沸鍋旁，以盡可能縮短輸送管長度，輸送泵也采用低速渦輪泵或離心泵，葉輪應(yīng)半開或全開式。 3． 麥汁處理各工序中，嚴格杜絕有害微生物的污染。 六、麥汁處理 (一 )由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進入發(fā)酵前還需進行一系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁，對麥汁處理的要求是： 1． 對能引起啤酒非生物混濁的泠、熱凝固物盡可能給予足夠的分離。以保證有較高的 ?酸異構(gòu)率，提高酒花的利用率，改進啤酒的香味及口感。 由于本設(shè)計采用 Merlin 煮沸系統(tǒng)，采用二次酒花添加法。 3． 濃度低、色澤淺的淡爽型啤酒中應(yīng)少加酒花，反之濃度高、顏色深的啤酒中可以適當多添加些酒花。 酒花添加量可依據(jù)如下因素調(diào)節(jié)： 1． 酒花中 ?酸含量。 １１ 故本設(shè)計采用蒸汽冷凝器對二次蒸汽進行能量回收。對于回收二次蒸汽熱量的裝置，只要在糊化鍋和煮沸鍋的排汽筒上連接管式熱交換器或板式熱交換器，當然也需要一定數(shù)量的熱水貯罐和自動控制儀表與之配套。 二次蒸汽的回收 二次蒸汽指糊化鍋和煮沸鍋在加熱煮醪與進行麥汁煮沸 時產(chǎn)生的蒸汽。二次蒸汽冷凝水可收集在一個單獨的收集罐中，用于容器的初步清洗（比如篩板的沖洗）。 在節(jié)能裝置中必須考慮到一定的熱量損失，在此設(shè)定為 3%，這樣使產(chǎn)生了可以生產(chǎn)熱水形式從生產(chǎn)過程中獲取的剩余能源。因此降低能源消耗從而減少環(huán)境污染，除了節(jié)約成本外還有重要意義。 使用 Merlin 設(shè)備進行煮沸時，不再能夠準確地區(qū)分煮沸和加熱，當回旋沉淀槽整個麥汁達到 ℃時，控制開關(guān)便轉(zhuǎn)為煮沸，但由于再 Merlin 設(shè)備中麥汁在加熱 5 分鐘后便達到煮沸溫度，因此第一次酒花添加也在這時進行。由于回旋沉淀槽在加熱階段已進行過旋轉(zhuǎn)，蛋白質(zhì)已經(jīng)析出，凝固物顆粒有充足的時間沉淀。 由于收集槽未被加熱，在此會形成凝塊，通過收集槽中的視鏡可以看到很大的凝塊。凝固物可以充分、迅速、并穩(wěn)定地在回旋沉淀槽的中央沉淀下來。同樣，在回旋沉淀槽中麥汁也不會同氧氣大量接觸，因為兩個入口（切線和中央）都在麥汁液面下。過去要做到這點，必需借助復(fù)雜并昂貴的裝置或設(shè)備，而傳統(tǒng)系統(tǒng)目前則無法除去這部分游離二甲基硫。 游離二甲基硫的揮發(fā)率主要取決于給定的蒸發(fā)面積，由于在加熱和煮沸期間，麥汁多次以薄層流過巨大的加熱 面，所以不利物質(zhì)明顯減少。 通過最后的這個步驟，在回旋沉淀槽靜置及麥汁冷卻期間生成的游離二甲基硫幾乎可以完全被排除，這種方法的優(yōu)點在于：在這一步驟中麥汁的各部分得到相同處理，不利的揮發(fā)性物質(zhì)含量均勻降低。 由于回旋沉淀槽中的內(nèi)容物在整個麥汁煮沸過程中都在旋轉(zhuǎn)，大部分析出的熱凝固物已經(jīng)被分離出來，因此必需的麥汁靜置時間可縮短至 10 分鐘左右，隨后便可以直接排出麥汁。在 Merlin 煮沸系 統(tǒng)中可有針對性的控制麥汁的熱負荷和蒸發(fā)，通過循環(huán)泵的功率也可以改變麥汁的熱負荷，因為隨著流量的提高，麥汁液層的厚度會增加，麥汁的熱負荷就會降低。通過錐形加熱面形成了一個可供游離二甲基硫（ DMS）和其他不利氣味物質(zhì)揮發(fā)的巨大表面。 由于麥汁液層很薄，流速相對較高且流動狀態(tài)為湍流狀，因此加熱面上的熱交換效果十分好，蒸汽與麥汁之間只需很低的溫差（蒸汽壓力約 ）便可進行加熱。回旋沉淀槽安裝在 Merlin 煮沸鍋下面，作為麥汁收集槽，另外還需要像傳統(tǒng)打出麥汁泵一樣根據(jù)功率安裝一個循環(huán)泵，酒花添加使用傳統(tǒng)設(shè)備。 本設(shè)計采用德國斯坦尼克公司的新型麥汁煮沸系統(tǒng) Merlin。 低溫煮沸時，麥汁中的高分子蛋白質(zhì)得到了保護，由此也保護了對泡沫有利的物質(zhì)，但同時游離 DMS 的排除則不夠充分。而麥汁煮沸消耗的能量約為24~54 兆焦 /百升成品啤酒。 在啤酒生產(chǎn)中，總熱消耗約為 145~285 兆焦 /百升成品啤酒。 五． 麥汁的煮沸以酒花添加 麥汁經(jīng)過濾后，需要添加酒花進行煮沸。開始較渾濁，需回流至澄清，在洗糟時，如果麥糟板結(jié)，尚需耕糟數(shù)次。 ⑥ 待麥糟露出或?qū)⒙冻鰰r，開動耕糟機耕糟，疏松麥糟層。 ④ 通過麥汁閥或麥汁泵抽取渾濁麥汁回至槽內(nèi)，直至麥汁澄清，一般為10~15min。 ② 泵送糖化醪，送完后開動耕糟機，轉(zhuǎn) 3~5r，使糖化醪在槽內(nèi)均勻分布。過濾槽過濾法時間長，但過濾徹底，所含對啤酒有害物質(zhì)少。 （ 3） .依賴于液柱正壓和麥汁泵抽吸局部負壓的滲出過濾槽法。 目前的過濾設(shè)備有三類： （ 1） .依賴于液柱靜壓力為推動力的過濾槽法。 麥芽醪的過濾包括三個過程： 糖化工 藝曲線0204060801001200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200糖化時間／min糖化溫度／℃ ８ （ 1） .殘留的耐熱性 α 淀粉酶進一步液化，提高原料浸出物的收得率 （ 2） .用熱水將殘留于麥糟中的麥汁洗出。 1000 60% 250/100=1500wk 1000 75% 250/100=1875wk 3． 麥汁總氮 α 氨基氮的估算 設(shè) 100g 混合投料可得 定型麥汁 ，則： 每 100g 混合麥芽 ?氨基氮的含量： 150mg/100g 麥芽 每 L 麥汁 ?氨基氮的含量： (設(shè)工藝參數(shù)為 ) 100 (%) 60% 150 (100 )= mg/L 100 (%) 75% 150 (100 )= mg/L 符合麥汁 ?氨基氮含量要求。 ７ 三． 糖化工藝曲線的論證 ： 1． 麥芽質(zhì)量的影響。 糖化醪 PH 值一般在 ~ 之間，為改善酶的作用，可以采用處理釀造用水、生物酸化或添加乳酸麥芽等方法調(diào)節(jié)醪液的 PH 值。采用二段式糖化溫度，可提高可發(fā)酵性糖含量，對酵母的生長繁殖有利。 糖化溫度 63℃為糖化階段溫度，有利于β 淀粉酶的作用，生成大量的可發(fā)酵性糖、麥芽糖，適合制造高發(fā)酵度的啤酒。碘試完全后，升至 75℃。 糊化起始溫度為 50℃， 10分鐘后升 溫至 90℃（ ℃ /min）。采用外加耐高溫α 淀粉酶的方法促進糊化，加水比為 1： 6，高溫 α 淀粉酶用量為 4181。操作時在并醪后不再有煮沸階段，而是在糖化鍋內(nèi)直接升溫，達到糖化各階段所需要的溫度。啤酒泡沫好，適于釀造淺色淡爽型啤酒。 復(fù)式糖化法是源于以上兩種方法而形成的，當采用大米等不發(fā)芽谷物時，進行糖化時必需首先對添加的輔料進行預(yù)處理、糊化、液化。部分麥芽醪被煮沸次數(shù)即幾次煮出法。 糖化方法 傳統(tǒng)的糖化方法有兩大類，煮出糖化法和浸出糖化法，其他的方法都是從這兩大類 演變而來的。 （ 4） .加熱的溫度和時間。 （ 2） .麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度。 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促分解，而水和熱力作用是協(xié)助酶促分解和浸取過程。 二． 糖化工藝 糖化是指利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度， PH值，時間）下，將麥芽和麥汁輔助原料中的不溶性高分子物質(zhì)（淀粉，蛋白質(zhì)，半纖維素及其中分解產(chǎn)物等）逐步分解為可溶性的低分子物質(zhì)。大米可經(jīng)干法粉碎。由于考慮到啤酒質(zhì)量的方面，我們選用連續(xù)浸漬濕法粉碎。缺點：電負荷高，對麥汁純凈度要求較高，且糖化不均勻。 2． 回潮粉碎：也叫增濕干粉碎，回潮后的麥芽，麥皮具有韌性，其粉碎物谷皮完整，麥汁收得率低，控制方法困難，操作不易。 目前國內(nèi)有四種方法。 麥芽在進行糖化前必須先經(jīng)粉碎，粉碎后的麥芽，增加了比表面積，可溶性物質(zhì)容易浸出，也有利于酶的作用，使麥芽的不溶性物質(zhì)進一步分解。另外， ５ 在設(shè)計過程中，與糖化車間相關(guān)的土建工程均采用國家標準設(shè)計，從而使該設(shè)計具有合理的經(jīng)濟性。 在 Merlin 煮沸系統(tǒng)中可有針對性的控制麥汁的熱負荷和蒸發(fā)，通過循環(huán)泵的功率也可以改變麥汁的熱負荷，因為隨著流量的提高，麥汁液層的厚度會增加，麥汁的熱負荷就會降低。本設(shè)計設(shè)備采用三鍋三槽體系，在設(shè)計合理化、嚴密性的基礎(chǔ)上，本設(shè)計將側(cè)重于低壓煮沸鍋的設(shè)計，能源及二次蒸汽的利用，力求采用最新的技術(shù)設(shè)備，節(jié)約能源，高效合理地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)麥汁。由于其工藝比較復(fù)雜，耗能多，并且決定了麥汁質(zhì)量的好壞，所以設(shè)計一個年產(chǎn) 20 萬噸啤酒廠的糖化車間具有現(xiàn)實 意義。能否利用先進技術(shù)，高效節(jié)能的生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)啤酒已成為企業(yè)競爭的關(guān)鍵。s the key period for most breweries to make innovations. So, to design a mashing workshop of a brewery with the capacity of 200,000t per year in a new idea is voluble! ３ 目錄 中英文摘要 目錄 第一章 前言?????????????????????????? 1 第二章 工藝流程論證?????????????????????? 2 一． 原料粉碎?????????????????????????? 2 二． 糖化工藝?????????????????????????? 2 三． 糖化工藝曲線???????????????????????? 4 四． 麥芽醪的過濾???????????????????????? 4 五． 麥汁煮沸及酒花添加????????????????????? 5 六． 麥汁處理??????????????????? ??????? 8 七． 酵母的擴大培養(yǎng)??????????????????????? 9 八． 發(fā)酵???????????????????????????? 10 九． 發(fā)酵車間的 CIP 清洗系統(tǒng)??????????????????? 12 十． 過濾前高濃啤酒的稀釋???????????????????? 13 十一． 過濾??????????????????????????? 14 十二． 包裝??????????????????????????? 15 第三章 物料衡算???????????????????????? 17 一． 物料衡算???????????????? ?????????? 17 二． 耗水量計算????????????????????????? 22 三． 熱量衡算?????????????????????????? 23 第四章 糖化車間設(shè)備的設(shè)計及計算???????????????? 25 一． 新型麥汁煮沸系統(tǒng)的設(shè)計 及計算???????????????? 25 二． 其它設(shè)備設(shè)計及計算????????????????????? 32 第五章 糖化車間平面立面布置?????????????????? 35 開題報告???????????????????????????? 36 ４ 翻譯???????????? ?????????????????? 40 參考文獻???????????????????????????? 43 致謝?????????????????????????????? 44 第一章 前 言 我國是啤酒生產(chǎn)大國，啤酒在我國有巨大的消費市場。 ２ Abstract This design is a design of a brewery39。 新的煮沸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分簡單，主體設(shè)備是名為 MERLIN的煮沸鍋，在鍋底安裝一個錐形加熱面，對麥汁進行煮沸和蒸發(fā)，回旋沉淀槽安裝在 MERLIN 煮沸鍋的下面，作為麥汁收集槽，另外還需要象傳 統(tǒng)