【正文】 醪液進(jìn)行煮沸，胚乳細(xì)胞壁的高分子麥膠物質(zhì)及其他雜志溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短。生產(chǎn)的啤酒柔和、淡爽，因而，本設(shè)計(jì)采用浸出糖化法工藝。 表 21 糖化總體目標(biāo)和要求 糖化的總目標(biāo) 糖化的工藝目標(biāo) 數(shù)值目標(biāo) 主要影響因素 最佳的麥汁組分； 較高的浸出率； 提高原料的利用率； 減小能源消耗； 具備良好的過濾性； 主發(fā)酵和后發(fā)酵速； 有利于酵母的沉降； 良好的啤酒穩(wěn)定性； 良好的過濾性能； 減小最終發(fā)酵度發(fā) 酵度的差值小于 2%； 色度淺； 啤酒的還原能力強(qiáng)； 口味穩(wěn)定性好； 減少發(fā)副產(chǎn)物的量； 減少 DMS、脂肪酸和羰基化合物的量； 麥芽質(zhì)量； 良好的粉碎； 溫度、時(shí)間、 PH 值 、 濃度的調(diào)整； 糖化方法 麥芽的糖化方法通常可分為煮出糖化法和浸出糖化法，煮出糖化法的特點(diǎn)是將糖化醪液分批地加熱到沸點(diǎn)，然后與其余未煮沸的醪液溫度分階段地升溫到不同酶作用所要求的溫度，最后達(dá)到糖化終了的溫度，煮出糖化法設(shè)備復(fù)雜，操作也比較復(fù)雜，工作時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，設(shè)備多，占地面積大，投資較高。浸出物主要有各種發(fā)酵性的糖類（麥芽糖、麥芽三塘、葡萄糖），非發(fā)酵性的糖、蛋白質(zhì)、麥膠物質(zhì)和礦物質(zhì)組成、麥汁中的糖類比大麥原有糖類（蔗糖、果糖）的含量有所增加 ， 這些可發(fā)酵性糖占總浸出物的 61%65%,決定了麥汁的最終發(fā)酵度。 糖化工藝的目的 利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、 pH 值、時(shí)間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)，這個(gè)分解過程稱為糖化。糖化鍋先維持在適于蛋白質(zhì)分解作用的溫度 (45～ 52℃ )(蛋白休止 )。 年產(chǎn) 15 萬噸 10176。 先將麥芽用 50 攝氏度水浸泡 15~20 分鐘，使麥芽含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá) 25%~30%，之后，再用濕式粉碎機(jī)粉碎。粉塵減少，麥汁色度下降。過濾速度可提高 20％－ 25％或提高槽投料量，麥槽層厚度可達(dá) 500－ 600 mm，但不影響過濾。但該 法對(duì)麥殼吸水量和粉碎時(shí)間要求較高，易造成增濕不均勻，粉碎質(zhì)量難以保證。它的不足之處是麥皮易被破碎過細(xì)，影響麥汁過濾和啤酒的口味、色澤，粉碎時(shí)粉塵大，造成物料損失。 （ 1） 干法粉碎 干法粉碎是傳統(tǒng)的粉碎方法，一般采用輥式粉碎機(jī)。在江蘇省徐州市金山橋經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建立一個(gè)年產(chǎn) 3 萬噸的啤酒廠有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性。經(jīng)過對(duì)多個(gè)地點(diǎn)方位及其所處的自然環(huán)境狀況，進(jìn)行勘測(cè)調(diào)查 、對(duì)比分析，廠址選在江蘇省徐州市金山橋經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。 廠址的選擇 廠址選擇的正確與否，不僅關(guān)系到建廠過程中能否以最省的投資費(fèi)用按質(zhì)、按量、按期完成工廠設(shè)計(jì)中所提出的各項(xiàng)指標(biāo)，而且對(duì)投產(chǎn)后的長(zhǎng)期生產(chǎn)、技術(shù)管理和發(fā)展遠(yuǎn)景都有著很年產(chǎn) 15 萬噸 10176。經(jīng)濟(jì)上合理，因地制宜，管理方便，合理降低能耗，保護(hù)環(huán)境。 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 本設(shè)計(jì)在確定工藝流程和選擇設(shè)備時(shí)，在工藝上力求其合理性和先進(jìn)性，在設(shè)備上盡量采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，做到技術(shù)上先進(jìn)，生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化，減 輕繁重的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 設(shè)計(jì)的目的和意義 通過課程設(shè)計(jì)，使本專業(yè)的學(xué)生初步掌握工廠工藝設(shè)計(jì)的程序和方法，受到一次工程設(shè)計(jì)的嚴(yán)格訓(xùn)練，使其具有一定的工程設(shè)計(jì)能力。當(dāng)今，純生啤酒的 生產(chǎn)技術(shù)，膜過濾技術(shù)，微生物檢測(cè)和控制技術(shù)，糖漿輔料的使用逐步發(fā)展起來。生產(chǎn)過程歷史數(shù)據(jù)的有效保存，也為廠家進(jìn)行控制過程分析，控制曲線改進(jìn)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供了良好的原始數(shù)據(jù)參考。后期雖然開始啟用一些控制設(shè)備，但多數(shù)存在控制過程簡(jiǎn)單，可視性差，生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)不能進(jìn)行有效地保存分析，控制精度和靈活性也欠佳。釀酒后的麥糟中，蛋白質(zhì)含量得到相對(duì)富集，更適宜于做飼料，于是，用大麥制啤酒得到發(fā)展。 啤酒的原料是大麥。 啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，是一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒?？脊虐l(fā)掘證實(shí)，在古王國(guó)時(shí)代的墓葬中，不論是國(guó)王、貴族或平民，都將酒作為隨葬品。啤酒工廠設(shè)計(jì) 1. 前言 啤酒的地位 早在公元前 3000 年左右的埃及古王國(guó)時(shí)代，已經(jīng)有作為飲料的麥酒（啤酒）和葡萄酒了。年產(chǎn) 15 萬噸 10176。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 150000t/a 10176。法老、貴族、祭司等人飲葡萄酒，一般平民消費(fèi)價(jià)格低廉的麥酒。自此之后，世界酒業(yè)彼此影響，飛速發(fā)展，經(jīng)歷了封建時(shí)代和工業(yè)社會(huì)，形成三大酒系（釀造酒、蒸餾酒和配制酒），精品眾多，各國(guó)都有名聞世界的獨(dú)特產(chǎn)品 [1]。由于其含醇量低，清涼爽口，深受世界各國(guó)的喜愛，成為世界性的飲料酒。大麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植最早的谷物之一，幾乎世界上所有地區(qū)都可種植，它的產(chǎn)量在谷物排名上，在小麥、玉米、稻谷之下，居第四位，而且大麥不是人類主要的糧食，習(xí)慣上作飼料。 早期的啤酒生產(chǎn)，設(shè)備落后，且監(jiān)控過程大多采用人工方式，再加上啤酒生產(chǎn)的長(zhǎng)時(shí)性特點(diǎn)，使 人工任務(wù)量過大，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。隨著近些年來計(jì)算機(jī)的迅速普及，監(jiān)控組態(tài)軟件技術(shù)的日益成熟，人們開始運(yùn)用組態(tài)軟件進(jìn)行啤酒生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制，避免了人為操作的失誤，具有足夠的靈活性，控制過程精度也有了很大的進(jìn)步。 隨著世界的發(fā)展，啤酒的生產(chǎn)技術(shù)逐步成為重點(diǎn)。相信不久的將來，中國(guó)的啤酒業(yè)將以嶄新的面貌躋身于世界啤酒先進(jìn)領(lǐng)域。這對(duì)于即將從事科研，生產(chǎn)或技術(shù)管理工作的畢業(yè)生具有十分重要的意義。盡量采用已成熟的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，使建廠后即能順利投產(chǎn)，并能達(dá)到設(shè)計(jì)能力。生產(chǎn)出能滿足人們口味的優(yōu)質(zhì)啤酒，達(dá)到投資少，見效快的效果。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 大的影響，并同國(guó)家地區(qū)的工業(yè)布局和城市規(guī)劃有著密切的關(guān)系。 金山橋經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)位于徐州市東郊，距離市中心彭城廣場(chǎng) 公里，距離中國(guó)第二大鐵路編組站 公里，距離中國(guó)徐州觀音機(jī)場(chǎng) 40 公里，距離歐亞大陸橋東橋頭堡連云港港口 小時(shí)車程， 104 國(guó)道、 310 國(guó)道、京福高速公路、連霍高速公路、京杭大運(yùn)河以及規(guī)劃建設(shè)的京滬高速鐵路均從區(qū)內(nèi)穿過， 3 小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)有 32 個(gè)地級(jí)以上大中城市，區(qū)位交通條件十分優(yōu)越，市場(chǎng)腹地非常廣闊。 2. 工藝路線及條件的 選擇與論證 麥槽 酒花 ↑ ↑ 麥芽→粉碎→糖化→過濾→混合麥汁→煮沸→沉淀→冷 卻→充氧→ ↑ ↓ ↓ ↓ 大米、麥芽→粉碎→糊化 酒花糟 熱凝固 冷凝固物 擴(kuò)培酵母 ↓ →麥芽汁→發(fā)酵→貯酒→粗濾→精濾→清酒→ 圖 21 啤酒生產(chǎn)工藝圖解 原料及輔料的 粉碎 粉碎的目的：原料，輔料粉碎后，增加了比表面積，糖化時(shí)可溶性物質(zhì)容易浸出，有利于酶的作用 麥芽的粉碎有干法、回潮法、濕法和連續(xù)浸漬濕式粉碎等方法。該法要求麥芽含水在 5％－ 8％，此時(shí)麥芽松脆，便于控制粉碎度。 （ 2） 回潮法 又叫增濕粉碎，短時(shí)間內(nèi)向麥芽通入蒸汽或熱水，使麥殼增加水分，使麥皮有韌性而不破碎，有利于過濾，減少不利于啤酒質(zhì)量的物質(zhì)溶出。 （ 3） 濕法粉碎 由于麥殼吸水變軟，粉碎時(shí)麥片不破碎。由于麥芽進(jìn)行了預(yù)浸漬，使酶增強(qiáng)，從而使麥芽浸出率比干法粉碎提高 ％左右。此法改進(jìn)了前幾種方法的缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用該方法。 大米采用四輥的二級(jí)粉碎機(jī)進(jìn)行干法粉碎，大米的粉碎度越細(xì)越好，以增加原料與水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化 糊化 大米粉碎后加入糊化鍋，加入溫水，在一定溫度約 50℃ 下，淀粉在水中溶漲分裂，形成均勻糊狀溶液，制成液化完全的醪液，再加入糖化鍋中與麥芽汁一起糖化。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 糖化 糖化：將粉碎的麥芽和淀粉質(zhì)輔料用溫水分別在糊化鍋、糖化鍋中混合，調(diào)節(jié)溫度。將糊化鍋中液化完全的醪液兌入糖化鍋后，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。 從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質(zhì)稱為浸出物。糖化的總體目標(biāo)和要求見 下表 21。浸出糖化法的特點(diǎn)是：糖化醪液自始自終不經(jīng)煮沸，單純依靠酶的作用浸出各種物質(zhì)，麥汁在煮沸前仍保留一定的酶活力，同時(shí)，浸出糖化法設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，工作時(shí)間短，生產(chǎn)成本低，占地面積小。 糖化的具體過程 : 糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內(nèi)升溫，達(dá)到糖化各階段所要求的溫度。有關(guān)糖化工藝圖見下圖 21。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 表23 糖化工藝曲線0204060801001205 25 55 75 95105 120時(shí)間/min溫度℃糖化溫度糊化溫度 糖化醪過濾 糖化結(jié)束后， 意味著麥芽汁已經(jīng)形成， 應(yīng)盡快的將麥芽汁和麥槽分開，以得到清亮和較高收率的麥芽汁，避免影響半成品麥芽汁的色香味。過濾槽的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，工藝成熟，進(jìn)醪排槽都很容易，也是比較普遍的。進(jìn)行正常過濾注意調(diào)節(jié)麥汁流量（逐步減少）。采用 2— 3 次洗槽 ，同時(shí)收集二濾麥汁，開始比較渾濁，需要回流直至澄清待洗槽殘夜流出濃度達(dá)到 7 度時(shí)過濾結(jié)束，旋轉(zhuǎn)耕槽機(jī)刀開動(dòng)耕槽機(jī)，打開麥槽排除閥。 煮沸及酒花的添加 煮沸 煮沸在煮沸鍋中進(jìn)行。 煮沸要求適當(dāng)?shù)闹蠓袦囟?，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。本設(shè)計(jì)采用外加熱煮沸鍋，可以防止局部過熱，引起麥汁色度加深和加熱面結(jié)垢，清洗困難。 酒花 酒花又稱蛇麻花、啤酒花等，它是雌雄異株，用于啤酒發(fā)酵的是成熟的雌花。②提高啤酒泡沫的持久性。④酒花有抑菌作用，將它加入麥芽汁中能增強(qiáng)麥芽汁和啤酒的防腐能力， 保持啤酒的非生物穩(wěn)定性。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 沫；第二次，煮沸 30～ 40 分鐘后，添加總量在 55%～ 60%，主要是萃取α 酸，并促進(jìn)異構(gòu)；第三次，煮沸 80～ 85 分鐘后，加剩余酒花，主要是萃取酒花油，提高酒花香。熱麥汁由雙向切線方向進(jìn)槽，在槽內(nèi)回旋產(chǎn)生離心力。該設(shè)備占地面積小，加工容易投資也少。同時(shí)在發(fā)酵中被分散，將來進(jìn)入啤酒，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性。濕熱凝固物（含揮發(fā)物 80%85%），占麥汁量的 %%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 。 冷卻 麥汁煮沸定型后，必須立即進(jìn)行冷卻，目的在于麥汁冷卻至定型溫度，適合酵母發(fā)酵的需要。 冷凝固物是分離熱凝固物后澄清的麥汁，在冷卻到 50℃以下，隨著冷卻進(jìn)行，麥汁重新析出的渾濁物質(zhì)，并在 25℃左右析出最多。 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法。糖化車間送來的熱麥汁溫度為 94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度 6℃。 麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，即使與氧接觸，氧化反應(yīng)較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必須的。充氧操作為：麥汁溫度降至 6℃以下，空氣通風(fēng)， 10176。 發(fā)酵 前酵 麥汁接種酵母進(jìn)入前酵，接種酵母幾小時(shí)以后開始發(fā)酵，麥汁糖度下降，產(chǎn)生 CO2 并釋放生化反應(yīng)熱，使整個(gè)罐內(nèi)的溫度逐漸上 升。普通啤酒在前酵階段，一共耗時(shí) 10 天，一般要求控制在 12℃左右，降溫速率要求控制在 ℃ /h。啤酒工廠設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 當(dāng)罐內(nèi)溫度從前酵的 12℃降到 5℃左右時(shí)后酵階段開始，這一階段最重要的是進(jìn)行雙乙酞還原，此外，后酵階段還完成了殘?zhí)前l(fā)酵，充分沉淀蛋白質(zhì)，降低氧含量，提高啤酒穩(wěn)定性。經(jīng)過一段時(shí)間的貯酒，整個(gè)發(fā)酵環(huán)節(jié)基本結(jié)束。 圖 25 典型啤酒發(fā)酵曲線 啤酒的過濾 啤酒過濾的主要方式有棉餅過濾機(jī)、硅藻土過濾機(jī)、無菌膜過濾機(jī)。硅藻土