【正文】 廢治理方案和措施（參照有關國家標準進行） （ 8） 相關經濟概算（重點是單產消耗和成本概算） 設計圖紙 （ 1） 工廠 布置圖 3 張：全廠平面布置圖、制麥車間平面布置圖，制麥車間立面圖 （ 2） 工藝流程圖 3 張 ：制麥工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發(fā)酵工藝流程圖 1． 3 廠址選擇和論證 選擇地點 : 本廠選在河北省新樂。 過濾滅菌：經過 15 天 左右的發(fā)酵，將啤酒 進行 過濾，除去啤酒中的酵母菌和微小的顆粒，再 進行低溫 冷卻， 進入清酒罐 。傳統(tǒng)工藝分為前發(fā)酵和后發(fā)酵，分別在不同的發(fā)酵罐中進行，現在流行的作法是在一個罐內進行前發(fā)酵和后發(fā)酵。 最后沉淀冷卻充氧，為發(fā)酵做好充分的準備。 糖化 ：麥芽經過粉碎，加入溫水，在一定的溫度下，利用麥芽本身的酶制劑，進行糖化（主要將麥芽中的淀 粉水解成麥芽糖），為了降低生產成本，還可以加入一定比例的輔料（ 大米、玉米、糖漿等 ）。 麥芽制造：大麥浸漬吸水后，在適宜的溫度和濕度下發(fā)芽，發(fā)芽時產生各種水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，這些酶可將麥芽本身的蛋白質分解成 肽和氨基酸，將淀粉分解成糊精和麥芽糖等低分子物質。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 71 頁 1 前言 1． 1 啤酒 制備工藝簡介 啤酒是 以大麥為主要 原料 的釀造酒， 經 粉 碎 ， 糖化 ， 發(fā)酵等工序制得 。 啤酒生產過程分為麥芽制造、 糖化 、前發(fā)酵、后發(fā)酵、過濾滅菌、包裝等幾道工序。發(fā)芽到一定程度，經過干燥，制成水份含量較低的麥芽。制成的麥芽醪，進行過濾，得到麥芽汁，送 入 麥汁煮沸鍋中，將多余的水 分 蒸發(fā)掉，并加入酒花。 發(fā)酵：麥芽汁經過冷卻后，加入酵母菌，輸送到發(fā)酵罐中，開始發(fā)酵。前發(fā)酵主要是利用酵母菌將麥芽汁中的麥芽糖轉變成酒精，后發(fā)酵主要是產生一些風味物質，排除掉啤酒中的異味，并促進啤酒的陳熟，這一期間，控制一定的罐內壓力，使后酵時產生的二氧化碳保留在啤酒中。 包裝： 包裝方式主要有瓶裝和罐裝，還有桶裝等 。 氣候條件 : 石家莊 地處大陸性季風氣候區(qū) ,冬季寒冷干燥，多 西 北風，夏季炎熱干燥，多東南風，春秋溫和。 新樂是石家莊的郊縣，位于石家莊的東北角。 廠址論證 ： 新樂市位于河北省中部，南距石家莊 39 公里 ， 北距北京 240 公里 、 天津 300 公里。 京廣 、 朔黃兩條鐵路、縱橫貫穿全境 ，交通便利，有利于產品的銷售。 地勢平坦，有利于工 廠總平面布置； 而且可用地面積廣闊，土地的征用符合一系列的法規(guī)， 地下水儲量大 ,埋藏淺 ,水質優(yōu)良 ， 適合啤酒生產 。 采用品種優(yōu)良的二棱大麥。 優(yōu)良釀造大麥品種的特點： （ 1）粒大飽滿，皮薄，色淺，體型短 （ 2）高產，低肥，抗病毒 （ 3）成熟期早，休眠期短，浸出率高 （ 4）粒重量高，二棱大麥不低于 42 克，六棱大麥不低于 34 克 （ 5）粉狀顆粒，在 80%以上 （ 6）吸水能力強， 72 小時浸漬水分應達 %以上 （ 7）蛋白質含量適中，二棱大麥 911%，六棱大麥 1012% （ 8）大麥和制成麥芽的酶活性高 （ 9）發(fā)芽率不低于 95%，溶解良好，制麥收得率高 我國啤酒大麥質量標準見表 表 我國二棱大麥質量標準 項目 等級 一級 二級 三級 外觀 淡黃色，具有光澤， 無病斑粒，無霉味 和其它異味 淡黃色，具有光澤， 無病斑粒，無霉味 和其它異味 黃色，無病斑粒， 無霉味和其它異味 千粒重量（ g） ≥40 ≥35 ≥32 夾雜物（ %） ≤1 ≤ ≤2 發(fā)芽率（ %） ≥95 ≥90 ≥85 水分（ %） ≤13 ≤14 ≤14 無水蛋白質（ %） ≤12 ≤13 ≤14 大麥的儲藏 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 71 頁 大麥與其它許多植物種子一樣 ,具有特殊的休眠機制 ,新收獲的大麥不但發(fā)芽率低 ,而且發(fā)芽不均勻 ,須經過 6～ 8 個星期的后熟期才能正常的發(fā)芽力。 輔料： 輔料選用 大米 來源： 山東 規(guī)格要求 ： 水分愈低愈好，粉碎愈細愈好，不得含有整粒大米，粉碎物品公斤重量為 80～ 90kg/hl。 雖 然玉米，大麥、小麥都可以做輔助原料，但是它們都有其不足 之處，由于玉米 富含油脂 ， 破壞啤酒的泡特性，減弱起泡能力，且產生異味。 用小麥、大麥做輔料，其用量低，而且制成麥汁粘度高。 本廠采用酒花顆粒和酒花制品（酒花浸膏）。 酒花制品的優(yōu)點：（ 1）貯運體積大大縮??；（ 2） 可用常溫保存；（ 3）減少麥汁損失；（ 4）可準確的控制苦味質含量；提高酒花利用率； 水 來源：地下深井水 論證說明 地表水容易受到工農業(yè)廢水及生活污水污染，因此本廠選用地下水。 Bx、 11176。 ～ ～ 12176。 10176。 ～ 香氣和口味 有明顯酒花香氣，爽口，酒體協(xié)調柔和，無異香異味 有明顯酒花香氣，口味純正，較爽口協(xié)調，無異香異味 有酒花香氣，口味較純正，無異味 表 啤酒理化指標 級 別 優(yōu)級 一級 二級 酒精含量 % ≥ ≥ ≥ 原麥汁濃度 % 12177。 1． 5 啤酒廠的環(huán)境措施 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 71 頁 副產物的處理 麥芽制造和啤酒釀造生產過程中主要的副產品有：麥芽的麥根、糖化的麥糟、冷卻的 沉淀蛋白質、發(fā)酵的酵母和 CO2等，麥糟及沉淀蛋白可做飼料；麥根和酵母可利用其所含有效成分，制造藥品； CO2可回收再利用。其處理過程大致為：廢水流量的平衡；篩分去除固形物；加營養(yǎng)鹽和調節(jié)PH 值；廢水的第一次沉降；生物氧化作用；廢水的第二次沉降；污泥的排除。針對啤酒廢水特點，吸收和引進國內較成熟的上流式厭氧污泥床生化處理技術，結合本地的實際進行使用。 工藝流程 原大麥 → 粗選機 → 立倉貯存 → 精選 分級機 → 稱量貯藏 → 大麥高位槽 → 浸 麥 槽 → 濕大麥 → 薩 拉丁發(fā)芽箱 → 綠麥芽 → 單層高效干燥爐 → 除根機 → 立倉貯藏 → 成品麥芽 工藝論證 貯麥 :采用立倉貯藏 （ 1）優(yōu)點 :占地面積小，不易受病蟲害，倒倉方便，清潔、殺菌方便。 分級標準如下表 :見表 大麥分級標準 表 大麥分級標準 分級大麥 篩孔規(guī)格 顆粒腹徑 用途 Ⅰ號大麥 25 以上 制麥用 Ⅱ號大麥 25 以上 制麥用 Ⅲ號大麥 以下 飼料用 浸麥： 采用 噴淋浸麥法 （ 1） 特點 :利用水霧供給麥粒氧氣和水，簡單而經濟?？墒果溋＝佑|更多的空氣，提前發(fā)芽，減少浸麥和發(fā)芽時間。 （ 2）操作方法： ① 投料后水洗浸麥 6 小時，每隔一小時通風十分鐘。 ③ 水浸 2 小時，通風攪拌 20 分鐘。 ⑤ 水浸 2 小時，通風 20 分鐘。 ⑦ 停止噴霧，空 水 2 小時出槽。起殺菌作用，能浸出麥皮中的多酚物質苦味等有害物質，有利于發(fā)芽力的提高和改變啤酒色澤、風味和非生物穩(wěn)定性。 發(fā)芽：采用 薩拉丁發(fā)芽箱 特點： ① 占地面積小 ② 不受季節(jié)影響，全年均可生產 ③ 通風式發(fā)芽一般一人即可操作，便于生產機械連續(xù)化和自動化 ④ 撒拉丁箱發(fā)芽的麥芽制成率較地板式發(fā)芽高 1～ 2% ⑤ 發(fā)芽期較地板式發(fā)芽法短 1～ 2 天 ⑥ 單位面積產量較地板式發(fā)芽法高 8～ 15 倍 干燥：采用通風式單層高效干燥爐 （ 1）特點 : ①爐體結構簡單，操作方便，易實現自動控制； ②麥層高可達 1 米，不用翻麥機，其他附屬裝置也較簡單； ③干燥時間短，有效時間 18～ 20 小時； ④回風可加以利用，經濟上和工藝上均較合理； ⑤占地面積小， 便于自動化 （ 2）單層高效干燥爐的一般工藝條件：見表 表 單層高效干燥爐的一般工藝條件 凋萎 10～ 13h 麥溫 40～ 60℃ 水分 41～ 10% 40～ 65℃ 10～ 6% 干燥 3～ 4h 65～ 80℃ 6～ 5% 焙焦 3～ 4h 80～ 85℃ 5%以下 干燥時間 20h，干燥后的水分含量為 3～ %，除根后利用真空輸送系統(tǒng)送至麥芽立倉貯存。 操作方法： 糊化鍋 糖化鍋 45℃ (20′) ↓ 70℃ (20′) 37℃ (30′) ↓ 15′ 兌醪 ↓ 100℃ (30′) ————————— → 54℃ (40′) ↓ 54℃ ← ——————————— 54℃ ↓ ↓ 100℃ (10′) ————————— → 66℃ （無碘反應） ↓ 66℃ ← ——————————— 66℃ ↓ ↓ 100℃ (10′) ————————— → 78℃ → 過濾 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 71 頁 02040608010012020 50 95145 165 200 220 240t/mint/℃糊化糖化 特點：增加麥芽浸漬過程，延長蛋白質分解和糖化時間以加強酶的作用，提高原料利用率。 過濾前的麥汁濃度約為為 19 度，濃度較高，酶活力遲鈍，生成的麥芽糖度較少，發(fā)酵度低。 糖化過程中原輔料配比為 60： 40（百分比）。 濕粉碎： （ 1）特點： ① 谷皮破而不碎，濾層較松疏，可縮短麥汁的過濾時間； ② 對溶解不良的麥芽可提高其浸出物收得率； ③ 糖化浸出物收得率較干粉碎增加約 %； （ 2）工藝要求：在麥斗中浸漬麥芽的溫度為 50℃，時間為 15～ 20min，麥芽水分要求達到 28～ 30%粉碎時間控制在 30min 鐘左右。洗糟時，洗糟水應淹沒糟層，盡量防止氧化作用。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 71 頁 煮沸 目的 ： 穩(wěn)定麥汁成分， 破壞酶的成分，使之停止作用。 麥汁冷卻 ：采用 薄板冷卻器 目的 ： 降低麥汁溫度以適應干發(fā)酵的要求 ； 麥汁吸收一定量氧氣，促使酵母的繁殖作用 ； 析出和分離麥汁中的熱冷凝固物，以及改善發(fā)酵原料和提高啤酒質量 。 發(fā)酵 工藝流程 CO2 → 水 ↓ 經沖氧的冷麥汁→發(fā)酵罐→離心分離→冷卻過濾→硅藻土過濾→ ↑ 酵母培養(yǎng)←酵母實驗室培養(yǎng)←酵母菌種 →清酒罐→ 罐裝車間 工藝論證 發(fā)酵罐 ： 采用露天錐型罐發(fā)酵 特點： 占地面積小，大大縮短了發(fā)酵周期，同時還可以回收二氧化碳 ，酵母添加量為全麥汁的 3～ 7%。第一、三次各添加全部酵母泥的 5%，發(fā)酵周期為 20天，滿罐溫度不超過 7℃ ，最高發(fā)酵溫度 9℃ ，維持此溫度至 5%的發(fā)酵度，發(fā)酵末期，發(fā)酵度距最終發(fā)酵度為 10%左右，升溫至 12℃ ，至雙乙酰降至 左右時降溫排酵母，然后冷卻酒溫至 1℃ 時進行后發(fā)酵。采用三段冷卻四段控制方法即在錐底一段，圓柱部分分兩段，控制點有四個，并且發(fā)酵罐裝有 CIP 清洗系統(tǒng)，用熱水，堿水，強力胺清洗發(fā)酵罐。二氧化碳回收時各發(fā)酵罐的二氧化碳可串聯使用，回收二氧化碳經壓縮機進入氣體暫存罐，壓力不超過 6Mp。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 共 71 頁 過濾 ： 采用硅藻土過濾 加精濾的組合方式，這樣可提高出酒的質量，并且降低噸酒的水耗，冷凍水可循環(huán)使用，減低了排放負荷。耗能大， CIP 循環(huán)位差大，對發(fā)酵罐的視鏡，閥門泵等的損壞也大。為了達到工藝要求還需耗一定的冷量來中和這部分熱量，否則容易影響酵母正常發(fā)酵。 2. 4 灌裝 進 瓶 → 洗瓶 → 驗瓶 瓶蓋