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生物工程專業(yè)畢業(yè)設計--年產12萬噸淺色啤酒的工廠工藝設計-展示頁

2024-12-13 15:41本頁面
  

【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
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