【正文】 麥汁的作用。 酒花低溫貯藏，可以長時(shí)間保持其色澤，香味和酸量。泡沫等。溫度高及缺氧，酵母自溶結(jié)塊，死亡，感染雜菌，產(chǎn)生酸味，酵母不單一，就不能用于發(fā)酵。一般健康和新鮮的酵母可以連續(xù)用 4— 6代。原料加工用水中的投料水，洗滌水，啤酒稀釋用水直接參與啤酒的釀造，稱為釀造水，除要符合國家規(guī)定的飲料水標(biāo)準(zhǔn)外，還要考慮到水的酸度變化性質(zhì)的殘余堿度。讓麥芽醪現(xiàn)在較低的溫度下（ 50℃左右）進(jìn)行蛋白質(zhì)分解，保持一段時(shí)間，使蛋白 酶將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成分子量較小的更易溶解的分解產(chǎn)物。米粉與水混合后先在較低溫度下浸泡片刻，使其吸水膨脹，然后逐步升溫，最后升直 100℃進(jìn)行煮沸，使其糊化。 糖化結(jié)束后，將糖化醪升溫至 76℃是酶活力喪失，醪液中各種成分的相對比例即可基本固定下來。待原始麥汁基本濾出后，在打入熱水，將麥槽中的殘留麥汁洗出。 采用低溫一罐發(fā)酵法，熱麥汁經(jīng)回旋沉淀槽除去熱凝固物和粉碎酒花渣，并經(jīng)薄板冷卻器冷卻至接種溫度（ 9～ 10℃），再過濾去除冷凝固物，再充氣使溶解氧在 78mg/L,接種酵母，送入發(fā)酵罐。發(fā)酵開始后由其自然升溫至 12℃，保持此溫度進(jìn)行麥汁的主發(fā)酵， 經(jīng) 34 天，當(dāng)發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達(dá)到 60%時(shí)，使罐壓升至 70～100kPa，以加速雙乙酰的含量降低到 mg/L 以下時(shí)，開始以 的速度緩慢降溫到5，保持 24h，排放酵母，并回收之。在酒液放出的前一天，先將沉淀排出，次日即可將酒輸入離心分離機(jī)，除去殘留酵母后送去處理罐，在 1 的低溫下，以 CO2洗滌飽和至 CO2含量達(dá) %以上，即行過濾。 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 技術(shù)特點(diǎn) (1) 粉碎 原料麥芽和谷物輔助原料，在進(jìn)行麥汁制造前需要粉碎，粉碎對糖化時(shí)的生物化學(xué)變化、過濾速度、定型麥汁的組成和原料的利用率的高低都有很大影響。粉碎度一般要求粗粒與細(xì)粒的比例以 1： 以上為好。輔助原料要求粉碎的越細(xì)越好。調(diào)節(jié)原料流出閘門，麥芽進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。 特點(diǎn)：①粉料校干，可以貯存較長時(shí)間，對溶解不好的麥芽破碎也較好，皮可與內(nèi)容物可以分離及分別投料。 (2)糖化 我國啤酒工作者常把制麥汁的全過程稱為糖化（廣義的概念），事實(shí)上糖化只是制麥汁的一道工序（狹義的概念）。 糖化要求：要求浸出物得 率高，麥汁清亮，成分組合符合產(chǎn)品要求，并要求設(shè)備和工藝盡可能簡單合理，并力求縮短周期。將麥芽和谷類輔助原料分別在糖化鍋和糊化鍋中進(jìn)行處理然后對醪，節(jié)省麥芽，降低成本，改進(jìn)啤酒質(zhì)量。 麥汁過濾目的：盡快分離醪液中的固形物，以得到清亮的麥汁；保證麥汁質(zhì)量并有較高沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 的原料利用率；縮短每批次麥汁的過濾時(shí)間，以提高日糖化次數(shù)。 (5) 啤酒發(fā)酵 啤酒發(fā)酵是一項(xiàng)非常復(fù)雜的生化變化過程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要變化是麥汁中的可發(fā)酵性糖發(fā)酵 分解生成酒精和二氧化碳。這些發(fā)酵產(chǎn)物決定了啤酒的風(fēng)味、泡沫、色澤和穩(wěn)定性等各項(xiàng)理化性能，是啤酒具有獨(dú)特的典型性。啤酒的物料衡算 ⑴ 熱麥汁量（ V1） ① 麥芽收率為： （ 14%） =72% ② 大米收率為： （ 112%） =% ③混合原料收率為：（ 7 2%+8 % ） 9 %=% 247。 麥汁在 20℃時(shí)的比重為 ，而 100℃ 時(shí)體積膨脹 ，故熱麥汁（ 100℃時(shí)）體積為： V1=247。 成品酒的密度為 ㎏ /L ⑺ 濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為 80%， 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 則濕麥糟量為 ： [100 65% （ ） （ ） +100 35% （ ） （ ） /（ ） ]= ㎏ ⑻ 酒花耗用量 對淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %（即 ㎏ /100L熱麥汁） ： 則酒花耗用量： %= ㎏ ⑼ 酒花糟量 設(shè)干酒花煮沸時(shí)浸出率為 40%， 且酒花糟水分含量為 80%，則酒花糟量： （ 140%） /（ 180%） =㎏ ⑽ CO2的量 設(shè)麥芽糖占浸出物的 61%， 產(chǎn)生 CO2的量 ： C12H22O11 + H2O = 2C2H5OH + 4CO2 + Q2 342 444 12%61% X X=（ 12%61%444 ） /342 =㎏ 放出 CO2的量：設(shè) CO2在啤酒中的溶解度為 %， 則啤酒中含量為 ： %= ㎏ 游離的 CO2的量為 ： = ㎏ 20℃ 時(shí) CO2的密度為 ㎏ /m3， 則 CO2的體積： ⑾ 酵母泥量 設(shè)酵母泥產(chǎn)率為 2%，濕酵母泥含水量為 85%， 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 2% =㎏ 固形酵母泥量： （ 185%） =㎏ 含水分 70%的商品酵母 ： （ 170%） = ㎏ ⑿ 空瓶需用量 設(shè)空瓶損失率為 %,選用 640ml空瓶 ， （ 1+%） =878個(gè) ⒀ 瓶蓋需用量 設(shè)損失率為 1%， 878 （ 1+1%） =887個(gè) ⒁ 商標(biāo)用量 設(shè)損失率為 1%， 878 （ 1+1%） =887個(gè) 每批次投料量及產(chǎn)量 全年工作日 330天，淡季 160天，每天糖化 4 次，旺季 160天，每天 6 次，全年共糖化1600次 ⑴ 每次投料量 1000001 ㎏ ⑵ 麥芽投料量 11045 65%=7179㎏ 7179/11045100%= % ，符合投料比。淡色啤酒的密度為 1012Kg/m3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒 100053 噸。 2． 熱量衡算的數(shù)據(jù)是設(shè)備類型的選擇及確定其尺寸臺數(shù)的依據(jù)， 3． 有利于工藝流程和設(shè)備的改進(jìn)，達(dá)到節(jié)約能耗，降 低成本的目的。 ③ 兌醪后混合醪升溫至 78℃耗熱量 Q3 Q3=G 混合 C 混合醪 （ ） = （ ） = KJ 洗糟水耗熱量 Q4 設(shè)洗糟水平均溫度為 80℃ ,洗糟水量為原料量的 ，則： 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 G 洗 =11045 =26508 ㎏ Q4=G 洗 CW(8018)=26508 62= KJ 煮沸麥汁耗熱量 Q5 Q5= Q5′ + Q5″ +Q5 ′′′ ① 麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量 Q5′ 設(shè)過濾完畢麥汁溫度為 70℃ ，進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： G 麥汁 = 11045/100= ㎏ 又 C 麥汁 =C （ 1X1） +CBX0 C 水的比熱， CB— 干物質(zhì)（麥汁 +大米）的比熱， X0— 12%， CB=[3866（ 112%） +7179（ 14%） ]/11045= 所以 C 麥汁 =（ 112%） + 12%= Q5′ = G 麥汁 C 麥汁 （ 10070） = 30 = KJ ② 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 Q5″ 煮沸強(qiáng)度 10%，時(shí)間 小時(shí)，則蒸發(fā)水分為： V2= 10% = ㎏ 則： Q5″ = V2I= =22830358 KJ ③ 熱損失 Q5′′′ Q5′′′ =15%（ Q5′ + Q5″ ） =15%(+22830358)= ④ 煮沸麥汁耗熱量 Q5 Q5=Q5′ + Q5″ + Q5′′′ =+22830358+ = KJ 糖化一次總耗熱量 Q 總 Q 總 =∑ Qi= KJ 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 糖化一次耗用蒸汽量 使用表壓為 ， D = Q 總 /[（ Ii） η ] = [()95%] = ㎏ i相應(yīng)冷凝水的焓（ ㎏） η — 蒸汽的熱效率 η =95% 糖化過程每小時(shí)最大蒸汽耗量 Qmax 在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量 Q5最大煮沸時(shí)間為 90分鐘，熱效率為 95%， Qmax =Q5/(95%) =(95%) = KJ/h 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為： Dmax = Qmax/（ Ii） =() = ㎏ /h 蒸汽總耗 每年糖化次數(shù)為 1600 次，共生產(chǎn)啤酒 萬噸， 年耗蒸汽總量為： DT= 1600 =37795360㎏ 每噸啤酒成本耗蒸汽（對糖化）： DS=37795360247。淡色啤酒 100053 噸， 旺季每天糖化 6次，淡季 4次，全年糖化 1600次 ,主發(fā)酵時(shí)間 6 天， 12176。麥汁的比熱容為 （㎏ .K），工藝要求在 ，則耗冷量為： Q1=GC（ T1T2） /σ = （ 946） /=46802277 KJ/h σ — 冷卻操作過程時(shí)間 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個(gè)錐形發(fā)酵罐裝 4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： Qf=4 Qf=4 46802277=187209108 KJ 相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（ 2℃的冷水）耗量為： M1= Q1/[Cm(t2t1)] = 46802277/[(85 2)] 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 = ㎏ /h 冷凍水冷卻過程： Q1′ = M1C水 (t2′ t1′ ) = （ 202） = KJ 圖 4 發(fā)酵曲線 ② 發(fā)酵罐耗冷量 Q2 ⅰ 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱 Q2′ 假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽 糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 KJ/㎏，設(shè)發(fā)酵度為66%，則 1L麥汁放熱量為： q0= 12% 66%= KJ 根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 L， 則每錐形罐發(fā)酵放熱量為： Q0′ = 4= KJ 由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為 6天，每天糖化 6 鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù) ，忽略主發(fā)酵期的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： Q2′ = （ Q0′ 6） /（ 24 6 4） =（ 6） /（ 24 6 4） = KJ/h ⅱ 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷 Q2″ 主發(fā)酵后期 ,發(fā)酵液溫度從 6℃ 緩慢降至 1℃ ,每天單罐降溫耗冷量為： Q0″ =4GC[6(1)] =4 7 = KJ 工藝要求此冷卻過程在 2 天內(nèi)完成 , 麥汁每天裝 個(gè)錐形罐，則耗冷量為 (麥汁每天裝 )： Q2″ = Q0″ /(24 2)= KJ/h 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 ⅲ 發(fā)酵總耗冷量 Q2 Q2= Q2′ + Q2″ = KJ/h ⅳ 每罐發(fā)酵耗冷量 Q0 Q0= Q0′ + Q0″ = KJ ⅴ 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量） M2 發(fā)酵過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進(jìn)出口溫度 8℃ 和 0℃， 故耗冷量為： M2=Q2/（ Cm8 ） =(8)= ㎏ /h ③ 酵母洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量 Q3 在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時(shí)要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用 5— 7 次，設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍，冷 卻前無菌水水溫為 30℃，用 8℃的酒精液做冷卻介質(zhì)。根據(jù)工廠實(shí)踐，年產(chǎn) 10萬噸啤酒廠酵母培養(yǎng)耗冷量 Q4=100000 KJ/h ，對應(yīng)的耗冷量為： Q4′ =Q4 288 12=345600000 KJ/h ⑤ 發(fā)酵車間工藝耗冷量 Q 總 Q 總 = 表 3 啤酒車間工藝耗冷量表 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 項(xiàng)目 耗熱（ KJ） 麥汁冷卻耗冷量 187209108 發(fā)酵罐耗冷量 酵母洗滌耗冷量 244822 酵母培養(yǎng)耗冷量 100000 發(fā)酵車間工藝耗冷總量 6 水平衡計(jì)算 水衡算的意義 水衡算是在完成主要物料衡算的基礎(chǔ)上與熱量衡算同時(shí)展開的。 無論是原料的蒸煮糖化和發(fā)酵等過成，都有最佳的原料基質(zhì)濃度范圍，故加水量必須嚴(yán)格控制。此外，發(fā)酵生產(chǎn)的廢液排放量也與水的用量密切相關(guān)。 工藝耗水 糖化用水總量 G= ㎏，用水時(shí)間為 小時(shí)， 則水流量 ㎏ /h 全年用水量 85047 1600=136075200 ㎏ 洗糟用水為原料的 倍，則批次洗糟用水 11045 =26058㎏ 規(guī)定 40分鐘內(nèi)洗完，則水流量 26058 60/40=39762㎏ /h 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 由耗冷量計(jì)算可知 M1= ㎏，用水時(shí)間 ， 則水量 ㎏ /h 非工藝耗水 由經(jīng)驗(yàn)得 10萬噸啤酒廠糖化一次非工藝耗水約 3375噸，則每噸酒耗水量為 40噸 /噸酒，符合國家一級企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) [2] 7 主要設(shè)備選型 斗式提升機(jī) 糖化一次麥芽用量為 7179㎏，密度ρ =500㎏ /m3， 則 V=m/ρ =7179/500= m3要求 小時(shí)完成輸送，可以分一次輸送，則每次輸送量為 ，查 機(jī)械成套設(shè)備技術(shù)參考手冊 ,若選 D350 深斗 S 制斗式提升機(jī) . 生產(chǎn)能力的計(jì)算 每次輸送的生產(chǎn)能力 Q Q制斗式提升機(jī)的生產(chǎn)能力 (t/h) Q= /a V— 斗