【正文】 wery。 fermentor。啤酒是酒類中酒精含量最低的飲料酒，而且營養(yǎng)豐富，人們適量飲用時，酒精對人體的毒害非常小。據(jù)研究顯示，啤酒里所含的各種組成成份不但有非常高的營養(yǎng)價值，而且還具有良好的醫(yī)藥療效，具體表現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，啤酒中酒精含量較低（10度黃啤酒含酒精3％左右），不僅對胃和肝臟沒有損害，還可以平緩地促進人體血液循環(huán)。中國啤酒消費仍有很大的提升空間。中國啤酒消費存在著地域分布的不均衡性。隨著社會的發(fā)展，啤酒市場的競爭越來越激烈了，并且廣大消費者對啤酒種類風(fēng)味和質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)的新產(chǎn)品也層出不窮。本次設(shè)計年產(chǎn)6萬噸淡色啤酒廠，屬于中型啤酒生產(chǎn)廠的規(guī)模。本次設(shè)計主要設(shè)計生產(chǎn)瓶裝熟啤酒，既能夠及時銷售也可以較長時間保藏。在這種規(guī)模的生產(chǎn)，既滿足了大部分市場需求，又能夠作到對資源能源的合理利用。本次設(shè)計查閱了我院圖書館中關(guān)于啤酒廠設(shè)計方面的部分資料，還采用了一些來自于工廠實際生產(chǎn)中的技術(shù)參數(shù)。設(shè)計過程中難免會出現(xiàn)一些錯誤，和設(shè)計不足的地方。謝謝您對這次設(shè)計的評閱。本設(shè)計為年產(chǎn)6萬噸11176。大麥按籽粒在麥穗上斷面分配形式，可分為六棱、二棱、四棱大麥我國華北地區(qū)都種植六棱大麥，南方都種植二棱大麥。1. 感官 （1） 色澤 良好的大麥有光澤，淡黃，不成熟大麥呈微綠色；受潮大麥發(fā)暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蝕的大麥呈灰色或微藍色。（3） 麥粒形態(tài) 麥粒以短胖者比瘦長者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽快。 （2）麥粒均勻度 按國際通用標準。 （1）水分 測定水分是計算干物質(zhì)的基礎(chǔ)。 （2）蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)含量一般要求為9%12%。1. 大米：原則上凡大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越好，釀造的啤酒風(fēng)味也越好。2. 小麥：我國是世界小麥主要生產(chǎn)國。利用小麥做輔料，麥汁總氮和α氨基氮均比大米高，發(fā)酵快，但過濾和煮沸麥汁略渾濁，需進行處理為好，釀成的啤酒泡沫細膩、持久。但是由于淀粉是原糧加工產(chǎn)品，一般價格均高于原料，在啤酒中作為輔料使用和原料相似，因此，淀粉作為輔料使用不如原料經(jīng)濟。 酒花按世界市場上供應(yīng)的可分為四類： A類：優(yōu)質(zhì)香型酒花。 B類：香型酒花（兼型） %%，α酸、—%%。 酒花制品 我國啤酒廠目前均把商品壓榨酒花，在使用前用錘式粉碎機粉碎成顆粒1mm以下的酒花粉。2. 酒花顆粒酒花顆粒是把酒花壓榨成直徑28mm，長約15mm的短棒狀，增加其密度，減少其體積，同時也降低了它們的表面積，在惰性氣體中保存，酒花不易氧化變質(zhì)，顆粒酒花是世界上使用最為廣泛的酒花制品。加工用水中投料水，洗糟水，啤酒稀釋用水直接參與啤酒釀造，是啤酒重要原料之一，在習(xí)慣上稱作釀造水。大自然的天然水源分為如下幾種：雨水，雪水，地表水，地下水，冰水，海水。（2）啤酒色澤和澀味增加。（4）改變酒花的苦味，使啤酒苦味粗糙。 在啤酒糖化時，Ca2+含量在每升40到70毫克，能保持淀粉液化酶的耐熱性。Mg2+在麥芽中含量約為130mg/—15mg/L的Mg2+已經(jīng)足夠，不宜超過80mg/L。Mn2+對啤酒的影響與二價鐵離子相似。，它能賦予啤酒豐滿的酒體，爽口，柔和的風(fēng)味。 麥芽制備麥芽制備工藝決定了麥芽品種和質(zhì)量，從而決定了啤酒的類型，麥芽的質(zhì)量將直接影響釀造工藝和成品啤酒的質(zhì)量。以便通過后續(xù)糖化，使大分子淀粉和蛋白質(zhì)得以分解溶出。 全制麥過程大體可分為原料分級，浸麥，發(fā)芽，干燥、除根等過程。 麥芽汁制備工藝麥汁制造過程包括：原料的粉碎，原料的糊化，糖化，糖化醪的過濾，混合麥汁加酒花煮沸，麥汁處理（澄清，冷卻，通氧）等一系列物理學(xué)，化學(xué)，生物化學(xué)的加工過程。 麥芽與大米的粉碎 在啤酒生產(chǎn)中，不單要考慮物料粉碎操作的經(jīng)濟性，更應(yīng)該考慮啤酒釀造的特殊要求：（1）麥芽皮殼若粉碎過細，會增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒風(fēng)味。影響過濾操作。麥芽粉碎的方法主要有：干法粉碎，濕法粉碎，回潮干法粉碎，以及連續(xù)調(diào)濕粉碎。根據(jù)日加工量，選擇適當(dāng)?shù)臋C器臺數(shù)。濕法粉碎麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時皮殼不易磨碎胚乳帶水研磨均勻，糖化速度快。大米采用對輥碎機進行干法粉碎，大米的粉碎度越細越好，以增加原料與水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化。溶解于水的各種干物質(zhì)稱作“浸出物”，而構(gòu)成的澄清液稱作“麥芽汁”或“麥汁”。糖化中的工藝控制，主要通過下列環(huán)節(jié)來進行：（1）麥芽的質(zhì)量，輔料的種類及其配料比。（3）控制麥芽中各種水解酶的作用條件，如（溫度，PH，底物濃度，作用時間）。（5）需通過外加酶制劑、酸、無機鹽進行調(diào)節(jié)控制。部分麥芽被幾次煮沸即幾次煮出法。3. 其他糖化法：其他糖化法都由以上兩種方法演變而來，以上兩種方法用于最初的純麥芽的糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物作為輔料，進行糖化時必須先進行預(yù)輔料的預(yù)處理即糊化和液化。由于浸出糖化法要求使用溶解良好的麥芽，成本高，原料利用率低，且更適合釀造上面發(fā)酵啤酒，本設(shè)計不采用。故本設(shè)計采用該法。 二次煮出糖化法：此法靈活性大，適于各種質(zhì)量的麥芽和類型的啤酒，其操作較簡單，煮沸時間短，能耗較小，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)周期短，成本低。 麥芽醪的過濾糖化結(jié)束時，麥芽的輔助中的高分子物質(zhì)的分解和萃取基本完成。此分離過程稱麥芽醪的過濾。（2） 從麥芽醪中分離出“頭號麥汁”。此操作要求為:用時盡量短,防止麥芽皮殼成分的溶解。2. 壓濾機法板框式壓濾機是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過濾原件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。 麥汁的煮沸和酒花的添加1. 麥汁煮沸的設(shè)備分批式麥汁煮沸，在一個有加熱裝置的特殊容器中進行，稱煮沸鍋。采用列管加熱，管內(nèi)麥汁受熱上升，在加熱管上部噴出，底部麥汁不斷進入加熱管，麥汁形成對流，省去動力和攪拌系統(tǒng)。3. 酒花的添加方法 以傳統(tǒng)分3～4次添加法為主。第二次：煮沸30～40分鐘后，添加總量的55%～60%，主要是萃取α酸，并促進異構(gòu)。 麥汁的處理從煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進入發(fā)酵以前還需要進行一系列處理：酒花糟分離，熱凝固物分離，冷凝固物分離，冷卻，充氧等才能成為發(fā)酵麥汁。麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，根據(jù)進罐時間，必須補充適量空氣，供酵母前期呼吸。麥汁處理應(yīng)適用設(shè)備的要求不同，流程很多，經(jīng)比較采用以下流程對麥汁進行處理： 煮沸鍋→熱麥汁→泵→回旋沉淀槽→薄板冷卻系統(tǒng)→通風(fēng)→發(fā)酵 ↓ ↑ （酒花糟+熱凝固物） （無菌空氣） 1. 酒花分離使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應(yīng)盡快分離出酒花糟。2. 熱凝固物的分離本設(shè)計中采用回旋沉淀槽沉淀法分離熱凝固物，利用麥汁離心力分離實現(xiàn)分離。若把此麥汁重新加熱到60℃以上，麥汁又恢復(fù)澄清透明，因此，這是可逆的。麥汁在高溫下應(yīng)該接觸空氣和應(yīng)該嚴格禁止接觸空氣，從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關(guān)鍵措施。麥汁濃度增加減少飽和溶氧量。3. 冷麥汁通風(fēng)方法若采用純氧，溶氧將達到40ml/L以上。本設(shè)計選用文丘里管。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母1. 啤酒酵母的分類能使含糖液體自然發(fā)酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”的生物，統(tǒng)稱為“酵母”。酵母的分類：：發(fā)酵度高，：發(fā)酵度低，凝集性強，：卡爾倍一號，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號二號，發(fā)酵度低，沉淀快。酵母細胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達到30mg/l以上時的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價離子也能促凝，但是單價離子會因“反離子效應(yīng)”對其產(chǎn)生抑制作用。啤酒工廠生產(chǎn)使用的酵母由保存的純種酵母，經(jīng)過擴大培養(yǎng)，達到一定數(shù)量后，供生產(chǎn)現(xiàn)場使用。啤酒酵母擴大培養(yǎng)的順序如下：斜面試管（原菌種）→富氏瓶或試管培養(yǎng)→巴氏瓶或三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢生罐培養(yǎng)→酵母擴大培養(yǎng)罐→酵母繁殖罐→發(fā)酵罐。4. 接種量表11 不同麥汁濃度的酵母添加量麥汁濃度酵母泥添加量7～9～10～12～13～15～16～20～ 啤酒發(fā)酵方法的選擇啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：傳統(tǒng)發(fā)酵，錐形罐發(fā)酵；連續(xù)發(fā)酵法，分批式發(fā)酵法；上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法；一罐發(fā)酵法，兩罐法發(fā)酵；本設(shè)計選用的是兩罐式發(fā)酵法。連續(xù)發(fā)酵主要有多罐式連續(xù)發(fā)酵和塔式連續(xù)發(fā)酵，這種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)都可大大縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動力和洗刷費用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。塔式系統(tǒng)對酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求凝聚性強。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評與間歇法啤酒差別大，難以被消費者接受。從實際情況出發(fā)，故本設(shè)計不采用此法。室溫保持5～6℃；采用開放式或密閉式、圓形或方形的主發(fā)酵容器。貯酒室溫保持在O～l℃。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降發(fā)酵容器底部。C02飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細微，風(fēng)味柔和，保存期較長。上面發(fā)酵在發(fā)酵外觀、技術(shù)操作和發(fā)酵設(shè)備方面與下面發(fā)酵有所不同，但兩者的發(fā)酵機理是一致的。酵母起發(fā)快，接種量可以減少，形成的酵母新細胞較多。（2） 上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為13～16℃，比較高。（3） 發(fā)酵結(jié)束后，酵母成緊密的一層浮在液面上，厚為3～4cm。（5） 上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近最終發(fā)酵度。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒時，酒液中保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧他碳飽和在酒中。從實際出發(fā)，選用下面酵母發(fā)酵法。一罐法工藝有以下優(yōu)點：清洗消耗少，因為只有一個容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時CO2損失少；酒損少，因為沒有了管道中殘酒的損失；所需的工作時間少；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。由于露天發(fā)酵罐一般直徑較大, 若酒液缺少對流, 就會使其溫度分布不均勻, 罐中心酒液溫度與罐壁處酒液溫度需長時間才能達到平衡, 從而影響啤酒風(fēng)味。故不采用一罐法。 啤酒發(fā)酵工藝傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過添加酵母，前發(fā)酵（酵母增殖），主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。各段發(fā)酵均在有絕熱維護層，并具有室溫調(diào)節(jié)裝置的的廠房內(nèi)進行，一般分為前發(fā)酵室（78℃）主發(fā)酵室（67℃），后酵和儲酒室（20℃）等部分。 設(shè)酵母泥的濃度為2010個/g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為：810個/ml則每千克麥汁接種酵母泥克數(shù)（n）：n=8101000/2010=4g %。本設(shè)計采用干道法添加酵母：在酵母添加器中加入每批麥汁所需的酵母，再加上二倍量的冷麥汁，用無菌壓縮空氣充分混合，壓到前酵池中，再用無菌空氣攪拌均勻即可。但由于工藝改進，前發(fā)酵時期已縮短至20～30個小時。此時糖降比較緩慢，而α氨基氮下降迅速。酵母達到最高濃度時，糖降最快，176。VDK峰值出現(xiàn)在最高酵母濃度后1224h。當(dāng)發(fā)酵度達到酵母凝聚點時（一般酵度在35%45%），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細胞數(shù)開始下降，糖降速率開始降低。176。泡蓋是CO2帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、高分子蛋白質(zhì)等接觸空氣氧化，聚合形成的。 后酵和貯酒主發(fā)酵結(jié)束后，下酒至密閉室后發(fā)酵罐，前期進行后發(fā)酵，后期進行低溫儲酒。:圓柱錐底發(fā)酵罐的優(yōu)點有：（1）加速發(fā)酵 （麥汁）和酵母對流獲得強化，可加速發(fā)酵。（3）冷耗節(jié)省 ，而且冷卻介質(zhì)在強制循環(huán)下，傳熱系數(shù)高。（5）該罐具有錐底，主發(fā)酵后回收酵母方便。（7）圓柱錐底罐是密閉罐，可以回收二氧化碳，也可進行二氧化碳洗滌，可做發(fā)酵罐，也可做貯酒罐。本次設(shè)計選擇兩罐法發(fā)酵。兩罐法發(fā)酵罐D(zhuǎn)：H=1:34。（2）罐材料：。冷卻夾套一般分三段：上段距發(fā)酵液面15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。特別是瓦楞型板更受歡迎。3. 圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝：（1）進罐方法采用直接進罐方法。3）106個/ml。（3）主發(fā)酵溫度本設(shè)計是10176。P，所以采用低溫發(fā)酵，910176。（4）VDK還原在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱VDK還原階段。（5）冷卻、降溫VDK還原終點是根據(jù)成品啤酒應(yīng)VDK的含量而定，才稱還原階段基本結(jié)束，可降溫。由于罐耐壓強度和實際需要，以后保持或略有下降至啤酒成熟。收集酵母后，（12176。C，每天換一次無菌水。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無黏著現(xiàn)象，無雜質(zhì)，無變異，鏡檢酵母細胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細胞活性97%以上，冷水低溫保存時間不超過3天，使用代數(shù)不超過7代。中層為核心酵母，其量占65%～70%,可留作下批種酵母用。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用麥槽的利用麥槽是麥芽和大米在不發(fā)芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質(zhì)構(gòu)成的。二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒發(fā)酵中最主要的副產(chǎn)物，二氧化碳也是重要的原材料。CO2貯氣柜→超壓裝置→壓縮機→氧化劑洗滌器→水冷卻器→活性炭過濾器→壓縮機→冷卻器→干燥裝置→冷卻器→液態(tài)CO2貯存罐酵母的回收與利用根據(jù)酵母和發(fā)酵液的相對密度不同，采用離心機分離酒液和酵母。近年來用啤酒酵母生產(chǎn)具有肉類鮮味的調(diào)料以及生產(chǎn)干酵母粉，有很好的經(jīng)濟和社會效益，故本設(shè)計采用一個酵母車間