【正文】 .......................................................................................................................... 51 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 52 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 附 錄 .................................................................................................................................... 53 致 謝 ...................................................................................................................................... 55 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒 論 設(shè)計(jì)選題的目的 目前，世界上啤酒市場的競爭日益激烈，廣大消費(fèi)者對啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。在核心設(shè)備上選用國際先進(jìn)裝置，在提高啤酒質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本方面相對現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)工藝具有較大優(yōu)勢。本設(shè)計(jì)的圖紙主要包括糖化和發(fā)酵車間的流程圖，重點(diǎn)車間的平面圖和立面圖及重點(diǎn)設(shè)備的裝配圖 (發(fā)酵 罐 )。本次設(shè)計(jì)還進(jìn)行了“三廢”處理和副產(chǎn)物綜合利用的設(shè)計(jì)。發(fā)酵設(shè)備采用圓筒體錐底發(fā)酵罐，發(fā)酵周期是 14 天。 年產(chǎn) 5萬噸 8度 p啤酒廠設(shè)計(jì) (發(fā)酵罐 ) 摘 要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)五萬噸 8176。 P 的啤酒廠設(shè)計(jì)，此啤酒的釀造方法采用 75%的麥芽，25%的大米，經(jīng)過糊化，糖化，煮沸，過濾，冷卻，發(fā)酵而成。本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設(shè)備選型的計(jì)算及重點(diǎn)設(shè)備選型及計(jì)算。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面發(fā)酵法。本論文對啤酒生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分 — 原料的糊化、糖化、麥汁過濾、煮沸、發(fā)酵、啤酒過濾進(jìn)行了研究。 關(guān)鍵詞： 啤酒； 糖化； 發(fā)酵；發(fā)酵罐 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。因而，很有必要將這方面得計(jì)書加 以科學(xué)地總結(jié)和分析以推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化在廣度和深度上的健康發(fā)展， 隨著人們生活水平的提高，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷改變，啤酒已進(jìn)入了千家萬戶。所以建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，就可以滿足人們將來物質(zhì)生活的需求。另外，此次選題是教研室下達(dá)的任務(wù)。 設(shè)計(jì)工作的意義 啤酒含有 17 種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達(dá) 430 卡，相當(dāng)于 67 枚雞蛋， 0． 75 升牛奶或 50 克奶油 ，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有 “液體面包 ”之譽(yù)。 通過這次的選題，查閱資料，使我們在設(shè)計(jì)中進(jìn)一步掌握了啤酒的工藝方法為今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。企業(yè) 數(shù)量繼續(xù)下降，青島、燕京、華潤的下屬企業(yè)會繼續(xù)增加，生產(chǎn)能力和年產(chǎn)量還將持續(xù)增長。一業(yè)為主，多元發(fā)展。如青啤進(jìn)入茶飲料業(yè)、葡萄酒業(yè)，燕啤進(jìn)入生物制藥業(yè)，藍(lán)劍下屬 20 多家進(jìn)入其他產(chǎn)業(yè)等。知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，企業(yè)對信息的利用效率和利用程度成為提高企業(yè)競爭力的重要方面，啤酒企業(yè)對加快企業(yè)信息化建設(shè)更加重視。更多的企業(yè)成立信息中心，加強(qiáng)對外部商業(yè)情報(bào)的收集、分析、利用?？萍加肋h(yuǎn)是第一生產(chǎn)力，加快科技進(jìn)步是啤酒企業(yè)未來競爭的焦點(diǎn)之一。產(chǎn)品多樣化。企業(yè)所有制結(jié)構(gòu)多元化。 市場結(jié)構(gòu)的變化 ： 在城市市場，新一輪消費(fèi)高潮掀起，中高檔啤酒市場、特色啤酒市場、女士啤酒市場得到發(fā)展。傳統(tǒng)的企業(yè) ———經(jīng)銷商 ———消費(fèi)者的渠道模式受到挑戰(zhàn)，企業(yè) ———消費(fèi)者的直銷模式得到快速發(fā)展，尤其是電子商務(wù)的發(fā)展使網(wǎng)上營銷在啤酒行業(yè)得到大發(fā)展。 設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 5 萬噸 8176。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、耗熱量衡算、耗冷量衡算、設(shè)備選型及論證、重點(diǎn)設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)、車間的布置、繪制圖紙（ 發(fā)酵工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發(fā)酵 車間平面布置圖、發(fā)酵車間立面布置圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖），三廢處理等。最重要的一點(diǎn)是生產(chǎn)成本低。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 廠址的選擇 地理位置一般工廠廠址選在城鎮(zhèn)的郊區(qū)，考慮微生物發(fā)酵工廠對環(huán)境因素的特殊要求，需要地勢平坦，利于排水，有豐富的水源。齊齊哈爾市還是黑龍江省的第二大城市，人口超過五百萬，有著巨大是市場潛力，故齊齊哈爾市理想的建廠地址。廠址應(yīng)該接近原料產(chǎn)地，保證供應(yīng)方便，減少運(yùn)輸損失。 齊齊哈爾市地域平坦，平均海拔 146 米，東部和南部地勢低洼。冬長嚴(yán)寒，夏秋涼爽。年輻射量為每平方厘米 110 至 120 千卡 。 產(chǎn)方法主要依據(jù)原料的來源，種類和性質(zhì)。 主要方法： ，確定工藝方法以及流程 （如物料衡算） 。釀造水質(zhì)不僅決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和風(fēng)味，而且還直接影響著釀造的全過程。 Mg 過高會使啤酒產(chǎn)生苦味。 麥芽 采用淺色麥芽，麥芽外觀整齊，除根干凈，不含雜草、谷粒、塵埃、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質(zhì)，色澤淡黃而有光澤。不應(yīng)有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。本設(shè)計(jì)采用顆粒酒花制品。 大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉，蛋白質(zhì)、多酚物質(zhì)和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設(shè)計(jì)采用大米作為輔料，生產(chǎn)出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細(xì)膩、酒花香突出，非生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。二者形態(tài)上存在明顯的差別。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。在實(shí)際生 產(chǎn)中，不能將麥芽粉碎的太細(xì)，因?yàn)辂溠亢偷矸垲w粒各具有不同的性質(zhì)，麥芽的粉碎只需達(dá)到一定的程度即可。濕法粉碎是將麥芽以 50℃左右熱水浸泡 15~20min，使麥芽含水量達(dá)到約 30%后，在進(jìn)入對輥粉碎機(jī)（兩輥間隙 ），在粉碎的同時(shí)，將糖化用水（料水比在 1:3 以上）送入粉碎機(jī)對粉料調(diào)漿，邊粉碎邊投入糖化鍋。這樣過濾槽中的麥層較為疏松，是麥汁過濾速度加快，并減少皮殼中有害成分的浸出，無粉塵。酶的游離和可溶成分的溶出。 輔料的粉碎 輔料常用的粉碎方法為干法粉碎，本設(shè)計(jì)采用的輔料為大米，大米的粉碎多采用對輥粉碎機(jī)，粉碎要求細(xì)一些好， 糖化工藝的選擇與論證 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。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，在 1112 P 的麥汁中，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。在糖化過程中約有 75%80%的原料內(nèi)容物能夠浸出，未溶解的殘余物將和麥糟一起排出。 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)備比較簡單，操作簡單，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 和圖 22。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)保證過濾 的麥汁達(dá)到生產(chǎn)所需要的質(zhì)量要求，盡可能 多地獲得澄清麥汁，提高生產(chǎn)率，減少對環(huán)境的污染。 麥汁過濾方法及影響因素 過濾槽是大多數(shù)啤酒廠經(jīng)常采用的麥汁過濾設(shè)備， 在啤酒生產(chǎn)中，麥汁過濾方法大致可以分為四類：過濾槽靜壓過濾法，過濾槽正壓過濾法，過濾槽抽吸是負(fù)壓過濾法，壓濾機(jī)過濾法。本設(shè)計(jì)采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn)行麥汁過濾。麥汁的過濾速度 受 濾層阻力、濾層 滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素影響。最佳值為 0 脂肪酸；口味穩(wěn)定性；碘值；苦味質(zhì)；回旋沉淀槽凝固物的數(shù)量 碘值 ,煮沸后 過濾性；生物活性 氧含值 ；單寧；苦味質(zhì)； 口味；口味穩(wěn)定性 生產(chǎn)率 收得率高 實(shí)驗(yàn)室值 1%；過濾槽的收得率不大于實(shí)驗(yàn)室值的 % 麥 芽成本 速度快（過濾槽） 每天 814鍋 個(gè)體；貸款；投資 環(huán)保要求 無洗糟殘水 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) 其它輔助設(shè)備；人員投入；質(zhì)量；廢水；成本 出糟 殘?jiān)闶Ｓ嗔?400g/m2 小型過濾槽出糟困難；廢水 麥糟壓榨汁 在封閉系統(tǒng)進(jìn)行 廢水；氣味 麥糟的排放 飼料 成本；垃圾堆放場 篩本底部的沖洗 下次糖化時(shí)使用 廢水；成本 麥汁 煮沸 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn) 麥汁過濾結(jié)束后，就要進(jìn)行麥汁煮沸，并在麥汁過濾中添加酒花。 啤酒廠商用的煮沸鍋有內(nèi)加熱式煮沸鍋、外加熱式煮沸鍋、低壓煮沸過和連續(xù)流動(dòng)式麥汁煮沸器，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)加熱式煮沸鍋。麥汁煮沸時(shí)，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰，內(nèi)加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1，設(shè)備投資少，無需維護(hù)，沒有磨損，耗電量低； 2 熱輻射損失??； 3 煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整； 4 設(shè)備簡單，不需齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 外加加熱器和攪拌器。本設(shè)計(jì)采用常壓煮沸工藝，具體為 進(jìn)鍋麥汁在 1520min 從 75℃ 升至 100℃，在 100℃煮沸維持 30min，總煮沸時(shí)間為 7090min，總蒸發(fā)量為 8%12%，其溫度變化曲線如下表 25。漩渦成沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設(shè)備，與其它設(shè)備相比，她的分離效果最佳。 麥汁在冷卻過程中會形成冷凝固物，并逐漸沉淀下來，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮選法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮選法是麥汁在去除熱凝固物后，通入無菌空氣就會吸附在細(xì)密的小氣泡上，隨氣泡升至液面，并加以除去。麥汁冷卻的基本要求有：麥汁齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 和冷卻水流經(jīng)部位要便于清洗，密封性要好，嚴(yán)防冷卻水和麥汁的滲漏。 麥汁冷卻有一段式和兩段式兩種冷卻方式，本設(shè)計(jì)采用一段式冷卻方式。 麥汁的充氧 發(fā)酵需要大量的酵母，而 酵母繁殖需要氧氣，以利于酵母增殖并同時(shí)進(jìn)入發(fā)酵階段。 啤酒發(fā)酵 啤酒發(fā)酵方法的選擇 根據(jù)傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，啤酒發(fā)酵過程 分主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，（又可分為上面發(fā)酵和下面發(fā)酵，下面發(fā)酵生產(chǎn)的啤酒柔和、色淡，本設(shè)計(jì)采用下面發(fā)酵方法），酵母繁殖和大部分可發(fā)酵性糖類的代謝以及發(fā)酵產(chǎn)物的形成，均在主發(fā)酵階段完成，后發(fā)酵是前發(fā)酵的延續(xù)，必須在密閉的容器中進(jìn)行，殘?zhí)七M(jìn)一步進(jìn)行分解，形成 二氧化碳，并充分溶于啤酒中，達(dá)到飽和，啤酒在低溫下陳貯，進(jìn)一步得 到成熟后澄清。缺點(diǎn)是：由于酒液對流強(qiáng)烈，許多本應(yīng)分離的雜質(zhì)不能排出去而溶于酒中。高溫發(fā)酵工藝與低溫發(fā)酵工藝相比，可在質(zhì)量不變的前提下提高設(shè)備利用率，生產(chǎn)周期也明顯縮短，生產(chǎn)成本大大降低 [5]。 P，添加 %%的泥狀酵母。經(jīng)過大約兩天的發(fā)酵后，外觀發(fā)酵度降至 6176。約在滿罐后的第 5 天，外觀發(fā)酵度降至最低點(diǎn)（ 176。這時(shí)可緩慢齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 降溫，直至 0℃，進(jìn)行后熟 及飽和二氧化碳，時(shí)間為 45 天。濾酒前一天在排一次酵母和冷凝固物。 酵母的添加與回收 在麥汁進(jìn) 行 充氧同時(shí)添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個(gè)麥汁 流入過程中均勻添加，接種量一般為（ ） 107/mL 麥汁，即約 濃酵母泥 /hL 麥汁。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為 輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下 來的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。下層為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由 最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。 常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注 意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且 滲透性很強(qiáng)，因而 發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。 啤酒過濾 啤酒過濾理論 經(jīng) 過發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會從啤酒中析出，導(dǎo)致啤酒渾濁。 啤 酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的