【正文】 發(fā)展到目前的純生啤酒、無醇啤酒、小麥啤酒、黑啤酒、干啤酒，還有具有營養(yǎng)、保健作用的果味啤酒、蘆薈啤酒、苦瓜啤酒、菊花啤酒等等，包裝上出從以 640 mL 玻璃瓶裝發(fā)展為 610 mL 500mL、 480mL、 330m瓶裝和350mL 易拉罐裝為主，外包裝以塑料周轉(zhuǎn)箱、紙箱和膜包裝為主。 東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 5 第 2章 設(shè)計概論 設(shè)計指導(dǎo)思想 ⑴ 在工藝上的選擇和設(shè)備的選用上為確保工藝穩(wěn)定、可靠和產(chǎn)品質(zhì)量，部分采用了傳統(tǒng)式，同時進(jìn)行了革新改造，引進(jìn)了一部分國外較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。 ⑶ 設(shè)計考慮到啤酒廠今后的發(fā)展趨勢（如增加品種、擴(kuò)大產(chǎn)量等），在建筑和平面布置上及設(shè)備選取上，都留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，同時又不致于造成現(xiàn)有設(shè)備、場地的太大浪費。 ⑸ 考慮到啤酒廠的環(huán)境，進(jìn)行了污水處理、 CO2 回收等綜合利用，不但改善了環(huán)境污染，同時增加工廠的收入。 生產(chǎn)規(guī)模的確定和產(chǎn)品方案 設(shè)計一個年耗糧 萬噸的 12176。總酒損為 7～ 11%。廠址選擇的好壞直接影響設(shè)計質(zhì)量、建設(shè)進(jìn)度、投資大小和投產(chǎn)后經(jīng)營管理條件。 (1) 廠址要符合國家下達(dá)建廠計劃任務(wù)書中所作的規(guī)定和要求。 (3) 廠址的面積和外形要滿足啤酒生產(chǎn)工藝的要求，并留有適當(dāng)?shù)臄U(kuò)建余地。 (5) 廠址應(yīng)符合國家有關(guān)衛(wèi)生、防火、人防等要求。河流的上游 。不應(yīng)選擇在低洼窩風(fēng)的地形做廠區(qū)，應(yīng)避開軍事措施地區(qū)等等。 [7] 從投資和經(jīng)濟(jì)效益考慮 (1) 廠址應(yīng)有較方便的運輸條件，若需建公路或?qū)Ｓ描F路時，距離最短為好，以節(jié)省投資。 (3) 所選廠址附近不僅 有充足的水源，而且水質(zhì)應(yīng)較好。 廠址的選擇依據(jù) (1) 要有可靠的水源，在滿足啤酒廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)、水量及水溫的條件之下，應(yīng)盡可能靠近水似，以縮短管路及動力電纜的鋪設(shè)工程 .如用山泉水、地下水、水庫水，自來水或江河水等水源，可單獨采取一種水源，也可取二種或三種水源以分別用于生產(chǎn)。 (3) 廠址應(yīng)盡可能靠近一些已有的熱，電源，以充分取得企業(yè)協(xié)作的條件。 (5) 一般啤酒廠廠址應(yīng)避免選在地震基本烈度在七度或七度以上地區(qū) :當(dāng)?shù)卣够玖叶葹榫哦然虺^九度的地區(qū)不宜建大型啤酒廠 . (6) 廠址不宜選在有礦產(chǎn)地區(qū)、有古跡文物地區(qū)。 (7) 廠址應(yīng)盡量靠近 城鎮(zhèn)或啤酒銷售區(qū)域，以減少大量的瓶箱運輸。 (9) 選廠中還應(yīng)盡量了解施工期間水電供應(yīng)，勞動力來源，施工工人居住生活，施工機(jī)械、預(yù)制場地、建材的運輸、堆放等條件的利便情況。 [8] 啤酒的生產(chǎn)流程圖 原大麥 粗選 精選 分級 發(fā)芽 干燥 輔料 粉碎 貯 倉 糊化鍋 水 箱 除根 水 箱 糖化鍋 貯 倉 粉碎 發(fā)芽 箱 貯藏 過濾 槽 麥汁貯槽 煮沸 鍋 旋渦沉淀 槽 過濾 器 過冷 器 離心分離 機(jī) 發(fā)酵 罐 冷卻 器 清酒罐 灌裝 圖 21 啤酒生產(chǎn)流程圖 東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 8 工藝條件說明 用于啤酒生產(chǎn)的基本原料有麥芽（主要是大麥）、酒花、輔料谷物及水等。 啤酒生產(chǎn)過程分為麥芽制造、麥芽汁（包括糖化）制備、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，就要經(jīng)溫和干燥終止麥芽生長，同時保持其完整的酶活力。 大麥 →浸漬 →濕大麥 →發(fā)芽 →綠麥芽 →干燥 →除麥根、破皮 →貯藏 →成品麥芽 ① 粗選： a．目的：出去最大的雜質(zhì)，如木塊，麻袋塊，土塊，雜草，石塊等，除去較小的雜質(zhì)如灰塵（配備旋風(fēng)分離器）。 b. 設(shè)備：精選機(jī)。 ③ 分級： 目的：是進(jìn)一步清除大麥中的灰塵、麥芒、雜谷、碎麥等夾雜物，并將大麥按麥粒度進(jìn)行分級 ④ 浸麥：設(shè)備采用浸麥槽及附屬的空氣壓縮機(jī)和輸送泵等。 ⑤ 發(fā)芽條件極其控制 發(fā)芽：采用薩拉丁箱式發(fā)酵 工藝條件：麥層厚度 發(fā)芽后 進(jìn)風(fēng)口溫度 12~16% 麥層溫度 14~18℃ 室內(nèi)濕度 95% 發(fā)芽時間 5~7 天 攪拌器 3~4r/min 前進(jìn) 3~4m/min ⑥ 干燥：單床高效干燥爐 t: 8~22h ⑦ 除根與 貯藏： 除根采用除根機(jī) 貯藏：立倉貯藏 貯藏期：最短一個月，最長半年 (2) 麥芽的糖化 ① 糖化 糖化鍋先維持在適于蛋白質(zhì)分解作用的溫度（ 45~52℃ ）（蛋白休止）。糖化時間控制在 20min 左右，用碘液檢查糖化終點（直至無碘化反應(yīng)）為止。 糖化時的主要物質(zhì)變化 麥芽中可溶性物質(zhì)很少，占麥芽干物質(zhì)的 18~19%，僅有少量的蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖等和蛋白胨、氨基酸等蛋白質(zhì)分解物，以及果膠質(zhì)和各種無機(jī)鹽等麥芽顆粒里存在的可溶性和難溶性物質(zhì)，如麥芽淀粉和蛋白質(zhì)。 淀粉的分解 ： 淀粉是釀造啤酒中最有用的成分，占干物質(zhì)的 50~60% 東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 在發(fā)芽的過程中，受酶的作用，其外圍蛋白質(zhì)層和細(xì)胞壁的半纖維物質(zhì)已逐步分解，使淀粉容易接 受酶的作用而分解。 糊化 T：淀粉開始糊化的穩(wěn)定 淀粉分解酶 ： α淀粉 E， β淀粉 E， R酶，界限糊精酶 α葡萄糖甘酶及麥芽糖酶 麥芽糖：糊精 =1： ~ 淺色 =1： ~ 濃色 麥芽品質(zhì)及 粉碎度的影響 淺色：麥芽酶含量高，糖化力強(qiáng)（ 250~350 單位） 濃色：麥芽酶含量低，糖化力弱（ 150~250 單位） 糖化溫度的影響 溫度的影響不僅表現(xiàn)在高低而且表現(xiàn)升溫快慢 α淀粉 E： 60~65℃ （理論） 65~70℃ （實際） β淀粉 E： 45~52℃ （理論） 60~63℃ （實際） 60~70℃ 之間 糖化醪 PH 的影響 α淀粉 E： ~（最適） ~（實際） β淀粉 E： ~（最適） ~（實際） 糖化醪濃度的影響 糖化時要求高分子的蛋白質(zhì)可能的分解 ，分解的越多，穩(wěn)定性越高。國內(nèi)生產(chǎn)淡色啤酒幾乎都采用二次煮出糖化法。淀粉 ———→麥芽糖 70℃ 液化 100℃ 部分糖化醪煮沸 7678℃ 液化 u↑利于麥汁過濾。 特點：將糖化醪液的一部分，分批地加熱到沸點，然后與其余未煮沸的醪液混合，使全部的醪液溫度分批地升高到不同酶分解所要求的溫度，最后達(dá)到糖化終 了。 酒花添加的原則 第一次添加酒花，在麥汁初沸前 5min 加入，其主要目的是得到較高的酒花利用率，東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 壓泡，防止溢鍋； 第二次在麥汁煮沸后 40min 加入酒花，多采用香酒花； 第三次是在煮沸 終了前 10~20min 添加，應(yīng)添加香酒花，以提高酒花香味。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。傳統(tǒng)工藝分為前發(fā)酵和后發(fā)酵。前發(fā)酵主要是利用酵母菌將麥芽汁的麥芽糖轉(zhuǎn)變成酒精。進(jìn)行下面發(fā)酵時，最 高溫度控制在 8~13℃ ，發(fā)酵過程分為起泡期、高泡期、低泡期，一般發(fā)酵 5~10 日。 酵母增殖期 通入無菌空氣，持續(xù) 10min，使酵母繁殖。此時糖度下降，溫度上升。高泡期是發(fā)酵旺盛期，泡沫特別豐富，品溫高達(dá)~9℃ ，泡沫表面出現(xiàn)棕黃色。 為了使嫩啤酒后熟，將其送入貯酒或繼續(xù)在圓柱錐底發(fā)酵罐中冷卻至 0℃ 左右，調(diào)東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 節(jié)罐內(nèi)壓力，使 CO2 融入啤酒中。 (7) 主發(fā)酵過程控制 ① 溫度控制 接種溫度一般控制在 5~8℃ ，若酵母的起發(fā)速度越快，酵母添加量較大，可適當(dāng)降低溫度；上面發(fā)酵最高溫度普遍低于下面 發(fā)酵，就下面發(fā)酵而言，低溫發(fā)酵控制在~9 ℃ ，高溫階段控制在 10~13℃ ；發(fā)酵結(jié)束溫度一般控制在 4~5℃ 。 [10] 后發(fā)酵工藝條件控制 下面發(fā)酵滿罐后，一般敞口發(fā)酵 2~3 天，然后可封罐，罐壓在~。 后發(fā)酵采用室溫控制酒溫，先高溫后低溫，開始溫度在 3℃ 左右，而后逐步降溫至 1℃ ~1℃ 根據(jù)啤酒的種類、原麥汁濃度和貯九溫度而異來決定時間的控制范圍。將這部分酵母回收起來以供下一罐使用。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來，使啤酒的風(fēng)格逐漸成熟。對過濾的要求為：過濾能力大、質(zhì)量好、酒和 CO2 的損失少、不影響酒的風(fēng)味。啤酒經(jīng)過過濾，除去啤酒中的酵母菌和微小的顆粒，改善啤酒的生物 穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性。 洗瓶 →驗瓶 →灌酒 →壓蓋 →滅菌 →貼標(biāo) →裝箱 原料來源、規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 原大麥采用國家優(yōu)質(zhì)二棱冬大麥，輔料大米采用黑龍江優(yōu)質(zhì)大米，酒花采用新疆芳香湖酒花。 1988年全國有啤酒廠 800 多家，年產(chǎn)啤酒 663 萬噸，位居世界第三，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，目前已達(dá)到 1000 多家，年產(chǎn)啤酒 1000 多萬噸，成為世界第一大啤酒生產(chǎn)國。我國現(xiàn)在每年排放的啤酒廢水已達(dá) 億噸。酒花殘渣等有機(jī)無毒成分，排入天然水體后將消耗水中的溶解氧，既造成水體缺氧，還能促使水底沉積化合物 的厭氧分解，產(chǎn)生臭氣，惡化水質(zhì)。因此，在糧食缺乏，水和資源供應(yīng)緊張的今天，如何及有效的處啤酒廢水又充分利用其中的有用資源，已成為環(huán)境保護(hù)的一項重要研究內(nèi)容。不管采用哪種方法，最后的處理效果必須達(dá)到： (1) 達(dá)到排放要求的 BOD 值和 SS 值； (2) 運行簡單，維持方便； (3) 不存在污染和氣味問題； (4) 經(jīng)濟(jì)合理。采用純氧曝氣法，可以改善污泥膨脹問題；采取完全混合活性污泥法也可以解決污泥膨脹問題，但有機(jī)負(fù)荷應(yīng)低一些，因此，啤酒廢水和生活污水混合處理，可以大大改善污泥的沉降性。 (4) 采用活性污泥法，產(chǎn)生大量污泥，處理比較麻煩。此法受有機(jī)負(fù)荷變動的影響比較大，如果設(shè)置平衡槽，并采用自控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督，可以適當(dāng)解決有機(jī)負(fù)荷的變動問題，但費用較大。 (2) 生物濾池法又叫細(xì)菌濾床法，其濾床系由天然濾料（碎巖水、砂礫、爐的熔渣等）所鋪成，鋪層約兩米高。如果廢水的污染度高，可將處理后的水進(jìn)行部分回流，進(jìn)行稀釋；廢水中如 SS 值過高，須先行過篩，去除部分固形物。 (4) 為了增加廢水中的氮源和磷源，啤酒廢水和生活污水混合處理比較好。 (5)快速生物濾池法是以塑料濾料（一種乙烯氯化物和依稀醋酸酯的聚合物，商品名Florcor）代替天然濾料。此種方法負(fù)荷能力較一般生物濾池法高幾倍到十幾倍，但其處理效果不高，只能除去 50%的 BOD 值，達(dá)到適合排放至市政污水溝的要求，達(dá)不到直接排放到受納水體的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)氧化塘法的處理過程，常常只需將廢水在塘內(nèi)貯蓄一定時間即可，停留時間決定于廢水的性質(zhì)、池子的面積、深度、水溫、供氧狀況及所需凈化的程度等。沉降的污泥，定期排除，用作肥料。 (5)如廢水中 SS 值比較高，在進(jìn)入氧化塘前，可 先經(jīng)細(xì)篩過濾。 麥芽制造和啤酒釀造生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，主要有：麥芽的根芽、糖化的麥糟和廢酒花糟、冷卻的沉淀蛋白質(zhì)、發(fā)酵的剩余酵母和 CO2 等。 (1) 麥糟 麥糟又稱酒糟或啤酒糟，是啤酒廠最大量的副產(chǎn)物，每投 100kg 原料，約產(chǎn)濕麥糟120~130kg（含水分為 75~80%），以干物質(zhì)計約 25~33kg。麥糟作為飼料是比較理想的，因其營養(yǎng)價值比較高，如果將從麥汁回收的沉淀蛋白和廢酵母摻入其中，則營養(yǎng)價值更高。 夏季大量做酒，大量糖化，麥糟的量是很大的，麥糟的處理就會嚴(yán)重起來。 目前國內(nèi)啤酒生產(chǎn)規(guī)模尚小，麥糟均以濕態(tài)出售，干燥或乳化貯藏的辦法尚無實用價值。 (2) CO2 的回收利用 CO2 是啤酒發(fā)酵的一項 重要副產(chǎn)品，在主發(fā)酵過程中， CO2 大量的、集中的排放出來。在發(fā)酵釋放出來的 CO2 含有嫩啤酒中一些揮發(fā)性物質(zhì)，應(yīng)在回收過程中，被壓縮之前，盡量排除干凈。 東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 20 第 3章 物料與能量平衡計算 年耗糧 萬噸 12176。淺色啤酒。 (4) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：選 澳大利亞麥芽 ，年耗糧 萬噸 12176。 東北電力大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 以 100Kg混合原料生產(chǎn) 12176。淺色啤酒的頭號麥汁的濃度一般為 12%~14%，現(xiàn)取 13%，糖化時原料利用率 Φ=99%，原料含水率和糖化時水分蒸發(fā)量忽略不計。 E=