年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计说明书.docx

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年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计说明书

1前言

1．1啤酒制备工艺简介

啤酒是以大麦为主要原料的酿造酒，经粉碎，糖化，发酵等工序制得。

啤酒生产过程分为麦芽制造、糖化、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。

麦芽制造：

大麦浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等低分子物质。

发芽到一定程度，经过干燥，制成水份含量较低的麦芽。

糖化：

麦芽经过粉碎，加入温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶制剂，进行糖化（主要将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖），为了降低生产成本，还可以加入一定比例的辅料（大米、玉米、糖浆等）。

制成的麦芽醪，进行过滤，得到麦芽汁，送入麦汁煮沸锅中，将多余的水分蒸发掉，并加入酒花。

最后沉淀冷却充氧，为发酵做好充分的准备。

发酵：

麦芽汁经过冷却后，加入酵母菌，输送到发酵罐中，开始发酵。

传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行，现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。

前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些风味物质，排除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的陈熟，这一期间，控制一定的罐内压力，使后酵时产生的二氧化碳保留在啤酒中。

过滤灭菌：

经过15天左右的发酵，将啤酒进行过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再进行低温冷却，进入清酒罐。

包装：

包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。

1．2设计的内容与依据

1.2.1设计题目

年产12万吨浅色啤酒的工厂工艺设计

1.2.2课题来源

1.2.3设计要求

1.2.3.1编写设计说明书

（1）厂址选择及论证

（2）总体行业生产状况及水平，生产工艺流程选定及论证

（3）生产的物料衡算并列表

（4）水（地下水）、电（工业用电）、汽、冷、风及热量平衡计算

（5）主要工艺设备选型及计算（以国产设备为主）并列出全厂设备一览表

（6）人员组织及管理

（7）环境保护和三废治理方案和措施（参照有关国家标准进行）

（8）相关经济概算（重点是单产消耗和成本概算）

1.2.3.2设计图纸

（1）工厂布置图3张：

全厂平面布置图、制麦车间平面布置图，制麦车间立面图

（2）工艺流程图3张：

制麦工艺流程图、糖化工艺流程图、发酵工艺流程图

1．3厂址选择和论证

1.3.1选择地点:

本厂选在河北省新乐。

1.3.1.1气候条件:

石家庄地处大陆性季风气候区,冬季寒冷干燥，多西北风，夏季炎热干燥，多东南风，春秋温和。

由风玫瑰图可知，该地区的主导风向为东南风。

新乐是石家庄的郊县，位于石家庄的东北角。

夏季产量高，正处于风的下游阶段，因此选在此处，不会给居民造成污染。

1.3.2厂址论证：

新乐市位于河北省中部，南距石家庄39公里，北距北京240公里、天津300公里。

地理位置优越，交通便利，历史上称之谓“九省通衢，三辅重地”。

京广、朔黄两条铁路、纵横贯穿全境，交通便利，有利于产品的销售。

人口密集，有着广阔的消费市场。

  地势平坦，有利于工厂总平面布置； 而且可用地面积广阔，土地的征用符合一系列的法规，地下水储量大,埋藏浅,水质优良，适合啤酒生产。

1．4原辅料及成品

1.4.1原料

主要原料为：

大麦

1.4.1.1来源：

澳麦

澳麦的特点：

颗粒粗短，粒大，有光泽，背内少痕迹，麦皮薄，总氮含量适中，浸出率高，溶解性好，库值适中。

采用品种优良的二棱大麦。

其特点为：

麦粒肥大饱满，色泽淡黄，新鲜，用它制麦无水敏性，发芽率高，溶解好，浸出率高，溶解性好，浸出率一般高到78%以上，蛋白质含量一般为11%左右，酿造性好，发酵度高，泡沫性好，细腻持久。

优良酿造大麦品种的特点：

（1）粒大饱满，皮薄，色浅，体型短

（2）高产，低肥，抗病毒

（3）成熟期早，休眠期短，浸出率高

（4）粒重量高，二棱大麦不低于42克，六棱大麦不低于34克

（5）粉状颗粒，在80%以上

（6）吸水能力强，72小时浸渍水分应达47.5%以上

（7）蛋白质含量适中，二棱大麦9-11%，六棱大麦10-12%

（8）大麦和制成麦芽的酶活性高

（9）发芽率不低于95%，溶解良好，制麦收得率高

我国啤酒大麦质量标准见表1.1

表1.1我国二棱大麦质量标准

项目等级

一级

二级

三级

外观

淡黄色，具有光泽，

无病斑粒，无霉味

和其它异味

淡黄色，具有光泽，

无病斑粒，无霉味

和其它异味

黄色，无病斑粒，

无霉味和其它异味

千粒重量（g）

≥40

≥35

≥32

夹杂物（%）

≤1

≤1.5

≤2

发芽率（%）

≥95

≥90

≥85

水分（%）

≤13

≤14

≤14

无水蛋白质（%）

≤12

≤13

≤14

1.4.1.2大麦的储藏

大麦与其它许多植物种子一样,具有特殊的休眠机制,新收获的大麦不但发芽率低,而且发芽不均匀,须经过6～8个星期的后熟期才能正常的发芽力。

本厂采用立仓储藏大麦，在立仓中设有通风管道，温度自动记录仪和喷药器的辅助装置。

1.4.2辅料：

辅料选用大米

1.4.2.1来源：

山东

规格要求：

水分愈低愈好，粉碎愈细愈好，不得含有整粒大米，粉碎物品公斤重量为80～90kg/hl。

1.4.2.2论证说明

我国盛产大米，大米淀粉含量高于其他谷类，添加大米的啤酒色泽浅，口味清爽，泡沫细腻，酒花香味突出，非生物稳定性较好，特别适宜制造下面发酵的淡色啤酒。

虽然玉米，大麦、小麦都可以做辅助原料，但是它们都有其不足之处，由于玉米富含油脂，破坏啤酒的泡特性，减弱起泡能力，且产生异味。

此外，油脂在贮藏的过程中易氧化，产生不良口味，不能长期存放。

用小麦、大麦做辅料，其用量低，而且制成麦汁粘度高。

1.4.3酒花

1.4.3.1来源：

新疆

规格要求：

中华人民共和国国家标准。

本厂采用酒花颗粒和酒花制品（酒花浸膏）。

1.4.3.2论证说明

酒花的功能是赋予啤酒香味和爽口苦味，增进啤酒花特性和稳定性，和麦汁共沸时促进蛋白质凝固，有利于澄清，增加麦汁和啤酒的防腐蚀能力。

酒花制品的优点：

（1）贮运体积大大缩小；

（2）可用常温保存；（3）减少麦汁损失；（4）可准确的控制苦味质含量；提高酒花利用率；

1.4.4水

1.4.4.1来源：

地下深井水

1.4.4.2论证说明

地表水容易受到工农业废水及生活污水污染，因此本厂选用地下水。

1.4.5成品啤酒

1.4.5.1品种：

12°Bx、11°Bx淡色啤酒

1.4.5.2规格要求:

见表1.2啤酒感官指标、表1.3啤酒理化指标

表1.2啤酒感官指标

项目

优级

一级

二级

外观

透明度

清凉透明无明显悬浮物和沉淀物

澄清、较透明

浊度

≤1.0

≤1.5

≤2.0

泡沫

形态

泡沫洁白细腻持久挂杯

泡沫洁白细腻较持久挂杯

泡沫较洁白

泡持性

瓶装

≥210

≥180

≥120

罐装

≥180

色度（EBC）

14°

5.0～11.0

5.0～14.0

12°11°10°

5.0～9.5

5.0～11.0

5.0～12.0

8°

5.0～12.0

香气和口味

有明显酒花香气，爽口，酒体协调柔和，无异香异味

有明显酒花香气，口味纯正，较爽口协调，无异香异味

有酒花香气，口味较纯正，无异味

表1.3啤酒理化指标

级别

优级

一级

二级

酒精含量%

≥3.7

≥3.5

≥3.5

原麦汁浓度%

12±0.3

总酸Ml/100mL

≤2.6

二氧化碳%

≥4.0

≥0.38

≥0.35

双乙酰mg/L

≤0.13

≤0.15

≤0.20

1.4.6保质期

瓶装，罐装熟啤酒保质期不少于120天（优，一级）60天（二级）瓶装鲜啤酒保质量期不少于7天，罐装，桶装鲜啤保质期不少于3天。

1．5啤酒厂的环境措施

1.5.1副产物的处理

麦芽制造和啤酒酿造生产过程中主要的副产品有：

麦芽的麦根、糖化的麦糟、冷却的沉淀蛋白质、发酵的酵母和CO2等，麦糟及沉淀蛋白可做饲料；麦根和酵母可利用其所含有效成分，制造药品；CO2可回收再利用。

1.5.2废水处理：

废水处理应根据当地市政府要求进行，采用好气性的生物处理系统，利用细菌充分分解有机物。

其处理过程大致为：

废水流量的平衡；筛分去除固形物；加营养盐和调节PH值；废水的第一次沉降；生物氧化作用；废水的第二次沉降；污泥的排除。

采用上流式厌氧污泥床-氧化沟法处理啤酒生产废水。

针对啤酒废水特点，吸收和引进国内较成熟的上流式厌氧污泥床生化处理技术，结合本地的实际进行使用。

用UASB法作级生化处理，配以氧化沟活性污泥法作二级处理，基本上能满足中等浓度有机废水处理达标排放标准

2工艺流程的确定

2.1制麦

将原大麦制成麦芽习惯称为制麦，它是啤酒生产的开始，麦芽制备工艺决定了麦芽品种和质量，从而决定了啤酒的类型，麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒的质量。

2.1.1工艺流程

原大麦→粗选机→立仓贮存→精选分级机→称量贮藏→大麦高位槽→浸麦槽→湿大麦→萨拉丁发芽箱→绿麦芽→单层高效干燥炉→除根机→立仓贮藏→成品麦芽

2.1.2工艺论证

2.1.2.1贮麦:

采用立仓贮藏

（1）优点:

占地面积小，不易受病虫害，倒仓方便，清洁、杀菌方便。

（2）要求:

①大麦已成熟，新收割的大麦不能马上进仓

②干燥大麦含水量必须在12%以下，最高温度极限定为15℃；

③大麦必须除尘，除杂物；

（3）辅助装置：

清洗除尘装置、人工干燥装置、输送装置、通风装置、喷药装置、测麦温装置

2.1.2.2大麦的精选与分级

精选：

除去大麦中的糠灰，杂谷及金属；

分级：

为浸渍均匀，发芽整齐创造条件，提高麦芽的浸出率。

分级标准如下表:

见表2.1大麦分级标准

表2.1大麦分级标准

分级大麦

筛孔规格

颗粒腹径

用途

Ⅰ号大麦

25×2.5

2.5以上

制麦用

Ⅱ号大麦

25×2.2

2.2以上

制麦用

Ⅲ号大麦

2.2以下

饲料用

2.1.2.3浸麦：

采用喷淋浸麦法

（1）特点:

利用水雾供给麦粒氧气和水，简单而经济。

耗水量少，供氧充足，发芽速度快，同时相应减少污水处理。

可使麦粒接触更多的空气，提前发芽，减少浸麦和发芽时间。

总的操作时间48小时，用水量只有一般浸麦法的1/4，同时相应减少了污水处理负担。

（2）操作方法：

①投料后水洗浸麦6小时，每隔一小时通风十分钟。

②断水喷雾18小时，每隔1小时通风10分钟。

③水浸2小时，通风搅拌20分钟。

④断水喷雾10小时，每隔1小时通风10分钟。

⑤水浸2小时，通风20分钟。

⑥断水喷雾8小时，每隔1小时通风20分钟。

⑦停止喷雾，空水2小时出槽。

（3）浸麦的添加剂:

①石灰水1.3Kg/m3

作用:

先制成饱和石灰乳，然后加入浸麦水中。

起杀菌作用，能浸出麦皮中的多酚物质苦味等有害物质，有利于发芽力的提高和改变啤酒色泽、风味和非生物稳定性。

②甲醛1～1.5kt/h大麦

作用:

有杀菌作用，浸出花色苷，提高啤酒的非生物稳定性，抑制根芽生长，降低制麦损失。

2.1.2.4发芽：

采用萨拉丁发芽箱

特点：

①占地面积小

②不受季节影响，全年均可生产

③通风式发芽一般一人即可操作，便于生产机械连续化和自动化

④撒拉丁箱发芽的麦芽制成率较地板式发芽高1～2%

⑤发芽期较地板式发芽法短1～2天

⑥单位面积产量较地板式发芽法高8～15倍

2.1.2.5干燥：

采用通风式单层高效