产万吨啤酒厂糖化车间设计方案Word下载.docx

1、 桶装啤酒材料一般为不锈钢或塑料，容量为 30升。啤酒经瞬间高温灭菌，温度 为72C，灭菌时间为30秒。多在宾馆、饭店出现，并专门配有售酒 机。由于酒桶内的压力，可以保持啤酒的卫生。二、啤酒生产工艺流程 啤酒生产分为两大部分：麦芽制造和啤酒酿造。麦芽制造工艺流程：原料 大麦）f浸渍f发芽f干燥f除根啤酒酿造工艺流程： 糖化用水洗糖用水 酒花麦芽，大M ）f粉碎f糖化f麦汁过滤f麦汁煮沸酵母 冲氧啤酒的生产过程大体可以分为四大工序：啤酒包 装与成品啤酒。1麦芽制造 大麦是酿制啤酒的主要原料，是先将其制成麦芽，再用于酿酒。大麦在人工控 制的外界条件下进行发芽和干燥的过程，即为麦芽制造，简称 “制麦

2、 ”。发芽后的新 鲜麦芽称绿麦芽。绿麦芽经干燥后称干麦芽。麦芽制造过程如下：大麦T预处理T浸麦T发芽T干燥T除根T成品麦芽传统的制麦过程分为三个阶段： 1）精选后的大麦，浸渍水中，使达到发芽所需要的水分，此阶段为大麦浸渍。2）浸渍后的大麦，在人工控制的条件下进行发芽，利用发芽过程形成的酶系 使大麦的内容物质进行分解，变为麦芽，此阶段为人工发芽。3）发芽完毕的绿麦芽，利用热空气进行干燥和焙焦此阶段为麦芽焙燥。 新型的制麦方法，常运用浸渍时充分供氧的理论，使大麦在浸渍吸水过程中， 即开始萌芽。边浸渍，边发芽，使浸渍和发芽合为一个生产阶段，大大缩短了生产 时间。大麦发芽的目的是使麦粒内部产生一定数量

3、的水解酶，并利用这些水解酶， 分解胚乳的贮藏物质，使其进行合理的降解。1）胚乳细胞壁的部分或全部降解，使焙燥后的麦粒变得疏松，更易粉碎，内容 物质更易溶出。T2）麦粒的胶质聚糖物质充分降解，使麦芽浸出物的粘度大大降低。3）胚乳的部分淀粉和蛋白质进行合理降解，形成一部分低分子水溶性物质，这 些物质是组成麦汁的主要成分。 麦芽焙燥的作用是使绿麦芽的水分降低，发芽停止，便于去根和贮藏。但麦芽焙燥 并不只是一个简单的水分蒸发过程，它还同时进行了复杂的生化变化，使焙燥后的 麦芽具有独特的香味和色泽。麦芽焙燥系根据制造不同的麦芽类型，采取不同的焙 燥方法，以适应酿制不同类型的啤酒。2麦汁制备麦汁制备通常在

4、工厂又称为糖化。麦芽及辅料必须经过这个过程，制成各种成 分含量适宜的麦汁，才能由酵母发酵酿成啤酒。麦汁制造的全过程，可分为麦芽及 辅料的粉碎、醪的糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷却五道工序。将粉碎的谷粒 /麦芽于水在糊化锅 /糖化锅中混合。糊化锅 /糖化锅是一个巨大的 金属容器：匹配 CIP 清洗系统与加热系统、搅拌装置以及大量自控装置。在糊化锅 / 糖化锅中，将难溶性的淀粉和蛋白质转变成为可溶性麦芽汁。麦芽汁在被泵入煮沸 锅之前需要先在过滤槽中去除其中的麦糟。过滤后的麦汁进入煮沸锅后，混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消 毒。在煮沸后，加入酒花的麦芽汁被泵入回旋沉淀槽，除去不需要的酒花剩余物

5、和 不溶性的蛋白质。洁净的麦芽汁从回旋沉淀槽中泵出后，被送入热交换器冷却。随 后，麦芽汁中被加入酵母，开始进入发酵工序。3啤酒发酵 冷麦芽汁添加酵母后，开始发酵作用。啤酒发酵是一项非常复杂的生化变化过 程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要变化产物是酒精和二氧化碳，另外还有 一系列的发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等。这些发酵产 物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，使啤酒具有其独特的 典型性。不同的酿造者，由于采用了不同的酵母菌株，从而衍生出不同的发酵工艺和生产 出不同类型的啤酒。传统的啤酒发酵方法，可分为上面发酵和下面发酵两种类型。 前者采用上面酵母和较高

6、的发酵温度；后者采用下面酵母和较低的发酵温度。这两 种啤酒风味不同，各具特点。啤酒发酵过程分主发酵 又名前发酵）和后发酵两个阶段。酵母繁殖和大部分可发 酵性糖类的分解以及酵母的一些主要代谢产物，均在主发酵阶段完成。后发酵是前 发酵的延续，必须在密闭容器中进行，使残留糖分分解所形成的二氧化碳溶于酒 内，达到饱和；并使啤酒在低温下陈酿，促进酒的成熟和澄清。由于科学技术的不断发展，啤酒发酵过程中的一些变化机制，正逐步为人们所掌 握。为了缩短发酵周期，提高发酵设备利用率，人们在传统的发酵技术上，又创造 了许多新型发酵方法，如搅拌发酵、高温发酵、加压发酵、连续发酵等，并且创造 了多种新型发酵容器。4啤酒

7、包装与成品啤酒 啤酒经过后发酵或后处理，口味已经达到成熟，二氧化碳已经饱和酒内，酒液也 已逐渐澄清，此时再经过机械处理，使酒内悬浮的轻微粒子最后分离，达到酒液澄 清透明的的程度，即可包装出售。啤酒的包装方式系根据销售的需要而为，有瓶装 啤酒，罐装啤酒和桶装啤酒。在包装啤酒之前，必须将啤酒澄清，啤酒的澄清系指啤酒与其所含的固体粒子分 离的过程。啤酒在贮藏期间，因酵母逐渐沉降和部分不稳定的蛋白质 -单宁复合物的析出、凝集、沉淀而逐步变得澄清。这种自然澄清的现象，主要由于固液相的不同 相对密度而产生的，沉降速度较慢，只能使啤酒达到一定的澄清程度，对其中极轻 微的粒子则很难在较短时间内完全沉淀下来。要

8、使成品啤酒达到澄清透明，富有光 泽的程度，则必须通过机械方法进行处理。这些机械澄清方法可以除去啤酒中的酵 母和细菌以及微小的混浊物质粒子，不仅使啤酒外观富有吸引力，而且大大改善了 啤酒的生物稳定性和非生物稳定性。啤酒机械澄清的方法分为：1）啤酒过滤；2）啤酒离心分离。 啤酒过滤就是让流体通过分离介质，使其中的固体从流体中分离出来。在酒 中，一些具有较高表面活性的物质如蛋白质、酒花物质、色素物质、高级醇、酯类 等都易被过滤介质吸附一定数量。其过滤方式有：滤棉过滤；硅藻土过滤；板式过 滤。它们因其过滤介质不同而有各自的优缺点。但是我们在啤酒过滤过程中必须重 点控制以下几个方面：1）压力差；2）过滤

9、前后啤酒的混浊度；3）菌含量 特 别对无菌过滤要求而言）；4）生物和非生物稳定性的实验；5）啤酒损失；6 ） 二氧化碳含量的降低值；7）含氧量的升高值；8）助滤剂对风味影响的实验。啤酒的离心分离就是离心机中离心力将固体粒子从液体中分离出来。 当啤酒澄清后，就该进行啤酒生产的最后一道工序啤酒的包装，它对啤酒的质 量和外观有直接的影响。在包装过程中应做到以下要求：1）严格的无菌要求，包 装后的啤酒应符合卫生标准；2）在包装过程中应减少二氧化碳损失，以保证啤酒 口味和泡沫性能；3）在包装过程中应尽量避免与空气接触，防止因氧化作用而影 响啤酒的风味稳定性和非生物稳定性。三、糖化车间设备选型原则1.设备

10、的选型必须是先进、成熟，运行可靠或经过鉴定推广的新设备。2.应结合麦汁制备的特点，选择机械化程度高，效率高，能耗较低，噪音较 小，易于清洁卫生的专业设备，并适当考虑自动化水平。3.设备的型式必须结构较简单，制造较容易，易损零件更换容易，维修方便，在使用上易于操作和装拆。同时其选用材料适应物料性质和食品卫生的要求。4.设备的能力应满足生产需要，一般根据每次糖化的热麦汁量和设备的有效容 积。5.回旋沉淀槽的容量能满足生产要求，其结构应符合技术条件要求。四、啤酒糖化工艺综述麦芽汁是糖化车间制备的。糖化车间具有一切用来溶解麦芽成分的设备。一）糊化、糖化糖化的目的就是要将原料 包括麦芽和辅助原料）中可溶

11、性物质尽可能多的萃 取出来，并且创造有利于各种酶的作用条件，使很多不溶性物质在酶的作用下变成 可溶性物质而溶解出来，制成符合要求的麦汁，并得到较高的收得率。糖化过程使 一项非常复杂的生化反应过程，也是啤酒生产中重要环节。糖化的要求是麦芽汁的 浸出物收得率要高，浸出物的组成及其比例符合产品的要求。而且要尽量减少生产 费用，降低成本，这与糖化温度、时间、醪液浓度及 pH 有很大的关系，例如糖化 温度和时间的变动，就会影响麦芽汁中糖与糊精的比例，从而影响啤酒的发酵度口 味，所以在糖化操作中要严格控制温度、时间、糖化醪的浓度及 pH 等各项因素， 以保证产品的产量和质量的稳定。糖化方法一般分为两种，即

12、全麦芽啤酒的糖化方法和加辅料啤酒的糖化方法。 根据我国国情，国内常用第二种方法，又称复式糖化法或双醪糖化法。所谓复式即 指含有辅料 大 M 、玉 M 等未发芽的谷物）及其煮沸的过程。根据糖化醪和糊化醪 兑醪后，取部分醪液煮沸的次数，又分为双醪一次煮出糖化法或双醪二次煮出糖化 法，其特点是：1添加部分未发芽的谷物作为麦芽的辅助原料，其添加量在 20 %30%,最高可达到 50，所采用的麦芽的酶活性相对高一些。2.麦芽在糖化锅进行蛋白分解，辅助原料在糊化锅进行糊化和液化，然后兑 醪，达到所需要的糖化温度。3各类辅助原料在进行糊化时，一般要添加适量的 a淀粉酶使淀粉边糊化边液化，有利于对醪后的糖化作

13、用。4.麦芽的蛋白分解时间应较为一般煮出糖化法长一些，避免低分子含氮物质含 量不足。5.因辅助原料粉碎得较细，麦芽粉碎物应适当粗一些，尽量保持麦皮完整，防止麦芽汁过滤困难6.本法制备的麦芽汁色泽浅，发酵度高，适合制造淡色贮藏啤酒。 本设计将采用双醪一次煮出糖化法。二）过滤 糖化结束后，应尽快地把麦芽汁和麦糟分开，以得到清凉和较高收得率的麦芽 汁，避免影响半成品麦芽汁的色香味。因为麦糟中含有的多酚物质，被浸渍时间长 了，易给麦芽汁带来不良的苦涩味和麦皮味，麦皮中的色素浸渍时间长了，易增加 麦汁的色泽，微小的蛋白质颗粒，可破坏泡沫的持久性。此过程用的设备是过滤 槽。三）煮沸 过滤后的麦汁，被泵入煮

14、沸锅煮沸，其目的和作用是：1.蒸发多余水分，使混合麦芽汁通过煮沸、蒸发、浓缩到规定的浓度。2. 破坏全部酶的活性，防止残余的 a定粉酶继续作用，稳定麦汁组分。并通 过煮沸，消灭麦芽汁中存在的各种有害微生物，保证最终产品的质量。3.浸出酒花中的有效成分 软树脂、单宁物质、芳香成分等），赋予麦芽汁独特 的苦味和香味，提高麦芽汁的生物和非生物稳定性。4.使高分子蛋白质变性和凝固析出，提高啤酒的非生物稳定性。5.降低麦芽汁的 pH 值，麦芽汁煮沸时，水中钙离子和麦芽中的磷酸盐起反 应，使麦芽汁的 pH 值降低，利于球蛋白的析出和成品啤酒 pH 的降低，有利于啤酒 生物和非生物稳定性的提高。6.还原物质

15、的形成，在煮沸过程中，麦芽汁色泽逐步加深，形成了一些成分复 杂的还原物质，如类黑素等。对啤酒的泡沫性能以及啤酒的风味稳定性和非生物稳 定性的提高有利。7.挥发出不良气味，把具有不良气味的碳氢化合物，如香叶烯等随水蒸汽的挥 发而逸出，提高麦芽汁质量。四）冷却 煮沸定型后的麦芽汁，必须立即冷却，其目的是：1.降低麦芽汁温度，使之达到合适酵母的温度。2.使麦芽汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长增殖。3.析出和分离麦芽汁的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。五、100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要工程为原料 麦芽、大M ）和酒花用量,热麦汁和冷麦汁量，废渣

16、量 糖化糟和酒花糟）等。1.糖化车间工艺流程示意图 图5-1）图5-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图水、蒸汽麦糟麦汁煮沸 -回旋沉淀 薄板冷却 1 发酵车间I I热凝固物 冷凝固物2.工艺技术指标及基础数据基础数据见表5-1表5-1啤酒生产基础数据项目名称百分比%）疋 额 指 标原料利用率98.5原料配比麦芽60麦芽水分6大M40大M水分13啤酒损失率（对热麦汁冷却损失7.5无水麦芽浸出率75发酵损失1.6无水大M浸出率92过滤损失1.5麦芽清净和磨碎损失0.1装瓶损失2.0总损失12.6根据上表的基础数据首先进行 100kg原料生产12。淡色啤酒的物料衡算，然后 进行100L120淡色啤酒的物

17、料衡算，最后进行 100000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡 计算。3.100kg原料60%麦芽，40%大M ）生产12P淡色啤酒的物料衡算1）热麦汁量 根据表 5-1 可得原料收率分别为：麦芽收率为：0.75100 6） 100=70.5%大 M 收率为：0.92100 13） 00=80.04%混合原料收得率为： 0.60 70.5%X1 0.1） +0.40 30.04% X 98.5%=73.16%由上述可得100kg混合原料可制得的12。热麦汁量为：73.16 42） X00=609.66kg）又知12十在20T时的相对密度为1.084,而100C热麦汁比20r时的麦汁体积增加1.0

18、4倍，故热麦汁V100C ）体积为：609.66 1.084） X.04=584.92L2）添加酒花量： 609.66 X0.2%=1.22kg3） 冷麦汁量为： 584.92 X10.075） =541.05L4） 发酵成品液量： 541.05 X10.016） =532.39L5） 清酒量 过滤）为： 532.39 X10.015） =524.41L6） 成品啤酒量为： 524.41 X10.02） =513.92L4. 生产 100L12P 淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12成品啤酒513.92L,故可得出 下述结果：（1）生产100L120淡色啤酒需耗混

19、合原料量为：1004513.92） X00=19.46kg（2）麦芽耗用量： 19.46 X60%=11.68kg（3）大 M 耗用量： 19.4611.68=7.78kg（4）酒花用量为 对淡色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为 0.2%，故酒花耗用量为：584.92/513.92） X100X0.2%=0.2276kg5）热麦汁量为：584.92/513.92）X100=113.82L6） 冷麦汁量为：541.05/513.92） X100=105.28L7） 湿糖化糟量： 设排出的湿麦糟水分含量为 80%，则湿度糟量为：1 0.06） 10075） /10080） X11.68=13.72kg

20、湿大 M 糟量为：1 0.13） 100 92） /100 80） X.78=2.71kg故湿糖化糟量为： 13.72+2.71=16.43kg（8）酒花糟量 设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为 80%,则酒花糟量为：100 40 /7+60 5=1980 次）计算的基础数据可算出每次投料量及其他工程的物料平衡。1）年实际生产啤酒：100000 m.012=98814229.25L2）清酒产量：98814229.25 1 - 0.02） =100830846.2L3）发酵液总量：100830846.2 - 0.015） =102366341.3L4）冷麦汁量：1023663

21、41.3 0.016） =104030834.6L5）煮沸后热麦汁量：104030834.6 0.075） =112465767.2L20E 麦汁体积：112465767.2 04=108140160.8L12 P 麦汁质量为 084=117.2 1 Kg6）混合原料量：117.2 06Kg 2%06Kg7）麦芽耗用量：19.23 0.60=11.54 6Kg大 M 耗用量：19.23 11.54） X106=7.69 X06Kg8）酒花耗用量：112465767.2 0106Kg，实际产量才大于100000t啤酒。 把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表5-2所

22、示。表5-2啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L 12 P 淡色啤酒糖化一次定额量100000t/a 啤酒生产混合原料Kg10019.469747.4751930000011.685848.489115800007.783898.9907720000酒花1.220.2276114.029225777.89热麦汁L584.92113.8257014.618112888943.8冷麦汁541.05105.2852738.522104422273湿糖化糟84.4216.438228.81816293060湿酒花糟3.660.683342.088677333.66发酵成品液

23、532.39103.6051894.705102751516.6清酒液524.41102.0451116.285101210243.9成品啤酒513.9250093.95999186039.01备注：12 P淡色啤酒的密度为1012kg/m3，实际年生产啤酒为100376t六、100000t/a啤酒厂糖化车间热量衡算本设计采用国内常用的双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间的热量衡算。工艺流程如6-1图，数据根据表5-2以下对糖化过程各步操作的热量分别进行计算：一）糖化用水耗热量 Qi根据工艺，糊化锅加水量为：Gi=3898.990+779.80 X4.5=21054.555kg式中

24、，3898.990为糖化一次大M粉量，779.80为糊化锅加入的麦芽量 为大M量的 20%）。糖化锅加水量为： G2=5068.69 &5=17740.415kg式中，5068.69为糖化一次麦芽粉量，即 5848.489-779.8） kg，而5848.489为糖化一 次麦芽定额量。故糖化总用水量为：Gw=G1+G2=21054.555+17740.415=38794.97kg自来水平均温度取t1=18C，而糖化配料用水温度t2=50C，故耗热量为：Q1=G1+G2） Cwt2-t1） =5189215.187kJ图6-1啤酒厂糖化工艺流程示意图二）第一次M醪煮沸耗热量Q2由工艺流程图可知Q

25、2=Q21+Q22+Q231糊化锅内M醪由初温to加热至100C耗热Q21Q21=Gm 醪 cm 醪1OO-to）（1）计算M醪的比热容CM醪根据经验公式c谷物=0.01100-W） C0+4.18W进行 计算。式中W为含水百分率；C0为绝对谷物比热容，取C0=1.55kJ/vkg K）。c麦芽=0.01100-6） 1.55+4.18 8=1.708 kJ/kg K）c 大 m=0.01100-13） 1.55+4.18 13=1.891 kJ/kg K）-cm醪=G大mc大m+G麦芽c麦芽+G1Cw） /G大m+G麦芽+ G1）=3898.990 *891+779.8 1X708+21054.555 4.18 ）X3898.990+779.8+21054.555=3.758 kJ/vkg K）（2） M醪的初温t0设原料的初温为18C，而热水为50C,贝U t0=50冃/ Gm 醪cm 醪=47.12C其中：Gm 醪=3898.990+779.8+G=25733.345kg3）把上