年产18万吨12度啤酒发酵车间的工艺设计毕业设计(编辑修改稿)

年产18万吨12度啤酒发酵车间的工艺设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的 苦味 ，影响 啤酒的口 味和香 气，能 加速 麦汁中 高分子 蛋白 质的絮 凝， 能提高 啤酒泡 沫的起泡 性和泡 持性， 能增 加麦汁 和啤酒 的生 物稳定 性， 而且有 一定的 防腐和澄清麦汁的能力。 新的酒 花制 品不断 受到 厂家的 欢迎。 酒花 制品 具有以 下优 点：酒 花制品所 含有效 苦味成 分α －酸高 ，在无 氧低 温下储 存， α－酸 损失小 ，便于运 输和长 期储藏 ，费 用低； 酒花制 品质 量稳定 ；使 用酒花 制品可 以提高有效成分利用率；酒花制品可实现自动计量添加。 酒花制品包括酒花粉末、颗粒酒花、颗粒酒花等。 酒花粉 的体 积比整 酒花 的体积 并没 有缩小 太多 ，使用 不方 便 ，易 损失，故 较少使 用。 通 常把 粉状酒 花加工 成颗 粒酒花。 颗 粒酒花 与粉末 酒2 工艺流程的选择及论证 7 花相比 ，体积 和质量 减少 ，便于 运输和 储藏。 颗粒 酒花 已成为 世界上 使用最广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的 50％以上。 本设计 采用颗粒酒花。 酵母 酵母在 麦汁 中起物 质转 化作用。 采 用嘉士 伯酵 母，该 酵母 是汉生 氏从丹麦 嘉士伯 啤酒厂 分离 培养出 来。 使 用的 酵母为 嘉士 伯一号 ，细胞 椭圆形，菌体大小为（ 7－ 10）179。 （ 3－ 5）微米，发酵度高。 水 工厂用 水一 部分用 于酿 造啤酒 ，包 括投料 用水 、洗槽 水、 啤酒稀 释用水等，而大部 分用于冲刷、清洗及冷却系统用水。 啤酒含 量最多 的成分 是水。 水中 各种离 子在 一定程 度上 影响酵 母的生 产和啤酒的质量。 啤酒厂水源选择的依据是符合我国生活饮用水标准（ GB5749 －1985）；水量应充足稳定；冷却用水的水温 越低越好；在符合经济性的 前提下尽 可能采 用地下 水， 地表水 水质不 稳定。 地表 水最 大的缺 点是水 中含有盐很少，水质软，缓冲能力差 ，一般 pH 值 较低，对铁制和钢制设 备有腐蚀作用。 辅料 啤酒生 产中 的辅料 有大 米、玉 米、 小麦、 糖和 淀粉糖 浆等。 辅料 的质量对 啤酒的 品质影 响很 大。 麦 芽的价 格远 高于不 发芽 的大米 、玉米 、小麦等 谷物， 在麦汁 制造 过程中 采用合 适比 例的辅 料， 可提供 廉价的 浸山东科技大学课程设计 说明书 8 出物或 糖类， 虽然增 加辅 料加工 设备， 加大 热能消 耗， 有时要 添加酶 制剂等增 大费用 ，但减 少麦 芽的使 用量， 总成 本降低 ，所 以使用 辅料具 有经济性。 辅料在糖化时使用的配比在 20％－ 50％之间。 大部分 辅料 含很少 的可 溶性氮 ，几 乎没有 增多 麦汁中 的含 氮成分 ，所以可以降低麦汁总氮，提高啤酒的非生物稳定性。 由于本啤酒厂地处南方地区，盛产大米。 而且用大米作辅料生产的啤酒，色度低、口味清爽、泡沫细 腻、非生物稳定性高 ，故采用大米作为辅料。 生产工艺流程的选择及论证 啤酒厂的生产工艺主要包括麦汁的制备和啤酒的发酵。 麦汁的 制备 主要在 糖化 车间进 行。 粉碎后 的麦 芽和辅 料和 水混合 进入糖化 锅和糊 化锅， 原料 中的非 水溶性 物质 在酶作 用下 ，经过 糖化、 糊化过程 被分解 为水溶 性浸 出物。 滤槽将 麦汁 中的水 溶性 浸出物 和非水 溶性麦槽 等物质 分开。 麦汁 经煮沸 加入颗 粒酒 花，然 后经 迴旋沉 淀槽将 热麦汁与 热凝固 物分离。 分 离后的 麦汁进 入薄 板冷却 器冷 却，再 利用过 滤设备等分离出麦汁中的冷凝固物。 麦芽汁组分直接影响酵母生长、发酵，进而影响啤酒的风格和风味稳定性。 处理后的麦汁 进入发酵罐发酵。 麦汁的制备 热水 蒸汽 ↓ ↓ 麦槽贮槽 大米粉 ———— → 糊化锅 ↑ 蒸汽 ↓ 麦槽 75－ 85 ℃ 热水洗槽 2 工艺流程的选择及论证 9 ↓ ↓ ↑ ↓ 麦芽粉浆 —— → 糖化锅 ———————— → 板框式压滤机 —— → 颗粒 酒花 ↓ —— → 麦汁暂存罐 ———— → 薄板热交换器 ——— → 煮沸锅 蒸汽 冰水 供 O2 ↓ ↓ ↓ 煮沸锅 —— → 迴转沉淀槽 —— → 麦汁冷却器 —— → 发酵罐 ↓ ↓ ↓ 二次蒸汽 热凝固物 80 ℃ 热水罐 ↓ 冷水 —— → 冷凝器 —— → 90 ℃ 热水罐 图 麦汁制备流程图 原料的粉碎及输送 原料经 过粉碎 后，有 较大 的比表 面积， 物质 更容易 溶解 和分散 在水中 ，加速物料的溶解和酶的反应。 麦芽→ 麦 芽 立仓 → 精选 筛 → 除铁 器 → 麦 芽 定 量 秤→ 湿 式粉 碎机 大米→ 大 米 立仓 → 平面 迴 转 筛 → 除 铁 器→ 大 米 定量 秤 → 大米粉碎机→ 大米粉储箱 大米和 麦芽由 斗式提 升机 和螺旋 机送入 立仓 储藏 ， 然后 经过倾 斜输送 板送至螺旋输送带送入平面迴转振筛除杂，再经除铁器除铁，进入定量秤。 山东科技大学课程设计 说明书 10 满秤后 ，大米 用干法 粉碎 ，要求 尽量细。 麦 芽用湿 法粉 碎，要 求麦芽 皮裂而不碎。 粉碎后，大米粉和麦芽粉分别进入糊化和糖化锅。 目前原料输送采用机械输送和气流输送较多，它们的优缺点如下： （ 1） 气流 输送： 设备简 单， 占地面 积少， 费用少 ，连 续化、 自动化 程度高， 输送能 力和距 离有 较大的 变动范 围。 在气流 输送 的同时 ，还可 以对物料 进行加 热、冷 却、 干燥等 操作。 但气 流输送 能耗 大，使 用不当 容易堵塞管道，输送过程麦芽易磨损，故不设计不采用。 （ 2） 机械 输送： 设备较 复杂 ，占地 面积大 ，但斗 式提 升机和 螺旋机 输送机配 合，可 将原料 送至 所需地 方，功 率小 ，运输 能力 强，操 作连续 ，生产可靠，对麦芽无磨损，适于短距离输送。 根据本 厂的实 际情况 ，采 用斗式 提升机 和螺 旋输送 机相 配合的 机械输 送方式。 麦芽的粉碎有干法、回潮法、湿法和连续浸渍湿式粉碎等方法。 （ 1） 干法 粉碎 干 法粉碎 是传统 的粉 碎方法 ，一 般采用 辊式粉 碎机。 该法要求麦芽含水在 5％－ 8％，此时 麦芽松脆，便于控制粉碎度。 它的不足之处是麦皮易被破碎过细，影响麦汁过滤和啤酒的口味、色泽，粉碎时粉尘大， 造成物料损失。 （ 2） 回潮 法 又叫 增湿粉 碎，短 时间 内向麦 芽通 入蒸汽 或热水 ，使麦壳 增加水 分，使 麦皮 有韧性 而不破 碎， 有利于 过滤 ，减少 不利于 啤酒质量 的物质 溶出。 但该 法对麦 壳吸水 量和 粉碎时 间要 求较高 ，易造 成增湿不均匀，粉碎质量难以保证。 （ 3） 湿法粉碎 由于麦壳吸水变软，粉碎时麦片不破碎。 过滤速度可提高 20％－ 25％或提高槽投料量，麦槽层厚度可达 500－ 600 mm，但2 工艺流程的选择及论证 11 不影响 过滤。 由于麦 芽进 行了预 浸渍， 使酶 增强， 从而 使麦芽 浸出率 比干法粉碎提高 ％左右。 粉尘减少，麦 汁色度下降。 但缺点是：每吨 麦芽粉碎电耗比干法高 20％ — 30％ ；投料后同时浸泡 ，但粉碎时间不一致 ，麦芽的溶解性有差异，影响糖化的均匀性。 （ 4） 连续 浸渍 湿式粉 碎法 麦芽 在进 入粉碎 机前 先连续 进入浸 渍室或斗仓，用温水浸渍 60 s 使麦芽壳变得 富有弹性后再进入粉碎机边 喷水边粉 碎，落 入调浆 槽中 加入糖 化用水 后用 醪泵泵 入糖 化锅。 此法改 进了前几种方法的缺点，本设计采用该方法。 大米采用四辊的二级粉碎机进行干法粉碎，大米的粉碎度越细越好，以增加原料与水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化。 糖化 糖化方法包括以下 几种： 煮出糖化法：一次煮出糖化法、二次 煮出糖化法、三次煮出糖化法 ； 浸出糖化法：升温浸出糖化法、降温浸出糖化法； 其他方 法： 复式一 次煮 出糖化 法、 复式煮 浸糖 化法、 谷皮 分离糖 化法、外加酶制剂糖化法、其他特殊糖化法。 煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用 ，使 其有效成 分分解 和溶解 ，通 过部分 麦芽醪 的热 煮沸、 并醪 ，使醪 逐步梯 级升温至糖化终了。 部分麦芽醪被煮沸次数则称为几次煮出法。 浸出糖 化法 是指麦 芽醪 只利用 酶的 生化作 用， 用不断 加热 或冷却 调节醪的温度，使糖化完成。 麦芽醪没有煮沸。 其他方 法是 由两种 基本 方法演 变而 来。 当 使用 大米、 玉米 等不发 芽山东科技大学课程设计 说明书 12 谷物作为辅料时，要对辅料进行糊化和液化，采用复式糖化法。 由于浸 出糖化 法成本 高， 原料利 用率低 ，且 只适合 酿造 上面啤 酒和低 浓度啤酒 ，本设 计不采 用。 而煮出 法糖化 法原 料利用 率高 ，糖化 时间短 ，麦汁成 份好， 糖与非 糖成 分易控 制，酿 造出 的啤酒 有浓 厚和杀 口感觉 ，该工艺成熟，已被广泛使用。 故本设计采用该法。 煮出糖化法，根据醪液煮沸的次数，常用的有一次和二次煮出糖化法。 一次煮出糖化法：该法原料利用率不高，对麦芽质量要求高。 但此法有 3大显著 优 点： 一是糖 化时 间短； 二是过 程简 单，节 约蒸 汽和动 力；三 是煮沸时 间短， 麦皮浸 出物 少，因 而麦汁 色泽 清而浅 ，啤 酒味醇。 由于 原料供应商完全可以保证提供优质麦芽，故采用一次煮出糖化法。 糖化锅 糊化锅 35 ℃ （ 30 min） 45 ℃ （ 20 min） ↓15 min ↓45 min 50 ℃ (30 min) 90 ℃ (20 min) ↓ ↓15 min 68 ℃ （ 50 min） ← ————— 100 ℃ （ 30 min） ↓10 min 76 ℃ ———— → 麦汁过滤 图 一次煮出糖化流程图 （ 1） 经过连续浸渍湿式粉碎的麦芽粉浆输送到糖化锅中在 35 ℃下保 温30 min,此时麦芽中磷酸酯酶将麦芽中的菲汀水解为酸性磷酸盐，。 再利用糖化锅夹层把醪液加热到 50 ℃ 进行，在 30 mi n 的蛋白质休止里 ，2 工艺流程的选择及论证 13 酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸， pH。 （ 2） 把大米粉及淀粉液化酶制剂一同送入糊化锅中与定量的热水混合，在 45 ℃下保温 20 mi n，持续加热 45 mi n,使醪液升温至 90 ℃，保温 20 min。 在 15 min 内把醪液加热至 100 ℃，煮沸 30 min。 （ 3） 一边 搅拌， 一边把 糊化 醪液送 到糖化 锅，加 热混 合液到 68 ℃，进行糖 化分解 ，淀粉 水解 成可溶 性糊精 和可 发酵性 糖， 麦芽中 β－淀 粉酶催化形成可发酵性糖， pH。 （ 4） 糖化至碘检反应基本完全， 10 mi n 内把醪液加热至 76 ℃使 糖化终了。 （ 5） 把糖化结束的醪液送入过滤机，进行过滤处理。 麦芽醪的过滤 糖化过 程完 成后， 麦汁 的组分 基本 确定， 必须 采用过 滤方 法将麦 汁与麦糟 尽快分 离，得 到清 亮的麦 汁和较 高的 麦汁收 得率。 要求 麦汁清 亮透明， 无白色 淀粉颗 粒、 麦皮等 杂物， 洗糟 水清亮 ，无 失光混 浊，控 制洗糟次数。 麦芽醪过滤得到头道麦汁；然后用 80 ℃热水洗槽 ，洗出吸附在麦 芽槽中的可溶性浸出物，得到二滤、三滤洗槽麦汁。 根据不同的设备配置，过滤的方法主要有以下三种 :（ 1） 依赖于 液柱静压力为推动力的过滤槽法；（ 2） 依赖 于 泵送醪液的正压力为推动力的压滤。