31000ta啤酒厂糖化车间工艺流程设计(编辑修改稿)

31000ta啤酒厂糖化车间工艺流程设计(编辑修改稿)内容摘要：

另一种是气力输送，借助风力输送物料。 我们选择机械输送，因为气力输送与机械输送相比要求动力较大，且不适合间歇操作。 在机械输送中，用于输送固体原料的主要有带式输送机、斗式提升机、刮板输送机、螺旋输送机。 在这些输送机中，只有斗式提升机用于物料从低的地方提升到高的地方。 所以，我们在输送麦芽和大米的时候选择斗式提升机。 麦芽汁的制备 糊化 辅料需先在糊化锅中煮沸糊化，然后再与麦芽粒一起进行糖化。 辅料的淀粉颗粒在温水中吸水膨胀，当液温升到 70℃ 左右时，颗粒外膜破裂 ，内部的淀粉呈糊状物溶出而进入液体中，使液体黏度增加。 如果对淀粉糊继续加热，那么淀粉长链断裂变成短链的糊精，糊状淀粉成为半透明的均质胶体。 又糊状淀粉变成可流动的糊精的过程，称为液化。 在糊化大米时，可按 100kg 大米加入 20kg 的麦芽，利用麦芽中的酶使大米中的淀粉有一定程度的分解，以加速糖化酶作用，同时也可降低糊化醪的黏度。 9 糖化 糖化是利用麦芽自身的酶（或外加酶制成剂代替部分麦芽）将麦芽和辅料中不溶性的高分子物质分解成可溶性的低分子物质等的麦汁制备过程。 整个过程主要包括：淀粉分解，蛋白质分解， β －葡聚糖分解，酸的形成和多酚物质的变化。 麦芽自身的酶 含量丰富足以用于糖化。 在我们的设计中糖化是利用麦芽自身的酶。 糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、双醪煮出糖化法三种方法 [9]。 生产淡色啤酒，一般采用二次煮出糖化法。 这个方法的特点是在糊化锅中前后进行过 2 次煮沸操作，第 1 次是将辅助原料在糊化锅中煮沸糊化，然后再进入糖化锅糖化。 煮沸糊化的目的是使糖化时糖化酶充分发挥作用。 第 2 次煮沸的对象是部分糖化醪液，煮沸的目的是为了除酶，避免其对啤酒泡沫和口味醇厚性有益的物质的过度分解，而影响啤酒的质量水准。 糖化 醪的过滤 [10] 糖化醪的过滤方法有过滤槽法、压滤机法及快速渗出槽法。 目前国内的啤酒厂多采用过滤槽法。 糖化结束后，从过滤槽底通入 76～ 78℃ 的热水，以浸没滤板为度。 过滤操作如下： 将糖化醪充分搅拌，并尽快泵入过滤槽后，使用耕槽机将其翻拌均匀，再静置 20 分钟左右，让醪在过滤槽内自然沉降，形成过滤层。 最先沉下的是谷皮之类，随后是未分解的淀粉和蛋白质，滤层厚度要求在 30～ 45cm，如果糖化效果较好，醪槽表面的黏稠物就少，且醪槽上面的糖化液清凉。 糖化醪温度控制在 55～ 70℃。 滤层形成后开始过滤操作。 起始流出的原麦芽 汁混浊不清，必须用泵将其泵回过滤槽后再次过滤，直至得到澄清原麦芽汁，然后将原麦芽汁泵入煮沸锅。 自正式过滤开始后 15～ 30 分钟起检查原麦芽汁的糖度、澄清度以及色、香、味。 糖化过滤期间，一般可不翻动麦槽层，但若过滤速度太慢，则可用耕槽机进行耕槽，从上至下将醪槽层耕松，注意不要在同一深度反复翻耕，以免压实槽层。 麦汁煮沸与酒花的添加 经过滤得到的原麦芽汁须经煮沸，并在煮沸过程中添加酒花， 其目的是 ：蒸发多余水分，使麦芽汁浓缩到规定浓度；溶出酒花中有效成分，增加麦汁香气苦味；促进蛋白质凝固析出，增加啤酒稳定 性；破坏全部酶，进行热杀菌。 麦汁煮沸方法 常用间歇常压煮沸，原麦汁过滤期间，当麦汁已将加热层盖满后，开始加热保持 80℃ 左右，酶继续对残存淀粉分 解，洗槽结束时加热至沸，煮沸时间一般为 1～ 2小时。 酒花添加 添加酒花都在麦芽汁煮沸过程中进行，不同的添加时间和不同的添加量会 10 有不同的结果，因此掌握好添加时间和各次添加量十分重要。 酒花的添加分为3 个步骤见下表 1 次数 时间 占总量的百分数 主要目的 第一次 10 分钟左右 20% 利用其苦味以及防止泡沫升起 第二次 45 分钟左右 40% 利用其苦味以及防止泡沫升起 第三次 80 分钟左右 40% 为获得酒花香气 麦汁热凝固物的沉淀 在麦汁用于发酵之前，先要去除热凝固物和冷凝固物，也就是进行麦汁的澄清。 我们使用回旋沉淀槽除热凝固物。 回旋沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，与其他分离设备相比，具有结构简单、操作方便、分离效果好的特点。 回旋沉淀槽是立式柱形槽，热麦芽汁沿切线方向泵入，形成旋转流动。 由于回旋效应，使热凝固物颗粒沿着重力和向心力所形成的合力的方向，以较坚实的丘状沉积于槽底中央，达到固、液分离的目的，清亮麦芽汁则 从侧面麦汁出口排出。 麦汁冷却 麦芽汁冷却的目的主要是使麦芽汁达到发酵接种的温度 8～ 10℃。 同时，使大量的冷凝固物析出。 近年来都使用薄板冷却器冷却麦芽汁，冷却时间通常为 1～ 2h。 麦芽汁冷却结束后，可用无菌压缩空气将薄板冷却器中的麦芽汁顶出。 整个冷却操作，要防止外界杂菌污染 [11]。 麦汁冷却时使用薄板冷却器要注意 ① 麦汁冷却是最容易引起污染的工序，薄板冷却器使用前，必须将麦汁一侧及麦汁管路彻底杀菌； ② 控制好麦芽汁和冷却水流量，使冷麦芽汁温度符合要求； ③ 薄板两侧麦汁和冷媒压力要尽 可能保持均衡，避免压差大造成渗漏； ④ 控制好冷却开始和结束时的麦汁浓度，使之符合要求； ⑤ 每次冷却麦芽汁结束后，及时用热水清洗杀菌，定期清洗薄板 ； ⑥ 冷却的水质应使用碳酸盐硬度较低的水，以减少水垢。 四 31000t／ 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项目为原料 (麦芽、大米 )和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量 (糖化糟和酒花糟 )等。 、工艺技术指标及基础数据 根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损 失等数据如表 51所示。 11 啤酒生产基础数据 项目 名称 百分比（％） 项目 名称 百分比（％） 定 额 指 标 原料利用率 原料配比 麦芽 75 麦芽水分 6 大米 25 大米水分 13 啤酒缺失率 （对热麦汁） 冷却损失 发酵损失 无水麦芽浸出率 75 过滤损失 无水大米浸出率 92 装瓶损失 总损失 根据表的基础数据，首先进行 l00kg 原料生产 120淡色啤酒的物料计算，然后进行 l00L12176。 淡色啤酒的物 料衡算，最后进行 31000t／ a 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。 表 52啤酒生产过程参数表 项目 数值 12176。 麦芽（ 20℃ 时）相对密度 混合醪的比重 铜的导热系数 1386KJ/.℃ 糖化醪密度 糖化醪比热 ℃ 糖化醪粘度 10 －4kJ/m s 糊化醪的密度 1068kg/m3 麦汁的导热系数 K 麦汁比热容 K 麦汁粘度 10 － 5 、 100kg 原料 (75％麦芽， 25％大米 )生产 12176。 淡色啤酒的物料衡算 (1)热麦汁量 据表 56 可得到原料收率分别为： 麦芽收率为： (1006)247。 100=％ 12 大米收率为： (10013)247。 100=％ 混合原料收得率为： ( ％ + ％ )％ =％。 由上述可得 l00kg混合原料可制得的 12176。 热麦汁量为： (247。 12) 100=(kg) 又知 12176。 麦汁在 20℃时的相对密 度为 ，而 100％热麦汁比 20℃时的麦汁体积增加 ，故热麦汁 (100℃ )体积为： (247。 ) =574(L) (2)冷麦汁量为： 574 (1— )=531(L) (3)发酵液量为： 531 (1— )=(L) (4)过滤酒量为： (1— )=(L) (5)成品啤酒量为： (1 一 )=(L) 、生产 l00Ll2176。 淡色啤酒的物料衡 算 根据上述衡算结果知， l00kg混合原料可生产 12176。 成品啤酒 ，故可得出下述结果： (1)生产 l00Ll2176。 淡色啤酒需耗混合原料量为： (100／ ) 100=(kg) (2)麦芽耗用量为： 75％ =(kg) (3)大米耗用量为： — =(kg) 13 (4)酒花耗用量 对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为 ％，故酒花耗用量为： (574／ ) 100 ％ =(kg) (5)热麦汁量为： (574／ ) 100=(L) (6)冷麦汁量为： (53l／ ) 100=(L) (7)湿糖化糟量 设排出的湿麦糟水分含量为 80%，则湿 糖化 糟量为： [（ 1－ ）（ 100－ 75） /（ 100－ 80） ]1 = 湿大米糟量为： [（ 1― ）（ 100―92 ） /（ 100－ 80） ] = 故湿糖化糟用量为 += (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 ） /（ 100―80 ） ] 8= 酒花糟量为： (kg) 、 31000t／ a 12176。 淡色啤酒糖化车间物料衡算表 设生产旺季每天糖化 6次，而淡季则糖化 4次，每年总糖化次数为 1500次。 由此可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。 计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡。 （ 1）年实际生产啤酒： 31000247。 = （ 2）清酒产量： 247。 （ 1－ ） = （ 3）发酵液总量： 247。 （ 1－ ） = （ 4）冷麦汁量： 247。 （ 1－ ） = （ 5）煮沸后热麦汁量： 247。 （ 1－ ） = 14 20℃ 麦汁体积： 247。 = 12176。 P 麦汁质量为（ 20℃ ）： = 10 6Kg （ 6）混合原 料量： 10 6Kg 12% 247。 %=10 6Kg （ 7）麦芽耗用量： 10 6Kg 0. 75=10 6Kg 大米耗用量：（ － ） 10 6=10 6Kg （ 8）酒花耗用量： %= 根据经验估算，混合原料量定为 10 6Kg，实际产量才大于 31000t 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，如表所示。 表 52 啤酒厂糖化车间物料衡算表 物料名称 单 位 100kg 混合原料 100Ll20 淡色啤酒 糖化一次定额量 31000t／ a啤酒生产 混合原料 kg 100 19． 83 6． 220 x106 麦 芽 kg 75 14． 87 大 米 kg 25 4． 96 1． 555 x 106 酒 花 kg 1． 20 0． 228 104 热麦汁 L 574 113． 8 106 冷麦汁 L 531 105． 3 x 106 湿糖化糟 kg 96． 84 19． 2 106 湿酒花糟 kg 3． 45 0． 684 105 发酵液 L 522． 5 103． 6 x 106 过滤酒 L 514． 9 102． 1 l06 成 品啤酒 L 504． 4 100 106 备注： 12 度淡色啤酒的密度为 1012kg／ m3，实际年生产啤酒 106 /(1000 )=31002t t。 31000t/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 61图，数据根据表 52 15 去发酵 煮沸强度 10% 冷凝固物 冷麦汁 酒花糟 热凝固物 薄板 冷却器 回旋 沉淀槽 90min 酒花 煮沸锅 麦汁 麦糟 过滤。