年产20万吨的啤酒工厂设计(编辑修改稿)

年产20万吨的啤酒工厂设计(编辑修改稿)内容摘要：

5) 麦汁的冷却 麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，目的在于麦汁冷却至定型温度，适合酵母发酵的需要；充入一定量的氧气以利酵母繁殖；除去麦汁煮沸及冷却时凝聚的沉淀物和酒花，以利发酵和提高啤酒质量。 冷却要求时间短，麦汁无细菌且不浑浊，沉淀损失少，操作简单。 啤酒发酵 将预先制备好的啤酒酵母接种于被冷却的麦汁内，啤酒发酵便开始了。 发酵分前发酵、 主发酵和后发酵。 所谓前发酵，实际上是接种酵母泥处于休眠阶段（芽生率 0％），酵母和麦汁接触后，有较长生长滞缓期，才能进入出芽繁殖细胞浓度达到 2179。 107 个 /ml 时，发酵麦汁表面开始起沫，此阶段为前发酵。 主发酵是啤酒发酵的主要阶段，也是啤酒发酵的第一阶段，主要内容是啤酒酵母菌对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，生成酒精和 CO2 以及其他一些物质，以构成啤酒的主要成分。 主发酵过程工艺的控制很重要，重点控制的是温度、浓度和时间。 三者互相制约，又相辅相成。 后处理及包装 经过贮藏后的成熟皮具，其残余酵母和蛋白 质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，必须经过过滤或分离将其除去，以得到清亮透明的啤酒。 这样既可使啤酒的外观富有吸引力，又可大大改善啤酒的生物稳定性与非生物稳定性。 然后，才可进 8 行包装。 啤酒过滤或分离的方法有：半渗透膜、滤棉法、硅藻土法、板式过滤法、微孔薄膜过滤法、离心分离法。 单用半渗透膜一次处理可制新啤酒，且能达到无菌水平。 成熟啤酒经过过滤以后，即可包装出厂。 啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序，对啤酒质量与外观有直接的影响。 啤酒的包装方式，根据销售需要而分为瓶装啤酒、罐装啤酒和桶装啤酒等几种。 一般在 当地销售的啤酒以不经杀菌的桶装或瓶装、罐装鲜 (生）啤酒为主 ,而运至外地销售的以及出口啤酒，则通常是经过杀菌的瓶装或罐装熟啤酒，或经无菌过滤的纯生啤酒，其保质期较长。 啤酒酿造工艺流程 水、蒸汽 麦糟 酒花 ↙ ↘ ↓ ↓ 原料（麦芽、大米）→粉碎机→糊化锅→糖化锅→过滤槽→煮沸锅→回旋沉淀槽 ↓ 熟啤←杀菌机←灌装机←清酒罐←啤酒过滤机←发酵罐←麦汁冷却器 ↓ ↑ ↓ 鲜啤 酵母、 CO2 冷固形物 啤酒生产流线 原材料的粉碎 → 糖化过滤 → 煮沸 → 冷却 → 发酵 → 虑酒 → 验瓶 → 杀菌 → 贴标 → 喷码 → 装箱入 库 糖化车间工艺设计 工艺方法的选择 1) 麦芽粉碎方法 麦芽的粉碎方法随着时间的推移先后出现了干法粉碎，浸湿粉碎，回潮干法粉碎，连续湿法粉碎四种方法。 干法粉碎可调节麦芽粉碎度，根据麦芽质量来控制，此法成本较低，可以节省浸泡这一环节，但粉尘污染较大，本设计采用干法粉碎。 辅料也用同样的方法。 2) 糖化方法 糖化过程是一项非常复杂的生化反应过程，也是啤酒生产中的重要环节。 糖化的目的就是要将原料（包括麦芽和辅助原料）中的可溶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，使很多的不溶性物质在 酶的作用下变成可溶性物质而溶解出来，制成符合要求的买麦芽汁收得率。 现今，出于节省投资成本，使用了大量的辅料代替了原有的部分麦芽，从而出现了一种新的糖化方法，复式浸出糖化法，它是由这两种方法演变而来的方法。 它对于生产色泽极浅（ ～ EBC 左右），高发酵度，残余可发酵性糖少的啤酒有较好的应用。 它具有加水比大，避免添加过多的麦芽，再糊化煮沸时。 处进皮壳溶解和形成焦糖、类糊精的特点。 因此本设计采用复式浸出糖化法。 生产过程简单，糖化时间短（一般在 3小时以内）， 9 耗能少，故设计中采用的是复式浸出糖化法。 3) 过滤方 法 采用过滤槽法。 此法虽然古老，但槽的结构日新月异，可有效的提高过滤速度，保证分离效果。 由于表面积大，过滤的也较为充分，效率较高。 4) 煮沸设备 煮沸锅的种类有夹套式，内加热式和外加热式。 夹套式是比较古老的加热方式，他加热循环好，但是煮沸麦汁的量受限制，制作也比较麻烦，实用于中小型厂。 外加热式在国内不是很常用。 本设计采用内加热式，麦汁通过垂直安装在煮沸锅内的列管式换热器的列管而被加热向上沸腾，同时蒸汽被冷凝为液体。 在加热器的上方装有伞型的分布罩，借此使上升的麦汁反射向四周，同时可避免泡沫的形成，保证麦汁在煮沸锅 中较好的循环。 5) 麦汁澄清设备 采用回旋沉淀槽。 热麦汁由切线方向进入回旋沉淀槽，在槽内回旋，可产生离心力。 由于在槽内运动，离心力的和其反作用力的合力把颗粒推向槽底部中央，达到沉淀的目的。 由于该设备占地面积小，可缩短沉淀时间，提高麦汁的澄清度，降低了损失。 6) 麦汁暂存槽 麦汁在过滤后温度为 78 度左右，经薄板换热器使温度升至 90 度左右，再进入暂存槽，提高了糖化次数，节省了投资能耗，在煮沸锅中加热时可缩短到沸腾的时间。 糖化工艺流程中工艺参数及操作规程 1) 大米的比例为 25%，麦芽的比例为 75%。 2) 糊化：糊化 锅料水比为 1： 5，投料后升温至 50186。 C， 50186。 C 是蛋白酶最适温度，有利于氨基酸的产生，调 PH，加入耐温α 淀粉酶，保温 10 分钟。 加热至 90186。 C，然后升温至 100186。 C，保温 30 分钟。 3) 糖化：糖化锅料水比为 1： ，加入 39186。 C 的水使其混合后温度为 37186。 C，保持 30分钟，升温至 51186。 C，保持 75分钟，进行蛋白休止，将换热后的 88186。 C 糊化醪打入糖化锅，保持在 63186。 C，保温 30分钟，升温至 70186。 C以碘液检查为主，直至变色，表示糖化彻底，升温至 78186。 C，保温 5分钟，将醪液泵入过滤槽。 由于采用了高辅糖化，所以投料糖化 前应加入耐高温的α 淀粉酶。 4) PH值的调整：α 淀粉酶最适 PH值是 ～ ，β 葡聚糖酶最适 PH值是 ～ ，则加入磷酸调节 PH值控制在。 5) 甲醛的加入：在糖化时加入 %的甲醛来降低麦汁中花色苷的含量。 6) 过滤：过滤时醪液的温度保持不变，（控制在 73～ 76186。 C）， PH 值保持在 ～ 之间，洗糟水温度为 80186。 C。 当洗糟残液浓度达到工艺规定值，过滤结束。 7) 酒花的添加：煮沸 90 分钟，酒花分三次加入。 第一次：煮沸 5～ 15分钟，添加总量的 5～ 10%，主要是消除煮沸时的泡沫 ； 第二次：煮沸 30～ 40 分钟后，添加总量的55～ 60%，主要是萃取α 酸，促其异构 ； 第三次：煮沸完成前 15 分钟，加入 35%， 10 萃取酒花油，提高酒花香。 糖化工艺流程图 糖化工艺流程 ： 麦 芽 → 粉 碎 → 糖 化 → 过 滤 → 煮沸 → 沉淀 → 冷却 （麦芽汁） ↑ ↑ 大 米 → 粉 碎 → 糊化 酒花 糖化车间主要设备选择 糖化车间重点设备一览表 ： 名称 尺寸 容积 个数 材料 糊化锅 糖化锅 煮沸锅 过滤槽 麦汁暂存罐 回旋沉淀槽 φ 2200*1100 φ 3400*1700 φ 3600*1800 φ 4200*2100 φ 1500*3000 φ 4200*2100 7 24 30 30 21 30 1 1 1 1 1 1 不锈钢 不锈钢 不锈钢 不锈钢 不锈钢 不锈钢 发酵车间工艺设计 工艺流程的说明 1) 麦汁的冷却过程：采用薄板冷却器。 冷却介质为 2186。 C的冷水，经换热后麦汁的温度为 8186。 C，热麦汁进口温度为 8186。 C，水出口温度为 80186。 C，冷却时间为 1 小时。 此流程的优点如下： a、 有效解决啤酒生产中生产用水的问题 ， 经过一段冷却 后的本身被加热到 80186。 C 左右。 b、 可以做为糖化和洗涤用水。 c、 冷却面积大。 d、 降低能耗 ， 操作简单。 2) 麦汁充氧：麦汁冷却到发酵接种温度后，接触氧，此时氧反应微弱，氧在麦汁中成溶解状态，它是酵母前期发酵繁殖所必须的。 它可使酵母自身的数量增殖（ 5～ 60）179。 107 个 /ml，保证发酵顺利进行。 通入无菌空气，使麦汁含氧量达到 8mg/L。 3) 麦汁的发酵：采用圆筒锥底发酵罐，它同传统发酵罐比有以下优点： a、 加速发酵。 由于发酵基质（麦汁）和酵母对流获得强化，可加速发酵 ； b、 厂房投资节省。 发酵和贮酒可以大部分或全部分在户外， 而且罐数、罐总容积减少，厂房投资节省 ； c、冷耗节省。 冷却是直接冷却发酵罐和酒液，而且冷却介质再强制循环下，传热系数高，比传统发酵节省 40～ 50%的冷耗。 d、 发酵罐清洗、消毒。 依赖 CIP 自动化清洗消毒，工艺卫生易得到保证。 4) 麦汁的过滤 ： 采用硅藻土过滤机。 通过不断的添加助滤剂，使过滤性能得到更新， 11 补充，具有过滤性强，对过滤很浑浊的酒比棉饼过滤省气、省水、省工的特点。 发酵工艺 1) 麦汁进罐温度，第一锅 ，第二锅是 8186。 C，第三锅是 8186。 C，满锅温度 8186。 C。 2) 冷却的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接 泵入 发酵，接种量为 %，接种后细胞浓度为（ 15177。 3）179。 106个 /L。 3) 麦汁（五锅）在 20小时必须满罐。 4) 满罐 8186。 C，开始敞口自然发酵，维持 8186。 C 24 小时，排冷凝物及死酵母。 5) 进冷控制升温，使温度在 24小时升至 ，恒温发酵 24 小时，然后 升 温，在 24小时升至 11186。 C。 6) 当糖度降至 时封罐保压， 11186。 C恒温 35 天，进行双乙酰还原。 7) 当双乙酰降至 ，以 ，然后 速度在 12h 降至 5186。 C，恒温发酵 24h，排第一次酵母 35min。 8) 以 (24h)，恒温 24h，排第二次酵母 35min。 9) 罐压保持在 ，如果压力不够，可通入其它罐旺盛时排出的 CO2，使其达到要求，出酒前排第三次酵母。 发酵工艺参数的确定 1) 进罐方法 以前采用冷却麦汁混合酵母后分批进入繁殖罐，使酵母克服滞缓期，进入对数生长期再泵入。 而现在采用直接进罐法 ,即冷却通风后的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接泵入 发酵 ,操作方便，控制容易。 2) 接种量和起酵温度 麦汁直接 进罐法，为了缩短发酵时间，大多采用较高接种量，﹪，接种后细胞浓度为（ 15177。 3）179。 106 个 / ml,麦汁是分批进入 ，为了减少 VDK 前驱位置，α 乙酰乳酸的生成量，要求满罐时间在 1218h 之内。 麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的，一般低于主发酵温度 23℃，目的是使酵母繁殖在较低温度下进行，减少酵母代谢副产物过多积累。 3) 主发酵温度 大罐发酵就国内采用的酵母菌株而言，多采用低温发酵（ 89℃）和中温发酵（ 1012℃），低温发酵适用于〈 11 度麦汁浓度。 中温发酵适用于新菌株，酿造 淡爽啤酒。 4) VDK 还原 大罐发酵中，后发酵一般称做 “ VDK”还原阶段。 VDK 还原初期一般均不排放酵母，就是发酵全部酵母参与 VDK 还原，这样可缩短还原时间。 5) 冷却、降温 VDK 还原阶段的终点，是根据成品啤酒应控制的含量而定，现代优质啤酒要求 VDK，可降温。 再降温、排酵母、贮酒中， VDK有少量下降，则可达到要求。 6) 罐压控制 在 传统式发酵中，主发酵是在无罐压或微压下进行的。 发酵中酵母的毒物，会抑制酵母繁殖和发酵速率。 本设计选用的 发酵，主发酵阶段均采用微压 12 （ — ），主发酵后期才封罐逐步升高，还原阶段 12d才升至最高 值 ，这样一来有效的提高了酵母繁殖和发酵速率。 发酵车间主要设备选择 发酵车间主要设备一览表： 名称 规格 处理物料量 数量 酵母洗涤槽 V 有效 = 2 发酵罐 锥形，不锈钢，最高工作压力是，套内为 4～ 35℃ ，套内为 4～ 5℃ V 总 =300m3 10 处理罐 锥形，不锈钢，最高工作压力是，套内为 4～ 35℃ ，套内为 4～ 5℃ 1 发酵醪泵 80r～ 60A， H=30m， Q=45m3/h 输送泵 FM=65～ 40 Q=～ H=～ 酵母离心机 Q=20m3/h 1 胶木培养罐 150L 1 一级扩大罐 二级扩大罐 24m3/台 1 酵母种子贮存罐 V 有效 =2m3 夹套保温 1 冰水箱 V 有效 =90m3 1 啤酒过滤机 棉式过滤机 Φ500020 块 板框过滤机（ J） 194 块棉饼 32879L/h 1 贮酒罐 V 有效 =30m3 11 清酒罐 D=4000mm H==2960mm V 总 =100m3 100 m3 3。