啤酒工艺设备课程设计

啤酒工艺设备课程设计内容摘要：

米醪升温和第一次煮沸过程的损失约为前两次耗热量的 15％ 即 Q2 ″′＝ 15 ％ (Q2 ′ +Q2 ″ )= (+ )= KJ 由上述结果 ， 可得 ： Q2= (Q2′ +Q2″ ) = (+) = 3. 第二次煮沸前混合醪升温至 70 ℃的耗热量 Q3 按糖化工艺，来自糊化锅的煮沸米醪与糖化锅中的麦醪混后，温度为 63 ℃，故混合前米醪先从表面上 100 ℃冷却到温度 t 糖化锅中的麦醪的初温为 t 麦醪 其中： G 麦醪 =G′ 麦芽 +G2=+= kg C 麦醪 =(G′ 麦芽 C 麦芽 +G2Cw)/(G′ 麦芽 +G2) =( + )247。 (+) = KJ/(kg K) 已知麦芽粉 的初温为 18℃ ， 用 50℃的热水配料，则麦醪 t 麦醪 ＝ (G′ 麦芽 C 麦芽 18+ G2Cw 50)/ G 麦醪 C 麦醪 =( 18+ 50)247。 ( ) = ℃ 根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪并合前后的焓不变，则米醪的生化课程设计 第一篇 啤酒生产工艺 13 中间温度为： 其中 G′ 米醪 =G 米醪 － V1== G 混合 =G′ 米醪 +G 麦醪 =+= C 混合 =(G 米醪 C 米醪 + G 麦醪 C 麦醪 )/(G′ 米醪 +G 麦醪 ) =( + )247。 (+) = KJ/(kg K) t=(G 混合 C 混合 t 混合－ G 麦醪 C 麦醪 t 麦醪 )/ G′ 米醪 C 米醪 =( )247。 () =℃ 因此温度比煮沸温度只低 12℃左右，考虑到米醪 由糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。 Q3=G 混合 C 混合 (70－ 63)= 7= 4 . 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q4 由糖化工艺可知 Q4＝ Q4′ + Q4′′ + Q4′′′ 混合醪升温至沸腾所耗热量 Q4′′′ 按工艺，糖化结束醪温度为 78℃，抽取混合醪的温度为 70℃，则送到糊化锅进行第二次煮沸的混合醪量 x： x C 混合 (10070)=G 混合 C 混合 (7870) X=G 混合 (7870)/(10070)=%G 混合 故： Q4′ = ％ G 混合 C 混合 (100－ 70) = ％ 30 = KJ 二次煮沸过程中蒸汽带走的热量 煮沸时间 10 min，蒸发强度 5％，则蒸发水分量为： V2=％ G 混合 5％ 10/60 = 10/60 = 故： Q4′′ =V2I= = 生化课程设计 第一篇 啤酒生产工艺 14 I为相应冷凝水的焓 KJ/kg[9] 热损失 Q4′′′： Q4 ′ ′ ′ =15 ％ (Q4 ′ +Q4 ″ )=15 ％ ( +)= 则， Q4= (Q4′ +Q4″ ) = (+) = KJ 5. 洗糟水耗热量 Q5 设洗糟用水平均温度 80℃，每 100 kg 原料用 450 kg，则用水量为 G 洗 = 450247。 100= 故： Q5=G 洗 Cw (80－ 18)= 62 = 6 . 麦汁煮沸过程中耗热量 Q6＝ Q6′ + Q6′′ + Q6′′′ 麦汁升温至沸点耗热量 由物料衡算，并设过滤完毕麦汁温度为 70℃ ， 100 kg 原料可制得的 12176。 热麦汁为 kg 由此可得，进入煮沸锅的麦汁的量 G 麦汁 = 247。 100= kg 04 5. 0 04 5. 13 . 31 .5  麦汁C KJ/(kg K) 故： Q6′ = G 麦汁 C 麦汁 (100－ 70) = 30= 8504392KJ 煮沸过程中蒸发耗热量 Q6′′ ，煮沸强度 10%，时间 ，则蒸发水分为 水分蒸发量为： V3= 10% = kg 故： Q6′′ =V3I = = 热损失 Q6′′′ Q6′′′ =15%( Q6′ + Q6′′ ) 因此可得 Q6= (Q6′ +Q6′′ ) = (+) 生化课程设计 第一篇 啤酒生产工艺 15 = 7. 糖化一次总耗热量 Q 总 Q 总 ＝ 61iQ 总 =+++++ = 8 . 糖化一次耗用蒸汽量 D 设使用表压 MP 的饱和蒸汽 I = KJ/ kg 3 8 23% 7 2 56 9 2 0 2 3 1 5 . 1  iIQD 总 kg 式中 i 为相应冷凝水焓 ( KJ/ kg)，  为蒸汽的热效率，取的是 95％。 9. 糖化过程中每小时最大蒸汽耗热量 QMAX 在糖化过程中，麦汁煮沸耗热量 Q6最大，且知煮沸时间为 90 min，热效率为 95％，故： QMAX= Q6/( 95%) =247。 ( 95%) = 相应的最大蒸汽耗量为： DMAX＝ QMAX/( I i)=247。 ()=10. 蒸汽单耗 根据设计，每年糖化次数为 1900 次，年耗汽量为 ： DT= 1900＝ 57726429kg/年 每吨啤酒成品耗蒸汽 (对糖化 )： Ds=57726429247。 120200= kg/t 啤酒 每昼夜耗蒸汽量 (生产旺季算 )为： Dd= 7= 表 2 将上述计算结果列成热量消耗综合表 生化课程设计 第一篇 啤酒生产工艺 16 名称 规格 (MPa) 每吨产品消耗定额 (kg) 每小时最 大用量 (kg/h) 每昼夜消耗量(kg/d) 年消耗量(kg/a) 备注 蒸汽 (表压 ) 481 57726429 为节省能耗，在冷却过程中，可用糖化用水作为冷媒回收热量，可减少热耗。 生化课程设计 第 二 篇 粉碎机设计 17 第二篇 粉碎机设计 1. 麦芽： 麦芽由大麦制成。 大麦是一种坚硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因为用大麦制成麦芽比小麦、黑麦、燕麦快，所以才被选作酿造的主要原料。 没有壳的小麦很难发出麦芽，而且也很不适合酿酒之用。 2. 酒花： 酒花是属于荨麻或大麻系的植物。 酒花生有结球果的组织，正是这些结球果给啤酒注入了苦味与甘甜，使啤酒更加清爽可口，并且有助消化。 酒花的种类：结球果：结球果在早秋时采集，并需迅速进行高燥处理，然后装入桶中卖给酿酒商。 球粒：将碾压后的结球果在专用的模具中压碎，然后置于托盘上。 托盘都被放置于真空或充氮的环境下以减少氧化的可能性。 球粒地形状适于往容器中添加。 提取液：酒花结球果的提取液现在广泛应用在所有的啤酒品种中，而提取方法的不同会产生迥然不同的口味。 提取液应在工艺的最后阶段加入，这样更有利于控制最终的苦味轻重。 特别的提取液可用来组织光照反应的发生，从而能使啤酒可以在透明的容器中生产。 3. 酵母： 酵母是真菌类的一种微生物。 在啤酒酿造过程中，酵母是魔术师，它把麦芽和大米中的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。 这些微量但种类繁多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起，组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。 有两种主要的啤酒酵母菌： 顶酵母 和 底酵母。 用显微镜看时，顶酵母呈现的卵形稍比底酵母明显。 顶酵母 名称的得来是由于 发酵过程中，酵母上升至啤酒表面并能够在顶部撇取。 底酵母 则一直存在于啤酒内，在发酵结束后并最终沉淀在发酵桶底部。 顶酵母 产生淡色啤酒，烈性黑啤酒，苦啤酒。 底酵母 产出贮藏啤酒和 Pilsner。 4. 水：每瓶啤酒 90%以上的成份是水，水在啤酒酿造的过程中起着非常重要的作用。 啤酒酿造所需要的水质的洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐（一生化课程设计 第 二 篇 粉碎机设计 18 些厂商声称采用矿泉水酿造啤酒，则是出于商业宣传的目的）成为软水。 早先的啤酒厂建造选址得要求非常高，必须是有洁净水源的地方。 随着科技的发展，水过滤和处理技术的成熟，使得现代的 啤酒厂地点选择的要求大为降低，完全可以通过对自来水、地下水等经过过滤和处理，使其达到近乎纯水的程度，再用来酿造啤酒。 麦芽的处理 麦芽的粉碎工作虽然简单，但麦芽粉碎度对酿造影响作用深远。 因此，要麦芽进行处理。 麦芽粉碎的意义 粉碎是一种纯机械加工过程，麦芽粉碎后可增大比表面，是物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积。 加速酶促反应及物料的溶解。 但应注意粉碎度，若过细则会使多酚物溶入。 麦芽粉碎的方法 麦芽粉碎方法分为三种，即干法粉碎、增湿粉碎和湿法粉碎。 干法粉碎 是一种传统的并且一直延续至今的粉碎方法，其中湿法粉碎能使麦芽表皮比较完整，过滤时间缩短，糖化效果好，麦芽汁清亮。 对溶解不良的麦芽可提高浸出率（ 1%～2%）。 故此次设计采用湿法粉碎法，麦芽粉碎度以破而不碎为准。 而增湿粉碎和湿法粉碎被越来越多的厂家采用。 麦芽粉碎的标准 （ 1） 麦芽粉碎水分要求 仓贮麦芽要求麦粒含水量在 5%～ 8%。 水分越高麦芽越具有弹性，粉碎越困难，粉碎物越粗糙，麦芽浸出率越低。 如果水分过高，则易化成薄片，若水分过低，低于 4%，麦芽记忆粉碎成小碎片，造成过滤困难，也不利于洗槽，同样会 导致糖化麦芽汁收得率降低，并且影响啤酒的色泽与口味。 生化课程设计 第 二 篇 粉碎机设计 19 （ 2） 溶解性要求 麦芽皮壳部分主要由纤维素，半纤维素，木质素，无机盐，色素物质等组成。 在糖化时很少溶解，占浸出物的比例低。 麦芽粗粒部分是有麦芽中胚乳溶解较差的部分组成（对一粒麦芽常常是麦尖部分胚乳）。 在糖化时溶解困难，如这部分比例小，浸出物收率就会降低。 麦芽粉和微粉是溶解特别好的胚乳，糖化时极容易被酶分解成麦芽糖。 如这部分比例大，浸出物收得率高，但由于蛋白质国都分散可能造成过滤困难或麦芽汁不澄清。 （ 3）粗细粉比例 一般情况粗细粉比例为 1:（ 2～ 3）。 粉碎机 的 选择与 计算 麦芽粉碎机 按工艺要求在 8 h 内把四次糖化的麦芽粉碎完，所以要求其生产能力为 4247。 8=，取 5500 kg/h，选型 c 型麦芽粉碎机，生产能力： Q =5500 kg/h 电机型号： JQ— 22— 4， N =15 Kw 大米粉碎机 按工艺要求在 4h内将四次糊化的大米粉碎完，所以要求生产能力为： 4247。 4=，取 5500 kg/h，选型 c型粉碎机，生产能力： Q =5500 kg/h，电机型号： JQ— 22— 4， N =15 Kw 粉碎机的选择 啤酒厂粉碎麦芽和大米的方法有辊式粉碎机和湿式粉碎机。 由上面可知，我们采用的是干法粉碎，所以湿式粉碎机就不考虑了。 辊式粉碎机常用的有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等。 两辊式粉碎机主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒。 工作时，装在两辊之间的物料由于辊筒对物料的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。 两辊式粉碎机制造简便， 结构紧凑，运行平稳。