50000吨年啤酒工厂设计

1、50000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽基础数据: 产品规格:设计内容:23设计要求:1 根据以上设计内容，书写设计任务说明书啤酒工厂设计生产规模： 50，000吨/年10 度淡色啤酒生产天数：365 天/年原料配比：麦芽：大米=75 : 25原料利用率：98.5%麦芽水分： 6 %;大米水分：13 %无水麦芽 浸出率75 %;无水大 米浸出率：92%啤酒损失 率（对热麦汁）： 冷却损 失：7.5 %;发酵损失：1.6 %;过滤损失：1.5 %:装瓶损失：2%; 总损失：12.6%糖化次数：生产旺 季（10个月）8 次/天生产淡季（2个月）5 次/天1 根据以上设计任务，查阅有关资料、

2、文献，搜集必要的技术 资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与 工艺条件的确定与论证。工艺计算：全厂的物料衡算；糖化车间的热量衡算（即蒸汽 耗量的计 算）；糖化用水量的计算；发 酵车间耗冷量计算。糖化车间、发酵车间设备的选型计算：包括设备的容积、型 号、主要尺寸。2006.5150000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽50000吨/年啤酒工厂设计摘要：啤酒既是一种食品饮料，又是一种内涵丰富的文化用 品。饮酒不仅是一种 饮食行 为，又是一种文化交际活动。啤酒作为食品饮料产品不 仅代表生产力和微生 物科学技术，饮酒活动又是世界各民族独特传统文化重要组成部分。啤酒虽不是 人类生存的

3、必需品，但在社会生活中具有无法替代的功能。如今，啤酒的产量在 我国酿造 酒生产中产量最高，已超 过3000万吨仅次 于美国。啤酒的主要原料是大麦，大米，玉米等。而中国是一个粮食大国，它为啤酒 厂的建立提供了良好的原料来源。本设计中把产品定位为市场比较普遍的淡色啤 酒，年产量 5万吨。根据设计任务书，设计生产工艺流程并进行工艺计算并对重 点设备和能量消耗进行计算。产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的 保证。关键词：啤酒原料设计工艺计算设备选型2006.5250000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽50000TONS PER Y EAR BEER FACTOR Y DESIGNAbs

4、tract : The beer not only is one kind of food drink,also is one kind ofconnotationrich cultural item. Drinks wine not only is one kind of eating behavior,alsois onekind of culturalhuman relationsactivity. The beer not only representsthe productiveforces and the microorga nism scie nee and tech no lo

5、gy as food drink product. Drinks wine to move also is the world variousnatio nalitiesunique traditionalcultureimportant constituent. The beer although is not the human survival essential item,but has the function in thesocial life which is unable to substitute. Now,the beeroutput ferme nts in brewbe

6、er the producti on in our country the output to be highest, has surpassed 30 milli on tons to be only in ferior in US.The beer main raw material is the barley, the rice, the corn and so on. Chi nais a grain great nation, it has provided the good raw material origin for thebrewery establishment.In th

7、is design product localization for market quite universalPale Beers, annual output 50,000 tons. The product broad market has provided the good guara ntee for the factory survival and the developme nt.Key words: beer raw materialdesign2006.5350000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽目 录第一章 绪论，”，”，”第 节设计的任务要求和依据第二节设计的原

8、则、特点第三节设计的目的、可行性第二章厂址的选择，55 55 5第三章啤酒厂总平面设计，第 节总平面设计原则第二节啤酒厂组成第三节占地面积估算第四节厂区交通运输第四章产品方案确定及论证，第一节 产品方案制定依据第二节产品方案论证第五章啤酒生产工艺流程，”，第六章物料衡算，”，”，第一节数据准备第二节各类产品衡算第七章 各类产品生产设备选择，”第一节选择设备原则第二节 设备选择第八章重点设备计算第一节基础设备计算第二节外形结构设计第九章 水、电、汽衡算及辅助部门第十章经济衡算第一节建厂总投资第二节 利润及回收期计算第十一章三废处理方案第一节废水和节水技术第二节废气处理第三节垃圾处理第十二章啤酒工

9、厂卫生问题绪论第一节 设计的任务要求和依据一、设计的任务及要求本设计是年产量为5万吨的10。淡色啤酒的啤酒厂，重点是产品的物料衡算， 热量衡算，同时工艺流程及设备选型等设计。本设计的重点车间为糖化车间，重 点设备为糖化，煮沸，发酵设备。二、设计的依据本设计是 以毕业设计任务书为标准，通过综 合运用大学四年自己所学到的 知识付诸于实践当中。参考了酿酒工艺与设备选用手册、发酵设备、食品 工厂设计、食品机械与 设备、化工原理上 下册、现代 食品发 酵技术、啤 酒工业手册上下册等。根据以上 设计任务，查阅 有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与 数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确

10、定与各种计算。第二节设计的原则、特点一、设计原则1、必须符 合计划任务 书的规 定和要求。各阶段 工作要有明确的进 度。毕业设 计要有计划的进行。2、本设计争取做到积极采用和大力发展新技术，吸收科 研和技术改造的新成 果，力求技术上具有现实性和先进性，经济上有合理性。3、设备选用 时，应满足生产工艺要求，同时安全可靠，尽量选用成套设备， 通用设备，以利于提高机械化程度，方便生产，节约投资。4、 本设计尽量少或不占耕地，选择流程尽量减少，避免污染物排放。尽量减 少三废处 理量，同时注意节能和充 分利用 余热。5、结合实际，根据国家的所需而合理决定工厂的产品品种及合理安排工厂的产品方案，兼顾经济效

11、益和社会效 益，以最小投资，换回最大的经 济效益二、设计特点1、 本设计从实际出发，讲究效益，生产的各个环节中力图以较少的人力、物 力、财力取得较大的经济效益。此为本设计的指导思想，亦是本设计最主要的特 点。2、本设计从 国内市场的销售来确定产品，使产品在市场上具有较强的竞争力。3、本设计的厂址在城市近郊，在劳动力，动力、水的供应，排水工程及生 活设施等方面能利用城市原有的设施，减少投资。4、本设计 从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不 相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生产不同产品， 这对于厂房用地，设备投资都很有禾I。5、本设计是 产品卫生达食

12、品卫生法规，遵守有关条款的规定。第三节设计的目的、可行性一、目的大学四年的全面学习，包括基础知识和专业知识，使我们在离开学校，步向 社会之际，有了一定的基础应用技 能。本设计是将我们学到的知识应 用到实践中 来。在独立完成这个设计的过程中，一方面巩固学到的知识，另一方面通过查阅， 整理资料增加我们的认识和科研技能，同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养 我们理论 联系实际的能力，锻炼了我们作为一名技术骨 干应有的独 立工作能力。二、现实意义和可行性分析啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒 的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，0. 75升牛奶或50克奶油，被世界

13、营养 协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。现代科学研究表明，啤酒中所 含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低， 10度黄啤酒 含酒精3 %左右，非但对 胃和肝 脏无损害，而且可平缓地 促进人体血 液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对 心血管系统有益，可加速新陈代谢。在中国建立最早的啤酒厂是俄国人在哈尔滨八王子建立的乌卢布列夫斯基啤 酒厂，此后五年时间里，俄国、德国、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂。 然而，我们啤酒业大力发展真正发生在1979年后十年，我国的啤酒工业每年以 30%以上的高 速度持 续增长。80年代,我

14、国的啤酒厂如雨 后春笋般不断 涌现,遍及 神州大地。到1988年我国大 陆啤酒厂家发展到813个，总产量达656.4万吨，仅 次于美国、德国，名列第三，（到1993年跃居第 二）短短十年，我国啤酒厂家增 长9倍，产量增长17.6倍，从而我 国成了名符其实的啤酒大国。随 着经济的增 长，人们对啤酒的消费会越来越大。所以也看到了啤酒工业的发展前景。这时候 建立一个啤酒工厂的话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。第二章厂址的选择一、厂址选择的原则厂址选择是设计工作的基本内容之一。厂址选择的好坏直接影响设计质量、建 设进度、投资大小和投产后经营管理条件。因此，厂址选择是一项包括政治、经

15、 济、技术的综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性。1、厂址要符 合国家下达建厂计划任务书中所 作的规定和要 求。2、厂址应符合当地城镇总体发展规划的要求，并尽量与附近工业企业相配合， 以节约基建投资。3、厂址的面 积和外形要满足啤酒生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。4、厂址地形 宜平坦，地面倾斜坡度最好不超 过3% ,便于厂区 运输线路布置， 并尽可能减少土方工程量。5、厂址应符 合国家有关卫生、防火、人防等要求。如：厂区应在居民点下风侧； 河流的上游；厂区附近不得有细菌，传染病病源或其他污染的来源；不应选择在低 洼窝风的地形做厂区，应避开军事措施地区等等。6、厂址应在当地最高

16、洪水水位之上，如果低于洪水位则须有坚固堤防保护. 同时，要防止内涝水的浸淹二、厂址选择从投资和经济效益考虑1、厂址应有较方便的运输条件，若需建公路或专用铁路时，距离最短为好， 以节省投资。2、有一定供电条件，满足生产需要。3、所选厂址 附近不 仅有充足的水源，而且水 质应较 好。4、厂址最 好选在居民区附近，这样可以减少宿舍，商店，学校等 职工的生活 福利设施。三、厂址的选择依据1、要有可靠的水源，在满足啤酒厂生产用水的水质、水量及水温的条件之下, 应尽可能靠近水似，以缩短管路及动力电缆的铺设工程.如用山泉水、地下水、水 库水，自来水或江河水等水源，可单独采取一种水源，也可取二种或三种水源以

17、分别用于生产。2、根据交通 运输方式的不同而 考虑厂 址的位 置.如原材料、成品以 水运为 主, 则应尽可 能靠近河流，并考虑码头 的适当位置：如以陆运为主，则须靠 近铁路或公 路，并尽量减少沿途修建桥、隧洞的工程。3、厂址应尽 可能靠近一些已有的热，电源，以充分 取得企业协作的条 件。4、厂址地质 要符合啤酒厂设计的要求，一般地耐力宜在20吨/平方米以上为 好，可节约基础工程投资，但应避免在地表过浅或已露头岩石的地区及喀斯特、 土崩、滑坡、流砂地区或是古河道，古墓之上选择厂区。5、一般啤酒厂厂址应避免选在地震基本烈度在七度或七度以上地区：当地展 基本烈度为九度或超过九度的地区不宜建大型啤酒厂

18、6、厂址不宜选在有矿产地区、有古迹文物地区。风景游览区、有化学废料， 有机废料堆放的地区等。7、厂址应尽 量靠近城镇或啤酒销售区 域，以减少大 量的瓶箱运输。8、选厂时应考虑职工生活区的位置，并尽可能靠近城镇，以减少集体事业设 施的投资，改善职工生活福利的条件。9、选厂中还应尽量了解施工期间水电供应，劳动力来源，施工工人居住生活, 施工机械、预制场地、建材的运输、堆放等条件的利便情况。10、要考 虑啤酒 厂的综合利用以及 啤酒厂 废料的处理及 堆放场地。四、厂址选择结果综合以各种因素，初步选择南昌近郊作为啤酒厂的厂址。这样，原料购买运 输不成问题，产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便，是

19、较为理想的选 择。第三章啤酒厂总平面设计第一节总平面的设计的基本原则总平面设计必须贯彻国家的各项方针，政策，在符合放火，卫生规范的前提 下，尽可能节约用地，不占，少占农田；减少劳动强度，节约建筑材料，具体应 注意以下几方面。一、平面紧凑：必须按设计任务书和选择厂址报告进行设计，按不同的规模和类别结合周围 环境，布置上力求紧凑，节约用地。二、布置合理：1、建筑物、构筑物的布置必须符合工艺流程要求，力求生产线略短，避免交 叉和往返运输，合理组织人流物流。2、动力设施 应接近负荷中心，以缩短 管线，减少损 耗。3、根据生产性质不同，动力供应，货运周转，卫生防火等分区布置。4、车间应与食品卫生有影响的

20、综合车间，废品仓库、煤堆、大量烟尘或有害 气体排出车间间隔一定的距离，主车间应设在锅炉房的风位；并把有大量烟尘排 出的车间 布置在厂区边缘及常年主 导风向的下侧。第二节 啤酒厂的组成啤酒厂一般是由生产车间、辅助车间、动力设施、给水、排水设施，全厂性 设施等组成。生产车间：制麦车间，糖化车间，发酵车间。辅助车间：原料预处理车间，过滤车间，灌装车间，仓库。动力设施：变电所，锅炉房，冷冻机房。给水设施：水塔，水池，冷却塔等。全厂性设施：办公室，食堂，医务室，哺乳室，托儿所，浴室，厕所，自行 车棚，围墙，大门，传达室。第三节占地面积的估算估算该啤 酒厂占 地面 积为12000-15000 m 2。厂区

21、建筑系 数取40%,厂区土地利用系 数60%第四章产品方案的确定及论证第一节产品方案的制定依据产品方案实际上是拟定工厂投资后准备在什么时候生产什么品种的产品，产 量有多大。也就是 对产品品种，各 种产品的产量、产期、生 产班次作出计划安排。产品方案的确定是关系到工艺流程的选择，设备型号的选择，车间的平面布置， 车间的面积以及公用工程设施，劳动力定员等等。对工艺设计和整个工厂设计都 有重大的关系，产品方案是工艺设计的主要依据。1、符合计划任务书的规定。2、必须考虑 产品在国内外市场的销售 情况，以及产品的成本和获得的利润， 有利于收到较好的经济效益。3、必须考虑充分利用原料资源，尤其是充分利用季

22、节性的原料资源，使生产 原料供应充足。4、必须解决淡 旺季生 产的均 衡性问题，以便 充分的利用厂房、设备，使工厂 发挥最大的生产潜力。5、必须有利于原料的综合利用和对产品进行多层次的深加工，以提高原料的 利用价值，有助于降低产品生产成 本，提高生产的经济 效益。产品方案拟定时，列出几个产品方案，进行比较，讨论，分析，确定一个较 合理的产 品方案作为工艺设计的重要依据。确定方案如下：产品品种：10度淡色啤酒产品产量：年产五万吨产品产期：11，12月为生产淡季。其它月份为旺季。淡季每天糖化5次，旺季每 天糖化8次。第二节产品方案的论证啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每

23、升啤酒 的热量可达430卡，相当于6-7枚鸡蛋，0. 75升牛奶或50克奶油，被世界营养 协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。现代科学研究表明，啤酒中所 含各种成份、既有较高的营养价值又具有良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低， 10度啤酒含 酒精3%左右，非但对胃和肝脏 无损害，而 且可平缓地促 进人体血液 循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心 血管系统有益，可加速新陈代谢。人们已经认识到了啤酒的功效，平时不仅把它 作为了美容品，也成为了餐桌上不可缺少的一部分。它还可以作为一种美味剂， 在菜肴的 烹调中发挥重要的作用。所以啤酒的市场前景 非常大。根

24、据网上 的资料显示，人们对瓶装啤酒的消费额最大，其次是扎啤。且饮600ml 容量的居多。现在市场上淡啤还是比较畅销，消费群体以年轻人为主。但是随着 国外品牌的增多，工厂要做好开发其它品种啤酒的准备。尤其是保健啤酒也是一 开发的重点对象。工厂根据南昌及周边地区已存在的品牌啤酒和城市的消费能力及群体的消费 嗜好。把 年产量 定为5万吨淡啤是 合理的。第五章啤酒工艺流程第一节原料要求一大麦的要求1、 感官要求可以说引用麦粒有光泽，呈淡黄色，子粒饱满，大小均匀，表面有横向且细的皱纹，皮 较薄。2、物理检验 千粒 重3545g。能通过2.8mm筛孔径 的麦粒，应 占85%以上。 将大麦 从横面切开，胚乳

25、段面应 呈软质白色，透明部 分越少越好。 发芽率 要求不得低于96%,发芽力 要求达到85%以上。3、化学检验 淀粉含量在65%以上 含水量在12%13% 在15 C浸泡48h，大麦含 水不低 于42% 蛋白质含量为9%12%，其中1/31/2的蛋白质可溶解到麦芽汁中。注：1)已正式定名的芳香型啤酒花制成的颗粒啤酒花，其a -酸含量不受此要求限制。2) B -酸2.0%为推荐 值。二、麦芽质量的要求1、外观特征干麦芽应无霉味，呈浅黄色，具有香味，口咬发脆且松散。麦芽色泽是判断麦 芽质量优劣的重要依据。2、化学检验及指标 水分4.05.0%，蛋白 质含量 为10.010.8% 粗、细粉浸出率差1

26、.31.65% 细粉的碘值 2.8 ，最终发酵度 80% 蛋白质 溶解度为4042% PH值为5.65.8 煮沸色度w 5.0EBC a -淀粉酶 40ASBC单位三糖化用水的质量要求 要求水 的总硬度不超过4.28mmol/L,硬度过高会 使糖化 醪的酸度降低，从而影响 糖化和发酵。 铁离子浓度小于0.5mg/L ,氯离子浓度属于2060mg/L，氯气小于0.3mg/L ,氨基氮小于0.5mg/L。 卫生指标要求细菌总数不得超过100个/ml，不得有大肠杆菌和八叠球菌。 第二节啤酒工艺流程酒花酵母 原料粉碎 化过 滤煮沸 却 发酵 滤酒 .验瓶杀菌 贴标 喷码装箱入库一酿造啤酒的原料酿造啤酒

27、的主要 原料是大麦，水，酵母，酒花及 辅料。大麦是啤酒生产的重要原料，先将起 制成麦芽，再用于酿酒。它不仅淀粉含量 高而且还为糖化时提供了各种丰富的酶系和含氮物质，这为后发酵过程提供了良 好的物质基础。水是啤酒含量最多的成分，在酿造的过程中，水中的各种离子的 作用是不可低估的，在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。酒花对啤酒的 质量非常重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，同时也影响啤酒的苦味与香气。对 啤酒发酵而言酵母的作用是至关重要的，它直接影响着啤酒的口味和特点。使用 辅料是为了提供廉价的浸出物或糖类，这样会减少麦芽的使用量，降低啤酒生产 的成本。二麦芽的制备制麦芽的目的是为了产生出各种水解

28、酶便于糖化时便于淀粉和蛋白质的水 解。所制 得的麦芽不仅除掉了更多的水分和生腥 味，而且干 麦芽具有了特 色的色， 香，味，对啤酒的风味产生了很大 影响，这就比直接用 大麦粒做糖 化原料好。 三麦汁的制备其主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。1 原料的粉碎采用湿法粉碎。湿粉碎 就是将麦芽通过喷水浸渍和充以空气使 其水分达 到28 30 %，然后 在增加水分 的条件下，用对辊粉碎机粉 碎，一面粉碎， 一面加水调浆，泵入糖化锅。这样的粉碎物，麦皮完整，面胚乳则被磨成浆状细 粒，既有利于加速麦汁过滤，又可增加麦芽浸出率。2 利用麦芽所含的酶，将麦芽和麦芽辅助原料申的不

29、溶性高分子物质，逐步 分解为可溶性的低分子物质，这个分解过程，称为糖化，由此制备的浸出物溶液 就是麦芽汁。本设计中的糖化方法采用的是双醪二次煮出糖化法。麦芽在糖化锅 中进行蛋白质分解，辅助原料大米与一部分麦芽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。糊化锅中 投入大 米为总麦芽 量的20%,料液比为1: 5。糊化醪 开始的温度为 4550 C,保温30min，蛋白质分解。缓慢升温至70 C, a -淀粉酶的作用增强， 非糖化比例增加。再保温15min，迅速加热至沸，保持煮沸状态2040min，然后 兑入糖化醪中。糖化锅中的料水比为1: 3.5。为了防 止麦芽中各种酶因高温而引起破

30、坏，糖化时的温度变化一般是由低温逐步升至高温的。糖化的不同阶段所采取的控制温 度也不同。控制方法如下：(1) 35-40 C 浸渍阶 段：此时的 温度称 浸渍温 度，有利于酶的浸出和酸的形 成，并有利于B -葡聚糖的分解。(2) 45-55 C 蛋白质 分解阶段：此时的 温度称为蛋白质分解温度，温度偏向 下限，氨基酸生成量相对多一些，温度偏向上限，可溶性氮生成量较多一些。对 溶解不良的麦芽，温度应控制偏低，并延长蛋白质分解时间。(3) 6270 C 糖化阶段：此时的 温度称为糖 化温度，若控制在6265 C温度 下生成的可发酵性糖比较多，非糖的比例相对较低，适于制造高发酵度啤酒。若 控制在65

31、70 C,则麦芽的浸出率相对减少，非糖化比例增加，适于制造低发酵 度的啤酒。通过控制糖化阶段的温 度，可以控制麦汁中糖与非糖之 比。(4) 7580 C,糊精化阶 段：此时 温度下，a -淀粉酶仍起作用，残 留的淀粉 可进一步 分解。而其它的酶则受到 抑制或 失活。两次糖化煮出法大概用时34小时。3. 糖化工序结束后，应在最短时间内，将糖化醪中从原料溶出的物质与不 溶性的麦槽分开，以得到澄清的麦汁。本设计中采用的是过滤槽过滤麦汁。淡色 啤酒的第一道麦汁过滤后的浓度必 须控制 在1416%。第一麦汁 滤出后，用水将麦 糟中残留的糖液洗出，其所用的水称洗槽用水，洗出的浸出物称第二麦汁。洗槽 用水要

32、求 温度为7580 C,洗槽 残水浓度为0.51.5%。4. 麦汁过滤后先进入一贮槽再进入煮沸锅煮沸和添加酒花。煮沸的主要目的: 破坏酶的活性，使之停止作用。 麦汁灭菌。 析出某些蛋白质，以提高啤酒的非生物稳定性。 蒸发混 合麦汁中多余的水分。 酒花成分的浸出。 降低ph值。 形成还原物质，煮出恶味。采用的是蒸汽常压煮沸法，为缩短煮沸操作时间，当麦芽汁盖满煮沸锅的加 热器后，即开始加热。并在80C保持30min ,让a -淀粉酶将残存的淀粉分解完全。 在全部麦芽汁煮沸后，继续煮沸6090min，并始终保持强烈的翻腾状态，此期间 按时添加酒花并经常取样检查煮沸质量。酒花采用三次添加法，在麦汁初沸

33、时， 添加全量 的10%,防止麦汁起泡沫。间隔二十分钟后，再次添加。在煮沸终了前5 10分钟添加最 后一批香型 酒花或 质量比较好的酒花。5 麦芽汁用 于发酵前还要去除热凝固物和冷凝固物，也就是麦芽汁的澄清。 设计中使用的回旋沉淀槽除去热凝固物。接着用薄板冷却器让麦芽汁冷却，一方 面是为了达到发酵温度67 C,另一方 面使大 量的冷 凝固物析出。四啤酒的发酵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，开始进入发酵的程序。整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段， 有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其 生理活性，所以在用薄板冷却器

34、冷却麦汁时需在出口管道中安装文丘里管，用来 对麦芽汁充氧。人工培养的酵母将麦芽汁中可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤 酒。发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行，积聚一种被称作皱沫的高密 度泡沫。这种泡沫在第3或第4天达到它的最高阶段。从第5天开始，发酵的速 度有所减慢，皱沫开始散布在麦芽汁表面，必须将它撇掉。酵母在发酵完麦芽汁 中所有可供发酵的物质后，就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。随之温度 逐渐降低，在810天后发酵就完全结束了。整个过程中，需要对温度和压力做 严格的控制。当然啤酒的不同、生产工艺的不同，导致发酵的时间也不同。通常， 贮藏啤酒 的发酵过程需要大约6天，淡色啤酒

35、为5天左右。发酵结束 以后，绝大 部分酵母沉淀于罐底。将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。除去酵母后，生 成物嫩啤酒被泵入后发酵罐（或者被称为熟 化罐中）o在此，剩余的 酵母和不溶 性蛋白质进一步沉淀下来，使啤酒的风格逐渐成熟成熟的时间随啤酒品种的不 同而异，一般在721天。经过后发 酵而成 熟的啤酒在 过滤机中将所 有剩余的酵 母和不溶 性蛋白质滤去，就成为待 包装的清酒。第六章50000t/ 年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（糖化槽和酒花槽），每次糖化量等。第一节数据准备一糖化车间工艺流程示意图麦芽,

36、大米粉碎,糊化,糖化过滤一薄板冷却器一回旋沉 淀槽麦汁煮沸锅酒花渣分离器啤酒厂糖 化车间工程流程示 意图二. 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1所示。表1啤酒生产基础数据项目名称百分比(%)项目名称百分比(%疋无水麦芽75原料配比麦芽75浸出率大米25额无水大米92冷却损失7.5浸出率啤酒损失率(对热麦 汁)发酵损失1.6指原料利用率98.5装瓶随时2.0标麦芽水分6过滤损失1.5大米水分13总损失12.6根据表1的基础数据，首先 进行100kg原料生产10。淡色啤酒 的物料计算， 然后进 行100L 10。淡色啤酒 的物料

37、 衡算，最后进 行50000t/年啤酒厂 糖化车间的 物料平衡计算。第二节物料衡算一.100kg原料(75%麦芽，25%大米)生 产10。淡色啤 酒的物料衡算(1) 热麦汁计算 根据表1可得到原料收得率分别为：麦芽收率 为：0.75 X (100-6) - 100=70.75%大米收率 为：0.92 X (100-13) - 100=80.04%混合原料收得率为：(0.75 X 70.50%+0.25 X 80.04%) X 98.5%=71.79%由上述可得100kg混合料原料可制得的10。热麦汁量为：71.19 - 10%=717.9(kg)查资料 知10。麦汁在20 C时的相对 密度为1

38、.084kg/l，而100 C热麦汁相 对密度为 1.024，故热麦 汁(100 C)体积 为：717.9/1.042=689(L)(2) 冷麦汁 量为：689 X (1-0.075)=637.325 (L)(3) 发酵液 量为：637.325 X (1-0.016)=627.13 (L)(4) 过滤酒 量为：627.13 X (1-0.015)=617.72 (L)(5) 成品啤 酒量为:617.72 X (1-0.02)=605.37 (L)二. 生产100L10 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10。淡色成 品啤酒605.37L ,故 可得以下结果：(1)

39、 生产100L10。淡色啤酒需耗混合原料量为：(100/605.37 )X 100=16.52(kg)(2) 麦芽耗用量为：16.52 X 75%=12.39(kg)(3) 大米耗 用量为:16.29-12.39=4.13(kg)(4) 酒花耗用量：目前国内苦味较淡的啤酒普遍受欢迎特别是深受年轻人的喜爱。 所以对浅 色啤酒 热麦汁中加 入的酒 花量为0.13 %即每100升热麦汁 添加0.13kg , 故为：(689/605.37 )X 100 X 0.13%=0.148(kg)(5) 热麦汁 量为:(689/605.37 )X 100=113.81 (L)(6) 冷麦汁 量为：(637.33

40、/605.37 )X 100=105.28(L)(7) 湿糖化糟量 设湿麦芽糟水分含量为80%,则湿麦芽糟量为：12.39 X (1-0.06) X (1-0.75)/(1-0.8)=14.56(kg)0.06是麦芽水 分含量，0.75是无水麦 芽浸出 率。湿大米糟量为：4.13 X (1-0.13) X (1-0.92)/(1-0.8)=1.44(kg)0.13为大米水 分，0.92是大米 无水浸 出率。故湿糖化糟量为：14.56+1.44=16(kg)(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:0.148 x (1-0.4)(1-0.8)=

41、0.44(kg)(9) 酵母量(以商品干酵母计)生产100升啤酒可得2kg湿酵母泥，其中一半做生产接种用，一半做商品酵 母用，即为1公斤。湿酵母泥水分85%酵母含固 形物=1 x( 1-85%) =0.15 ( kg)则含水分7%的商品干酵母量为：0.15/(1-7% ) =0.16 (kg)(10 )二氧化碳量10 度的冷麦 汁 105.28L 浸出物为：10%x 105.28=10.528( kg )设麦汁的真正发酵度为55%,则可发酵的浸出物为：10.53 x 55%=5.79 ( kg)设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，根据麦芽糖发酵的化学反应式可得至V：二氧化碳 的生成 量为：5.79

42、 x( 4X 44) /342=2.98( kg )44为CQ分子量 342 为麦芽糖的分子量设10度啤酒 的CQ的含量为0.4%则 105.28 x 0.004=0.42( kg)则释放 的 CQ2量为 2.98-0.42=2.56( kg)1立方米的 二氧化 碳在20 C常压下 重1.832kg故释放的二氧化碳的容积为：2.56/1.832=1397.48( L)(11) 发酵液 量为：100 x 627.13/605.37=103.59(L)(12) 过滤酒 量为：100 x 617.72/605.37=102.04(L)(13) 成品啤 酒量为：102.04 x (1-0.02)=10

43、0 (L)(14) 空瓶需要量(100/0.64 )x 1.005=157.03(个)0.64为每瓶啤酒的容积为640ml(15) 瓶盖需要量(100/0.64 ) X 1.01=157.81(个)(16) 标签需要量(100/0.64 ) X 1.001=156.41(张)三. 生产50000t/年，每次糖化的物料衡算设生产旺 季每天糖化8次，而淡季则糖化5次，11,12月为淡季.每年总糖化次数304 X 8+61 X 5=2717(次)(1)每次糖化的原料量为:2006.52250000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽2006.5#50000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽混合

44、原料：(50000000/2717) X (100/605.37)=3040(kg)605.37为100kg原料可生产出成品啤酒的量大麦:3040 X 0.75=2280(kg)热麦汁量:(689/100)X 3040=20945.6(L)冷麦汁量:(637.33/100)X 3040=19374.83(L)酒花用量:(0.148/16.52)X 3040=27.23(kg)湿糖化糟量:(16/16.52)X 3040=2944.31(kg)湿酒花糟量:(0.44/16.52)X 3040=80.97(kg)二氧化碳量：(1397.48/16.52)X 3040=257475.10(8)酵母量

45、：(0.16/16.52)X 3040=29.44( kg )(9)发酵量：19374.83 X(1-0.016 ) =19064.92(L )(10)过滤量：19064.92 X(1-0.015 ) =18778.95(L )(11)成品量：18778.95 X(1-0.02 ) =18403.37(L)(12)空瓶量：(157.03/16.52)X 3040 =28896.56(个 )(13)瓶盖量：(157.81/16.52)X 3040=29042 (个)(14)标签量：(156.41/16.52)X 3040=28784 (张)大米：3040 X 0.25=760(kg)(L)四.

46、50000t/年10。淡色啤酒酿造车间物料衡算表把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表,如表2所示。表2啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对 100kg混合原料100L10 度淡色啤酒糖化一次定额量年啤酒生产量混合原料Kg10016.5230408.26 x 106大麦Kg7512.3922806.2 x 106大米Kg254.137602.06 x 106酒花Kg0.890.14827.2347.40 x 10热麦汁L689113.8120945.65.69 x 107冷麦汁L637.33105.2819374.835.26 x 107湿糖化糟Kg96.8516.

47、002944.318.0 x 106湿酒花糟Kg2.660.4480.972.20 x 105酵母量Kg0.970.1629.4447.99 x 10二氧化碳量L8459.321397.48257475.107.0 x 108发酵液L627.13103.5919064.925.18 x 107过滤酒L617.72102.0418778.955.10 x 107成品啤酒L605.3710018403.375.00 x 107空瓶量个962.65159.0328896.5678511954瓶盖量个955.27157.8129040.1078901952标签量张946.79156.4128782.4

48、778201971备注：10度淡 色啤酒的密 度为1012kg/m 3，实际 年产啤 酒5.06 x 107 Kg第三节能量衡算麦汁的制备是啤酒生产的重要工序。麦汁的制备主要在糖化车间进行。多年 来麦汁的制备方法没有太大的改变，主要方法还是首先将麦芽和辅料粉碎，糖化， 醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。然而设备方面进步较快，在提高 糖化时间，麦汁质量等方面有了很大提高。糖化设备已不受传统工艺的限制，而 根据糖化的方法进行选择。该设计中设计的是选用质量一般的麦芽，选用双醪二次糖化煮出法。双醪指 的是麦醪和大米与麦芽的混合醪。原因是制造淡色啤酒时，可依据麦芽的质量， 及辅料的添加来选择是一

49、次煮出糖化法，还是二次煮出糖化法。本设计中选择的 是中等麦芽，所以采用二次煮出糖化法。而选择双醪则可以用廉价的大米替代部分麦芽，降低生产成本工艺流程 示意图如图3所示，其中的投料量为糖化一次的用料量（计算参表2）自来水18 C大米粉(760kg )麦芽(152kg )15min20min过滤麦芽酒花料水比1 : 5热水50 Ct(糖化结束78”煮沸锅90min F回旋沉淀槽料水比1 : 3.5麦芽粉(2128kg )46.7 C40 minC +25minC 40minC *10min亠薄板冷却器60min*发酵罐2006.52550000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽2006.5#5

50、0000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽图3啤酒厂糖化工艺流程图2006.5#50000吨/年啤酒工厂设计食品工程021 黄羽一. 糖化和糊化用水耗热量Q根据工艺设计糊化锅中的料水比为1 : 5,糖化锅中的料水比为1： 3.5。料 水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。料水比过小的话，醪液 粘稠，需 较大的搅拌设备且及易产生糊锅现象。所以糊化锅加水量为：M= ( 760 X 0.2+ 760) X 5 = 4560(kg)式中，760为粮化一次大米粉量，760 X 0.2为糊化锅加入的麦芽粉量(为大米量 的 20%)而糖化锅加水量为：M=2128X 3.5 = 7448(kg

51、)式中，2128kg为糖化一次 糊化锅 投入的 麦芽粉 量，即2280-152=2128(kg)而2280为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为：MW=M+M=4560+37240=12008(kg)自来水的 平均温 度取=18C ,而糖化配 料用水 温度T2=50 C ,故耗热量 为：Q=Cw Mw(T 2-T1)=4.18 X 12008 X (50-18)=1606190(KJ)二. 糊化锅中米醪煮沸耗热量Q由糖化工艺流程图(图3)可知，Q2 = Q21 + Q2 + Q3Q1为米醪由初 温即室温加热到煮 沸的耗热，Qh为煮沸 过程中蒸汽带走的热量， Q3为升温过程中的热损失。2.1 .

52、糊化锅 内米醪由初温T。加热至煮沸的耗热量Q1Q 21=C 米醪M米醪 (100-T 0)(1) 计算米 醪的比热 容C米醪根据经 验公式C容物=0.1(100-W)C 卄4.18W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/(Kg K)C麦芽=0.01(100-6 ) 1.55+4.18 X 6=1.71KJ/(Kg K)C大米=0.01(100-13 )X 1.55+4.18 X 13=1.89KJ/(Kg K)C米醪=(M大米C大米+M麦芽C麦芽+ MwCw)/(M大米+M麦芽+ MW=(760 X 1.89+152 X 1.71+4560 X 4.1

53、8)/ ( 760+152+4560 )=3.79 KJ/(Kg K)(2) 米醪的 初温10设原料 的初温 为18 C,而 热水为50 C,则10 =( M大米 C 大米+M麦芽C 麦芽)X 18+ MwCwX 50/( M 米醪C米醪)=( 760 X 1.89+152 X 1.71 ) X 18+4560 X 4.18 X 50/ ( 760+152+4560 ) X 3.79=47.4 C(3) 把上述 结果代 如3-1中，得：Q 21=3.79 X( 760+152+4560 )X( 100-47.4 ) =1090865.09( KJ)2.2煮沸过程蒸汽带出的热量6设煮沸时间为40

54、min，蒸发量为每小时5%,则蒸发水量为：V 1=M米醪 X 5%X 40/60=5472 X 5%X 40/60=182.4 ( Kg)Q 22= V1I=182.4 X 2257.2=411713.28 (KJ)式中，I为100 C饱和气压下水的汽化潜热2257.2 (KJ/Kg )2.3热损失Q23米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15%,即：Q 23=15% ( Q1+Q2)2.4由上述结果得：Q 2=1.15 (Q1+Q2) =1.15 X( 1090865.09+411713.28 ) =1727965.13(KJ)3 第二次煮 沸前混 合醪升温至70 C的耗热 量Q3.1糖化锅中混合醪中的麦醪已知麦芽初温为18 C,用50 C的热水配料，则麦醪温度为：M麦醪=M麦芽+M2=2128+7448=9576 ( kg )C麦醪=(M麦芽C麦芽 +M2CW / ( M 麦芽 + M2)=(2128 X 1.71+7448 X 4.18 ) /9576=3.63KJ/(kg.K)t麦醪=(M麦芽C麦芽X