毕业设计说明书,啤酒厂的设计

1、齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘要本设计为年产15万吨11°（淡爽型）啤酒厂设计，糖化工段的工艺设计是设计的重点。该啤酒经过糊化，糖化，过滤，煮沸，冷却，采用圆筒体锥底发酵罐，历经14天发酵而成。此次设计计算主要包括物料衡算，热量衡算，冷耗计算和设备选型的计算以及重点设备糊化锅的计算。该啤酒厂设计的图纸主要包括糖化车间和发酵车间的流程，重点设备糊化锅装配图，以及糖化车间的平面图和立面图。啤酒的酿造采用70%的优质麦芽，30%的大米。设计中采用湿法粉碎，该工艺可以使麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎，胚乳带水碾磨，较均匀，糖化速度快，可提高过滤速度。对大米来说，粉碎的越细越好，越利

2、于糊化。而湿法粉碎恰恰能更好的更细的粉碎。糖化采用二次煮出糖化法，用此方法酿造啤酒，其颜色色泽淡黄，泡沫丰富持久具有特殊味道。可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，促进物料的溶解，使溶液彻底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。关键词：淡爽型；啤酒厂；糊化锅；设计；二次煮出法AbstractThis design for yearly produces 150,000 tons 11°（Shuang-type short ）breweries designs, the saccharification construction section's technological

3、design, is the design key point.The process dextrinize, the saccharification, filters, boils, cooling, uses one sets fermentation process, Uses the cylinder body fermentation pot， the calendar green 14 days fermentation material calculated becomes. This design calculation mainly includes , the therm

4、al graduated arm calculated, coldly consumes the computation and the equipment shaping computation as well as the key equipment gelatinization pot computation. This brewery design blueprint mainly includes the saccharification workshop and the fermentation workshop flow, main equipment gelatinizatio

5、n pot, as well as the glycosylation of the floor plan and elevation drawing workshop. The beer brewed using 70% of high-quality malt, 30% of the rice. In the design uses is the aqueous method smashing, the reason is bec- ause malt skin shell full absoring water changes softly, when smashing the skin

6、 shell is not easy to grind, embrionic breast including water mill, evener, the saccharification speed is quick, may enhance the filtration rate. Said to the rice that, the smashing thinner is better, more favor the dextrinize. But the aqueous method smashing exactly can a better thinner smashing. A

7、nd us- es two time boils the sugar reduction, brews the beer with this method, its co- lor luster light yellow, the froth rich lastingly has the special flavor. Its may recover some malts to dissolve not the good shortcoming, the promotion ma- terial dissolution, causes the solution thorough dextrin

8、ize, is advantageous for the amylase function, enha- -nces lixivium receives rate.Key words : Shuang-type short ; Breweries ; Gelatinization pot; Design; Two time boils the law目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 啤酒工业概述11.2 啤酒设计概述11.2.1 设计目的11.2.2 设计选题依据11.2.3 设计内容11.2.4 指导思想21.3 课题研究的内容和流程21.4 设计工作的背景21.4.1

9、啤酒的历史21.4.2 当代中国啤酒工业31.5 啤酒生产技术31.5.1 啤酒的主要工艺31.5.2 啤酒国家标准41.6 中国啤酒的发展方向5第2章 啤酒工艺选择与论证62.1 啤酒酿造工艺流程62.2 酿造啤酒的原料72.3 麦汁的制备82.4 主要工艺方法82.4.1 糖化工艺82.4.2 发酵工艺92.5 厂址选择的地点及条件112.5.1 地理位置112.5.2 气候112.5.3 地形11第3章 物料衡算113.1 糖化车间物料衡算113.1.1 糖化车间工艺流程123.1.2 工艺技术指标及基础数据123.1.3 100kg原料的物料衡算133.1.4 100L啤酒的物料衡算1

10、43.15 15000t/a11°淡爽啤酒酿造车间物料衡算表143.2 糖化车间的热量衡算153.2.1 糖化用水耗热量163.2.2 第一次米醪煮沸耗热量173.2.3 第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量173.2.4 第二次煮沸醪的耗热量183.2.5 洗槽水耗热量193.2.6 麦汁煮沸过程耗热量193.2.7 糖化一次总耗热量203.2.8 糖化一次耗用蒸汽量203.2.9 每小时最大蒸汽耗量203.2.10 蒸汽单耗203.3 发酵车间的水耗量计算213.4 发酵车间的耗冷量衡算223.4.1 发酵工艺流程223.4.2 工艺技术指标及基础数据223.4.3 工艺耗冷量Q

11、t233.4.4 非工艺耗冷量243.4.5 发酵车间冷量衡算归纳25第4章 啤酒生产主要设备的选择与论证274.1 主要设备的选型及计算274.1.1 麦芽贮藏箱274.1.2 麦芽粉贮藏箱274.1.3 大米贮藏箱284.14 大米粉贮藏箱284.1.5 糖化锅尺寸的计算284.1.6 煮沸锅尺寸的计算294.1.7 回旋沉淀槽的尺寸计算294.1.8 板框过滤机304.1.9 麦汁暂存罐304.1.10 薄板换热器尺寸计算304.1.11 发酵罐的尺寸计算304.1.12 清酒灌尺寸计算314.2 附属设备设计与选型314.2.1 啤酒过滤设备314.2.3 酵母的扩培设备314.2.4

12、 CIP清洗系统设计32第5章 重点设备(糊化锅)的计算和选型335.1.1 糊化锅的容积计算335.1.2 糊化锅的厚度计算335.1.3 糊化锅的管径计算345.1.4 糊化锅重计算355.1.5 法兰选择355.1.6 支座的选择355.1.7 CIP清洗管路的设计36第6章 啤酒三废的处理366.1 啤酒厂废水的治理366.1.1 好氧处理工艺366.1.2 水解-好氧处理386.1.3 厌氧好氧联合处理技术396.2 副产物的利用406.2.1 麦糟的利用416.2.2 二氧化碳的回收416.2.3 酵母的回收利用41结论42参考文献43附录44致谢4642第1章 绪论1.1 啤酒工

13、业概述随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入了千家万户。为了保持啤酒应有的传统并结合实际的生产情况，给啤酒下一个简明的定义是一件很有意义的事，既啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。上述定义的实际意思：1、啤酒以麦芽为主要原料，亦即啤酒是以麦芽为主要原料生产的。基于以麦芽为主要原料，则麦芽使用量应不少于50%。自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料。 2、啤酒是添加酒花，经酵母发酵酿制而成的。是世界目前各国公认的经过糖化、发酵方法而酿制的酿造酒，非配制酒。 3、啤酒应是含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。区别于汽酒和其它配

14、制酒。我国啤酒工业起步较晚，但发展迅速。目前，我国啤酒的年产量已位居世界首位。但从人均消费量来看，远远落后于发达国家水平。我国啤酒产很多，但设备产量参差不齐。最近几年啤酒产业正向着规模化、效益化发展。不少的啤酒厂被大啤酒厂兼并。这一发展趋势是符合世界发展趋势的。随着啤酒生产现代化的迈进，我们将会喝到更新鲜、更可口的啤酒。 啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。1.2 啤酒设计概述1.2.1 设计目的通过此毕业设计，使我们初步掌握了工厂工艺设计的程序和方法。并受到一次工程设计的严格训练，让我们具有一定的工程设计能力。这对于即将从事科研，生

15、产或技术管理工作的毕业生具有十分重要的意义。 1.2.2 设计选题依据本设计是根据齐齐哈尔大学生命科学与工程学院生物工程教研室布置的毕业设计大纲的要求来进行设计的。1.2.3 设计内容本设计为年产15万吨11°(淡爽)啤酒厂设计，重点设备糊化锅，重点是糖化车间的设计。还包括设计工厂的工艺方法及流程，三大衡算，设备选型，生产车间的布置，绘制设计图纸（工艺流程图，车间平、立面布置图、重点设备装配图），撰写设计说明书。1.2.4 指导思想本设计是在确定工艺方法及流程和设备选型时，结合了实习工厂的实际情况，工艺上力求其合理性和先进性，设备上根据实际尽可能采用先进的生产设备。通过先进的技术，自

16、动化、机械化的生产控制，来减轻繁重的体力劳动和提高劳动力生产率，并采用已经成熟的生产工艺技术和设备，使工厂建成后能够顺利投产，迅速达到设计能力。在经济上，因地制宜，采用适合的管理方法，降低能耗，减少污染，保护环境，选用合适的产品的，减少浪费。设计工厂整体要做到投资少、成本低、见效快的效果。1.3 课题研究的内容和流程厂址的选择：地理位置一般工厂厂址选在城镇的郊区，考虑微生物发酵工厂对环境因素的特殊要求，需要地势平坦，利于排水，有丰富的水源2。气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一。厂址应该接近原料产地，保证供应方便，减少运输损失。工艺选择：1.保证产品质量符合国家的标准2.尽量采用成熟的，先进

17、的技术和设备。3.选择生产方法主要依据原料的来源，种类和性质。设备的选择：保证工艺的安全性和可靠性，经济上的合理性，技术先进，投资省，加工方便，运行费低，操作清洗方便。主要流程：1.查阅资料，确定工艺方法以及流程2.进行设计衡算（如物料衡算）3.设计图纸绘图4.撰写设计说明书。1.4 设计工作的背景1.4.1 啤酒的历史我国古代的原始啤酒可能也有4000至5000年的历史，但是市场消费的啤酒是到十九世纪末随帝国主义洋枪洋炮一起进来的。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。1903年英国和德国商人

18、在青岛开办英德酿酒有限公司，生产能力为2000 吨，这就是现在青岛啤酒厂的前身。1904 年在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂东北三省啤酒厂；1914年哈尔滨又建起了五洲啤酒汽水厂；同年北京建立了双合盛啤酒厂；1935年广州出现了五羊啤酒厂(广州啤酒厂的前身)。1958年我国在天津、杭州、武汉、重庆、西安、兰州、昆明等大城市投资新建了一批规模在2000吨左右的啤酒厂，成为我国啤酒业发展的一批骨干企业。 1.4.2 当代中国啤酒工业新中国成立以来，啤酒工业的发展经历了四个阶段：第一阶段 从1953年到1962年，是啤酒工业的调整和发展阶段，新建了一批新的啤酒厂，啤酒年产量的平均增长速度为38.

19、2%。1963年至1972年，速度虽有所放慢，但啤酒产量仍增长1.4 倍。到1978年，我国的啤酒年产量达到40万吨。在这一阶段,在啤酒科学研究、教育、人才培养等方面的工作为啤酒工业的今后的发展打下了基础。第二阶段 1979年后,啤酒生产全面发展。全国除西藏外，各省、市、自治区都建立了啤酒厂，全国除轻工系统外，其他部们如商业、农业、机械、国防、冶金等都建立了啤酒厂。一些啤酒厂的规模也越来越大。如在1980年,我国共生产啤酒68. 8万吨2。第三阶段 在这一阶段，我国的啤酒工业高速发展，其主要特点是扩建和新建的啤酒厂如雨后春笋，啤酒生产规模也逐步扩大，在有的省份, 几乎每个县市都有啤酒厂。据19

20、87年的统计, 在浙江省就有啤酒厂104家。由于实行改革开放政策,从国外引进技术,装备,人才,加快了啤酒工业的发展.如从国外引进了啤酒生产线，尤其是啤酒灌装线。产量翻番的时间缩短,如 1982年,全国啤酒产量为117万吨，到1985年，啤酒产量就达到310.4万吨。1988年，啤酒产量又翻了一番，达到654万吨。第四阶段 这一阶段可说是中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期,一方面, 啤酒工业继续以高速度发展,在高速发展的同时，开始对啤酒的质量，啤酒工业的经济效益更加重视，啤酒工业的规模按照国际上的惯例，开始向大型化，集团化方向发展。一些中小型啤酒厂被大型啤酒厂兼并。1.5 啤酒生产技术1.5.1

21、啤酒的主要工艺啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工 序。麦芽制造：大麦（也正在试验用小麦）浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等低分子物质。发芽到一定程度，就要中止发芽，经过干燥，制成水份含量较低的麦芽。麦芽汁的制造：麦芽经过适当的粉碎，加入温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶 制剂，进行糖化（主要将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖），为了降低生产成本，还可以加入一 定比例的大米粉作辅料（大米粉中先加水煮沸）。制成的麦芽醪，用过滤槽进行过滤

22、，得到麦芽汁，将麦芽汁输送到麦汁煮沸锅中，将多余的水份蒸发掉，并加入酒花。酒花是一种植 物的花，加入到啤酒中,可使啤酒带有特有的酒花香味和苦味，同时，酒花中的一些成份还具有防腐作用，可延长啤酒的保藏期。发酵：麦芽汁经过冷却后，加入酵母菌，输送到发酵罐中，开始发酵。传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行，现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。前发酵主要是利用酵母菌将麦芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些风味物质，排除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的成熟，这一期间，控制一定的罐内压力，使后酵时产生的二氧化碳保留在啤酒中。因此后期要充入二氧化碳，把二氧化碳通过冲气管中的小

23、泡吹入到发酵液中。在后发酵中压强会逐渐升高。过滤灭菌：经过二个星期左右的发酵（有些啤酒发酵期可能长达几个月），将啤酒经过过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再经达低温灭菌（62左右），冷却，啤酒就可以包装。瓶装的啤酒，瓶子要经过几次的灭菌，瓶盖要经过紫外线灭菌，包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。1.5.2 啤酒国家标准啤酒国家标准编号：GB4927-91国家技术监督局1991.9.10批准, 1992.8.1实施1.引用标准:GB 191 包装储运图示标志GB 2758 发酵酒卫生标准GB 4544 啤酒瓶GB 4789.1 4989.28 食品卫生检验方法-微生物学部分GB 4928

24、啤酒试验方法GB 5739 啤酒塑料周转箱GB 6543 瓦楞纸箱GB 10344 饮料酒标签标准2.技术要求感观要求: 淡色啤酒的感观指标应符合表1的规定。表1-1项目优级一级二级外观透明度清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物尚清，较透明浊度，泡沫形态泡持性瓶装听装色度°°°°香气和口味具有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体谐调，柔和无异香、异味有较明显的酒花香气，口味纯正，较爽口，谐调，无异香、异味有酒花香气，口味较纯正，无异味3啤酒的保质期瓶装、听装熟啤酒保质期不少于120天（优、一级），60天（二级）。瓶装鲜啤酒保质期不少于7天。罐装、桶装鲜啤酒保质

25、期不少于3天。1.6 中国啤酒的发展方向行业结构的变化：集团化、规模化。 企业数量继续下降，青岛、燕京、华润的下属企业会继续增加，生产能力和年产量还将持续增长。珠啤、雪津、哈啤等二级啤酒集团也会迅速扩张。一业为主，多元扩张。 大多数啤酒集团在把啤酒业做强的同时依靠自身优势进入其它行业进行多元化发展。如青啤进入茶饮料业、葡萄酒业，燕啤进入生物制药业，蓝剑下属20多家进入其它产业等。信息化。 知识经济时代，企业对信息的利用率和利用程度成为提高企业竞争力的重要方面，啤酒企业对加快企业信息化建设更加重视。一方面加快内部信息化建设，如青啤、珠啤、燕啤、哈啤投资数千万元上ERP系统，许多企业建立内部局域网

26、等；另一方面加快外部信息沟通和利用。更多的企业成立信息中心，加快对外部商业情报的收集、分析、利用。科技化。 科技永远是第一生产力，加快科技进步是啤酒企业未来竞争的焦点之一。在纯生技术进一步提高的同时，啤酒企业会在啤酒保鲜度、延长保鲜期等方面不断创新。产品多样化。 传统的普通啤酒依然会是主流，但随着越来越多个性化产品的不断推出，功能性保健啤酒、果汁啤酒、无醇啤酒等特色啤酒的消费量会越来越大。企业所有制结构的多元化。 国有企业逐渐退出，股份制企业、多种所有制混合企业、民营企业得到大发展，新一轮的中外合资企业也会增多，不过合资企业也会增多，不过合资的形式发生了改变。市场结构的变化：在城市市场，新一轮

27、消费高潮掀起，中高档啤酒市场、特色啤酒市场、女士啤酒市场得到发展。在农村市场，随着农村经济的发展，啤酒消费出现稳步增长趋势。传统的企业经销商消费者的模式受到挑战，企业消费者的直销模式得到快速发展，尤其是电子商务的发展使网上营销在啤酒行业得到大发展。 第2章 啤酒工艺选择与论证2.1 啤酒酿造工艺流程采用如下工艺流程：辅料粉碎糊化 酵母 麦芽粉碎糖化过滤煮沸沉淀冷却发酵过滤罐装压盖杀菌贴标装箱 氧气图2-1 啤酒酿造工艺流程图原料麦芽和辅料粉碎后，分别进入糖化锅和糊化锅。糊化好的糊化醪液进入糖化锅，与糖化醪混合后继续糖化。糖化完成后经过过滤，进入煮沸锅煮沸，然后进入回旋沉淀槽沉淀，之后进入发酵车

28、间。进入发酵车间的麦汁要先经过冷却，然后通入氧气并加入酵母一起进行发酵。发酵好的啤酒经过过滤后进入清酒罐，然后就可以进入包装车间罐装、压盖、杀菌、贴标、装箱。2.2 酿造啤酒的原料酿造啤酒的主要原料是大麦、水、酵母、酒花。大麦在谷物中具有较为便宜，易于发芽，酶系统完全，并且含有蛋白质，脂肪，磷酸盐以及其他无机盐，维生素，碳水化合物和其他多种矿物质等优点，因此成为生产啤酒的主要原材料。酿造啤酒用的优质大麦具有籽粒饱满，皮薄，淀粉含量高和发芽率高的4大特点。大麦首先必须将其制成麦芽，方能用于酿酒。大麦在人工控制和外界条件下发芽和干燥的过程，即称为麦芽制造。大麦发芽后称绿麦芽，干燥后叫麦芽。酿造水：

29、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除洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐成为软水。对水的要求详见下表(2-1)表2-1 水质要求表水质内容颜色透明度味道总溶解盐PH值有机物（高锰酸钾耗氧量）理想状态无色透明无沉淀无味150-200mg/L6.8-7.20-3mg/L水质内容铁盐(以计）锰盐(以计)氨态(计)氯化(以计)游离氯理想状态<0.3mg/L<0.1mg/L020-60mg/L<0.1mg/L酿造啤酒的另一个重要原料就是酒花。作为啤酒工业的原料开始使用于德国。使用的主要目的是利用其苦味，香味，防腐力和澄清麦汁的能力。

30、酒花的主要成分有：-酸（学名HUmulone)和B-酸（学名Lupulone)及未定性的B-组分(B-Fraction),以及酒花油和多酚物质。酒花又称啤酒花，英文名称“HOP”，其实它的真正学名应为Humuluslupulus。这种植物雌雄异株，只有雌株才能结出花朵。它将自身的苦味物质，单宁，酒花油和矿物质赋予了啤酒，增强了啤酒的防腐能力，使啤酒具有芳香，安神和调节整个人体新陈代谢的功能，并且使啤酒的泡沫洁白，细腻，持久。因此可以说，大麦和啤酒和共同构成了啤酒的灵魂。酵母是生产所有酒类不可缺少的物质，酵母的种类很多，啤酒酵母的学名：Saccharomyces cerevisiae，根据Lod

31、er分类，酵母有39属，350种。啤酒酿造中酵母主要起的作用就是降糖，产生二氧化碳和酒精。但不是所有的酵母都可以用来酿酒，用来酿制啤酒的酵母大部分是经过人工培养的专用酵母，称之为啤酒酵母。啤酒酵母又可分为上面发酵酵母和下面发酵酵母。用上面发酵酵母酿造的啤酒，在发酵过程中，温度比较高，发酵时间比较短，发酵完毕以后，酵母大多漂浮在上面。一般来讲，Ale,Stout这些种类的啤酒大多采用此种酵母。相反，使用下面发酵酵母在酿制啤酒的发酵过程中，温度比较低，发酵时间比较长，发酵完毕之后，酵母大多沉聚在底部，像Pilsner Beer,Munich Beer这一类的著名啤酒，大多采用此种酵母进行发酵。值得

32、一提的是，用来酿酒的酵母，均含有大量的蛋白质和多种氨基酸，维生素以及矿物质，特别是核酸，更具有抗老防衰的独特作用。2.3 麦汁的制备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。啤酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因此麦汁的颜色，芬香味、麦汁组成有一些会影响啤酒的风味、有一些影响发酵、最终也影响啤酒的风味4。麦汁组成中影响发酵的主要因子是：原麦汁浓度、溶氧水平、pH值、麦汁可发酵性糖含量、-氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。2.4 主要工艺方法2.4.1 糖化工艺糖化的主要方法：煮出糖化法，浸出糖化法，双醪糖化法，分级糖化法。本设计采用二次煮出糖化法，特点：颜色色泽淡黄，泡沫丰

33、富持久具有特殊味道。其可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，当部分醪液加热至煮沸是，利用热力作用，促进物料的溶解，使溶液彻底糊化，便于淀粉酶的作用，以提高浸出物收得率。而且其灵活性比较大，适用于处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒。用淡色麦芽采用此法制造淡色贮藏啤酒是比较普遍的。则二次煮出糖化法的糖化曲线：图2-2 糖化工艺曲线曲线的说明：（1）辅助原料与部分麦芽粉在糊化锅中与水混合，并升温煮沸糊化。与此同时麦芽与水分在糖化锅内混合，52度保温，进行蛋白质休止。（2）采用两段式糖化温度，提高可发酵性糖含量糖化温度为63度，此温度下糖化，麦芽中核苷酸、内切肽酶及-淀粉酶均有活性，促进了核酸分解（形成

34、核苷酸、及嘌呤、嘧啶）；内切肽酶还有一定活性，可补充蛋白质的分解，形成较多的可溶性氮；有利于形成较多的可发酵性糖。（3）第二段糖化，主要发挥-淀粉酶的催化作用，提高麦汁收率。此段要分醪煮沸至100度，在回到糖化对醪，最后升温至78度时糖化结束。2.4.2 发酵工艺冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，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，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵性糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。 酵母恢复阶段： 酵母

35、细胞膜的主要组成物质是甾醇，当酵母在上一轮繁殖完毕后，甾醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成甾醇，产生新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖甾醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的参与下进行，合成代谢的主要能量来源由暂储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。在次阶段，酵母细胞基本不繁殖，所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供下一次接种使用。 有氧呼吸阶段：此阶段主要是指酵母细胞以可发酵糖为主要能量来源，在氧的作用下进行繁殖。 无氧呼吸阶段：在此发酵过程中，绝大部分可发酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是

36、葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖，麦芽三糖。本设计采用的是下面发酵工艺。表2-2 主发酵现象和要求5发酵阶段外观状态和要求酵母繁殖期麦汁添加酵母8-16个小时以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色的，乳脂状的泡沫，酵母繁殖20小时以后立即进入主发酵槽。泡期还槽4-5小时后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间，洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，有二氧化碳小气泡上涌，并且带出一些析出物。高泡期发酵后2-3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵作用。落泡期发酵5天以后，发

37、酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。泡盖形成期发酵7-8天后，泡沫回缩，形成泡盖，撇去所析出的多酚复合物，酒花树脂，酵母细胞和其他杂质，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。后发酵以及储藏：麦汁经主发酵后的发酵液叫嫩啤酒，此时酒的二氧化碳含量不足，双乙酰，乙醛，硫化氢等挥发性物质没有减低到合理的程度，酒液的口敢不成熟，不适合饮用。大量的悬浮酵母和凝结析出的物质尚未沉淀下来，酒液不够澄清，一般还要几个星期的后发酵和贮酒期，啤酒的成熟和澄清均在后发酵和贮酒期。发酵工艺曲线：2.5 厂址选择的地点及条件2.5.1 地理位置哈尔滨位于东经125°42-130&#

38、176;10，北纬44°04-46°40，是黑龙江省会，是东北地区北部最大的中心城市，也是中国省辖市中面积最大、人口居第二位的特大城市（仅次于成都）。2.5.2 气候哈尔滨的气候属中温带大陆性季风气候，特点是四季分明，春季山野披绿、满城丁香；夏季清凉宜人、休闲避暑；秋季秋高气爽、层林尽染；冬季银装素裹、雪韵冰情。冬季1月平均气温约零下19度；夏季7月的平均气温约23度。全年平均降水量569.1毫米，夏季占全年降水量的60%。2.5.3 地形哈尔滨市区及双城市、呼兰区地域平坦、低洼，东部10县（市）多山及丘陵地。东南临张广才岭支脉丘陵，北部为小兴安岭山区，山势不高，河流纵横，

39、平原辽阔。第3章 物料衡算3.1 糖化车间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）等。3.1.1 糖化车间工艺流程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2-3所示。 图3-1 啤酒厂糖化车间工程流程示意图3.1.2 工艺技术指标及基础数据根据表2-2的基础数据，首先进行100kg原料生产11°淡爽啤酒的物料计算，然后进行100L11°淡色啤酒的物料衡算，最后进行150000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表3-1啤酒生产基础数据项目名称百分比说明定额指标原料

40、利用率98麦芽水分6大米水分12无水麦芽浸出率78无水大米浸出率90原料配比麦芽70大米30损失率冷却损失7发酵损失2对热麦汁而言过滤损失1装瓶损失2总损失率啤酒总损失率12对热麦汁而言3.1.3 100kg原料的物料衡算1.100kg原料：根据表1可得到原料收得率分别为：原料麦芽收得率为：原料大米收得率为：混合原料收得率为：由上述可得100kg混合料原料可制得的11°热麦汁量为：又知11°麦汁在20时的相对密度为1.0442，而100热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100）体积为： 2.冷麦汁量为：3.发酵液量为：4.过滤酒量为：5.成品啤酒量为：3.1

41、.4 100L啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产11°淡爽啤酒583.27L，故可得下述结果：1.生产100L11°淡爽啤酒需耗混合原料量为：2.麦芽耗用量为：3.大米耗用量为：4.酒花耗用量：对淡爽啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为：5.热麦汁量为：6.冷麦汁量为：7.发酵液量：8.过滤酒量：9.成品酒量：10.湿糖化糟量 设啤酒厂排出的湿麦芽糟水分含量为80%，则：湿麦芽糟量为： 湿大米糟量为：故湿糖化糟量为：11.酒花糟量 设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：3.15 15000t/a1

42、1°淡爽啤酒酿造车间物料衡算表设生产旺季每天糖化8次，共计200天，而淡季则每天糖化4次，共计100天，则总的糖化次数为2000次每年。把上述的有关啤酒糖化生产车间的三项物料衡算计算结果整理成物料衡算表，见表3-2：表3-2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L11°淡色啤酒糖化一次定额量150000t/a啤酒生产混合原料kg10017.1413059.8826.12×106大麦kg7012.009141.9216.46×106大米kg305.143917.967.05×106酒花kg1.340.23174.723.

43、15×105热麦汁L666.35114.2183812.8216.76×107冷麦汁L619.71106.2277945.9615.59×107湿糖化糟kg85.5814.6711176.6522.35×106湿酒花糟kg4.020.69524.161.05×105发酵液L607.32104.1076387.0015.28×107过滤酒L595.17103.0675623.1315.12×107成品啤酒L583.27101.0074110.6714.82×107备注：11°淡色啤酒的密度为1011kg/m

44、3，实际年产啤酒150032t3.2 糖化车间的热量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工艺，下面就以此为基准进行糖化车间的热量衡算。工程流程示意图如图3-2所示，其中的投料量为糖化一次的用料量（计算参表3-2）图3-2啤酒厂糖化工艺流程图3.2.1 糖化用水耗热量1.根据工艺，糊化锅加水量为：式中，3917.96为糖化一次大米粉量，783.59为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%），4.5为加水比。2.糖化锅加水量为：式中，8358.33为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即9141.92-783.59=8358.33(kg)而9141.92为糖化一次麦芽定额量，3.5为加水比。3.糖化总用水

45、量为： （3-1） 自来水的平均温度取t1=18,而糖化配料用水温度t2=50,故耗热量为： （3-2） 3.2.2 第一次米醪煮沸耗热量1.由糖化工艺流程图（图3-2）可知， （3-3） 2.糖化锅内米醪由初温t0加热到100的耗热量 （3-4） (1)计算米醪的比热容G米醪根据经验公式进行计算。式中W为含水百分率；C0为绝对谷物比热容，取C0=1.55kJ/(kgK). （3-5） (2)米醪的初温t0设原料的初温为18，而热水为50，则 （3-6） (3-3)把上述结果代入（3-4）式中，得： 3.煮沸过程蒸汽带出的热量Q22设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水量为： （

46、3-7） 故： （3-8）式中，I为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜热（kJ/kg）4.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： (3-9) 由上述结果得： (3-10) 3.2.3第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量按照糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅中的麦醪混后温度应为63，故混合前米醪先从100冷却到中间温度t01.糖化锅中麦醪中的t麦醪已知麦芽初温为18，用50的热水配料，则麦醪温度为： (3-11)(3-1) （3-13） 2.根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度为： （3-14） （3-15） （3-

47、16） 3.计算 Q3 （3-17） 3.2.4 第二次煮沸醪的耗热量由糖化工艺流程可知： （3-18）1.混合醪升温至沸腾所耗热量Q41（1）经第一次煮沸后米醪量为： （3-19） 糖化锅的麦芽醪量为： （3-20）故进入第二次煮沸的混合醪量为： （3-21）（2）根据工艺，糖化结束醪温为78，抽取混合醪的温度为70，则送到第二次煮沸的混合醪量为： （3-22）（3）麦醪的比热容（3-23）混合醪比热容： （3-24）（4）故 （3-25） 2.二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分量为： （3-26） 式中，I为煮沸温度下饱各蒸汽的焓（kJ/kg）3

48、.热损失Q43根据经验有： （3-27）4.把上述结果代入公式（27）,得（3-28）3.2.5 洗槽水耗热量设洗槽水平均温度为80，每100Kg原料用水450Kg，则用水量为故 （3-29） 3.2.6 麦汁煮沸过程耗热量 （3-30） 1.麦汁升温至沸点耗热量Q61由表3-2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100kg混合原料可得到666.35kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70，则进入煮沸锅的麦汁量为： 故 （3-31） 2.煮沸过程蒸发耗热量Q62煮沸强度10%，时间1.5h，则蒸发水分为故 （3-32） 3.热损失为 （3-33） 4.把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热 （3-44）

49、 3.2.7 糖化一次总耗热量 （3-35） 3.2.8 糖化一次耗用蒸汽量使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3KJ/Kg,则： （3-36） 式中，i为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；为蒸汽的热效率，取=95%。3.2.9 每小时最大蒸汽耗量在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且已知煮沸时间为90min热效率为95%，故 （3-37）相应的最大蒸汽耗量为： (3-38) 3.2.10 蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为2000次，总共生产啤酒150000t.年耗蒸汽总量为：每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：至于糖化过程的冷却，如热麦汁被

50、冷却成热麦汁后才送井发酵车间，必须尽量回收其中的热量。最后若需要耗用冷冻水，则在以下“耗冷量计算”中将会介绍最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表3-3。表3-3 啤酒厂糖化车间总热量衡算表名称规格（MPa）每吨消耗定额（kg）每小时最大用量（kg/h）每昼夜消耗量（kg/d）每年消耗量（kg/a）项目0.3（表压）515.4114737.84309245.7677311440.03.3 发酵车间的水耗量计算主要包括糖化用水洗槽用水沉淀槽冷却用水麦汁薄板冷却器冷却用水1.糖化用水根据热量衡算可知，糖化一次用水量为50411.14kg，糖化用水时间设为0.25小时，则每小时最大用水量为2.洗槽用水根据热量衡算可知，糖化一次用水量为58769.46Kg 设洗槽用水时间为1.5小时，则每小时洗槽用水最大量为3.糖化室洗刷用水一般糖化室设备洗刷用水每糖化一次，用水约60吨，用水时间为2小时，因此洗刷最大用水量为4.沉淀槽冷却用水 (冷却时间为1小时)热麦汁放出热量：热麦汁比重：热麦汁含量：热麦汁比热：，热麦汁温度：冷却水温度：t1=18 t2=45冷却水比热：C=1kJ/(kg.)5.沉淀槽洗刷用水每次洗刷用水3.5吨，冲洗时间为0.5小时，则每小时最大用水量为6.麦汁冷却器冷却用