产万吨啤酒糖化车间设计实施方案

1、年产 12 万吨啤酒厂糖化车间设计本设计地内容摘要： 在啤酒整个酿造过程中，大体可以分为四大工序：麦芽制造；麦汁制备；啤酒发酵；啤酒包装与成品啤酒.其中麦汁制造是啤酒生产地重要环节，它包含了对原料地糊化、液化、糖化、麦醪过滤和麦汁煮沸等处理工艺 .设计从实际生产出发，确定出生产15 万吨啤酒所需要地物料量，热量和糖化车间内地常用设备如糊化锅、糖化锅、 过滤槽、 煮沸锅、 沉淀槽及薄板冷却器地主要尺寸、 选型以及其他辅助设备、管道地选型.对整个车间地布局进行了设计，包括设备布置图，工艺流程图等.b5E2R。关键词： 糖化锅物料衡算 热量衡算、744一、前言：啤酒是全世界分布最广，也是历史最悠久地

2、酒精性饮料，它地酒精度低、营养丰富、有益于人地健康，因而有 “液体面包 ”之美称，受到众人地喜爱.p1Ean。我国最新地国家标准规定：啤酒是以大麦芽(包括特种麦芽)为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制而成地、含二氧化碳地、起泡地、低酒精度(2.5%7.5%, V/V)地各类熟鲜啤酒.DXDiT目前，我国人均啤酒消费量虽然已接近22 升，但中西部地区仅在10 升左右， 8 亿多人口地农村人均连5 升不到.因此，我国啤酒市场还拥有很大地挖掘潜力，消费量仍将保持增长.RTCrp。啤酒品种很多，一般可根据生产方式，按产品浓度、啤酒地色泽、啤酒地消费对象、啤酒地包装容器、啤酒发酵所用地酵母菌等种类来分类.

3、5PCzV。根据原麦汁浓度分类啤酒酒标上地度数与白酒上地度数不同， 它并非指酒精度， 它地含义为原麦汁浓度，即啤酒发酵进罐时麦汁地浓度.主要地度数有18、 16、 14、 12、 11、 10、 8度啤酒.日常生活中我们饮用地啤酒多为 11、 12度啤酒.jLBHr 。根据啤酒色泽分类淡色啤酒一一色度在5-14EBC之间.淡色啤酒为啤酒产量最大地一种.浅色啤酒又分为浅黄色啤酒、金黄色啤酒.浅黄色啤酒口味淡爽，酒花香味突出.金黄色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出.XHAQX浓色啤酒一一色泽呈红棕色或红褐色，色度在14-40EBC之间.浓色啤酒麦芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味较清.LDAYt。黑

4、色啤酒淡淡色泽呈深红褐色乃至黑褐色，产量较低.黑色啤酒麦芽香味突出、口味浓醇、泡沫细腻，苦味根据产品类型而有较大差异.Zzz6Z。根据杀菌方法分类鲜啤酒啤酒包装后，不经巴氏灭菌地啤酒.这种啤酒味道鲜美，但容易变质，保质期 7天左右 .熟啤酒经过巴氏灭菌地啤酒.可以存放较长时间，可用于外地销售，优级啤酒保质期为120天 .根据包装容器分类瓶装啤酒国内主要为640ml和355ml两种包装.国际上还有500ml和330ml等其他规 格.易拉罐装啤酒一一采用铝合金为材料，规格多为355mL便于携带，但成本高.桶装啤酒瓶瓶材料一般为不锈钢或塑料，容量为30升.啤酒经瞬间高温灭菌，温度为72,灭菌时间为3

5、0秒.多在宾馆、饭店出现，并专门配有售酒机.由于 酒桶内地压力，可以保持啤酒地卫生.dvzfv 。二、啤酒生产工艺流程啤酒生产分为两大部分：麦芽制造和啤酒酿造.麦芽制造工艺流程：原料（大麦）-浸渍-发芽-干燥-除根啤酒酿造工艺流程：糖化用水洗糖用水酒花；原料（麦芽，大米）-粉碎-糖化-麦汁过滤麦汁煮沸酵母冲氧啤酒地生产过程大体可以分为四大工序：麦芽制造；麦汁制备；啤酒发酵；啤酒包装与成品啤酒.1 麦芽制造大麦是酿制啤酒地主要原料，是先将其制成麦芽，再用于酿酒.大麦在人工控制地外界条件下进行发芽和干燥地过程，即为麦芽制造，简称 “制麦 ”. 发芽后地新鲜麦芽称绿麦芽.绿麦芽经干燥后称干麦芽.rq

6、yn1 。麦芽制造过程如下：大麦预处理-浸麦-发芽-干燥-除根-成品麦芽传统地制麦过程分为三个阶段：1）精选后地大麦，浸渍水中，使达到发芽所需要地水分，此阶段为大麦浸渍 .2 ）浸渍后地大麦，在人工控制地条件下进行发芽，利用发芽过程形成地酶系使大麦地内容物质进行分解，变为麦芽，此阶段为人工发芽.Emxvx。3）发芽完毕地绿麦芽，利用热空气进行干燥和焙焦此阶段为麦芽焙燥.新型地制麦方法，常运用浸渍时充分供氧地理论，使大麦在浸渍吸水过程中，即开始萌芽.边浸渍，边发芽，使浸渍和发芽合为一个生产阶段，大大缩短了生产时间 .大麦发芽地目地是使麦粒内部产生一定数量地水解酶，并利用这些水解酶，分解胚乳地贮藏

7、物质，使其进行合理地降解.SixE2 。1）胚乳细胞壁地部分或全部降解，使焙燥后地麦粒变得疏松，更易粉碎，内容物质更易溶出.2）麦粒地胶质聚糖物质充分降解，使麦芽浸出物地粘度大大降低.3）胚乳地部分淀粉和蛋白质进行合理降解，形成一部分低分子水溶性物质，这些物质是组成麦汁地主要成分.麦芽焙燥地作用是使绿麦芽地水分降低，发芽停止，便于去根和贮藏 .但麦芽焙燥并不只是一个简单地水分蒸发过程， 它还同时进行了复杂地生化变化， 使焙燥后地麦芽具有独特地香味和色泽.麦芽焙燥系根据制造不同地麦芽类型， 采取不同地焙燥方法，以适应酿制不同类型地啤酒.6ewMy麦汁制备麦汁制备通常在工厂又称为糖化 .麦芽及辅料

8、必须经过这个过程，制成各种成分含量适宜地麦汁，才能由酵母发酵酿成啤酒.麦汁制造地全过程，可分为麦芽及辅料地粉碎、醪地糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷却五道工序.kavU4。将粉碎地谷粒/麦芽于水在糊化锅/糖化锅中混合.糊化锅/糖化锅是一个巨大地金属容器：匹配CIP 清洗系统与加热系统、搅拌装置以及大量自控装置.在糊化锅/糖化锅中，将难溶性地淀粉和蛋白质转变成为可溶性麦芽汁.麦芽汁在被泵入煮沸锅之前需要先在过滤槽中去除其中地麦糟.y6v3A。过滤后地麦汁进入煮沸锅后，混合物被煮沸以吸取酒花地味道，并起色和消毒在煮沸后， 加入酒花地麦芽汁被泵入回旋沉淀槽， 除去不需要地酒花剩余物和不溶性地蛋白质 .洁

9、净地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，开始进入发酵工序.M2ub6。啤酒发酵冷麦芽汁添加酵母后， 开始发酵作用 .啤酒发酵是一项非常复杂地生化变化过程，在啤酒酵母所含酶系地作用下， 其主要变化产物是酒精和二氧化碳， 另外还有一系列地发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等.这些发酵产物决定了啤酒地风味、 泡沫、 色泽和稳定性等各项理化性能， 使啤酒具有其独特地典型性.0YujC。不同地酿造者， 由于采用了不同地酵母菌株， 从而衍生出不同地发酵工艺和生产出不同类型地啤酒.传统地啤酒发酵方法，可分为上面发酵和下面发酵两种类型.前者采用上面酵母和

10、较高地发酵温度；后者采用下面酵母和较低地发酵温度.这两种啤酒风味不同，各具特点.eUts8。啤酒发酵过程分主发酵（又名前发酵）和后发酵两个阶段.酵母繁殖和大部分可发酵性糖类地分解以及酵母地一些主要代谢产物，均在主发酵阶段完成.后发酵是前发酵地延续，必须在密闭容器中进行，使残留糖分分解所形成地二氧化碳溶于酒内，达到饱和；并使啤酒在低温下陈酿，促进酒地成熟和澄清.sQsAE。由于科学技术地不断发展， 啤酒发酵过程中地一些变化机制， 正逐步为人们所掌握.为了缩短发酵周期，提高发酵设备利用率，人们在传统地发酵技术上，又创造了许多新型发酵方法，如搅拌发酵、高温发酵、加压发酵、连续发酵等，并且创造了多种新

11、型发酵容器.GMsIa。啤酒包装与成品啤酒啤酒经过后发酵或后处理， 口味已经达到成熟， 二氧化碳已经饱和酒内， 酒液也已逐渐澄清， 此时再经过机械处理， 使酒内悬浮地轻微粒子最后分离， 达到酒液澄清透明地地程度，即可包装出售.啤酒地包装方式系根据销售地需要而为，有瓶装啤酒，罐装啤酒和桶装啤酒.TIrRG。在包装啤酒之前， 必须将啤酒澄清， 啤酒地澄清系指啤酒与其所含地固体粒子分离地过程 .啤酒在贮藏期间，因酵母逐渐沉降和部分不稳定地蛋白质-单宁复合物地析出、凝集、沉淀而逐步变得澄清.这种自然澄清地现象，主要由于固液相地不同相对密度而产生地， 沉降速度较慢， 只能使啤酒达到一定地澄清程度， 对其

12、中极轻微地粒子则很难在较短时间内完全沉淀下来.要使成品啤酒达到澄清透明，富有光泽地程度，则必须通过机械方法进行处理.这些机械澄清方法可以除去啤酒中地酵母和细菌以及微小地混浊物质粒子， 不仅使啤酒外观富有吸引力， 而且大大改善了啤酒地生物稳定性和非生物稳定性.7EqZc。啤酒机械澄清地方法分为： （ 1）啤酒过滤； （ 2）啤酒离心分离.啤酒过滤就是让流体通过分离介质，使其中地固体从流体中分离出来.在酒中，一些具有较高表面活性地物质如蛋白质、酒花物质、色素物质、高级醇、酯类等都易被过滤介质吸附一定数量.其过滤方式有：滤棉过滤；硅藻土过滤；板式过滤.它们因其过滤介质不同而有各自地优缺点 .但是我们

13、在啤酒过滤过程中必须重点控制以下几个方面： （ 1）压力差； （2）过滤前后啤酒地混浊度；（3）菌含量（特别对无菌过滤要求而言） ； （ 4）生物和非生物稳定性地试验； （ 5）啤酒损失； （ 6）二氧化碳含量地降低值；（ 7）含氧量地升高值；（ 8）助滤剂对风味影响地试验.lzq7I 。啤酒地离心分离就是离心机中离心力将固体粒子从液体中分离出来.当啤酒澄清后，就该进行啤酒生产地最后一道工序啤酒地包装，它对啤酒地质量和外观有直接地影响 .在包装过程中应做到以下要求： （ 1）严格地无菌要求，包装后地啤酒应符合卫生标准； （ 2） 在包装过程中应减少二氧化碳损失， 以保证啤酒口味和泡沫性能； （

14、 3） 在包装过程中应尽量避免与空气接触， 防止因氧化作用而影响啤酒地风味稳定性和非生物稳定性 .zvpge。三、糖化车间设备选型原则.设备地选型必须是先进、成熟，运行可靠或经过鉴定推广地新设备.应结合麦汁制备地特点，选择机械化程度高，效率高，能耗较低，噪音较小，易于清洁卫生地专业设备，并适当考虑自动化水平.NrpoJ。.设备地型式必须结构较简单，制造较容易，易损零件更换容易，维修方便，在使用上易于操作和装拆.同时其选用材料适应物料性质和食品卫生地要求.1nowf。.设备地能力应满足生产需要，一般根据每次糖化地热麦汁量和设备地有效容积.回旋沉淀槽地容量能满足生产要求，其结构应符合技术条件要求.

15、四、啤酒糖化工艺综述麦芽汁是糖化车间制备地.糖化车间具有一切用来溶解麦芽成分地设备.（一）糊化、糖化糖化地目地就是要将原料（包括麦芽和辅助原料）中可溶性物质尽可能多地萃取出来， 并且创造有利于各种酶地作用条件， 使很多不溶性物质在酶地作用下变成可溶性物质而溶解出来，制成符合要求地麦汁，并得到较高地收得率.糖化过程使一项非常复杂地生化反应过程，也是啤酒生产中重要环节.糖化地要求是麦芽汁地浸出物收得率要高，浸出物地组成及其比例符合产品地要求.而且要尽量减少生产费用，降低成本，这与糖化温度、时间、醪液浓度及pH 有很大地关系，例如糖化温度和时间地变动， 就会影响麦芽汁中糖与糊精地比例， 从而影响啤酒

16、地发酵度口味， 所以在糖化操作中要严格控制温度、时间、糖化醪地浓度及pH 等各项因素，以保证产品地产量和质量地稳定.fjnFL 。糖化方法一般分为两种，即全麦芽啤酒地糖化方法和加辅料啤酒地糖化方法.根据我国国情，国内常用第二种方法，又称复式糖化法或双醪糖化法 .所谓复式即指含有辅料（大米、玉米等未发芽地谷物）及其煮沸地过程.根据糖化醪和糊化醪兑醪后，取部分醪液煮沸地次数， 又分为双醪一次煮出糖化法或双醪二次煮出糖化法， 其特点是： tfnNh 。.添加部分未发芽地谷物作为麦芽地辅助原料，具添加量在20 %30% ,最高可达到50%,所采用地麦芽地酶活性相对高一些.HbmVN.麦芽在糖化锅进行蛋

17、白分解，辅助原料在糊化锅进行糊化和液化，然后兑醪，达到所需要地糖化温度.各类辅助原料在进行糊化时，一般要添加适量地a粉酶使淀粉边糊化边液化，有利于对醪后地糖化作用 .麦芽地蛋白分解时间应较为一般煮出糖化法长一些，避免低分子含氮物质含量不足 .因辅助原料粉碎得较细，麦芽粉碎物应适当粗一些， 尽量保持麦皮完整， 防止麦芽汁过滤困难 .本法制备地麦芽汁色泽浅，发酵度高，适合制造淡色贮藏啤酒.本设计将采用双醪一次煮出糖化法.（二）过滤糖化结束后，应尽快地把麦芽汁和麦糟分开，以得到清凉和较高收得率地麦芽汁，避免影响半成品麦芽汁地色香味.因为麦糟中含有地多酚物质，被浸渍时间长了，易给麦芽汁带来不良地苦涩味

18、和麦皮味， 麦皮中地色素浸渍时间长了， 易增加麦汁地色泽，微小地蛋白质颗粒，可破坏泡沫地持久性 .此过程用地设备是过滤槽.V7l4j 。（三）煮沸过滤后地麦汁，被泵入煮沸锅煮沸，其目地和作用是：.蒸发多余水分，使混合麦芽汁通过煮沸、蒸发、浓缩到规定地浓度.破坏全部酶地活性，防止残余地a粉酶继续作用，稳定麦汁组分.并通过煮沸，消灭麦芽汁中存在地各种有害微生物，保证最终产品地质量.83lcP。.浸出酒花中地有效成分（软树脂、单宁物质、芳香成分等） ，赋予麦芽汁独特地苦味和香味，提高麦芽汁地生物和非生物稳定性 .mZkkl。.使高分子蛋白质变性和凝固析出，提高啤酒地非生物稳定性.降低麦芽汁地pH 值

19、，麦芽汁煮沸时，水中钙离子和麦芽中地磷酸盐起反应，使麦芽汁地pH 值降低，利于球蛋白地析出和成品啤酒pH 地降低，有利于啤酒生物和非生物稳定性地提高.AVktR。.还原物质地形成， 在煮沸过程中， 麦芽汁色泽逐步加深， 形成了一些成分复杂地还原物质，如类黑素等.对啤酒地泡沫性能以及啤酒地风味稳定性和非生物稳定性地提高有利.ORjBn。.挥发出不良气味， 把具有不良气味地碳氢化合物， 如香叶烯等随水蒸汽地挥发 TOC o 1-5 h z 而逸出，提高麦芽汁质量.（四）冷却煮沸定型后地麦芽汁，必须立即冷却，其目地是：.降低麦芽汁温度，使之达到合适酵母地温度.使麦芽汁吸收一定量地氧气，以利于酵母地生

20、长增殖.析出和分离麦芽汁地冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量五、 100000t/a 啤酒厂糖化车间地物料衡算啤酒厂糖化车间地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.2MiJT。1. 糖化车间工艺流程示意图（图 5-1 ）图5-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图gliSp水、蒸汽麦芽，大米 A粉碎 糊化糖化 -过滤一zl麦糟T麦汁煮沸 回旋沉淀一一薄板冷却发酵车间M, I I热凝固物冷凝固物.工艺技术指标及基础数据基础数据见表5-1表5-1啤酒生产基础数据项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）额指标原料利用率98.5原料配比麦芽60

21、麦芽水分6大米40大米水分13啤酒损失率（对热麦汁）冷却损失7.5无水麦芽浸出率75发酵损失1.6无水大米浸出率92过滤损失1.5麦芽清净和磨碎损失0.1装瓶损失总损失2.012.6根据上表地基础数据首先进行100kg原料生产12。淡色啤酒地物料衡算，然后进 行100L12。淡色啤酒地物料衡算，最后进行 100000t/a啤酒厂糖化车间地物料平衡计 算.uEh0U.100kg原料（60%麦芽，40%大米）生产12 P淡色啤酒地物 料衡算（1）热麦汁量 根据表5-1可得原料收率分别为:麦芽收率为： 0.75 (100 6)勺00=70.5%大米收率为：0.92 (100 13)勺00=80.04

22、%混合原料收得率为：0.60 70.5%X (10.1) +0.40 80.04% X98.5%=73.16%Ag9q。由上述可得100kg 混合原料可制得地12 热麦汁量为：(73.16 42) X100=609.66 (kg)又知12汁在20时地相对密度为1.084， 而 100热麦汁比20时地麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁(100C)体积为：wwghw(609.661.084) X1.04=584.92L(2)添加酒花量：609.66 ：0.2%=1.22kg冷麦汁量为： 584.92 X(1 0.075) =541.05L发酵成品液量：541.05 X(1-0.016) =532.3

23、9L消酒量(过滤)为：532.39 X(1-0.015) =524.41L成品啤酒量为：524.41 X (1-0.02) =513.92L4. 生产 100L12 P 淡色啤酒地物料衡算根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产12。成品啤酒513.92L,故可得出 下述结果：1) 生产100L12 淡色啤酒需耗混合原料量为：(10013.92) X100=19.46kg麦芽耗用量：19.46 E0%=11.68kg大米耗用量：19.46 11.68=7.78kg酒花用量为 对淡色啤酒， 热麦汁中加入地酒花量为 0.2%， 故酒花耗用量为：(584.92/513.92) X1000.2%=

24、0.2276kgasfps。(5)热麦汁量为：(584.92/513.92)M00=113.82L冷麦汁量为：(541.05/513.92) X100=105.28L7) 湿糖化糟量： 设排出地湿麦糟水分含量为80%，则湿度糟量为：( 1 0.06) (100 75) / (100 80) M1.68=13.72kg 湿大米糟量为：(10.13) (10092) / (100 80) 7.78=2.71kg故湿糖化糟量为： 13.72+2.71=16.43kg8) 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：(10040) / (10080) 0.227

25、6=0.683kg发酵成品液量：(532.39/513.92) X100=103.60L(10)清酒量：(524.41/513.92) X100=102.04L5.100000t/a 12 P淡色啤酒糖化车间物料衡算全年生产天数为300天，设旺季生产240天，淡季生产60天.旺季每天糖化数为 7次，淡季每天生产次数为5次，则全年糖化次数为：0网丫。240 7+60X5=1980 (次)计算地基础数据可算出每次投料量及其他项目地物料平衡.(1)年实际生产啤酒：100000+1.012=98814229.25L(2)消酒产量：98814229.25 + (1 0.02) =100830846.2L

26、(3)发酵液总量：100830846.2 + (1-0.015) =102366341.3L(4)冷麦汁量：102366341.3 + (1-0.016) =104030834.6L(5)煮沸后热麦汁量：104030834.6+(10.075) =112465767.2L20 c 麦汁体积：112465767.2 1t04=108140160.8L12 P麦汁质量为(20C): 108140160.8 K084=117.2 186Kg(6)混合原料量：117.2 汉06Kg M2% + 73.16%=19.23 106Kg(7)麦芽耗用量：19.23 汉06Kg 0.60=11.54 106K

27、g大米耗用量：(19.23 11.54) M06=7.69 汉06Kg(8)洒花耗用量：112465767.2 0.2%=224931.53Kg根据经验估算，混合原料量定为19.3X06Kg,实际产量才大于100000t啤酒.把前述地有关啤酒糖化问地三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表：如表5-2所示.表5-2啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L 12 P淡色啤酒糖化一次定额量100000t/a啤酒生产混合原料Kg10019.469747.47519300000麦芽Kg6011.685848.48911580000大米Kg407.783898.9907720000

28、酒花Kg1.220.2276114.029225777.89热麦汁L584.92113.8257014.618112888943.8冷麦汁L541.05105.2852738.522104422273湿糖化糟Kg84.4216.438228.81816293060湿酒花糟Kg3.660.683342.088677333.66发酵成品液L532.39103.6051894.705102751516.6清酒液L524.41102.0451116.285101210243.9成品啤酒L513.9210050093.95999186039.01备注：12 P淡色啤酒地密度为 1012kg/m3,实际年

29、生产啤酒为100376t.六、 100000t/a 啤酒厂糖化车间热量衡算本设计采用国内常用地双醪一次煮出糖化法，下面就工艺为基准进行糖化车间地热量衡算.工艺流程如 6-1 图，数据根据表5-2BkeGu。以下对糖化过程各步操作地热量分别进行计算：（一）糖化用水耗热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为：Gi= （3898.990+779.8。M.5=21054.555kg式中， 3898.990 为糖化一次大米粉量， 779.80 为糊化锅加入地麦芽量（为大米量地 20%） .糖化锅加水量为：G2=5068.69 3.5=17740.415kg式中，5068.69为糖化一次麦芽粉量，即（5848.4

30、89-779.8）kg,而5848.489为糖化一 次麦芽定额量.PgdO0。故糖化总用水量为：Gw=G1+G2=21054.555+17740.415=38794.97kg自来水平均温度取ti=18C,而糖化配料用水温度t2=50C,故耗热量为：Q1= （G1+G2） cw （t2-t1） =5189215.187kJ麦糟糊化锅大米粉3898.99kg 麦芽粉779.80kg t0 () , 20min13min70 c12min自来水18c糖化锅料水比1: 4.5 T料水比1 : 3.5 麦芽粉 5068.69kg热水，50 C 一46.7 C, 60mint (C)7min90 c 20

31、min 100 C, 40min过滤糖化结束-78 c薄板冷却器酒花10min63 C, 60min5min70 C, 25min20min100 C, 10min-90min一煮沸锅煮沸强度沉淀槽冷麦汁去发酵10%酒花糟热凝固物冷凝固物图6-1啤酒厂糖化工艺流程示意图3cdXw（二）第一次米醪煮沸耗热量Q2由工艺流程图可知Q2=Q21+Q22+Q23.糊化锅内米醪由初温t0加热至100c耗热Q21Q21=G 米醪c米醪 (100-t0)计算米醪地比热容c米醪根据经验公式c谷物=0.01 (100-W) C0+4.18W进行计算.式中W为含水百分率；co为绝对谷物比热容，取 s=1.55kJ/

32、(kg K) .h8c52。c麦芽=0.01 (100-6) 1.55+4.18 6=1.708 kJ/ (kg K)c大米=0.01 (100-13) 1.55+4.18 13=1.891 kJ/ (kg K)c米醪=(G大米c大米+G麦芽c麦芽+GiCw) / (G 大米+G麦芽+ Gi)=(3898.990 1.891+779.8 1X708+21054.555 48) +(3898.990+779.8+21054.555v4bdy。=3.758 kJ/ (kg K)(2)米醪地初温to设原料地初温为18C,而热水为50C,贝U to= (G 大米 c 大米+G 麦芽 c麦芽)X18+G

33、icw5%4.18)/(9747.475 7.4) =3.856 kJ/ (kg K) 丫砒。故Q61= G麦汁c麦汁(100-70)=6874452.43kJ.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：V3=59426.456 10%x 1.5=8913.97kg故 Q62=IV3=2257.2 8913.97=20120613.08kJ.热损失为Q63=15% (Q61+Q62).把上述结果代回Q6=Q61+Q62+Q63可得出麦汁煮沸总耗热Q6=115% (Q61+Q62)=31044325.34kJ(七)糖化一次总耗热量Q总6Q =、= Q1 Q2 Q3 Q4

34、 Q5 Q6 = 58885233.53 kJi 1（八）糖化一次耗用蒸汽量D使用表压为0.3MPa地饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg,则Q总 D = = 28645.71 kg（I -i式中，i为相应冷凝水地始（561.47kJ/kg）;“为蒸汽地热效率，取n=95%.（九）糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax .在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量 Q6为最大，且知煮沸时间为90min,热 效率95%,故：Q6Qmax= = 21785491.47kJ/h1.5 95%相应地最大蒸汽耗量为：Dmax -Qmx -10068 .023 kg /h I -i（十）蒸汽单耗根据设计，每年糖化次数

35、为1980次，共生产啤酒100410t.年耗蒸汽总量为:Dt=28645.71 1980=56718505.8kg每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：Ds=56718505.8 100376=565.06kg/t 啤酒每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：Dd=28645.71 7=200519.97kg/d将上述计算结果列成热量消耗综合表名称规格(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0.3 (表压)565.0610068.023200519.9756718505.8七、设备地工艺计算和设备选型（一）啤酒厂糖化设备地组合方式六器组合

36、方式，一只糊化锅，一只糖化锅，一只过滤槽和两只麦汁煮沸锅, 只回旋沉淀槽，一只麦汁冷却器.（二）糊化设备1.功能用途糊化设备是用来加热、煮沸谷物辅料（大米粉或玉米粉）和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化地设备，用于糊化地设备有糊化锅和糊化煮沸锅.ch4PJ。.型号根据QB917 89和ZBY99030 90标准地规定，常用地糊化锅产品型号见表 7-2表7-2常用糊化锅型号表型号结构型式成套糖化设备每次糖化热麦汁量（m3/次）有效容积（m3）JYQ14X 16圆柱形锅身、球形夹套式加热底146JYQ35.5X13圆柱形锅身、球形夹套式加热底35.513JYZ35.5 X13圆柱形锅身、锥形夹套式加

37、热底35.513JJV35.5 17矩形锅身、“V形加热底35.517JJV50X15矩形锅身、“V形加热底5015JYG50X 18圆柱形锅身、盘管式加热装置5018JYV50X25圆柱形锅身、“V形加热底5025JYZ50X20圆柱形锅身、锥形夹套式加热底5020JYZ90X27圆柱形锅身、锥形夹套式加热底9027JYZ90X43圆柱形锅身、“V形加热底9043.根据实际情况，本设计采用JYV型糊化锅.（1）锅体JYV地锅体是由圆柱形锅身，“V形加热底和锥形锅盖组成地容器 这种糊化锅是引进德国斯坦尼克公司地技术设计制造地，是我国目前啤酒成套糖化设 备一次糖化热麦汁成品量最大地糊化锅之一 .

38、qd3Yf。虽然圆形糊化锅地“V形加热底地形状与矩形糊化锅不同，但其基本结构是相同 地，即通入蒸汽地气室都是焊在锅底下地许多角钢构成.这种锅在锅身上还装有与其高度相近并带有容量刻度地视镜，设在锅盖上地人空门打开时，电源被切断，搅拌器停止转动.糊化锅地锅体由裙座来支撑，在裙座上开有方形人孔门，供拆装和检查传 动装置之用.糊化锅锅体地材质为0CU9Ni9,裙座为碳钢.E836L（三）糖化设备.功能用途糖化设备是用来进行麦芽粉地蛋白分解，并与以糊化地大米醪混合，使醪液 保持一定地温度，进行淀粉糖化地设备.用于糖化地设备使糖化锅.如图7-2所示.S42eh 2.分类糖化锅地品种按啤酒成套糖化设备每次糖

39、化地热麦汁产量划分为14, 25, 35.5,50, 63, 90m3等五种.糖化锅地结构形式按锅身形状和介质加热方式划分为六种，见 表 7-3501nN表7-3糖化锅地分类表结构型式代号圆柱形锅身、平形夹套式加热底YP圆柱形锅身、球形夹套式加热底YQ圆柱形锅身、锥形夹套式加热底YZ圆柱形锅身、环管式加热装置YH圆柱形锅身、“V形加热底YV矩形锅身、V形加热底JV3.型号根据QB917 89标准地规定，常用地糖化锅产品型号见表 7-4表7-4常用糖化锅型号表型号结构型式成套糖化设备每次糖化热麦汁成品量（m3/次）有效容积（m3）JYP14 X10圆柱形锅身、平形夹套式加热底1410JYQ35.

40、5 X23圆柱形锅身、球形夹套式加热底35.523JYH35.5 X32圆柱形锅身、环管式加热装置35.532JJV35.5 30矩形锅身、V形加热底35.530JJV50 39矩形锅身、V形加热底5039JYZ50X37圆柱形锅身、锥形底5037JYV50X39圆柱形锅身、“V形加热底5039JYH50X40圆柱形锅身、环管式加热装置5040JYZ90X73圆柱形锅身、锥形夹套式加热底9073JYN90X78圆柱形锅身、“V形加热底90784.根据实际情况，本设计采用JYV型糖化锅，其锅体结构与特点，搅拌，材料均与本设计中糊化锅相似.糖化锅地相关计算根据物料以及热量衡算所得数据可知，一次糖化

41、糖化锅中需要麦芽粉量为 5068.69kg,加水17740.415kg,糊化锅中大米麦芽混合物量为(3898.990+779.8。= 4678.79kg,加水 21054.555kg,糊化时蒸发量为 857.778kgjwvi。因此第一次煮沸后，糊化醪量 + 糖化醪量=5068.69+17740.415+4678.79+21054.555-857.778S0DO=47684.672kg由表5-1可知，大米粉含水量为13%,麦芽粉含水量为6%糖化醪干物质= 506869 (1 一冽 4678.79 1% 100% =18.53%47684.672相对密度为1.08,则：糖化锅有效体积=47684

42、.6722、=44.15(m2)1.08 1000糖化锅地容量系数在0.770.82之间，锅身与高度之比一般取 2 ： 1.设计估算可以按下式估算 D,设底高部分为空余系数部分，取圆筒直径D与高度H之比为2 ： 1,则所以，D=4.8m 圆整取 D=5.0m H=2.5m取容量系数为0.8,则糊化锅地全容积为V 全= 44.15 t.8= 55.18m3升气管截面积为液体蒸发面积地1/301/50,取1/50,则式D250所以 d=0.80m选搅拌器为二折叶旋浆搅拌器d=2/3D=3.3m9 =60n=20r/min=0.33r/s(2)计算Q、K、A (假设加热用P=248.4Pa (绝)饱

43、和蒸汽加热.)依热量衡算部分数据，在双醪二次煮出糖化法中，最大传热是在第二次煮沸前混合醪由63 c升温至70 C,所需热量为lozmkQ3=G 混合 c混合(70-63) =1279336.27kJQ=G混合M混合义(70 63) X605=1279336.27 ：60 =15352035.24kJ/h.加热面材料取不锈钢板 6 =8mm入不锈钢=17.4W/ (mK)总传热系数，由于不锈钢板地导热系数很小，所以a1和党可忽略不计，因此10.008=2175 W/(m2 .K)，一壁 17.4考虑实际热效率比理论K值降低20%2即 K 实=2175X0.8=1740W/ (m K)於田用工口

44、a(12763)(127 70) _传热面积： At 均 =(12763= 60.43CIn (127-70)15352035.24 1000 2=40.56m23600 1740 60.43取 A=41m2(3)搅拌功率计算设搅拌器宽b=0.40m,锅内液柱高H液=2.9m,按永田公式：设搅拌器折角8=60。0.6A W4-0.6185二14670 年0.6 J+1855.0 L I 5 J0.40=38.71B =10b2 d.3 3 -0.5 4.14DD=0.6950P =1.1+4 也 1-2.5 0.51D4=1.1+40.4 1 13.3 一卜2.5 8250(mm).安装调试与

45、使用维护均与糊化锅相同（四）麦汁过滤设备1.概述：糖化过程结束后， 必须于最短地时间内将麦汁与麦糟分离， 因为麦汁与糟长时间混贮会使麦汁质量下降.麦汁过滤设备就是用来过滤糖化醪，使麦汁与麦糟迅速分离而得到澄清麦汁地设备.常用地设备有过滤槽，压滤机和快出渗出槽.ZKZUQ。本设计采用过滤槽，它是最广泛使用地麦汁过滤设备，当糖化过程结束后，进入过滤槽地醪液，先聚集在槽内过滤板上部，经沉降后，麦糟形成过滤层，麦汁则流经麦糟过滤层和过滤板，并经过出料阀而被送往麦汁煮沸锅.dGY2m。从麦汁流经麦糟过滤层到麦汁煮沸锅地整个过滤过程，形成一种缓慢交替地流态平衡， 由于麦糟过滤层堵塞致使阻力增大， 麦汁流量

46、调节不当或吸力太强等原因而受到破坏时，麦汁过滤便会受阻或中断，此时排出地麦汁渐见混浊.rCYbS。（五）麦汁煮沸设备1.功能用途麦汁煮沸设备是用来对麦汁进行煮沸、灭菌、析出热变性凝固蛋白质，蒸发掉多余地水分， 使麦汁浓缩到规定地浓度， 并加入酒花， 使酒花所含地苦味和芳香物质进入麦汁地设备，用于麦汁煮沸地设备主要有麦汁煮沸锅.但为了提高煮沸锅地煮沸强度和设备利用率， 近代化地煮沸系统除麦汁煮沸锅外， 还附有各种类型地加热装置和附属容器如麦汁预贮槽.FyXjo。（七）麦糟输送设备概述 糖化间过滤槽过滤出来地麦糟，既是啤酒厂需要排放地废渣，也是价值很高地副产品.由于糖化间产地麦糟量比较多，洗糟结束

47、后必须及时排糟， 排糟地方式有直落式， 螺旋输送式与压送式等.其中以直落式最为简便， 即将过滤槽安装在糖化间地外侧， 在一定高度安装一个贮糟斗，麦糟从过滤槽地排糟孔排出直接落入贮糟斗，然后运走，贮糟斗地容量至少应能容纳两次糖化排出地麦糟量，一般为中小型啤酒厂采用，为了将来地扩大生产，本设计采用螺旋输送机，又称搅龙.TuWrU。（八）管道管径及主要泵地计算.在实际生产中,酿造用水、醪液及麦汁进入设备均为泵输送，所以管道流速可不用遵循管内流速常用范围.一般符合进料时间即可，在生产中，管径范围应尽量控制在0 108mm.7qWAq.在本设计中，根据实际生产经验，糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉

48、淀槽等主要设备地进水进料管均选用公称直径为 100mm 地 YB231 70 钢管，外径108mm,壁厚 4mm.llVIW.糊化锅进水管管径计算. 糊化锅出醪管，糖化锅进醪管管径计算：.糖化锅进水管管径计算.糖化醪出料管管径计算.过滤槽地出醪管管径计算.煮沸锅进料管管径计算.主要泵地选型（ 1）倒醪泵选型倒醪泵是用来糊化醪和糖化醪输送到过滤槽地设备.倒醪泵输送地是相对密度为1.08地醪液，粘度约为5.17X 104Pa-s,温度在78c左右.啤酒具有一定地腐蚀性，所以选用离心式耐腐蚀泵. 由于糊化，糖化进水、进料以及糖化锅到过滤槽进料都使用同一个泵，而此过程流量最大是在糖化醪出料时地流量，因

49、此选取流量为3228.04m/h,扬程均为6m左右，查表（见文献 2）,可以选择IS150 125 250型离心泵 .压头为yhUQs。p gH=1080X 9.8 X6=0.1Mpa查表（见文献2），可以选择IS150 125 250型离心泵 .技术参数为（ 2）麦汁泵选型在本设计中，涉及两个麦汁泵，一个是将从过滤槽出来地麦汁泵到麦汁检测器上，再到煮沸锅中；一个是将从煮沸锅出来地麦汁泵到回旋沉淀槽中.MdUZY。从过滤槽出来地麦汁，要经过麦汁检测器，然后再进入煮沸锅中，其流量根据煮沸锅进料管管径计算中地值179.28m3/h,扬程约为8m查表（见文献2）,可以选择 IS150 125 250型离心泵.压头为09T7t。p gH=1080X 9.8=0.1Mpa查表（见文献2），可以选择IS150 125 250型离心泵 .（九） CIP （ clean-in-place ）清洗系统啤酒厂必须像玻璃房一样透明、干净，且没有脏角.小型企业清洗设备主要使用手刷和地板刷， 大中型企业则使用 CIP 清洗系统， 这样可按照原位清洗地方法对设备进行清洗，节约很多宝贵地工作时间.e5TfZ。通过