【啤酒工艺流程及设备设计（附设备规格表）10000字（论文）】

-1-精酿啤酒工艺流程及设备设计目录摘要 3第一章绪论 31.1啤酒发展历史概述 31.2精酿啤酒 31.2.1酿啤酒的特点 31.2.2自酿啤酒的现状与存在的问题 31.2.3自酿啤酒设备在行业中的用途 31.2.4小型啤酒设备的优势 31.3选题目的与研究内容 31.3.1选题目的 31.3.2课题研究内容 3第二章精酿啤酒原材料及工艺流程 32.1酿造啤酒的主要原料 32.1.1麦芽 32.1.2酵母 32.1.3酿造水 32.1.4酒花 32.1.5辅料 32.2小型啤酒的生产工艺流程 32.2.1麦汁的制备流程 32.2.2麦汁的发酵流程 3第三章100升家酿啤酒设备设计 33.1工艺选择 33.1.1原料粉碎方式 33.1.2糖化工艺 33.1.3麦汁过滤洗糟方式 33.1.4麦汁煮沸工艺 33.1.4麦汁回旋沉淀工艺 33.1.5麦汁冷却方式 33.1.6发酵工艺 33.2工艺计算 33.2.1物料衡算 33.2.1.1使用100Kg全麦芽生产11°P精酿啤酒的物料衡算 33.2.1.2生产100L11°P精酿啤酒的物料衡算 33.2.2糖化工艺用水量计算 3第四章主要设备的选型与计算 34.1糖化锅最大容积计算 34.1.1设备选型计算 34.2发酵罐 34.2.1发酵罐的数量 34.2.2发酵罐的基本尺寸 3第五章设计总结 3参考文献 3摘要随着新时代人们的消费需求的增长，人们越来越注重高层次的产品以及个性化消费。在啤酒行业，不同于大部分常见的工业啤酒，出现了一种新的工业革命——精酿啤酒。精酿啤酒采用手工酿制，用纯种麦芽酿造，几乎不用辅料，通过控制原料配比、糖化发酵工艺、煮沸时间以及酒花添加的多少来产生不同的风味。口感风味细腻，精良的原料和精湛的工艺使精酿啤酒的风味独特精细。而精酿啤酒的一个重要组成部分则是以家庭式小作坊为主的家酿型啤酒。为了给广大家酿啤酒爱好者一个工艺流程和设备选型参考，做出100L家酿啤酒设备设计，本设计说明书内有啤酒简介、原料选择、工艺流程、物料衡算以及设备选型计算，务求做到节约原料资源的同时能够酿出质量优良的家酿啤酒。本设计绘制有一张设备平面布局图、一张发酵罐的结构示意图和一张四合一糖化锅麦汁制备流程图。关键词：精酿啤酒小型啤酒设备计算生产工艺流程物料衡算四合一糖化锅发酵罐齐鲁工业大学20届本科毕业设计（论文）第一章绪论1.1啤酒发展历史概述啤酒是一种来源于古代的传统饮料，目前消费量位于世界第三，仅次于水和茶。啤酒起源于大概公元前5000年前苏美尔平原的苏美尔人，那时候的人们大概只是简单的用水泡一段时间麦芽。大约在公元前3000年前，啤酒传入古埃及。古埃及将啤酒还作为修建金字塔苦工的报酬之一，苦工把啤酒当成饮料作为能量来源之一。之后啤酒也被希腊人接受并由此传入欧洲，啤酒逐渐成为一种大多数人所知的饮料。十九世纪冷冻机的发明使人们能够对啤酒进行低温后熟处理，啤酒产生了泡沫。近代以后啤酒进入了工业化生产，生产规模不断扩大，啤酒业进入快速发展时期。啤酒在1990年左右传入中国，中国第一座啤酒厂是由俄国人在哈尔滨建立的。初传入中国的啤酒厂前期处于萌芽状态，发展缓慢。50年代之后由于战争结束国民经济快速发展，人们生活质量不断提高，物质需求增加，啤酒作为一种酒精饮料也越来越受欢迎，而随着中国工业的发展以及国外酿酒技术人才的引进，啤酒生产工业体系逐渐现代化，如今中国啤酒如青岛、雪花等已远销海外。1.2精酿啤酒1.2.1精酿啤酒的特点精酿啤酒采用手工酿制，用纯种麦芽酿造，几乎不用辅料，通过控制原料配比、糖化发酵工艺、煮沸时间以及酒花添加的多少来产生不同的风味。精酿啤酒采用优质的原料以及先进的制作工艺使其口味不同于传统工业啤酒，而且精酿啤酒可以根据个人的口味来控制添加原料获得个人专属定制啤酒，本人曾经参观过一家精酿啤酒厂，对其酿制的草莓风味精酿啤酒尤其喜爱。精酿啤酒的一个重要组成部分则是以家庭式小作坊为主的家酿型啤酒。家庭自酿啤酒属于小规模的精酿啤酒形式，因其规模小，酿造工艺简单，酿造设备也并不复杂。家酿啤酒发酵完成后一般不会过滤或者高温灭杀酵母，所以可以提供新鲜啤酒，而且存放一段时间后其风味会更独特，但是时间不宜太长，不然会变质。家酿啤酒可以依据个人的口味和想法去进行创新，大胆尝试酿造使啤酒的风味更加丰富。精酿啤酒采用手工酿制，用纯种麦芽酿造，几乎不用辅料，通过控制原料配比、糖化发酵工艺、煮沸时间以及酒花添加的多少来产生不同的风味。口感风味细腻，精良的原料和精湛的工艺使精酿啤酒的风味独特精细。而由于家酿啤酒能够做到酿造出啤酒后立即便能饮用，清爽新鲜，所以特别适合餐厅、酒吧等场所，各种酿酒设备外观包装一下还能起到装饰的作用，增加观赏性。精酿啤酒更能激发人们的想象力与创造力，每一个精酿爱好者都能有自己对精酿的理解。1.2.2自酿啤酒的现状与存在的问题如今中国的啤酒企业规模不断扩大，但是企业发展不平衡，两极化明显，产量逐渐集中，形成了几个大啤酒集团，但是也有好多年产很低的小厂。从二十世纪末我国精酿啤酒进入萌芽状态，各种小啤酒作坊如雨后春笋般冒出，经过国外引进和相关技术人员开发，各种啤酒的种类也越来越丰富，啤酒质量越来越稳定，酿造工艺越来越先进、合理。目前国内也举行很多如啤酒节，啤酒展等以精酿啤酒为主题的活动，这些活动都推动着精酿啤酒在中国的推广与发展。相对对比普通啤酒，精酿啤酒的价格明显较高，国产精酿啤酒定位普遍在7元/瓶以上，产品定位为中高端。现在中国的精酿啤酒主要还是在酒吧、餐厅、小啤酒厂中流行，精酿啤酒爱好者群体规模不大，因其一瓶七元人民币以上的价格导致很多普通工薪阶层并不是太热衷。再加上中国精酿刚刚起步并且起步较晚，不仅缺乏专业人员，其专业水平也有高有低，各方面的资料、文献和书籍也很不足，包括法律的大环境关于精酿的内容上也还不够完善。而精酿啤酒也由于文化障碍而推广不足，很多消费者对于精酿啤酒和工业啤酒的区别认识不足，依然认为啤酒难登大雅之堂，认为啤酒只能在烧烤摊、大排档等地方出现。这些都是我国精酿啤酒发展中存在的问题。精酿啤酒在国外已有三四十年历史，第一家微型啤酒厂在1980年初于英国建成。之后精酿文化被英国人带到了美国并迅速风靡全国，美国强大的工业基础使得各种小型精酿啤酒厂能在美国迅速建成，之后精酿啤酒在美国经过十余年的发展与改进，酿造工艺不断完善，酿造设备不断现代化，各种精酿风味不断被创造出来，还有美国广袤的农田生产的大麦作为酿酒原材料，更加促进了精酿啤酒的发展。而精酿啤酒也存在很多需要改进的问题：首先是卫生问题，自酿啤酒由于酿造规模较小，受场地所限，容易感染杂菌，达不到传统啤酒厂的卫生条件，卫生指标不容易达标。其次是设备的设计不符合工艺要求，在酿造过程中容易造成原材料的浪费。REF_Ref73563889\r\h[1]1.2.3自酿啤酒设备在行业中的用途自酿啤酒设备在行业中的用途可以分为四类：1.啤酒工厂或科研单位用于工艺技术等研究开发的设备，能够最大程度模拟生产，具有指导性意义。其各种参数可以调节以进行各种变化实验。2.有些轻工业院校等单位用于教学实习的设备，可通过学生自己动手操作控制，进一步增强学生的专业知识。3.精酿啤酒爱好者自酿啤酒设备，属于个人自娱自乐型啤酒酿造设备，含有很多配套设施，也有一体式酿造设备，由于专业性比较缺乏导致工艺比较粗放，口味不是太好。这种设备多存在于欧美家庭中。4.餐饮、酒吧等行业自酿啤酒设备，设备外观赏心悦目，可以作为店里装饰，还能给消费者提供新鲜的啤酒，很受消费者欢迎。餐厅可以把自己的特色餐品与精酿啤酒搭配销售以提高盈利。REF_Ref73564060\r\h[2]1.2.4小型啤酒设备的优势小型啤酒设备相比传统啤酒设备有以下几种优势：小型啤酒酿造规模小，设备没有那么高端复杂，耗水耗电低，人力物力消耗小，投资也小；酿造啤酒不受季节限制；餐饮行业可以酿造属于自己独特风味的精酿啤酒，再搭配特色餐品提高盈利；自己可以根据个人口味酿造。1.3选题目的与内容1.3.1选题目的随着精酿啤酒在中国迅速发展，越来越多的人了解并品尝到精酿啤酒，并且好评如潮，精酿啤酒市场前景十分广阔，家酿啤酒也有着传统工业啤酒所没有的优势。本设计课题为100升家酿啤酒设备的设计，选本课题的目的是为了给广大家酿啤酒爱好者一个原料使用、工艺流程和设备选型参考，从而酿造出具有个人独特风味的精酿啤酒，使精酿啤酒种类更加丰富。1.3.2课题内容本课题主要有以下三个内容：1.简要说明精酿啤酒生产所需原料及原料处理、糖化、发酵生产工艺2.对100升家酿啤酒进行工艺选择和工艺计算（包括物料衡算和设备选型计算）。3.根据计算结果设计最适小型自酿啤酒设备尺寸，并根据工艺流程绘制相关的AutoCAD图纸。第二章精酿啤酒原材料及工艺流程REF_Ref73564085\r\h[3]2.1酿造啤酒的主要原料2.1.1麦芽麦芽被称作啤酒的骨骼，因为没有麦芽就无法酿造出啤酒。精酿啤酒的基础麦芽为大麦，其他可添加麦芽有水晶麦芽、焦香麦芽、黑麦芽等各种口味麦芽，这些麦芽给予了啤酒不同的口味风格。糖化时温度的不同可以控制麦芽的可发酵糖比例，对啤酒的品质有着重要的影响。2.1.2酵母用于啤酒发酵的酵母称为啤酒酵母。啤酒酵母利用麦汁中的可发酵性糖进行发酵生成啤酒。酵母在发酵过程中将糖转化为酒精和二氧化碳，并产生一系列如酸、醇、酯等产物，这些物质能够直接影响啤酒的风格和口味，赋予啤酒杀口感。一般小型精酿啤酒用干酵母居多，好处是方便，但成本高，一般大型啤酒厂有自己的酵母扩培系统，有自己独特的啤酒发酵湿酵母。根据发酵方式分为：上面发酵酵母(air)和下面发酵酵母（lager），上面发酵酵母的发酵温度是14~25℃，下面发酵酵母发酵温度是4~12℃。上面发酵结束后酵母细胞悬浮在发酵液表面，易于回收，发酵结束降温后也会聚集沉淀；下面发酵结束时，酵母聚沉，不易回收。精酿啤酒采用的是上面发酵酵母。2.1.3酿造水水被称作啤酒的血液，酿造水质量的好坏对啤酒品质也有很大的影响。理想状态的酿造水有以下几个要求：无色透明、无沉淀、无异味；PH值为6.8~7.1，有机物(高锰酸钾耗氧量)在0~3mg/L，铁盐(以Fe计)＜0.3mg/L，锰盐(以Mn计)＜0.1mg/L，氨态氮(以N计)为0，氯化物(以Cl计)为20~60mg/L，游离氯＜0.1mg/L这些能够提高酵母活性并使啤酒口味丰满柔和。2.1.4酒花酒花能赋予啤酒爽口的苦味和水果及香草等愉快的香味；提高麦汁和啤酒的防腐能力；增加啤酒的泡持性；酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。酒花是在麦汁煮沸的时候加入，精酿啤酒是分三次添加酒花，首先要计算好添加酒花的量，后面会有计算，然后在麦汁刚沸腾时第一次加入酒花，之后煮沸半个小时后第二次添加酒花，最后煮沸剩余十分钟第三次添加酒花，并且添加酒花要先苦后香，先差后好，以更好的利用酒花。如今人们研究出了酒花制品，如酒花颗粒、酒花浸膏和酒花油，不仅提高了酒花利用率，还方便运输和贮存。REF_Ref73564118\r\h[4]2.1.5辅料传统啤酒厂以价格较低的富含淀粉的谷类作为辅料可以提高麦汁收得率和设备利用率，降低生产成本。辅料还能改善啤酒的风味并提高其生物稳定性。但自酿啤酒基本不采用辅料，一般使用纯麦芽且质量要求严格，不过也有精酿啤酒厂会添加辅料用来改变啤酒的风味，使用蛋白质含量高的如小麦等辅料可以改善啤酒的泡持性。自酿啤酒辅助原料的添加可以随心所欲，可以不断进行创新，可以根据自己喜好添加辅料，如大米，玉米，小麦以及糖浆、香料物质等，找到最适合自己的口味。2.2生产工艺流程小型啤酒的生产工艺流程大致分为两大步，一是麦汁的制备；二是麦汁进行发酵。2.2.1麦汁的制备流程麦汁制备的流程图如下：酿造水洗糟水酒花无菌空气↓↓↓↓麦芽→粉碎→糖化锅→过滤→煮沸锅→回旋沉淀→麦汁冷却（1）粉碎操作麦芽要先经过粉碎才能糖化，麦芽进行粉碎的目的是为了增大水跟麦芽的接触面积，使可溶性物质容易浸出。按照粉碎类型分类，可以分为干粉碎和湿粉碎。要求表皮的粉碎为破而不碎，因为在麦汁过滤时麦糟会形成自然过滤层，所以不要磨得太细，不然很难过滤，太细时，会增加麦芽表皮影响啤酒质量的物质溶解，使啤酒出现异味；过于粗糙时，麦糟很难形成致密的过滤层，降低麦芽利用率。干法粉碎由于会产生粉尘有害人体健康，并且污染环境，还容易造成安全隐患；湿法粉碎在原料粉碎时加水，不会产生粉尘，不会出现上述问题，而且还能减少原料的浪费，但是耗电量高而且不宜储藏。（2）糖化操作糖化是利用麦芽中所含有的酶（糖化时可以加入特殊的酶作用于酿造），在适宜的水热条件下，将麦芽不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质、纤维素)分解成可溶性低分子物质（糖类、氨基酸、短肽链等）的过程。蒸煮糖化的目的是使淀粉颗粒受热糊化，经过淀粉酶的作用液化、糖化，转变成麦芽糖、葡萄糖等。糖化方法有浸出糖化法和煮出糖化法两种方法，浸出糖化法又分为单醪恒温浸出糖化法、单醪升温浸出糖化法和双醪浸出糖化法；煮出糖化法又分为单醪煮出糖化法和双醪煮出糖化法。浸出糖化法是将醪液一步步升温进行分段糖化，最后升温到78℃进行过滤。而煮出法是将糖化醪的一部分分批加热到沸点，再与其余未煮沸的醪液混合，全部醪液一步步升温分段糖化到78℃然后过滤。自酿啤酒比较适合浸出糖化法。（3）过滤操作麦汁首先以麦糟作为滤层过滤糖化醪，并经过多次回流之后麦汁清亮，此时得到第一麦汁，之后用76~78℃左右的热水（最高不超过80℃）进行洗糟，将麦糟里的残糖冲洗干净，节约原料减少浪费。洗糟水温度低时容易染菌，并且残糖不易洗净，温度高则淀粉酶会失活。自酿啤酒通常需要洗两到三次糟，注意控制洗糟残糖浓度。（4）煮沸操作麦汁完成过滤洗糟后要进行煮沸，煮沸的目的是蒸发多余的水分，使麦汁浓度适宜，并进行灭菌，还会破坏酶的活性，使麦汁的成分固定。煮沸时间一般为70~90分钟，在麦汁煮沸的时候还要添加酒花，精酿啤酒是分三次添加酒花，首先要计算好添加酒花的量，后面会有计算，然后在麦汁刚沸腾10分钟后第一次加入酒花，之后煮沸20~40分钟第二次添加酒花，最后煮沸剩余10分钟第三次添加酒花，并且添加酒花要先苦后香，先差后好，以更好的利用酒花。期间还要进行麦汁浓度测定，分别在祝福前、煮沸结束前10分钟以及煮沸后测定麦汁浓度。（5）麦汁后处理麦汁煮沸结束后，热麦汁中还会酒花糟和热凝固物等杂质，还需要过滤分离这些杂质以获得澄清的热麦汁，之后热麦汁还需要冷却以免温度过高杀死后来添加的酵母，需要冷却到适宜酵母发酵的最适温度，下面发酵酵母温度为6~9℃，上面发酵酵母温度为12~18℃。在进行麦汁冷却的同时还要通入无菌空气，给酵母提供前期生长繁殖进行有氧呼吸所需的氧气。在麦汁冷却时还会有一部分水分蒸发，要注意测定麦汁浓度。2.2.2发酵操作在冷却到啤酒酵母生长繁殖所需的最适温度并充氧之后的麦汁中添加酵母，之后麦汁在发酵罐中开始进行发酵。酵母首先进行有氧呼吸完成自身生长繁殖，氧气耗光后利用麦汁中的发酵性糖类进行无氧呼吸，生成酒精和二氧化碳主要代谢产物以及醇类、醛类、酸类、脂类等发酵副产物。这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽等各种理化性能，决定了啤酒的特色。酵母代谢也会产生赋予啤酒不成熟、不和谐的其他物质，如双乙酰、乙醛、硫化氢。不过这些不利物质可以通过后发酵去除。酵母代谢还会产生高级醇等会使啤酒产生香味的芳香物质。国内外大部分啤酒都是采用下面发酵的方法，如比尔森啤酒、淡色啤酒还有我国的青岛啤酒，上面发酵啤酒如小麦啤酒等，上面发酵的酵母产生的风味更加丰富，适合小啤酒厂使用。第三章100升家酿啤酒设备设计近几年精酿啤酒在我国不断发展酿造技术与设备都有了很大提高，慢慢的作为一股新生力量冲击着原有的啤酒行业市场。越来越多的啤酒爱好者逐渐了解并品尝到了精酿啤酒，并且想要酿造属于自己风格、符合自己口味的精酿啤酒。精酿啤酒成为一股新的潮流。本设计仅为100L家酿啤酒设备设计，批次产量小，酿造规模小，工艺流程简单，只为给家酿啤酒爱好者提供一个自酿啤酒原料选择、设备选择和工艺流程方案，争取既能酿造出质量良好的啤酒，人力物力消耗还能降到最低，生产工艺流程简单，酿造设备投资较少，规模较小，不占用过多场地。3.1工艺选择简略工艺流程如图3-1所示，酿造水洗糟水酒花无菌空气↓↓↓↓麦芽→粉碎→糖化锅→过滤→煮沸锅→回旋沉淀→麦汁冷却→→发酵罐→成品↑酵母 图3-1家庭自酿啤酒工艺流程图本设计因为酿造规模较小，为了节约成本以及减少投资，所以本设计采用四合一糖化锅，糖化锅分为内外两层，内层可以拿出，容器既可以作为糖化锅，也可以作为煮沸锅，并且还能进行过滤、洗糟、煮沸以及回旋沉淀热凝固物，极大的节约了成本以及场地空间，方便实用。3.1.1原料粉碎设备选型原料粉碎采用干法粉碎，粉碎设备采用规格为50~100kg/H的小型对辊式粉碎机。3.1.2糖化工艺本家酿啤酒采用纯种麦芽酿造，不使用任何辅料，糖化按1:3.5的料水比来进行投料。糖化方法采用单醪升温浸出糖化法，在35~37℃时投入粉碎好的原材料，并恒温浸泡原料，然后直接升温到52℃进行蛋白质分解，再缓慢升温到65℃、72℃进行分段糖化，最后升温到78℃进行过滤。浸出糖化法比较适合小型精酿啤酒以及上面发酵啤酒。REF_Ref73564273\r\h[5]3.1.3麦汁过滤首先让麦糟自然形成过滤层，之后让依然浑浊的麦汁回流，直到麦汁清澈透亮，此时称为第一麦汁，第一麦汁回流过滤时间大概在70~100min，可以适当加热以维持76~78左右的温度，然后用76~78℃的洗糟水进行洗糟，以洗去麦糟中的残糖，减少浪费，洗糟时间一般为90~120min，此时得到的麦汁称为第二麦汁。3.1.4麦汁煮沸工艺过滤洗糟后的麦汁要进行煮沸，麦汁煮沸的目的是为了蒸发水分，使麦汁浓度适宜；对麦汁灭菌，防止之后发酵染上杂菌；杀死淀粉酶，组织酶继续代谢，使麦汁中的各成分保持不变。在煮沸过程中还有一项重要的操作，就是添加酒花。精酿啤酒是分三次添加酒花，首先要计算好添加酒花的量，后面会有计算，麦汁煮沸时间一般为70~90min，在麦汁刚沸腾10min后第一次加入酒花，添加量为全部酒花用量的30%左右，第一添加的酒花对质量没有什么要求，主要是初沸时会有泡沫升起，这时加酒花可以抑制泡沫，使泡沫不至于溢出罐体；之后煮沸半个小时后第二次添加酒花，添加量为总酒花用量的40%左右，此次添加酒花主要是为了增加麦汁的苦味；最后煮沸剩余十分钟第三次添加酒花，此次添加的主要为香型酒花，以给啤酒增添酒花的香气。3.1.4回旋沉淀麦汁从四合一罐体的侧面沿着切线方向进入罐内，之后做旋转运动。麦汁中的酒花糟和热凝固物逐渐沉积到罐底并随之清理出去，之后麦汁从底部出口离开并再次以切线方向打入罐体进行回旋沉淀，直至麦汁清亮。3.1.5麦汁冷却麦汁冷却采用流道截面积为1.85㎡的板式换热器，麦汁冷却速度快，能够快速接种酵母，减少感染杂菌的可能。3.1.6发酵工艺家酿啤酒酿酒酵母采用上面发酵酵母。发酵设备采用锥形发酵罐，锥形发酵罐回收酵母方便，罐体有冷却夹套，能满足降温要求。发酵工艺采用一罐法发酵，能够缩短生产时间。发酵方式采用高温发酵，接种酵母温度在8℃，之后升温至12~14℃，持续5天左右，酵母还原双乙酰，缩短发酵周期，直到双乙酰含量低于0.1ppm。然后降温至-1℃，低温贮酒5~7天，啤酒成熟。总发酵时间为17天左右。REF_Ref73564183\r\h[6]3.2工艺计算REF_Ref73564014\r\h[7]齐鲁工业大学20届本科毕业设计（论文）3.2.1物料衡算根据下表的基础数据，首先对100kg原料生产11°P啤酒进行物料衡算，然后对100L11°P精酿啤酒进行物料衡算。表3-1啤酒生产基础数据项目名称百分比（%）定额指标原料利用率98.5麦芽水分6无水麦芽浸出率75原料麦芽100损失率（对热麦汁）冷却损失7发酵损失1.5

3.2.1.1使用100Kg全麦芽生产11°P精酿啤酒的物料衡算根据上表可计算麦芽收得率为：0.75×（100-6）×100%=70.5%麦汁浓度为11°，热麦汁量=70.5÷11×100=641L11°P麦汁在20℃时的相对密度为1.0445100℃麦汁的体积是20℃麦汁体积的1.04倍，故（1）热麦汁量（100℃）=641÷1.0445×1.04=638.2L（2）冷麦汁量=638.2×（1-0.07）=593.5L（3）发酵液量=593.5×（100-1.5）×100%=584.6L（4）成品酒量：本设计不进行酵母过滤所以成品酒量为发酵液量。3.2.1.2生产100L11°P精酿啤酒的物料衡算根据上述物料衡算结果可知，使用100Kg全麦芽可生产11°P啤酒584.6L，由此可对100L11°P精酿啤酒进行物料衡算（1）耗用原料量=100×100÷584.6=17.46Kg(全麦芽)（2）热麦汁量=100×（638.2÷584.6）=111.4L（3）酒花消耗量：热麦汁酒花添加量一般为0.2%，所以酒花消耗量=111.4×0.2%=0.223Kg（4）冷麦汁的量=100×（593.5÷584.6）=103.6L（5）发酵液量即为成品酒量，为100L（6）酵母量：每100L啤酒大概需要250g酵母（7）酒花糟量煮沸过程中酒花浸出率为50％，酒花糟中水分含量为75%酒花糟量=[（100-50）÷（100-75）]×0.223=0.446Kg（8）糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为75%则糖化糟量=[（100-6）%×（100-75）%÷（100-75）%]×17.46=16.41kg上述100L啤酒物料衡算结果如表3-2所示。物料名称单位100Kg麦芽物料衡算100L11°P啤酒物料衡算麦芽Kg10017.46热麦汁量L638.2111.4冷麦汁量L593.5103.6发酵液量L584.6102酒花用量Kg1.150.223酵母用量Kg0.840.025表3-2100L啤酒物料衡算表3.2.2糖化工艺用水量计算无水麦芽浸出率×（100-第一麦汁浓度）×投料量投料用水量＝————————————————————————100×第一麦汁浓度75×（100-17）×17.46＝————————————————————————100×17＝61L糖化阶段总用水量为投料用水量与洗糟用水量之和，也为过滤后热麦汁量与糖化糟、酒花糟中含水量之和。设糖化糟含水量与酒花糟相同为75%，则可计算出两者含水量为（16.41+0.223）×75%=12.47L糖化阶段总用水量=111.4+12.47=123.87L洗糟用水量=123.87-61=62.87L第四章主要设备的选型与计算4.1糖化锅最大容积计算本设计需要进行糖化锅最大容积计算，以进行糖化锅选型。计算方法为分别算出糖化、过滤、煮沸以及回旋沉淀中麦汁的体积，最大的麦汁体积即为四合一糖化锅最大容积，设备选型时以此为参考。4.1.1设备选型计算（1）糖化过程耗能量计算糖化用水平均温度t1=37℃，家用日常用水平均温度t2=20℃糖化水的比热为4.2KJ/(kg·k)，则家用水加热提高温度到糖化用水温度所需的热量为Q=V水1C水(t1-t2)=61×4.2×（37-20）=4355.4KJ加热升温洗糟水到最适温度78℃所需的热量为Q2=V水2C水(t3-t2)=62.87×4.2×（78-20）=15315.1KJ过滤之后热麦汁热量散失一部分，温度降低到了t4=72℃，麦汁沸腾时的温度t5=100℃热麦汁体积=111.4L，比热为3.8KJ/(kg·k)则麦汁到达沸点所需热量为Q3=VC（t5-t4）=111.4×3.8×（100-72）=11853KJ麦汁煮沸强度10％（每小时），煮沸75分钟总蒸发水体积=111.4×10％×75÷60=13.925L总蒸发水需要的热量Q4=13.925×2260=31470.5KJ糖化所需总热量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4=4355.4+15315.1+11853+31470.5=62994KJ62994KJ=62994÷3600kW/h=17.49kW/h=17.49度电（2）麦汁糖化体积和所需糖化锅容积糖化醪液总重=17.46+61=78.46kg醪液中干物质的百分含量B=［17.46×（100－6）%］/78.46×100%=20.9%则醪液的密度为1000+4B=1000.8kg/m3糖化醪的有效容积V有=78.46/1000.8=0.078m3设糖化锅填充系数为0.75，则糖化所需糖化锅容积V实=0.078/0.75=0.104m3（3）麦汁过滤时的总体积和所需糖化锅容积过滤麦汁总重=123.87+17.46=141.33kg麦汁干物质含水量B=［17.46×（1－0.06）］/141.33×100%=11.6%则醪液的密度为1000+4B=1000.46kg/m3醪液的有效容积V有=141.33/1000.46=0.141m3设填充系数为0.75，则麦汁过滤所需糖化锅容积V实=0.141/0.75=0.188m3（4）煮沸时麦汁的体积和所需糖化锅容积麦汁煮沸总质量G=141.33+0.223=141.553Kg麦汁的浓度141.33×20%÷141.553=20.0%麦汁的密度Ρ=1000+4×0.200=1000.8kg/m3麦汁的体积=141.33÷1000.8=0.141m3设煮沸锅的填充系数为0.75，则麦汁煮沸所需容积V实=0.141/0.75=0.188m3（5）回旋沉淀麦汁体积和所需糖化锅容积热麦汁从四合一罐体的侧面沿着切线方向进入罐内，之后做旋转运动。罐体底部采用30°斜度倾斜底面。进入回旋沉淀的麦汁量V麦’=V-V蒸发=141.553-13.925=127.628Kg，20℃时麦汁的相对密度为1047kg/m3，100℃的麦汁体积是20℃时的1.04倍，则麦汁体积V有=127.628÷（1047×1.04）=0.117m3设装料系数为0.75，则回旋沉淀所需容积：V实0.117/0.75=0.156m3经分别计算四个步骤所需罐体最大容积，可得出最大容积为0.188m³