年產20萬噸淺色啤酒工廠設計(任務書)-文庫吧

【正文】 5．酶制劑和添加劑的應用，α — 淀粉酶，β 淀粉酶，糖化酶， R酶等酶制劑再衛生規范下，根據工藝要求，適時適量的使用，對改善工藝和麥汁組分有一定的作用 。 流程論證 本設計引用了的輔料，而輔料都為不發芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳細胞壁中的生淀粉，只有經過破除淀粉細胞壁，使淀粉溶出，再經糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉漿，才能受到麥芽中淀粉酶的充分利用，形成可發酵性糖和可溶性低聚糊精。此未發芽谷物的預處理，一般在糊化加水加麥芽后，生溫生至煮沸。而本設計選用的復式浸出糖化法，能很好的完成輔料的酶和煮沸處理。此法對輔料糊化有兩大特點：一是大加水比，二是盡可能利用外加α — 淀粉酶，協助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，再糊化煮沸時，促進皮殼溶解和形成焦糖，類 黑精。并且此法采用兩段式糖化溫度，提高了可發酵性糖的含量 。 3． 3 發酵工藝及設備的選擇及論證 工藝流程的說明 ：采用薄板冷卻器。冷卻介質為 2186。C 的冷水，經換熱后麥汁的溫度為 8186。C，熱麥汁進口溫度為 8186。C，水出口溫度為 80186。C，冷卻時間為 1小時。此流程的優點如下： （ 1） 有效解決啤酒生產中生產用水的問題。經過一段冷卻后的本身被加熱到 80186。C 左右 。 （ 2） 可以做為糖化和洗滌用水 。 8 （ 3） 冷卻面積大 。 （ 4） 降低能耗。操作簡單。 ：麥汁冷卻到發酵接種溫度后，接觸 氧，此時氧反應微弱，氧在麥汁中成溶解狀態，它是酵母前期發酵繁殖所必須的。它可使酵母自身的數量增殖（ 5～ 60）179。 107 個 /ml，保證發酵順利進行。通入無菌空氣，使麥汁含氧量達到 8mg/L 麥汁 ：采用圓筒錐底發酵罐，它同傳統發酵罐比有以下優點： （ 1）加速發酵 由于發酵基質（麥汁）和酵母對流獲得強化，可加速發酵 （ 2）廠房投資節省 發酵和貯酒可以大部分或全部分在戶外，而且罐數、罐總容積減少，廠房投資節省 （ 3）冷耗節省 冷卻是直接冷卻發酵罐和酒液，而且冷卻介質再強制循環下，傳熱系數高，比傳 統發酵節省 4050%的冷耗 （ 4）發酵罐清洗、消毒 依賴 CIP 自動化清洗消毒，工藝衛生易得到保證 ： 采用硅藻土過濾機。通過不斷的添加助濾劑，使過濾性能得到更新，補充，具有過濾性強，對過濾很渾濁的酒比棉餅過濾省氣、省水、省工的特點。 發酵工藝 1. 麥汁進罐溫度，第一鍋 ，第二鍋是 8186。C，第三鍋是 8186。C，滿鍋溫度 8186。C。 2．冷卻的麥汁用酵母計量泵定量添加酵母，直接泵入 發酵，接種量為 — %，接種后細胞濃度為（ 15177。 3）179。 106 個 /L。 3. 麥汁（五鍋）在 20 小時必須滿罐。 4．滿罐 8186。C，開始敞口自然發酵，維持 8186。C 24 小時，排冷凝物及死酵母。 5．進冷控制升溫，使溫度在 24 小時升至 ，恒溫發酵 24 小時，然后生溫，在 24 小時升至 11186。C。 — 時封罐保壓， 11186。C 恒溫 3— 5 天，進行雙乙酰還原。 ，以 ，然后 12h 降至 5186。C，恒溫發酵 24h，排第一次酵母 3— 5min. 8. 以 (24h)，恒溫 24h，排第二次酵母 3— 5min . 9． 罐壓保持在 — ，如果壓力不夠，可通入其它罐旺盛時排出的 CO2，使其達到要求，出酒前排第三次酵母。 發酵工藝參數的確定 以前采用冷卻麥汁混合酵母后分批進入繁殖罐，使酵母克服滯緩期，進入對數生長期再泵入。而現在采用直接進罐法。即冷卻通風后的麥汁用酵母計量泵定量添加酵母，直接泵入 發酵。操作方便，控制容易。 麥汁直接進罐法，為了縮短發酵時間，大多采用較高接種量， — ﹪，接種后細胞濃度為（ 15177。 3）179。 106 個 / ml,麥汁是分批進入 ，為了減少 VDK 前驅位置，α — 乙酰乳酸的生成量，要求滿罐時間在 12— 18h之內。麥汁接種溫度是控制發酵前期酵母繁殖階段溫度的，一般低于主發酵溫度 2— 3℃，目的是使酵母繁殖在較低溫度下進行，減少酵母代謝副產物過多積累。 3. 主發酵溫度 大罐發酵就國內采用的酵母菌株而言，多采用低溫發酵（ 89℃）和中溫發酵（ 1012℃），低溫發酵適用于〈 11 度麥汁濃度。中溫發酵適用于新菌株，釀造淡爽啤酒， 還原 大罐發酵中，后 發酵一般稱做” VDK”還原階段。 VDK 還原初期一般均不排放酵母，就是 9 發酵全部酵母參與 VDK 還原，這樣可縮短還原時間。 、降溫 VDK 還原階段的終點，是根據成品啤酒應控制的含量而定，現代優質啤酒要求VDK，可降溫。再降溫、排酵母、貯酒中， VDK 有少量下降，則可達到要求。 再傳統式發酵中，主發酵是在無罐壓或微壓下進行的。發酵中是酵母的毒物，會抑制酵母繁殖和發酵速率。本設計選用的 發酵，主發酵階段均采用微壓（ — ），主發酵后期才 封罐逐步升高，還原階段才 1— 2d 才升至最高制，這樣一來有效的提高了酵母繁殖和發酵速率。 第 4 章 工藝計算 物料平衡計算 啤酒生產的物料衡算 糖化車間工藝流程示意圖 根據我國啤酒生產現況，有關生產原料配比、工藝指標及生產過程的損失等數據如表 1所示。 圖 2 啤酒廠糖化車間工程流程示意圖 工藝技術指標及基礎數據 根據表 1 的基礎數據，首先進行 100kg 原料生產 10176。淡色啤酒的物料計算，然后進行100L 10176。淡色啤酒的物料衡算，最后進行 202100t/a啤酒廠糖化車間 的物料平衡計算。 表 1 啤酒生產基礎數據 項 目 名 稱 百分比（ %） 項 目 名 稱 百分比（ %） 定 額 指 標 無水麥芽 浸出率 78 原料配比 麥 芽 70 大 米 30 無水大米 浸出率 90 啤酒損失率（對熱麥汁） 冷卻損失 7 發酵損失 2 原料利用率 98 過濾損失 1 麥芽水分 6 裝瓶損失 2 大米水分 12 總 損 失 12 10 100kg原料（ 70%麥芽， 30%大米）生 產 10176。淡色啤酒的物料衡算 (1)熱麥計算 根據表 1可得到原料收率分別為： 麥芽收率為： 78%179。 (1006) %=% 大米收率為： 90%179。 (10012) %=% 混合原料收得率為： （ 179。 %+179。 %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合料原料可制得的 10176。熱麥汁量為： （ %179。 100）247。10%=(kg) 又知 10176。麥汁在 20℃時的相對密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 ，故熱麥汁 （ 100℃）體積為： 247。 (179。 1000)179。 1000179。 =(L) (2)冷麥汁量為： 179。 ()=(L) (3)發酵液量為： 179。 ()=(L) (4)過濾酒量為： 179。 ()=(L) (5)成品啤酒量為： 179。 ()=(L) 生產 100L10176。淡色啤酒的物料衡算 根據上述衡算結果知， 100kg混合原料可生產 10176。淡色成品啤酒 ，故可得以下結果： （ 1）生產 100L10176。淡色啤酒需耗混合原料量為： （ 100/）179。 100= (kg) （ 2）麥芽耗用量為： 179。 70%=(kg) （ 3）大米耗用量為： =(kg) （ 4）酒花耗用量：對淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %，故為： (100/) 179。 179。 %=(kg) （ 5）熱麥汁量為：（ ） 179。 =(L) （ 6）冷麥汁量為：（ ）179。 =(L) （ 7）濕糖化糟量 設熱電廠出的濕麥芽糟水分含量為 80%，則濕麥芽糟量為： [（ ）（ 10078） /（ 10080） ]179。 =(kg) 而濕大米糟量為： [（ ）（ 10090） /（ 10080） ]179。 =(kg) 故濕糖化糟量為： +=(kg) （ 8）酒花糟量 設麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，則酒花糟量為： [（ 10040） /（ 10080） ]179。 =(kg) 202100t/a 10176。淡色啤酒釀造車間物料衡算表 設生產旺季每天糖化 16次，而淡季則糖化 8次，每年總糖化次數為 3600次。由此可計算出每次投料量及其他項目的物料平衡。把述的有關啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結果，整理成物料衡算表，如表 2所示。 11 表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表 物料名稱 單位 對 100kg 混合原料 100L 10 176。度淡色啤酒 糖化一次定額量 100000t/a啤酒生產 混合原料 Kg 100 30166179。 107 大 麥 Kg 70 20216179。 107 大米 Kg 30 179。 107 酒花 Kg 40744179。 105 熱麥汁 L 179。 107 冷麥汁 L 179。 107 濕糖化糟 Kg 179。 107 濕酒花糟 Kg 179。 105 發酵液 L 179。 107 過濾酒 L 179。 107 成品啤酒 L 179。 107 備注： 10度淡色啤酒的密度為 1012kg/m3 ： 100kg原料約用水 450kg,則需用水量 179。 450247。 100= 用水時間為 ,則每小時洗糟最大用水量為 247。 = G=Q247。 C247。 (t2t1) (冷卻時間為 1h) 其中 :熱麥汁放出熱量 Q=Gp179。 Cp(t1’ t2’ ) 熱麥汁比重 C 麥汁 = 熱麥汁量 Gp=179。 =熱麥汁比熱 Cp=(kg.℃ ) 熱麥汁溫度 t1’ =100℃ t2’ =55℃ 冷卻水溫度 t1=18℃ t2=45℃ 冷卻水比熱 C=1 Q=179。 (10055)= Kcal/h G=247。 1247。 (4518)=1. 沉淀槽洗刷用水 每次洗刷用水 噸 ,沖洗時間為 ,則每小時 最大用水量 =247。 =7(噸 /時 ) 啤酒生產中蒸汽耗量的計算 二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工藝，下面就以為基準進行糖化車間的勢量衡算。 工程流程示意圖如圖 2所示，其中的投料量為糖化一次的用料量（計算參表 2） 糖化用水耗熱量 Q1 根據工 藝，糊化鍋加水量為： 12 G1=（ +）179。 =(kg) 式中， ， （為大米量的 20%） 圖 3 啤酒廠糖化工藝流程圖 而糖化鍋加水量為： G2=179。 =(kg) 式中， ，即 =(kg) 而 。 故 糖化總用水量為： GW=G1+G2=+=(kg) (1) 自來水的平均溫度取 t1=18℃ ,而糖化配料用水溫度 t2=50℃ ,故耗熱量為： Q1=(G1+G2)cw(t1t2)=(5018) 179。 =(KJ) (2) Q2 由 糖 化 工 藝 流 程 圖 （ 圖 3 ）可知 : Q2= Q21 ＋ Q22 ＋ Q23 (3) 糖化鍋內米醪由初溫 t0加熱到 100℃的耗熱量 Q21 Q21=G 米醪 C 米醪 （ 100t0） (4) (1) 計算米醪 的比熱容 G 米醪 根據經驗公式 G 容物 =[(100W)c0+]進行計算。式中 W為含水百分率； c0為絕對谷物比熱容，取 c0=(Kg178。 K). C 麥芽 =[（ 1006） +179。 6]=(Kg178。 K) C 大米 =[（ 10012） +179。 12]=(Kg178。 K) 13 C 米醪 =（ G 大米 c 大米 +G 麥芽 c 麥芽 + G1cw） /(G 大米 +G 麥芽 + G1) （ 5） =( 179。 + 179。 + 179。)/( ++) = KJ/(Kg178。 K) (2) 米醪的初溫 t0設原料的初溫為 18℃，而熱水為 50℃，則 t0 =[（ G 大米 c