年產20萬噸啤酒發酵車間的課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，稱煮沸鍋。麥汁煮沸鍋具有多種形式，本設計選用的是列管式內加熱器圓形麥汁煮沸鍋。采用列管加熱，管內麥汁受熱上升，在加熱管上部噴出，底部麥汁不斷進入加熱管，麥汁形成對流，省去動力和攪拌系統。2. 麥汁煮沸方法傳統煮沸鍋均采用常壓煮沸，常壓煮沸的優點有工藝成熟，操作方便，維修費用低。酒花浸出率高，所得麥汁質量好。故本設計采用該方法。3. 酒花的添加酒花添加量應依據酒花質量（含α酸的量），消費者習慣，啤酒品種，濃度等不同而不同。淺色啤酒苦味物值為1540（Bu）之間，一般在此范圍內選取一個固定值，生產時允許在固定值上波動177。5 Bu。 酒花的添加方法，還是以傳統分3～4次添加法為主。酒花添加分三次完成，操作如下：第一次：煮沸5～15分鐘后，添加總量的5%～10%，主要作用是消除煮沸物得泡沫。第二次：煮沸30～40分鐘后，添加總量的55%～60%，主要是萃取α酸，并促進異構。第三次：煮沸后80～85分鐘，添加總量的30%～40%，主要是萃取酒花油，提高酒花香味。 麥汁的處理從煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進入發酵以前還需要進行一系列處理：酒花糟分離，熱凝固物分離，冷凝固物分離，冷卻，充氧等才能成為發酵麥汁。近代的啤酒生產大大縮短了發酵和貯酒周期，發酵容器也增大到數百至上千立方米。麥汁處理應適用設備的要求不同，流程很多，經比較采用以下流程對麥汁進行處理： 煮沸鍋→熱麥汁→泵→回旋沉淀槽→薄板冷卻系統→通風→發酵 ↓ ↑ （酒花糟+熱凝固物） （無菌空氣） 麥汁的充氧1. 熱麥汁的氧化麥汁在高溫之下接觸氧，此時氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質、酒花樹脂、多酚等發生氧化反應。目前我國認為從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關鍵措施。2. 冷卻麥汁的充氧麥汁冷卻至發酵接種溫度以后，即使與氧接觸，氧化反應較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態，是酵母前期繁殖必須的。麥汁濃度增加減少飽和溶氧量。3. 冷麥汁通風方法普通啤酒發酵采用壓縮空氣通風，即將無菌，無油的壓縮空氣在麥汁冷卻的輸送線路中，通過文丘里管或不銹鋼舌片混合器，肽管混合器，在線上充氧。 啤酒發酵[7] 啤酒酵母1. 啤酒酵母的選擇能使含糖液體自然發酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”的生物，統稱為“酵母”。廣義上說，凡是單細胞、世代時間較長的低等真核生物，統稱為“酵母”。本設計采用嘉士伯酵母，該酵母是漢生氏從丹麥嘉士伯啤酒廠分離培養出來。使用的酵母為嘉士伯一號，細胞橢圓形，菌體大小為（7－10）（3－5）微米，發酵度高。2. 啤酒酵母的擴大培養 啤酒酵母純正與否，對啤酒發酵和啤酒質量的影響很大。啤酒工廠生產使用的酵母由保存的純種酵母，經過擴大培養，達到一定數量后，供生產現場使用。 啤酒發酵方法的選擇啤酒發酵方法主要有以下幾種方式：傳統發酵，錐形罐發酵；連續發酵法，分批式發酵法；上面發酵法，下面發酵法；一罐發酵法，兩罐法發酵；本設計選用的是兩罐式發酵法。 啤酒發酵工藝傳統式分批發酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經過添加酵母，前發酵（酵母增殖），主發酵，后發酵和貯酒等階段。相應的設備是：酵母添加器，前發酵池，主發酵池，后發酵罐和儲酒罐。各段發酵均在有絕熱維護層，并具有室溫調節裝置的的廠房內進行，一般分為前發酵室（78℃）主發酵室（67℃），后酵和儲酒室（20℃）等部分。 酵母的添加與回收在麥汁進行充氧同時添加酵母，為了使酵母均勻分布在發酵罐中，酵母應在整個麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（～）10/mL麥汁，～。 發酵設備的降溫控制本設計采用的發酵設備為應用極為廣泛的露天錐形發酵罐，酵母在發酵過程中會產生熱量，為使發酵和后熟在設計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。因為發酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設計采用間接冷卻方式。 啤酒生產副產物的利用麥糟的利用麥糟是麥芽和大米在不發芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質構成的。麥糟是有價值的飼料，有較高的蛋白質，并受到適度分解。二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒發酵中最主要的副產物，二氧化碳也是重要的原材料。在過濾后的清酒中，直接充入二氧化碳，使啤酒在短時間內溶解和過飽和，簡單而有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。酵母的回收與利用根據酵母和發酵液的相對密度不同，采用離心機分離酒液和酵母。每生產100噸啤酒可得含水分75%～80%，%～10%。近年來用啤酒酵母生產具有肉類鮮味的調料以及生產干酵母粉，有很好的經濟和社會效益。 成品啤酒 1. 啤酒的過濾發酵出來的啤酒經酵母分離機分離出來后，進入一薄板冷卻器，然后進入啤酒處理罐，進行CO2洗滌，再經一次冷卻器，冷卻至1 ℃，經粗濾精濾后，送清酒罐然后包裝。發酵完的啤酒—→冷卻器—→處理罐—→薄板冷卻器—→硅藻土過濾機—→紙板過濾機—→ 清酒罐 啤酒過濾流程圖2．啤酒包裝啤酒的包裝形式有瓶裝、易拉罐裝和桶裝三種形式，本設計生產的主要是瓶裝啤酒。 過濾啤酒 ↓瓶子—→選瓶—→ 浸瓶—→洗瓶—→ 空水—→驗瓶—→裝酒—→壓蓋—→巴氏滅菌—→驗酒—→貼標—→裝箱—→瓶裝熟啤酒 瓶裝流程圖啤酒包裝的基本功能有以下幾點。1. 保護功能。包裝應該保證產品的安全和清潔衛生，使其在儲存、運輸和銷售過程中不致散失、損壞和變質，這是包裝最基本的作用。2. 美化增值功能。美觀大方的包裝造型、生動形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產品形象，提高產品的附加價值。3. 促銷功能。包裝是“無聲的推銷員”，消費者通過包裝可以了解產品，引起消費興趣，激發購買動機，從而有利于擴大商品銷售。第二章 工藝計算[1] 物料衡算 物料衡算的意義物料衡算是指理論上進行生產時，所要消耗的物料和可以得到的產品以及副產品的量，物料衡算的準確與否關系到整個生產工藝的合理性和設計的可行性，是整個設計階段的重要一環。 物料衡算基礎數據根據表21的基礎數據，先進行100kg原料生產10176。P啤酒的物料衡算，然后進行100L 10176。P啤酒的物料衡算，最后進行20萬噸/年啤酒廠的物料衡算。表21啤酒生產基礎數據項目名稱百分比﹪說明定額指標原料利用率麥芽水分大米水分12無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料配比麥芽70大米30損失率冷卻損失發酵損失對熱麥汁而言過濾損失裝瓶損失總損失率啤酒總損失率對熱麥汁而言 100㎏原料生產啤酒的物料衡算熱麥汁量根據表21可得原料收得率分別為：原料麥芽收得率為： (1005)247。100=%原料大米收得率為：(10012)247。100=%混合原料收得率為：（%+%）%=%由上述可得100kg混合原料可制得10176。P熱麥汁量為：（247。10）100=（kg）查《啤酒工業手冊》得10176。P麥汁在20176。而100176。C熱麥汁比20176。故，（100176。C）體積為：247。=（L）： （）=(L)： （）=（L）： （）=(L)： （）=（L） 生產100L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。，故可得下述結果： 10176。P淡色啤酒需耗混合原料量為：100247。100=（kg）： 70%=（kg）： 30%=（kg）： 對淺色啤酒，%，故酒花耗用量為：247。100%=（kg）同理，100kg原料耗酒花： 247。100=(kg)： 247。100=（L）： 247。100=（L）： 247。100=（L）: 247。100=(L)： 247。100=100（L）：設排出的濕麥糟含水分80%濕麥芽糟量：[()(10075)/(10080)] =（kg）濕大米糟量：[()(10095)/(10080)] =(kg)故濕糖化糟量：+= （kg）同理，100kg原料產生濕糖化糟：247。100=(kg)： 設酒花在麥汁中的浸出率為40%，酒花糟含水分以80%計，則酒花糟量為：同理，100kg原料產生濕酒花糟：247。100=（kg）（以商品干酵母計）生產100L啤酒可得2kg濕酵母泥，其中一半作生產接種用，一半作商品酵母用，即為1kg。濕酵母泥含水分85%酵母含固形物量：1（10085）247。100=（kg）則含水分7%的商品干酵母量：100247。（1007）=（kg）： 因10176。，： =（kg）所以，10176。P冷麥汁中浸出物量：10%=（kg）設麥汁的真正發酵度為80%，則可發酵的浸出物量：80%=（kg）麥芽糖發酵的化學反應式為： C12H22O11+H2O→2C6H12O6 2C6H2O6→4C2H5OH+4CO2+56KJ設麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構成，則CO2生成量： 444247。342=（kg）式中 44—CO2分子量 342—麥芽糖（C12H22O11）分子量設10176。%啤酒中其含量有：%=（kg）則釋放出的CO2量： =（kg）而1m3 CO2在20176。故釋放出的CO2的體積為：247。= m3 年產20萬噸啤酒糖化車間物料衡算設全年生產共有300天，其中旺季淡季各150天。設生產旺季每天糖化8次，而淡季則糖化4次，每年總糖化次數為1800