年产20万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计课程设计(编辑修改稿)

年产20万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

增鲜、调味之功效。 水 水在啤酒中水占 90%左右，酿造用水的质量好坏，直接影响到啤酒的质量与风味，啤酒酿造用水是指糖化用水和洗涤麦槽用水，这两部分水直接参与工艺反应，它是啤酒的主要成分，在麦汁制备以及发酵过程中，许多物理变化、酶反应、生物化学和生物学的变化都与水质直接有关，所以酿造用水是决定啤酒质量的重要因素之一。 因此，对水的选择是很重要的工作。 酿造用水质量要求：通常，软水适于酿造淡色啤酒，碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。 淡色啤酒用水要求为：①无色，无臭，透明，无浮游物，味纯正，无生物污染；②硬度低；③铁、锰含量低（含量高对啤酒的色、味有害，而且 能引起喷涌现象）；④不含亚硝酸盐。 生产工艺流程图 北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 8 图 21 啤酒生产工艺流程图 生产工艺要点 啤酒的生产主要包括麦芽制备、麦汁制造、发酵、后处理及包装四大 工艺流程。 麦芽制备 大麦是酿制啤 酒的主要原料 ，酿制过程中需把大麦制成麦芽 ，生产上称为麦芽制 备。 麦芽制 备 主要有三大步骤：浸麦、发芽、干燥。 浸麦 使麦芽吸收发芽所需要的一定量水分的过程，称为大麦的浸渍，简称浸麦。 包括洗麦、浸麦和通风三个过程。 经浸渍后的大麦称为浸渍大麦。 浸麦是为了供给大麦发芽时所需的水分，给以充足的氧气，使之开始发芽。 与此同时还可洗涤麦粒，除去浮麦，除北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 9 去麦皮中对啤酒有害的物质。 浸麦水最好使用中等硬度的饮用水，不得存在有害健康的有机物，应无漂浮物。 水中亚硝酸盐含量达到一定量时，对发芽有抑制作用。 水中含铁、锰过多， 会使麦芽表面 呈灰白色。 碱性的水，会提高皮壳的办渗透性，增加水的铁含量， 限制沉降作用，甚至影响色泽。 大麦经浸渍后的含水百分率，称为浸麦度。 它既是浸麦效果的最终表现形式 之一，又是大麦发芽的要素之一，成为制麦工艺关键的一个工艺控制点。 发芽 浸渍大麦在理想控制的条件下发芽，生成适合啤酒酿造所需要的新鲜麦芽的过程，称为发芽。 然后送入焙燥系统制成啤酒麦芽。 因此，发芽是一种生理生化过程。 大麦发芽的目的：激活原有的酶；生成新的酶；物质转变。 发芽工艺条件主要控制浸麦度、发芽温度、发芽时间和通风。 大麦发芽的方法按设置条件，可分为地板 式、通风式、塔式和连续式等。 干燥 未干 燥的麦芽称为绿麦芽，绿麦芽含水分高，不能贮存，也不能进入糖化工序，必须经过干燥。 通过干燥，可以使麦芽水分下降至 5%以下，利于贮藏；终止化学 — 生物学变化，固定物质组成；去除绿麦芽的生青味，产生麦芽特 有的色、香、味；容易除去麦根。 除根 根芽对啤酒酿造没有意义，并影响啤酒质量。 根芽吸湿性强，能够很快吸收环境的水分，使干燥麦芽含水量重新提高；根芽含有不良的苦味，影响啤酒的口 味；根芽能使啤酒的色度增加。 所以麦芽干燥后应将根芽除掉。 麦汁制备 麦汁制备通常在工厂又 称为糖化。 麦芽及辅料必须经过这个过程，制成各种成分含量适宜的麦汁，才能由酵母发酵酿成啤酒。 麦汁制造的全过程，可分为麦芽及辅料的粉碎、醪的糖化、过滤 、 麦汁煮沸、冷却五道工序。 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。 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、 α氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。 麦芽及辅料的粉碎 麦芽及其辅料原料在进行糖化前必须先进行粉碎。 粉碎是为了增加原料和水的接触 面积，使原料及麦芽内可溶物质浸出，促进难溶物质溶解。 原料粉碎的程度和糖化制成麦汁的组成及原料利用率的高低有着密切的关系。 粉碎时要控制麦芽及其辅料适宜的粉碎度，有助于较好地处理质量较差的麦芽，降低麦皮的浸出物含量，加快糖化过程的物质溶解，缩短糖化时间，提高收率，使糖化过程的自动化操作处于最佳状态。 糖化 糖化是麦汁制备的最主要的部分。 糖化是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶(或外加酶制剂 )，在适宜的条件 (温度、 PH值、时间等 )下，将麦芽和辅助原料中的不溶性高分子物质 (淀粉、蛋白质、半纤维素等 )分解成可溶性的低 分子物质 (如糖类、糊精、氨基酸 ,肽类等 )的过程。 由此制得的溶液就是麦汁， 此过程称为 “糖化 ”。 糖化过程是原料的分解和萃取过程，它主要是依靠麦芽中各种水解酶的酶促分解，而水和热力作用是协助酶促北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 10 分解和浸取过程。 糖化过程是一个非常复杂的生化过程。 糖化醪过滤 麦芽醪过滤就是要获得澄清麦汁。 麦芽醪的过滤包括如下三个过程：残留在糖化醪中的耐热性的 α－淀粉酶，将少量的高分子糊精进一步液化，使之全部转变成无色糊精和糖类，提高原料浸出物收率；从麦芽醪中分离出 “ 头号麦汁 ” ； 用热水洗涤麦糟，洗出吸附于麦糟的可溶性浸出物，得到 “ 二滤、三滤麦汁 ”。 麦汁的煮沸 麦汁的煮沸主要是为了蒸发多余水分，使麦汁浓缩到规定浓度；为了破坏酶的活力，防止淀粉酶等继续作用，稳定可发酵性糖与糊精的比例，稳定麦汁组成；同时能达到麦汁灭菌，特别是乳酸菌等杂菌，避免发酵时产生酸败，以保证最终产品的质量。 冷却 麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，目的在于麦汁冷却至定型温度，适合酵母发酵的需要；充入一定量的氧气以利酵母繁殖；除去麦汁煮沸及冷却时凝聚的沉淀物和酒花，以利发酵和提高啤酒质量。 冷却要求时间短，麦汁无细菌且不浑浊，沉淀损失少，操作简单。 发 酵 啤酒发酵 过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品 — 啤酒。 由于酵母类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味不同，发酵的方式也不相同。 根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。 一般可以把 啤酒发酵 技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。 现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式，目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。 发酵分前发酵、主发酵和后发酵。 所谓前发酵，实际上是接种酵母 处于休眠阶段 ，酵母和麦汁接触后，有较长生长 滞缓期，才能进入出芽繁殖细胞浓度，发酵麦汁表面开始起沫，此阶段为前发酵。 主发酵是啤酒发酵的主要阶段，也是啤酒发酵的第一阶段，主要内容是啤酒酵母菌对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，生成酒精和 CO2以及其他一些物质，以构成啤酒的主要成分。 主发酵过程工艺的控制很重要，重点控制的是温度、浓度和时间。 三者互相制约，又相辅相成。 后处理及包装 经过 发酵 后的成熟啤酒 液 ，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，必须经过过滤将其除去，以得到清亮透明的啤酒。 这样既可使啤酒的外观富有吸引力，又可大大 改善啤酒的生物稳定性与非生物稳定性。 然后，才可进行包装。 啤酒过滤或分离的方法有：滤棉法、硅藻土法、板式过滤法、微孔薄膜过滤法、离心分离法。 较合理的工艺是联合方式处理，硅藻土法与离心分离法常作粗滤，板式过滤法和微孔薄膜过滤法作精滤。 单用滤棉过滤法或硅藻土过滤法一次处理可制新啤酒，但不能达到无菌水平。 成熟啤酒经过过滤以后，即可包装出厂。 啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序，对啤北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 11 酒质量与外观有直接的影响。 啤酒的包装方式，根据销售需要而分为瓶装啤酒、罐装啤酒和桶装啤酒等几种。 一般在当地销售的啤酒以不经杀菌的桶装或瓶装、 罐装鲜 (生）啤酒为主 ,而运至外地销售的以及出口啤酒，则通常是经过杀菌的瓶装或罐装熟啤酒，或经无菌过滤的纯生啤酒，其保质期较长。 全场物料衡算 工艺指标 根据我国啤酒生产情况，有关生产原料配比、工艺指标及生产数据如下表： 表 3— 1 基础工艺指标表 项目 名称 百分比（ %） 项目 名称 百分比（ %） 定 额 标 准 无水麦芽浸出率 75 原料配比 麦芽 70 大米 30 无水大米浸出率 95 啤酒损失率（对热麦汁） 冷却损失 发酵损失 1 原料利用率 98 过滤损失 麦芽水分 6 装瓶损失 大米水分 12 总损失 7 对 100Kg 原料（ 75%麦芽、 25%大米）生产啤酒物料衡算 原料收得率 麦芽收得率为： （ 100－ 6） 247。 100 ＝ ％ 大米收 得 率 为 ： （ 100－ 12） 247。 100 ＝ ％ 混合原料收 得 率为： （ ％＋ ％） 100 ％＝ ％ 由此， 100kg 混合原料可制得 11176。 P 热麦汁量为： 247。 11100 ＝ 北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 12 又知 11176。 P 麦汁在 20℃ 时的相对密度为 ，而 100℃ 热麦汁比 20℃ 时的体积增加 倍，故 100℃ 热麦汁体积为： 247。 ＝ ： （ 1－ ％）＝ L ： （ 1－ 1％）＝ ： （ 1－ ％）＝ ： （ 1－ ％）＝ ：每 100L 热麦汁加入酒花量定为 则 100Kg 原料耗用酒花量为 : = ：设排出湿麦糟含水 80％ ， 麦糟 ： 70[ （ 1－ 6％） （ 100－ 75） 247。 （ 100－ 80） ]＝ 大米糟 ： 30[ （ 1－ 12％） （ 100－ 95） 247。 （ 100－ 80） ]＝ 湿糖化糟 ： ＋ ＝ ：设酒花糟在麦汁中浸出率 40％，酒花糟含水量按 80％计算， 酒花糟 （ 1－ 40％） 247。 （ 1－ 80%）＝ (以商品干酵母计 )： 生产 100L啤酒可得商品酵母 1kg，则生产 啤酒可得 干酵母湿酵母含水分 85％，酵母固形物 （ 1－ 85％）＝ kg 含水分 7％的商品干酵母 1 247。 （ 1－ 7％）＝ 生产 100L 啤酒物料衡算 由上面计算可知 100kg 混合原料可生产 11176。 P 成品啤酒 100L11176。 P 淡色啤酒需耗混合原料为： 100247。 100 ＝ ： 70 ％＝ ： 30 ％＝ ： 100L 麦汁中加入酒花量为 ，则 100L11176。 P 啤酒耗用酒花量 ： = ： 247。 100 ＝ ： 247。 100 ＝ ： 247。 100 ＝ 北京理工大学珠海学院 2020级本科生课程设计 13 ： 247。 100＝ ： 247。 100 ＝ 100L ： 设排出的湿麦糟水份含量为 80％，则 湿麦糟量 [（ 1－ ） （ 100－ 75） 247。 （ 100－ 80） ] ＝ kg 湿大米糟量 [（ 1－ ） （ 100－ 95） 247。 （ 100－ 80） ] ＝ 综上可得湿糖化糟量 ＋ ＝ 11酒花糟量：设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为 40％，且酒花糟水份含量为 80％， 则酒花糟量 [（ 100－ 40） 247。 （ 100－ 80） ] ＝ (以商品干酵母计 )： 生产 100L啤酒可得 2kg湿酵母泥，其中一半作生产接种用，一半作商品酵母用即 1kg，湿酵母泥含水分 85％ 酵母固形物量： 1 （ 100－ 85） 247。 100＝ 那么含水分 7％的商品干酵母量为： 100247。 （ 100－ 7）＝ 年产 20 万吨啤酒 糖化一次 物料衡算 生产旺季每天糖化 7 次，旺季以 170 天计，占年产量 70％，淡季每天糖化 4次， 均留 10 天检修，以 170 天计。 则每年总糖化次数 7170+4170 ＝ 1870 次（ 11176。 P 淡色啤酒密度 kg/L） ： 202000。