畢業(yè)設(shè)計(jì)--啤酒廠工藝初步設(shè)計(jì)——發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn)6萬(wàn)噸10度淡色啤酒廠工藝初步設(shè)計(jì)——發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)</p><p>　　1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求</p><p>　　(1).主體設(shè)備生產(chǎn)車間工藝論證；(2).主體設(shè)備相關(guān)物料、熱量衡算；</p><p>　　(3).主體設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及選型

2、； (4).圖紙：主體設(shè)備裝配圖，全廠工藝流程圖（方框），設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　原始數(shù)據(jù)：產(chǎn)品：10°淡色啤酒；生產(chǎn)原料：70%麥芽粉，30%大米粉;生產(chǎn)天數(shù)：旺季170天占生產(chǎn)任務(wù)的70%；生產(chǎn)廠家：四川某地</p><p>　　2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明</p><p>　　(1).顧國(guó)賢主編 《釀造酒工藝學(xué)》 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1

3、996年</p><p>　　(2).管敦儀主編 《啤酒工業(yè)手冊(cè)》 （上、下） 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1986年</p><p>　　(3).吳思方主編 《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2005年</p><p>　　(4).梁世中主編 《生物工程設(shè)備》 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2005年</p><p>　　(5).《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書》

4、</p><p>　　(6).《機(jī)械工程手冊(cè)》（第二版）</p><p><b>　　3．進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為順應(yīng)近幾年來(lái)啤酒工業(yè)飛速發(fā)展的需求，在啤酒工藝成熟的基礎(chǔ)上，同時(shí)體現(xiàn)了啤酒釀造的新工藝，為企業(yè)的開(kāi)源節(jié)流提供了新的依據(jù)。

5、</p><p>　　設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)6萬(wàn)噸10度淡色啤酒廠發(fā)酵罐設(shè)計(jì)，此啤酒的釀造方法采用70%的麥芽，30%的大米，經(jīng)過(guò)糊化，糖化，煮沸，過(guò)濾，冷卻，發(fā)酵而成。發(fā)酵設(shè)備采用圓筒體錐底發(fā)酵罐，發(fā)酵周期是17天。本設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和重點(diǎn)設(shè)備選型及計(jì)算。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面發(fā)酵法。本設(shè)計(jì)的圖紙主要為發(fā)酵罐裝配圖。本文對(duì)啤酒生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分——原料的糊化、糖

6、化、煮沸、麥汁過(guò)濾、啤酒過(guò)濾及其設(shè)備選型進(jìn)行了粗略研究。對(duì)發(fā)酵過(guò)程及其設(shè)備選型進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啤酒工藝；設(shè)備選型；技術(shù)經(jīng)濟(jì)；發(fā)酵；糖化；發(fā)酵罐.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒 論…………………………………………1</p><p>　　1

7、.1 設(shè)計(jì)選題的目的……………………………………1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)工作的意義……………………………………1</p><p>　　1.3 課題研究?jī)?nèi)容及方法………………………………1</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)…………………………………………1</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)范圍………………………

8、…………………1</p><p>　　1.3.3 指導(dǎo)思想…………………………………………2</p><p>　　1.4 工藝選擇……………………………………………2</p><p>　　1.5 設(shè)備的選擇…………………………………………2</p><p>　　第二章 啤酒工藝選擇與論證………………………3</p>&l

9、t;p>　　2.1 啤酒原料………………………………………………3</p><p>　　2.1.1 釀造用水……………………………………………3</p><p>　　2.1.2 麥芽…………………………………………………3</p><p>　　2.1.3 酒花…………………………………………………3</p><p>　　2.1.

10、4 輔料…………………………………………………3</p><p>　　2.1.5 酵母…………………………………………………3</p><p>　　2.2 麥汁制備………………………………………………4</p><p>　　2.2.1 麥芽及輔料的粉碎理論……………………………4</p><p>　　2.2.2 麥芽的粉碎……………

11、……………………………4</p><p>　　2.2.3 輔料的粉碎…………………………………………4</p><p>　　2.2.4 糖化工藝的選擇與論證 …………………………4</p><p>　　2.3 麥汁過(guò)濾………………………………………………5</p><p>　　2.3.1 麥汁過(guò)濾的基本要求及技術(shù)指標(biāo)…………………5

12、</p><p>　　2.3.2 麥汁過(guò)濾方法及影響因素…………………………5</p><p>　　2.4 麥汁煮沸………………………………………………6</p><p>　　2.4.1 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn)………………………6</p><p>　　2.4.2 麥汁煮沸工藝………………………………………6</p>&

13、lt;p>　　2.5 麥汁后處理……………………………………………6</p><p>　　2.5.1 熱凝固物及冷凝固物的分離………………………6</p><p>　　2.5.2 麥汁的冷卻…………………………………………7</p><p>　　2.5.3 麥汁的充氧…………………………………………7</p><p>　　2.6

14、 啤酒發(fā)酵的工藝論證…………………………………7</p><p>　　2.6.1 啤酒酵母……………………………………………7</p><p>　　2.6.2　啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制………………………………8</p><p>　　2.6.3 啤酒發(fā)酵工藝…………………………………………9</p><p>　　2.6.4 啤酒發(fā)酵方法的選

15、擇…………………………………13</p><p>　　2.6.5 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制…………………………………15</p><p>　　2.7 酵母的添加與回收………………………………………15</p><p>　　2.8 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制……………………………………15</p><p>　　2.9 啤酒過(guò)濾………………………………

16、…………………16</p><p>　　2.9.1 啤酒過(guò)濾理論…………………………………………16</p><p>　　2.9.2 啤酒過(guò)濾方式的選擇與論證…………………………16</p><p>　　2.10 啤酒的包裝……………………………………………16</p><p>　　第三章 物料衡算……………………………………………

17、18</p><p>　　3.1物料衡算的意義……………………………………………18</p><p>　　3.2物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)…………………………………………18</p><p>　　3.3 100㎏原料生產(chǎn)10°P啤酒的物料衡算…………………18</p><p>　　3.4 生產(chǎn)100L 10°P啤酒的物料衡算…………

18、……………19</p><p>　　3.5 年產(chǎn)6萬(wàn)噸10°P淡色啤酒糖化車間物料衡算………22</p><p>　　第四章 耗冷量的計(jì)算……………………………………25</p><p>　　4.1發(fā)酵車間工藝流程…………………………………………25</p><p>　　4.2工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)…………………………………2

19、5</p><p>　　4.3 麥汁冷卻耗冷量Q1………………………………………26</p><p>　　4.4 發(fā)酵耗冷量Q2……………………………………………26</p><p>　　4.4.1 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱Q2…………………………………26</p><p>　　4.4.2 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷Q2″………………………26&

20、lt;/p><p>　　4.4.3 發(fā)酵總耗冷量Q2………………………………………26</p><p>　　4.4.4每酵用冷媒耗量Q0………………………………………26</p><p>　　4.4.5 發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2 ………………………26 </p><p>　　4.5 非工藝耗冷量……………………………………………27&

21、lt;/p><p>　　第五章 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型…………………………28</p><p>　　5.1 發(fā)酵罐體積的確定………………………………………28</p><p>　　5.2 發(fā)酵罐數(shù)量的確定………………………………………28</p><p>　　5.3 發(fā)酵罐材料的選擇…………………………………………29</p

22、><p>　　5.3.1發(fā)酵罐圓柱體部分壁厚確定………………………………29</p><p>　　5.3.2 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭壁厚算……………………………………30</p><p>　　5.3.3 罐底錐形封頭的設(shè)計(jì)型…………………………………31</p><p>　　5.3.4 進(jìn)料管及排酒管的直徑與型……………………………31</p&

23、gt;<p>　　5.3.5 冷媒進(jìn)出管………………………………………………32</p><p>　　5.3.6 發(fā)酵罐夾套的選取………………………………………33</p><p>　　5.3.7 CO2出管及CIP清洗管……………………………………34</p><p>　　5.3.8 其他選型…………………………………………………35</

24、p><p>　　第六章 發(fā)酵罐的參數(shù)…………………………………………38</p><p>　　總結(jié)………………………………………………………………………39</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………40</p><p>　　第一章 緒 論</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)

25、選題的目的</p><p>　　目前，世界上啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒品種結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的新品種也層出不窮。因而很有必要將這方面加以科學(xué)地總結(jié)和分析以推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化在廣度和深度上的健康發(fā)展，隨著人們生活水平的提高，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷改變，啤酒已進(jìn)入了千家萬(wàn)戶。但是我國(guó)人均啤酒的消費(fèi)還沒(méi)有達(dá)到世界平均水平。所以建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，就可以滿足人們將來(lái)物質(zhì)生活的需求

26、。所以，設(shè)計(jì)啤酒廠是有意義有必要的。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)工作的意義</p><p>　　啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達(dá)430卡，相當(dāng)于6-7枚雞蛋，0.75升牛奶或50克奶油，被世界營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)組織列為營(yíng)養(yǎng)食品，素有“液體面包”之譽(yù)?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值又具良好的藥療效果，啤酒中酒精含量較低，1

27、0度黃啤酒含酒精3％左右，非但對(duì)胃和肝臟無(wú)損害，而且可平緩地促進(jìn)人體血液循環(huán)；維生素B1、B6能維持心臟正?；顒?dòng)，而煙酸則能擴(kuò)張血管，故它們對(duì)心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝。通過(guò)這次的選題，查閱資料，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中進(jìn)一步掌握了啤酒的工藝方法,為今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3 課題研究?jī)?nèi)容及方法</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</p>

28、<p>　　本設(shè)計(jì)是根據(jù)四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院生物工程教研室布置的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)范圍</p><p>　　本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)6萬(wàn)噸10度淡色啤酒廠，重點(diǎn)設(shè)備發(fā)酵罐，發(fā)酵工段為重點(diǎn)工段。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、耗冷量衡算、設(shè)備選型及論證、重點(diǎn)設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)、繪制圖紙（全廠工藝流程圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖），三

29、廢處理等。</p><p>　　1.3.3 指導(dǎo)思想</p><p>　　根據(jù)原料的特性，參考工業(yè)生產(chǎn)中的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所收集的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行分析比較，設(shè)計(jì)適合的工藝流程和操作條件，選擇適合的生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行科學(xué)、合理的配置；設(shè)計(jì)適用的廠房結(jié)構(gòu)，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，配備必要的勞動(dòng)人員，滿足正常生產(chǎn)需要。</p><p><b>　　1.4 工藝選擇<

30、;/b></p><p>　　1.保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2.盡量采用成熟的，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。</p><p>　　3.選擇生產(chǎn)方法主要依據(jù)原料的來(lái)源，種類和性質(zhì)。</p><p>　　1.5 設(shè)備的選擇</p><p>　　保證工藝的安全性和可靠性，經(jīng)濟(jì)上的合理性，技術(shù)先進(jìn)，投資省

31、，加工方便，運(yùn)行費(fèi)低，操作清洗方便。</p><p><b>　　主要方法：</b></p><p>　　1.查閱資料，確定工藝方法以及流程</p><p>　　2.進(jìn)行設(shè)計(jì)衡算（如物料衡算）</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)圖紙繪圖</b></p><p>　　4.撰寫

32、設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　第二章 啤酒工藝選擇與論證</p><p><b>　　2.1 啤酒原料</b></p><p>　　2.1.1 釀造用水</p><p>　　水是啤酒釀造最重要的原料，釀造水被稱為“啤酒的血液”。釀造水質(zhì)不僅決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和風(fēng)味，而且還直接影響著釀造的全過(guò)程。</p>

33、;<p>　　水的質(zhì)量要求：本設(shè)計(jì)為經(jīng)典啤酒，色澤較淺，水的殘堿度RA值要求在-5—+5度之間；水中Ca至少為40—50mg/L。另外，Ca和Mg比例要大于3:1。啤酒釀造用水中含有10—15 mg/L Mg已經(jīng)足夠，過(guò)高會(huì)使啤酒變的干，苦味重。水的鎂硬小于等于0.89mmol/L，水中含鹽量要求很低。</p><p><b>　　2.1.2 麥芽</b></p>

34、<p>　　采用淺色且色澤淡黃而有光澤的麥芽。麥芽外觀短胖，除根干凈，不含雜草、雜谷粒、砂土、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質(zhì)。麥芽還應(yīng)有新鮮稻草香味，不應(yīng)有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。</p><p><b>　　2.1.3 酒花</b></p><p>　　酒花能夠賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高

35、啤酒起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)選擇淺黃綠色，有光澤，富有濃郁的啤酒花香氣，無(wú)異雜氣味，花體基本完整的顆粒酒花。</p><p><b>　　2.1.4 輔料</b></p><p>　　啤酒生產(chǎn)中使用輔助原料有重大意義，可以降低啤酒生產(chǎn)成本，具有經(jīng)濟(jì)性；可以降低麥汁總氮，相對(duì)減少麥汁中高分子含氮化合物的比例，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性，調(diào)

36、整麥汁組分，提高啤酒某些特性。</p><p>　　大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點(diǎn)是價(jià)格低廉，蛋白質(zhì)、多酚物質(zhì)和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設(shè)計(jì)采用大米作為輔料，生產(chǎn)出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細(xì)膩、酒花香突出，非生物穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。</p><p><b>　　2.1.5 酵母</b></p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中最

37、常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長(zhǎng)時(shí)間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開(kāi)，幾乎都是單細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞連接。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。</p><p><b>　　2.2 麥汁制備</b></p><

38、;p>　　2.2.1 麥芽及輔料的粉碎理論</p><p>　　麥芽和谷物原料的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過(guò)粉碎后，有較大的比表面積，使物料中貯藏物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。粉碎質(zhì)量對(duì)糖化過(guò)程中物質(zhì)的生化變化、麥汁組成、麥汁過(guò)濾和原料的利用率都有重要作用，從理論上講，麥芽粉碎的越細(xì)，其內(nèi)含物的溶解就越迅速、越完全，化學(xué)和酶促反應(yīng)更容易進(jìn)行，因此就能獲得最佳收得率。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，

39、不能將麥芽粉碎的太細(xì)，因?yàn)榭紤]到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒的風(fēng)味；皮殼和原料中不溶性物質(zhì)粉碎過(guò)細(xì)，造成過(guò)濾阻力增加，影響過(guò)濾操作；淀粉等貯藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速度，也影響反應(yīng)深度即影響到麥汁組成，所以麥芽的粉碎只需達(dá)到一定的程度即可。</p><p>　　2.2.2 麥芽的粉碎</p><p>　　麥芽的粉碎大致可分為干法粉碎、

40、濕法粉碎、回潮粉碎和連續(xù)浸漬粉碎4種。因?yàn)闈穹ǚ鬯橛斜砥け容^完整，從而獲得良好的過(guò)濾層，解決了粉塵的危害，過(guò)濾時(shí)間短，糖化效果好，麥芽汁清亮，對(duì)溶解不良的麥芽可提高其浸出率，適合比較高的投料量等優(yōu)點(diǎn)。故本設(shè)計(jì)采用濕法粉碎。</p><p>　　2.2.3 輔料的粉碎</p><p>　　對(duì)于輔料大米，胚乳比較堅(jiān)硬，對(duì)粉碎要求較大，粉碎得越細(xì)有利于輔料的糖化和糊化，粉碎采用三堒或四堒的二級(jí)

41、粉碎機(jī)。粉碎方法為干法粉碎。</p><p>　　2.2.4 糖化工藝的選擇與論證</p><p>　　利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、pH值、時(shí)間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)，這個(gè)分解過(guò)程稱為糖化。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來(lái)的物質(zhì)稱為浸出物。麥汁中浸出物與投料量比值的百分?jǐn)?shù)稱為浸出率。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質(zhì)溶解出

42、來(lái)，從而得到盡可能多的溶解物，并且使麥汁組成適和發(fā)酵。</p><p><b>　　1．糖化方法</b></p><p>　　麥芽的糖化方法通?？煞譃橹蟪鎏腔ê徒鎏腔ǎ渲兄蟪鎏腔ㄓ址譃橐淮?、二次和三次煮出糖化法。</p><p>　　浸出糖化法：是純粹利用麥芽中酶的生化作用，浸出麥芽中的可溶性物質(zhì)。它是最簡(jiǎn)單的糖化方法，是把醪液從一定

43、溫度開(kāi)始加熱至幾個(gè)溫度階段進(jìn)行，最后達(dá)到糖化終止溫度。適合于優(yōu)質(zhì)麥芽，低濃度發(fā)酵啤酒，故采用此法。</p><p>　　一次糖化法適于蛋白質(zhì)分解良好，糖化能力高的麥芽，原料利用率低，故不采用。</p><p>　　二次糖化法對(duì)原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，常采用此方法生產(chǎn)淺色啤酒，也可生產(chǎn)其他類型的啤酒。適用于各種性質(zhì)的麥芽和制造各種類型的啤酒，但能耗較多，故不采用此法。</p><

44、;p>　　三次糖化法原料利用率高，利于酶的作用，適用于濃色啤酒，耗熱能多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，故不采用。</p><p>　　2．糖化的具體過(guò)程:</p><p>　　糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內(nèi)升溫，達(dá)到糖化各階</p><p>　　段所要求的溫度。由于只有部分醪液進(jìn)行煮沸，胚乳細(xì)胞壁的高分子物質(zhì)及其他雜質(zhì)溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，

45、口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短。</p><p><b>　　2.3 麥汁過(guò)濾</b></p><p>　　2.3.1 麥汁過(guò)濾的基本要求及技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　麥汁過(guò)濾的基本要求是迅速、徹底地分離糖化醪液中的可溶性浸出物，盡量減少影響啤酒風(fēng)味的麥皮多酚、色素、苦味質(zhì)以及麥芽中的高分子蛋白質(zhì)

46、、脂肪、脂肪酸和β-葡聚糖等物質(zhì)進(jìn)入麥汁，從而保證麥汁良好的口味和較高的澄清度。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)保證過(guò)濾的麥汁達(dá)到生產(chǎn)所需要的質(zhì)量要求，盡可能多地獲得澄清麥汁，提高生產(chǎn)率，減少對(duì)環(huán)境的污染。</p><p>　　2.3.2 麥汁過(guò)濾方法及影響因素</p><p>　　過(guò)濾槽是大多數(shù)啤酒廠經(jīng)常采用的麥汁過(guò)濾設(shè)備，在啤酒生產(chǎn)中，麥汁過(guò)濾方法大致可以分為四類：過(guò)濾槽靜壓過(guò)濾法，過(guò)濾槽正壓過(guò)濾法，過(guò)濾

47、槽抽吸即負(fù)壓過(guò)濾法，壓濾機(jī)過(guò)濾法。我國(guó)大多數(shù)啤酒廠均采用過(guò)濾槽靜壓過(guò)濾法進(jìn)行麥汁過(guò)濾。本設(shè)計(jì)采用過(guò)濾槽靜壓過(guò)濾法進(jìn)行麥汁過(guò)濾。</p><p>　　過(guò)濾槽法過(guò)濾麥汁是通過(guò)篩分效應(yīng)，濾層效應(yīng)和深層過(guò)濾效應(yīng)三方面的作用而進(jìn)行的。麥汁的過(guò)濾速度受濾層阻力、濾層滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素影響。</p><p><b>　　2.4 麥汁煮沸</b><

48、/p><p>　　2.4.1 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　麥汁過(guò)濾結(jié)束后，就要進(jìn)行麥汁煮沸，并在麥汁中添加酒花。煮沸期間將發(fā)生一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，麥汁質(zhì)量也會(huì)受多種因素影響。</p><p>　　啤酒廠商用的煮沸鍋有內(nèi)加熱式煮沸鍋、外加熱式煮沸鍋、低壓煮沸過(guò)和連續(xù)流動(dòng)式麥汁煮沸器，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)加熱式煮沸鍋。</p><p&

49、gt;　　內(nèi)加熱式煮沸鍋的特點(diǎn)是：麥汁加熱器垂直安裝在鍋內(nèi)，加熱器為列管式加熱器。麥汁煮沸時(shí)，麥汁由下而上穿過(guò)加熱器的列管向上沸騰。內(nèi)加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點(diǎn)：1，設(shè)備投資少，無(wú)需維護(hù)，沒(méi)有磨損，耗電量低；2熱輻射損失??；3煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整；4設(shè)備簡(jiǎn)單，不需外加加熱器和攪拌器。</p><p>　　2.4.2 麥汁煮沸工藝</p><p>　　內(nèi)加熱式麥汁煮沸鍋又可分為常壓煮沸

50、和低壓煮沸，本設(shè)計(jì)采用常壓煮沸工藝。通過(guò)麥芽汁的煮沸可達(dá)到蒸發(fā)水分、濃縮麥汁的目的。過(guò)濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（約1.0～1.5°P），通過(guò)煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。煮沸的主要作用：⑴滅酶和殺菌；⑵蛋白質(zhì)變形和絮凝；⑶浸出酒花中物質(zhì)；⑷排除麥汁異雜臭氣。</p><p>　　2.5 麥汁后處理</p><p>　　2.5.1 熱凝固物及冷凝固物的分離</p

51、><p>　　麥汁煮沸后應(yīng)盡快將麥汁中的熱凝固物進(jìn)行有效的分離，以獲得澄清的麥汁，然后將麥汁冷卻至工藝要求的溫度，冷卻的同時(shí)，要進(jìn)行通風(fēng)，為酵母繁殖提供足夠的氧氣。漩渦沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設(shè)備，與其它設(shè)備相比，它的分離效果最佳。漩渦沉淀槽是立式柱形槽，麥汁沿切線方向泵入，形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并使熱凝固物以錐丘狀沉降于槽底中央，清亮麥汁從側(cè)面麥汁出口排出。</p><p>　　麥汁在冷卻過(guò)程中

52、會(huì)形成冷凝固物，并逐漸沉淀下來(lái)，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮選法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮選法是麥汁在去除熱凝固物后，通入無(wú)菌空氣就會(huì)吸附在細(xì)密的小氣泡上，隨氣泡升至液面，并加以除去。</p><p>　　2.5.2 麥汁的冷卻</p><p>　　常用的麥汁冷卻器為板式換熱器，換熱效率很高。麥汁冷卻的基本要求有：麥汁和冷卻水流經(jīng)部位要便于清洗，密封性要好，

53、嚴(yán)防冷卻水和麥汁的滲漏。要有足夠的冷卻面積，冷卻時(shí)間要短，冷凝固物析出的量多。</p><p>　　麥汁冷卻有一段式和兩段式兩種冷卻方式.本設(shè)計(jì)采用一段式冷卻方式，其優(yōu)點(diǎn)是利于酵母的沉降，溫差有利于醪液的對(duì)流。</p><p>　　2.5.3 麥汁的充氧</p><p>　　發(fā)酵需要大量的酵母，而酵母繁殖需要氧氣，以利于酵母增殖并同時(shí)進(jìn)入發(fā)酵階段。為使空氣溶解至冷

54、麥汁中，必須通入很細(xì)小的空氣泡，并以渦流形式與麥汁進(jìn)行混合。</p><p>　　2.6 啤酒發(fā)酵的工藝論證</p><p>　　2.6.1 啤酒酵母</p><p><b>　　1． 酵母的分類：</b></p><p>　　a.弗羅倍爾酵母：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集</p><p>　　b

55、.薛士酵母：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀塊</p><p>　　c.卡爾斯倍酵母：卡爾倍一號(hào)，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號(hào)二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快</p><p>　　2． 酵母的基本結(jié)構(gòu)：</p><p>　　啤酒酵母在麥汁中25℃培養(yǎng)三天，細(xì)胞為圓形，卵形，橢圓形。酵母是單細(xì)胞真核生物，外層由厚的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜所包囊；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有許多細(xì)胞器，有細(xì)胞核、線粒體、微體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、

56、液泡、核糖體等，還存在作為能源的糖原，脂質(zhì)及多磷酸鹽等物質(zhì)。</p><p>　　3． 啤酒酵母的絮凝：</p><p>　　啤酒酵母的絮凝特性是重要的生產(chǎn)特性，它會(huì)影響酵母的回收再利用發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過(guò)濾方法以及啤酒風(fēng)味。酵母細(xì)胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達(dá)到

57、30mg/L以上時(shí)的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià)離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng)”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。</p><p>　　4． 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)：</p><p>　　最終決定啤酒品質(zhì)的因素是啤酒酵母，最終影響釀酒工藝和控制的因素也是啤酒酵母。啤酒工廠從單細(xì)胞分離得到一個(gè)酵母細(xì)胞，經(jīng)鑒定確認(rèn)為是本廠生產(chǎn)用的優(yōu)良菌株，然后經(jīng)過(guò)若干次擴(kuò)大培養(yǎng)，最后制備成10^13—10^14個(gè)細(xì)胞/ml后

58、供發(fā)酵用。酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)關(guān)鍵在于：①選擇優(yōu)良的單一細(xì)胞菌株；②在整個(gè)擴(kuò)大培養(yǎng)中保證酵母品種強(qiáng)壯，無(wú)污染。</p><p>　　其過(guò)程為：斜面試管（原菌種）→試管培養(yǎng)→小，中，大三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→增殖罐培養(yǎng)→酵母擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵罐。</p><p>　　5．接種量： </p><p>　　表2-1不同麥汁濃度的酵母添加量</p>

59、<p><b>　　6．酵母的選擇：</b></p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長(zhǎng)時(shí)間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開(kāi)，幾乎都是單細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞連接。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵

60、母。</p><p>　　2.6.2　啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制</p><p>　　啤酒發(fā)酵工藝技術(shù)控制，至今尚未深入到發(fā)酵代謝控制，所謂工藝控制多數(shù)停留在外界影響因素的選擇性（非定量）控制，它包括如下幾方面：</p><p>　　啤酒酵母的菌株選擇。</p><p><b>　　麥汁組分。</b></p>&

61、lt;p>　　酵母接種量和接種技術(shù)。</p><p>　　起酵溫度和發(fā)酵溫度。</p><p>　　發(fā)酵設(shè)備和酵母在發(fā)酵中的流態(tài)。</p><p>　　后酵（或雙乙酰還原）條件選擇。</p><p>　　酵母分離時(shí)間和方法。</p><p><b>　　儲(chǔ)酒條件和時(shí)間。</b></p&

62、gt;<p>　　發(fā)酵中壓力或者CO2濃度。</p><p>　　上述諸方面的控制技術(shù)，不但影響發(fā)酵工藝過(guò)程，而且深刻影響啤酒風(fēng)味物質(zhì)的代謝。由于發(fā)酵工藝的多變性，造成啤酒風(fēng)味千差萬(wàn)別。</p><p>　　2.6.3啤酒發(fā)酵工藝</p><p>　　傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，發(fā)酵容器安置在空氣過(guò)濾，絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)，保持室溫5～6℃，采用開(kāi)放式或

63、密閉式發(fā)酵容器：①采用下面的酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降容器底部。②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長(zhǎng)，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過(guò)添加酵母，前發(fā)酵（酵母增殖），主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。一般為前酵期（5～8℃），主酵期（7.5～9℃），后酵和貯酒期（0～-2℃）。</p><p><b>　　1.

64、前發(fā)酵:</b></p><p>　　所謂前發(fā)酵，就是指接種酵母泥處于休眠階段，酵母和麥汁接觸后，有較長(zhǎng)（數(shù)小時(shí)至十小時(shí)）的生長(zhǎng)滯緩期，之后才能出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長(zhǎng)緩滯期，出芽繁殖細(xì)胞濃度達(dá)到20×10^6個(gè)/ml，發(fā)酵麥汁表面開(kāi)始產(chǎn)生氣泡，此階段即為前發(fā)酵。但由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至20～30個(gè)小時(shí)。</p><p><b>　　2. 主發(fā)酵：

65、</b></p><p>　　主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中氨基酸和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)用糖類發(fā)酵合成細(xì)胞并產(chǎn)生熱量。此時(shí)糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。由于有機(jī)酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少，PH下降迅速。酵母達(dá)到最高濃度時(shí)，糖降最快，每天外觀濃度可降達(dá)1.5～2.0°P。此階段產(chǎn)生大量廢熱，必須進(jìn)行冷卻。</p><p>　　發(fā)酵度達(dá)到酵母凝聚點(diǎn)時(shí)（一般發(fā)酵度在35%～45%），酵母開(kāi)始

66、凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細(xì)胞數(shù)開(kāi)始下降，糖降速率隨之降低。為凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應(yīng)逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后發(fā)酵溫度。</p><p>　　主發(fā)酵后期每日糖降小于0.3°P時(shí)，發(fā)酵緩慢，泡沫小時(shí)，逐步形成泡蓋。泡蓋是CO2帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹(shù)脂、蛋白質(zhì)等被氧化、聚合形成的。在主發(fā)酵結(jié)束前，撈去泡蓋，即可進(jìn)行后酵和回收凝聚酵母泥。</p><p>　　發(fā)酵過(guò)程

67、中的主要物質(zhì)變化:</p><p><b>　?、偬穷惖淖兓?lt;/b></p><p>　　在發(fā)酵過(guò)程中，同等條件下，發(fā)酵度隨可發(fā)酵性糖與總糖的比例而變化的?？砂l(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，發(fā)酵速度愈快。</p><p><b>　?、诤镔|(zhì)的變化：&l

68、t;/b></p><p>　　麥汁中含可同化氮或不可同化氮的成分， 均與啤酒質(zhì)量有關(guān)，前者影響著發(fā)酵進(jìn)程和酵母代謝所產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)，后者則關(guān)系到啤酒的物理性能，如啤酒的澄清，非生物穩(wěn)定性和泡沫性能等。</p><p><b>　?、劭辔段镔|(zhì)的變化：</b></p><p>　　在發(fā)酵過(guò)程中，麥汁中近1/3的苦味物質(zhì)損失。</p&g

69、t;<p><b>　　④二氧化碳的產(chǎn)生:</b></p><p>　　二氧化碳在酒液中的溶解度視發(fā)酵度溫度和罐壓的變化而有增減。二氧化碳含量一般為0.25～0.30（w/wl左右）</p><p><b>　?、軵H值的變化:</b></p><p>　　冷麥汁PH一般為5.2～5.7，隨發(fā)酵進(jìn)程而逐步降低

70、，PH值的下降主要由于發(fā)酵過(guò)程中，二氧化碳和有機(jī)酸和二氧化碳的形成。</p><p><b>　?、扪跖crH值:</b></p><p>　　rH值是表示溶液中氫壓的負(fù)對(duì)數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢(shì)（EH）的一種方法，rH愈高，溶液的氧化力愈高，還原力愈低，反之亦然。</p><p>　　rH＝＋2pH（30℃）</p><p

71、><b>　?、呱茸兓?</b></p><p>　　麥汁色度降低的幅度，隨原麥汁色度深淺而變化，色度深者降低幅度大，色度淺者降低幅度小。</p><p><b>　　3．后發(fā)酵和儲(chǔ)酒:</b></p><p>　　過(guò)濾麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液叫嫩啤酒，又叫新啤酒。</p><p>　　此時(shí)酒

72、的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。</p><p><b>　　后發(fā)酵的作用:</b></p><p>　　①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中，不斷溶解酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。</p><p>　　②后發(fā)酵初期產(chǎn)生的CO2 在排出貯酒罐外時(shí)，降去酒內(nèi)所含的一些酒類的

73、揮發(fā)性成分，如乙醛，硫化氧，雙乙酰等同時(shí)排出，減少啤酒的不成熟味覺(jué)，加快啤酒成熟。</p><p>　?、墼谳^長(zhǎng)的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹(shù)脂等。在低溫和低PH值的情況下，緩慢沉淀下來(lái)，使啤酒逐漸澄清。</p><p>　　④在較低的貯酒溫度下，一些易形成混濁的蛋白質(zhì)－單寧復(fù)合物逐漸析出而先行沉淀下來(lái)或被過(guò)濾除去，改善了啤酒的非生物穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存期。<

74、/p><p><b>　　貯酒的作用：</b></p><p>　?、倌燮【浦袣埩舻目砂l(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中不斷溶解于酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。</p><p>　?、跍p少啤酒的不成熟味覺(jué)加快啤酒成熟。</p><p>　　③使懸浮的酵母冷凝固物和酒花樹(shù)脂等，在低溫和低PH值情況下，緩慢的沉淀下來(lái)，

75、使啤酒澄清，便于過(guò)濾。</p><p>　?、芨纳屏似【频姆巧锏姆€(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。</p><p>　　貯酒室一般設(shè)在發(fā)酵室下面，分地上與地下兩種，先采用地上，整個(gè)貯酒室應(yīng)分為數(shù)室，以控制同貯酒時(shí)間的溫度和便于進(jìn)酒出酒等。</p><p>　　貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對(duì)流方式，以節(jié)省動(dòng)力消耗。<

76、/p><p>　　貯酒室的冷耗量，一般為：</p><p>　　①排管冷卻：600～800千卡/晝夜/m³</p><p>　　②冷風(fēng)冷卻：1000～1200千卡/晝夜/m³</p><p><b>　　啤酒的澄清:</b></p><p>　?、倨【瞥吻宓淖饔茫浩【瞥吻迨窃谫A酒期

77、間，是使酒中所含的懸浮物沉淀下來(lái)。</p><p>　　澄清的目的是使過(guò)濾時(shí)順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。</p><p>　?、谄【浦械闹饕獞腋∥镔|(zhì): </p><p><b>　　a.酵母細(xì)胞;</b></p><p>　　b.冷凝固性蛋白質(zhì);</p><p><b>　

78、　c.酒花樹(shù)脂;</b></p><p>　　d.蛋白質(zhì)－多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。</p><p>　?、塾绊懫【瞥吻宓囊蛩?</p><p>　　a.懸浮物質(zhì)的性質(zhì);</p><p>　　b.貯酒溫度高溫（3℃以上）快于低溫（0℃以下）; </p><p>　　c.PH值：酒液度PH在（4.0～4.5）上面

79、發(fā)酵（PH4.0以下）;</p><p><b>　　d.容器大小;</b></p><p><b>　　e.酒液粘度；</b></p><p>　　4．圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵及其工藝:</p><p>　　①發(fā)酵方法分類：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。本次設(shè)計(jì)選擇單釀罐法發(fā)酵。</p>

80、;<p><b>　?、谠O(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：</b></p><p>　?、旁O(shè)備的外型特點(diǎn)：外筒體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。單釀罐一般的D：H=1:1.5～6。發(fā)酵罐底角，考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角60～85°</p><p>　　⑵罐材料：大型C.C.T均采用碳鋼加涂料或是不銹鋼兩種材料。</

81、p><p>　?、抢鋮s夾套：國(guó)內(nèi)C.C.T大多用低溫低壓（-3℃,0.03MPa）液態(tài)冷媒在半圓管，弧形管的夾套，或米勒板式夾套內(nèi)流動(dòng)換熱。冷卻夾套的單釀罐內(nèi)一般分三段：上段距發(fā)酵液面15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。</p><p>　?、雀魺釋雍头雷o(hù)層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹(shù)脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。外防護(hù)層采用0.7-1.5

82、mm厚的合金鋁板或0.5-0.7mm的不銹鋼板，特別是瓦楞型板更受歡迎。</p><p>　?、晒拗饕郊褐悄苄豌K溫度傳感器，清洗取樣閥，安全閥，IP執(zhí)行機(jī)構(gòu)，視鏡，空氣和二氧化碳排出管，人孔等裝置。</p><p>　　③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝：</p><p><b>　?、胚M(jìn)罐方法</b></p><p>&l

83、t;b>　　采用直接進(jìn)罐方法。</b></p><p>　?、平臃N量和起酵溫度 </p><p>　　麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短起酵時(shí)間，大多采用較高接種量，0.6%～0.8%，接種后細(xì)胞濃度為（15±3）×10^6個(gè)/ml。接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段的溫度，一般低于主發(fā)酵溫度2～3℃。目的是使酵母繁殖在較低溫度下進(jìn)行，減少酵母代謝副產(chǎn)物

84、過(guò)多積累。</p><p><b>　?、侵靼l(fā)酵溫度</b></p><p><b>　　采用低溫發(fā)酵</b></p><p><b>　?、萔DK還原</b></p><p>　　在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱VDK還原階段。VDK還原初期一般不排放酵母，也就是發(fā)酵全部酵母參與V

85、DK還原，這可縮短還原時(shí)間。</p><p><b>　　⑸冷卻、降溫</b></p><p>　　VDK還原終點(diǎn)是根據(jù)成品啤酒應(yīng)VDK的含量而定。</p><p><b>　?、使迚嚎刂?lt;/b></p><p>　　利用N2備壓0.6～0.8Mpa。</p><p><

86、;b>　?、私湍傅呐欧藕褪占?lt;/b></p><p>　　酵母回收循環(huán)使用五代。</p><p>　　2.6.4 啤酒發(fā)酵方法的選擇</p><p>　　啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：連續(xù)發(fā)酵法，上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法，一罐發(fā)酵法，以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行詳細(xì)分析和比較來(lái)進(jìn)行取舍。</p><p><b>　　

87、（1）連續(xù)發(fā)酵</b></p><p>　　連續(xù)發(fā)酵主要有多罐式連續(xù)發(fā)酵和塔式連續(xù)發(fā)酵，這種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)都可大大</p><p>　　縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動(dòng)力和洗刷費(fèi)用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動(dòng)力消耗大。塔式系統(tǒng)對(duì)酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求

88、凝聚性強(qiáng)。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評(píng)與間歇法啤酒差別大，難以被消費(fèi)者接受。</p><p>　　八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由</p><p>　　于污染和風(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。從實(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)計(jì)不采用此法。</p><p>　　（2）上面發(fā)酵的工藝

89、特點(diǎn)</p><p>　　A、上面發(fā)酵系在較高的溫度（15—20℃）下進(jìn)行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細(xì)胞較多。發(fā)酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母使用代數(shù)大大增加長(zhǎng)久沒(méi)有衰退現(xiàn)象，但酵母回收工作較下面發(fā)酵復(fù)雜。</p><p>　　B、上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為14—16℃，比較高。發(fā)酵三天左右，當(dāng)酵母升至液面時(shí)，為發(fā)酵旺盛階段，此時(shí)應(yīng)開(kāi)始降低液溫，可采用12—14℃冷水

90、冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)立即撇去，發(fā)酵4—6天即行結(jié)束。</p><p>　　C、發(fā)酵結(jié)束，酵母成緊密的一層浮在波面上，厚約3—4厘米。優(yōu)良的酵母，其酵母層應(yīng)具有褶皺狀的外觀。</p><p>　　D、上面發(fā)酵在發(fā)酵過(guò)程中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對(duì)凝聚性強(qiáng)的酵母通風(fēng)尤屬必要。</p><p>　　E、上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，

91、下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充CO2，使達(dá)到飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒是酒液中應(yīng)保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生CO2，飽和在酒中。</p><p>　　F、上面發(fā)酵配制的啤酒成熟較快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特風(fēng)味，但保存期短。</p><p><b>　?。?）下面發(fā)酵</b></p><p>　　傳統(tǒng)下面發(fā)酵法，發(fā)酵容器安置在

92、空氣過(guò)濾、絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)，</p><p>　　保持室溫5—6℃，采用開(kāi)放式或密閉式，圓形或方形的發(fā)酵容器。</p><p><b>　　下面發(fā)酵的特點(diǎn)</b></p><p>　?、俨捎孟旅娼湍福靼l(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降在容器底部。</p><p>　　②下面發(fā)酵啤酒

93、的后發(fā)酵期較長(zhǎng)，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。</p><p><b>　?。?）一罐法發(fā)酵</b></p><p>　　隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有啤酒廠普遍采用一罐發(fā)酵工藝，即麥汁的主發(fā)酵，</p><p>　　雙乙酰還原、降溫以及貯酒階段在同一個(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)容器必須清洗；

94、轉(zhuǎn)入空罐時(shí)CO2損失少；酒損少，因?yàn)闆](méi)有了管道中殘酒的損失；所需的工作時(shí)間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构蓿瑳](méi)有氧侵入的危險(xiǎn)。故在設(shè)計(jì)中采用此法。</p><p>　　故本設(shè)計(jì)選用錐形罐一罐法下面酵母發(fā)酵（即發(fā)酵溫度為5—10℃）</p><p>　　2.6.5 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在

95、發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)行冷卻。</p><p>　　常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且滲透性很強(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。</p>&l

96、t;p>　　間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在-5℃左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。</p><p>　　2.7 酵母的添加與回收</p><p>　　在麥汁進(jìn)行充氧同時(shí)添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在

97、整個(gè)麥汁流入過(guò)程中均勻添加，接種量一般為（1.5-1.8）×10^7/ml麥汁。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無(wú)黏著現(xiàn)象，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)變異，鏡檢酵母細(xì)胞大小整齊，健壯，無(wú)雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)間不超過(guò)3天，使用代數(shù)不超過(guò)7代。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來(lái)的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量

98、占65%-70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由最初沉降下來(lái)的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。</p><p>　　2.8 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)行冷卻。</p><p>　　常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直

99、接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且滲透性很強(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。</p><p>　　間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在-5℃左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一

100、般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.9 啤酒過(guò)濾</b></p><p>　　2.9.1 啤酒過(guò)濾理論</p><p>　　經(jīng)過(guò)發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會(huì)從

101、啤酒中析出，導(dǎo)致啤酒渾濁。所以，必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾工序?qū)⑵涑ァ?lt;/p><p>　　啤酒過(guò)濾式一種物理分離過(guò)程，是啤酒生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的生產(chǎn)工序。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時(shí)，可賦予啤酒以良好的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。</p><p>　　2.9.2 啤酒過(guò)濾方式的選擇與論證</p&

102、gt;<p>　　對(duì)于啤酒過(guò)濾來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在使用較普遍的過(guò)濾方法主要有硅藻土過(guò)濾法、濾棉過(guò)濾機(jī)和微孔膜過(guò)濾機(jī)。</p><p>　　硅澡過(guò)濾機(jī)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，過(guò)濾效果好，速度快，雜菌清洗容易，維修方便，過(guò)濾能力可通過(guò)加減濾板框數(shù)調(diào)節(jié)，故選此法。</p><p>　　2.10 啤酒的包裝</p><p>　　啤酒的包裝形式有瓶裝、易拉罐裝和桶裝三種形式，本設(shè)

103、計(jì)生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，首先看到的是這瓶啤酒的包裝。產(chǎn)品包裝既是產(chǎn)品的賣點(diǎn)，又是市場(chǎng)的亮點(diǎn)，新穎獨(dú)特的包裝設(shè)計(jì)往往最容易打動(dòng)消費(fèi)者的心。因此，啤酒企業(yè)不僅要生產(chǎn)合乎標(biāo)準(zhǔn)和品質(zhì)上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊美觀的商標(biāo)和包裝，如此才能使其產(chǎn)品更具吸引力和競(jìng)爭(zhēng)力，使其品牌更加深入人心。啤酒包裝的基本功能有以下幾點(diǎn)。</p><p>　?。?）保護(hù)功能。包裝應(yīng)該保證產(chǎn)品的安全和清潔衛(wèi)生，使其在

104、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過(guò)程中不致散失、損壞和變質(zhì)，這是包裝最基本的作用。</p><p>　?。?）美化增值功能。美觀大方的包裝造型、生動(dòng)形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價(jià)值。</p><p>　?。?）促銷功能。包裝是“無(wú)聲的推銷員”消費(fèi)者通過(guò)包裝可以了解產(chǎn)品，引起消費(fèi)興趣，激發(fā)購(gòu)買動(dòng)機(jī)，從而有利于擴(kuò)大商品銷售。</p><p><b&g

105、t;　　第三章 物料衡算</b></p><p>　　3.1物料衡算的意義</p><p>　　物料衡算是指理論上進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，所要消耗的物料和可以得到的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品的量，物料衡算的準(zhǔn)確與否關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計(jì)的可行性，是整個(gè)設(shè)計(jì)階段的重要一環(huán)。</p><p>　　3.2物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表

106、3-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)10°P啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L10°P啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行6萬(wàn)噸/年啤酒廠的物料衡算</p><p>　　表3-1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　3.3 100kg原料生產(chǎn)10°P啤酒的物料衡算</p><p><b>　　(1)熱麥汁量</b><

107、;/p><p>　　根據(jù)表3-1可得原料收得率分別為：</p><p><b>　　原料麥芽收得率為：</b></p><p>　　0.75(100-5)÷100=71.25%</p><p><b>　　原料大米收得率為：</b></p><p>　　0.95(100

108、-11)÷100=84.55%</p><p><b>　　混合原料收得率為：</b></p><p>　?。?.70×71.25%+0.30×84.55%）×98.5%=74.11%</p><p>　　由上述可得100kg混合原料可制得的10°P熱麥汁量為：</p><p

109、>　　（74.11÷10）×100=741.1(kg)</p><p>　　又知10°P麥汁在20℃時(shí)的密度為1.04kg/L，而100℃熱麥汁比20℃時(shí)的麥汁體積增加1.04倍。</p><p>　　故熱麥汁（100℃）體積為： </p><p>　?。?41.1÷1.04）×1.04=741.1(L)<

110、;/p><p><b>　　(2)冷麥汁量</b></p><p>　　741.1×(1-0.05)=704.05(L)</p><p><b>　　(3)發(fā)酵液量</b></p><p>　　704.05×(1-0.015)=693.49(L)</p><p&g

111、t;<b>　　(4)過(guò)濾酒量</b></p><p>　　693.49×(1-0.01)=686.56(L)</p><p><b>　　(5)成品啤酒量</b></p><p>　　686.56×(1-0.01)=679.69(L)</p><p>　　3.4生產(chǎn)100L 1

112、0°P啤酒的物料衡算</p><p>　　根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)10°P淡色啤酒約680L，故可得下述結(jié)果：</p><p>　　(1)生產(chǎn)100L10°P經(jīng)典啤酒需耗混合原料量</p><p>　?。?00/680）×100=14.71(kg)</p><p><b>

113、　　(2)麥芽耗用量</b></p><p>　　14.71×70%=10.30(kg)</p><p><b>　　(3)大米耗用量</b></p><p>　　14.71×30%=4.41(kg)</p><p><b>　　(4)酒花耗用</b></p&g

114、t;<p>　　100L熱麥汁中加入的酒花量為0.2千克，故酒花耗用量為：</p><p>　?。?41.1/680）×100×0.2%=0.218(kg)</p><p>　　同理，100kg原料耗酒花：</p><p>　　680/100×0.218=1.482kg</p><p><b&

115、gt;　　(5)熱麥汁量</b></p><p>　?。?41.1 /680）×100=108.99(L)</p><p><b>　　(6)冷麥汁量</b></p><p>　?。?04.05/680）×100=103.54(L)</p><p><b>　　(7)發(fā)酵液量：&

116、lt;/b></p><p>　?。?93.49/680）×100=101.98(L)</p><p><b>　　(8)濾過(guò)酒量：</b></p><p>　?。?86.56/680）×100=100.96L)</p><p><b>　　(9)成品酒量：</b><

117、/p><p>　?。?80/680）×100=100(L)</p><p>　　(10)濕糖化糟量：</p><p>　　設(shè)排出的濕麥糟含水分80%，</p><p><b>　　濕麥芽糟量為：</b></p><p>　　[(1-0.05)(100-75)/(100-80)] ×

118、10.30=12.23</p><p>　　濕大米糟量為： </p><p>　　[(1-0.11)(100-95)/(100-80)] ×4.41=0.98</p><p><b>　　故濕糖化糟量為：</b></p><p>　　12.23+0.98=13.21</p><p&g

119、t;　　同理，100kg原料產(chǎn)生濕糖化糟：</p><p>　　680/100×13.21=89.83kg</p><p>　　(11)濕酒花糟量：</p><p>　　設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為40%，酒花糟含水分以80%計(jì)，則酒花糟量為：</p><p>　　0.218×(100-40)×100÷(1