年產(chǎn)20萬噸10度純生啤酒廠工藝初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　純生啤酒作為一種口味更加純正的飲料酒深受消費(fèi)者的歡迎，其市場需求已經(jīng)越來越大。本論文綜合運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)的各個學(xué)科，針對年產(chǎn)20萬噸純生啤酒的發(fā)酵工藝進(jìn)行了設(shè)計。通過參閱大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)，確定了采用下面發(fā)酵法，以70%的大麥和30%的大米為原料進(jìn)行為期20天（主發(fā)酵6天，后發(fā)酵14天）的分批式發(fā)酵。由物料衡算得出每年需大米94

2、10t、大麥22000t、酒花4700t；由熱量衡算得出每年消耗蒸汽9.87 107kg；由水衡算得出每生產(chǎn)1t成品啤酒需耗水25.36t，年耗水量為5026608t；由耗冷量的計算得出每年耗冷9.521 1010kJ。并且通過對設(shè)備的選型與計算得出需要112.4m3的糖化鍋1個，924m3的圓筒體錐底發(fā)酵罐40個.另外還需要21圈，分為3組的換熱管。</p><p>　　關(guān)鍵詞：純生啤酒；工藝設(shè)計；物料衡算；熱

3、量衡算；圓筒錐底發(fā)酵罐</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As a taste of draft beer to drink wine more pure welcomed by consumers and its market demand has been increasing. In this paper, various

4、 disciplines learned in university is integrated for the technological design of beer fermentation process with annual output of 200,000 tons. According to the large number of domestic and foreign literature, 70 percent

5、of the barley and 30 percent of the rice is identified as raw materials and taken it in batches fermentation by the following fermentation for 2</p><p>　　Key Words：draft beer; process design; material cross-

6、operator; heat cross-operator; Fermenter conical bottom cylinder</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1 啤酒發(fā)酵方法簡介1</p><p>　　1.2

7、 啤酒概述與發(fā)展史2</p><p>　　1.3 純生啤酒生產(chǎn)基本工藝介紹6</p><p>　　1.4 啤酒的市場前景8</p><p>　　2 啤酒發(fā)酵工藝設(shè)計10</p><p>　　2.1 純生啤酒的釀造基本要求10</p><p>　　2.2 原料的選擇11</p><p&g

8、t;　　2.3 原料的制備12</p><p>　　2.4 麥芽的糖化13</p><p>　　2.5 麥芽汁的發(fā)酵14</p><p>　　2.6 成熟純生啤酒的過濾15</p><p>　　2.7 無菌灌裝16</p><p>　　2.8 CIP系統(tǒng)17</p><p><

9、b>　　2.9 人員18</b></p><p>　　2.10工藝流程圖18</p><p>　　3 物料衡算20</p><p>　　3.1 啤酒糖化車間工藝流程示意圖20</p><p>　　3.2 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)20</p><p>　　3.3 100kg原料生產(chǎn)10度純生啤酒的物

10、料衡算21</p><p>　　3.4 生產(chǎn)100L度純生啤酒的物料衡算22</p><p>　　3.5 年產(chǎn)20萬噸10度純生啤酒釀造車間物料衡算表23</p><p>　　4 熱量衡算25</p><p>　　4.1 糖化工藝流程示意圖25</p><p>　　4.2 糖化車間的熱量衡算26</

11、p><p>　　4.2 糖化車間總熱量衡算表35</p><p><b>　　5 水衡算36</b></p><p>　　5.1 啤酒廠全廠用水工藝流程示意圖36</p><p>　　5.2 水衡算37</p><p>　　5.3 年產(chǎn)20萬噸10度純生啤全廠用水衡算表43</p&g

12、t;<p>　　6 發(fā)酵車間耗冷計算44</p><p>　　6.1 發(fā)酵工藝流程示意圖44</p><p>　　6.2 年產(chǎn)20萬噸10度純生啤酒廠發(fā)酵車間耗冷量計算44</p><p>　　6.3 年產(chǎn)20萬噸10度純生啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表48</p><p>　　7 設(shè)備與選型計算49</p>

13、<p>　　7.1 糖化鍋的設(shè)計與選型49</p><p>　　7.2 發(fā)酵罐的設(shè)計與選型50</p><p>　　7.3 發(fā)酵罐換熱器的設(shè)計52</p><p><b>　　總結(jié)55</b></p><p><b>　　致謝56</b></p><p&g

14、t;<b>　　參考文獻(xiàn)57</b></p><p><b>　　附錄58</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，啤酒作為一種時尚消費(fèi)品，已經(jīng)為人們生活中不可或缺的商品，其市場需求日益漸增。</p><

15、p>　　然而，在啤酒行業(yè)發(fā)展的同時，也存在著品種龐雜缺乏個性、創(chuàng)新乏力盲目跟風(fēng)、倚重工藝忽視原料、企業(yè)規(guī)模偏小、渠道單一、贏利力低等問題。因此，如何在我國啤酒生產(chǎn)工業(yè)的基礎(chǔ)上，提高啤酒的生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高生產(chǎn)過程的自動化水平，提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，積極參與國際市場競爭，是一個刻不容緩的問題。</p><p>　　本設(shè)計采用以酵母菌為菌種的下面發(fā)酵法和一罐發(fā)酵法（即發(fā)酵和后熟在一個罐子中進(jìn)行）。同時對年產(chǎn)值為2

16、0萬噸純生啤酒的生產(chǎn)工藝進(jìn)行初步設(shè)計。以確定其物料，熱量，水以及耗冷的衡算，并確定設(shè)備的選用數(shù)量與尺寸。</p><p>　　1.1啤酒發(fā)酵方法簡介</p><p>　　啤酒發(fā)酵過程是指啤酒酵母在一定條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質(zhì)而進(jìn)行的正常生命活動，而啤酒就是啤酒酵母在生命活動之中所產(chǎn)生的產(chǎn)物。由于酵母菌類型的不同，發(fā)酵的條件和產(chǎn)品要求、風(fēng)味等的不同，造成發(fā)酵方式也不相同。根據(jù)酵母發(fā)酵

17、類型不同可把啤酒分成上面發(fā)酵啤酒和下面發(fā)酵啤酒。一般可以把啤酒發(fā)酵技術(shù)分為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)。現(xiàn)代發(fā)酵主要有圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和高濃稀釋發(fā)酵等方式，目前主要采用圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵。</p><p>　　圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵有以下特點(diǎn)：（1）底部為錐形便于生產(chǎn)過程中隨時排放酵母，要求采用凝聚性酵母。（2）罐本身具有冷卻裝置，便于發(fā)酵溫度的控制。生產(chǎn)容易控制，發(fā)酵周期縮短，染菌機(jī)會少，啤酒

18、質(zhì)量穩(wěn)定。（3）罐體外設(shè)有保溫裝置，可將罐體置于室外，減少建筑投資，節(jié)省占地面積，便于擴(kuò)建。（4）采用密閉罐，便于CO2洗滌和CO2回收，發(fā)酵也可在一定壓力下進(jìn)行。即可做發(fā)酵罐，也可做貯酒罐，也可將發(fā)酵和貯酒合二為一，稱為一罐發(fā)酵法。（5）罐內(nèi)發(fā)酵液由于液體高度而產(chǎn)生CO2梯度。通過冷卻控制，可使發(fā)酵液進(jìn)行自然對流，罐體越高對流越強(qiáng)。由于強(qiáng)烈對流的存在，酵母發(fā)酵能力提高，發(fā)酵速度加快，發(fā)酵周期縮短。（6）發(fā)酵罐可采用儀表或微機(jī)控制，操作

19、、管理方便。（7）錐形罐既適用于下面發(fā)酵，也適用于上面發(fā)酵。（8）可采用CIP自動清洗裝置，清洗方便。（9）錐形罐加工方便，實(shí)用性強(qiáng)。（10）設(shè)備容量可根據(jù)生產(chǎn)需要靈活調(diào)整。</p><p>　　錐形罐發(fā)酵方法的組合形式：（1）發(fā)酵——貯酒式，兩個罐要求不一樣，耐壓也不同，但對于現(xiàn)代釀酒工藝的應(yīng)用不大。（2）發(fā)酵——后處理式，即一個罐進(jìn)行發(fā)酵，另一個罐為后熟處理。對發(fā)酵罐而言，將可發(fā)酵性成分一次完成，基本不保留可

20、發(fā)酵性成分，發(fā)酵產(chǎn)生的CO2全部回收并貯存?zhèn)溆?，然后轉(zhuǎn)入后處理罐進(jìn)行后熟處理。其過程為將發(fā)酵結(jié)束的發(fā)酵液經(jīng)離心分離，去除酵母和冷凝固物，再經(jīng)薄板換熱器冷卻到貯酒溫度，進(jìn)行1～2天的低溫貯存后開始過濾。（3）發(fā)酵——后調(diào)整式，即前一個發(fā)酵罐類似一罐法進(jìn)行發(fā)酵、貯酒，完成可發(fā)酵性成分的發(fā)酵，回收CO2、回收酵母，進(jìn)行CO2洗滌，經(jīng)適當(dāng)?shù)牡蜏刭A存后，在后調(diào)整罐內(nèi)對色澤、穩(wěn)定性、CO2含量等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，再經(jīng)適當(dāng)穩(wěn)定后即可開始過濾操作。<

21、/p><p>　　本工藝采用的一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因只有一個容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時CO2損失少；酒損少，因沒有了管道中殘酒的損失；所需的工作時間少，因不用倒罐；節(jié)約能源，因不用倒泵。沒有氧侵入的危險。 從經(jīng)濟(jì)角度和環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，必須回收CO2，只有在高溫后熟工藝中和較低壓力下才需要CO2（碳酸化處理）。每個罐子基本上都需要冷卻裝置。</p><p>　　1.2 啤酒概述與發(fā)

22、展史</p><p>　　1.2.1啤酒的簡介</p><p>　　啤酒是人類最古老的酒精飲料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。啤酒于二十世紀(jì)初傳入中國，屬外來酒種。啤酒是根據(jù)英語Beer譯成中文“啤”，稱其為“啤酒”，沿用至今。啤酒以大麥芽﹑酒花﹑水為主要原料﹐經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒[11]。</p><p>　　啤酒是以麥芽（包

23、括特種麥芽）為主要原料，以大米或其它谷物為輔助原料，經(jīng)麥芽汁的制備，加酒花煮沸，并經(jīng)酵母發(fā)酵配制而成的，是一種含有二氧化碳、起泡的、低酒精度的飲料酒。由于其具有獨(dú)特的苦味和香味，營養(yǎng)成分豐富，含有各種人體所需的氨基酸及多量維生素、泛酸以及礦物質(zhì)，當(dāng)前市場需量越來越大，人們的要求也不斷地提高。</p><p>　　1.2.2啤酒的營養(yǎng)價值</p><p>　　啤酒素有“液體面包”的雅稱，其營

24、養(yǎng)豐富，發(fā)熱量高。啤酒中除含就進(jìn)和CO?外，還含有人體需要的多種氨基酸，維生素，糖類及無機(jī)鹽等成分，這些營養(yǎng)成分易被人體吸收利用，因而，啤酒具有很高的營養(yǎng)價值。1972年在墨西哥召開的第九屆“國際營養(yǎng)食品會議”上，啤酒被正式選定為營養(yǎng)食品[13]。</p><p>　　啤酒可以用于佐餐或作為清涼飲料，酒溫以12~14℃飲用為宜。此外，啤酒還有一定的藥理作用。它含有葉酸，維生素B12，能改善消化機(jī)能，預(yù)防心血管疾病

25、等。</p><p>　　1.2.3啤酒的分類</p><p>　　當(dāng)前市場上的啤酒琳瑯滿目，這些啤酒可以依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分為以下幾種：</p><p>　　a、根據(jù)原麥汁濃度分類</p><p>　　(1)低濃度啤酒(Small Beer)</p><p>　　原麥汁濃度在2.5%～9.0%之間，酒精含量0.8%～2.

26、5%之間的屬低濃度啤酒。兒童啤酒、無醇啤酒均屬此類型。</p><p>　　(2)中濃度啤酒(light Beer)</p><p>　　原麥汁濃度在11%～l4%之間，酒精含量3.2%～4.2% 之間的屬中濃度啤酒。這類啤酒產(chǎn)量最大，最受消費(fèi)者歡迎。淡色啤酒多屬此類型。</p><p>　　(3)高濃度啤酒(Strong Beer)</p><

27、p>　　原麥汁濃度在14%～20%之間，酒精含量4.2%～ 5.5%，少數(shù)酒精含量高達(dá)7.5%，這種啤酒均屬高濃度啤酒。黑色啤酒即屬此類型。這種啤酒生產(chǎn)周期長，含固形物較多，穩(wěn)定性強(qiáng)，適宜貯存或遠(yuǎn)銷。</p><p>　　b、根據(jù)啤酒色澤分類</p><p>　?。?）淡色啤酒：色度在5～14EBC之間。淡色啤酒為啤酒產(chǎn)量最大的一種。淡色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。淺黃色啤酒口

28、味淡爽，酒花香味突出。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。</p><p>　?。?）濃色啤酒：色澤呈紅棕色或紅褐色，色度在14～40EBC之間。濃色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。</p><p>　?。?）黑色啤酒：色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細(xì)膩，苦味根據(jù)產(chǎn)品類型而有較大差異。</p><p>　　c

29、、根據(jù)殺菌方法分類</p><p>　　(1)純生啤酒：采用特殊的釀造工藝，嚴(yán)格控制微生物指標(biāo)，使用包括0.45微米微孔過濾的三級過濾，不進(jìn)行熱殺菌，讓啤酒保持較高的生物、非生物、風(fēng)味穩(wěn)定性。這種啤酒非常新鮮、可口，保質(zhì)期達(dá)半年以上。</p><p>　　(2)鮮啤酒：啤酒包裝后，不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮美，但容易變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。</p><p>　

30、　(3)熟啤酒：經(jīng)過巴氏滅菌的啤酒?？梢源娣泡^長時間，可用于外地銷售，優(yōu)級啤酒保質(zhì)期為120天。</p><p>　　d、根據(jù)啤酒酵母性質(zhì)分類</p><p>　?。?）上面發(fā)酵啤酒：采用上面酵母。發(fā)酵過程中，酵母隨CO2浮到發(fā)酵面上，發(fā)酵溫度15～20°C。啤酒的香味突出。</p><p>　?。?）下面發(fā)酵啤酒：采用下面酵母。發(fā)酵完畢，酵母凝聚沉淀到發(fā)

31、酵容器底部，發(fā)酵溫度5～10°C。啤酒的香味柔和。世界上絕大部分國家采用下面發(fā)酵啤酒。</p><p>　　e、根據(jù)包裝容器分類</p><p>　　瓶裝啤酒、易拉罐裝啤酒、桶裝啤酒</p><p>　　1.2.4純生啤酒的特點(diǎn)</p><p>　　純生啤酒是經(jīng)過嚴(yán)格無菌處理（非熱殺菌），確保酒液內(nèi)沒有任何活體酵母或其他微生物，保質(zhì)

32、期達(dá)六個月到一年，又稱為冷殺菌啤酒。是近幾十年逐步發(fā)展起來的一種啤酒新產(chǎn)品，其追求的目標(biāo)是啤酒口感的新鮮、純正和爽口。其生產(chǎn)是建立在整個釀造、過濾、包裝全過程對污染微生物嚴(yán)格控制的基礎(chǔ)上，其特點(diǎn)體現(xiàn)在純和生這兩個字上。“純”是指啤酒是由麥汁接入酵母發(fā)酵而來，一般的啤酒生產(chǎn)往往容易污染雜菌，影響啤酒品質(zhì)?！吧笔侵赴l(fā)酵完成之后經(jīng)過濾的啤酒仍含有部分酵母，普通啤酒為避免灌裝后酒液發(fā)酵變質(zhì)，須對灌裝后的酒進(jìn)行巴氏殺菌處理。但啤酒在有氧的條件下

33、進(jìn)行熱處理會損失部分營養(yǎng)物質(zhì)，并對新鮮口感造成損害，破壞原有的啤酒香味，產(chǎn)生不愉快的老化味。而純生啤酒的生產(chǎn)不經(jīng)高溫殺菌，采用無菌膜過濾技術(shù)濾除酵母菌、雜菌，使啤酒避免了熱損傷，保持了原有的新鮮口味，其口感新鮮，酒香清醇，口味柔和。最后一道工序進(jìn)行嚴(yán)格的無菌灌裝，避免了二次污染。</p><p>　　另外純生啤酒與一般的生啤酒又有所區(qū)別，純生啤酒是采用無菌膜過濾技術(shù)，濾除了酵母菌和雜菌，保質(zhì)期可達(dá)180天；生啤酒

34、雖然也未經(jīng)高溫殺菌，但它采用的是硅藻土過濾機(jī)，只能濾掉酵母菌，雜菌不能被濾掉，因此其保質(zhì)期一般在3—7天。因此純生啤酒具有很長的保質(zhì)期[12]。</p><p>　　1.2.5純生啤酒的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　啤酒的起源與谷物的起源密切相關(guān)。人類使用谷物制造酒類飲料已有8000多年的歷史。已知最古老的酒類文獻(xiàn)，是公元前6000年左右巴比倫人用黏土板雕刻的獻(xiàn)祭用啤酒制作法。公元前40

35、00年美索不達(dá)米亞地區(qū)已有用大麥﹑小麥﹑蜂蜜制作的16種啤酒。公元前3000年起開始使用苦味劑。但首次明確使用酒花作為苦味劑是在公元768年。啤酒的釀造技術(shù)是由埃及通過希臘傳到西歐的。在中世紀(jì)的德國，啤酒的釀造業(yè)主結(jié)成了堅強(qiáng)的同業(yè)公會。使用啤酒花作苦味劑的德國啤酒也已輸往國外，不來梅﹑漢堡等城市均因此而繁榮起來。17世紀(jì)之后，啤酒作為近代工業(yè)迅速發(fā)展，使美國成為超過德國的啤酒生產(chǎn)國。19世紀(jì)﹐釀造學(xué)家相繼闡明有關(guān)釀造技術(shù)。1857年，L

36、.巴斯德確立生物發(fā)酵學(xué)說；1845年，C.J.巴林闡明發(fā)酵度理論；1881年，E.漢森發(fā)明了酵母純粹培養(yǎng)法，使啤酒釀造科學(xué)得到飛躍的進(jìn)步，由神秘化﹑經(jīng)驗(yàn)主義走向科學(xué)化。蒸汽機(jī)的應(yīng)用，1874年林德冷凍機(jī)的發(fā)明，使啤酒的工業(yè)化大生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。目前全世界啤酒年產(chǎn)量已居各種酒類之首，已突破100000ML。1986年全世界生產(chǎn)啤酒101588.7ML。</p><p>　　19世紀(jì)末，啤酒輸入中國。1900年俄國人在哈

37、爾濱市首先建立了烏盧布列希夫斯基啤酒廠；但一直到1935這期間生產(chǎn)技術(shù)掌握在外國人手中，生產(chǎn)原料麥芽和酒花都依靠進(jìn)口。1949年以前，全國啤酒廠不到十家，總產(chǎn)量不足萬噸。1949年后，中國啤酒工業(yè)發(fā)展較快，并逐步擺脫了原料依賴進(jìn)口的落后狀態(tài)。1979年產(chǎn)量達(dá)到510ML，1986年產(chǎn)量達(dá)到4000ML。中國的啤酒于1954年開始進(jìn)入國際市場，當(dāng)時出口僅0.3ML，到1980年已猛增到26ML。</p><p>　

38、　純生啤酒是20世紀(jì)末在我國興起的，起源于20世紀(jì)90年代中期，我國最早的純生啤酒是珠江啤酒廠生產(chǎn)的,98年投放市場。純生啤酒的釀造是啤酒界的一次革命，從原料、工藝、設(shè)備、均與傳統(tǒng)釀造啤酒有著巨大的區(qū)別，突出的特點(diǎn)就是無菌釀造、設(shè)備價值昂貴、生產(chǎn)成本加大，僅檢測費(fèi)用比普通啤酒高20倍，可以說純生啤酒是高科技產(chǎn)品，因此它的價格較高。</p><p>　　我國目前有四平金士百啤酒，北京燕京，陜西漢斯，廣東珠江，青島啤

39、酒，四川雪花等廠家生產(chǎn)純生啤酒。我國年生產(chǎn)啤酒近2200萬噸，但目前純生啤酒產(chǎn)量還不足50萬噸，在日本純生啤酒產(chǎn)量占啤酒總產(chǎn)量的95％，德國占50％，而我國還不到3％，但是，純生啤酒已代表中國啤酒市場的發(fā)展方向，是啤酒業(yè)的一次革命，它符合消費(fèi)潮流，前景廣闊。</p><p>　　1.3純生啤酒生產(chǎn)基本工藝介紹</p><p>　　1.3.1新型啤酒發(fā)酵設(shè)備</p><p

40、>　　（1）圓筒體錐底立式發(fā)酵罐（簡稱錐形罐 ）</p><p>　　這種發(fā)酵罐目前已廣泛用于上面或下面發(fā)酵啤酒后生產(chǎn)。錐形罐 可單獨(dú)用于前發(fā)酵或后發(fā)酵，還可以將前，后發(fā)酵合并在該罐 進(jìn)行（一罐法）。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵時間,而且具有生產(chǎn)上的靈活性，幫能適合于生產(chǎn)各種類型啤酒的要求。</p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)是能縮短發(fā)酵時間，而且具有生產(chǎn)上的靈活性，故能使用于各類啤酒的生產(chǎn)

41、要求。目前國內(nèi)外啤酒廠使用較多的是錐形罐。本設(shè)計也是采用這種發(fā)酵罐進(jìn)行啤酒發(fā)酵生產(chǎn)。如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1 圓筒體錐底發(fā)酵罐</p><p><b>　　（2）聯(lián)合罐</b></p><p>　　這是一種在近幾年在美國出現(xiàn)的一種叫“Universal ”型的發(fā)酵罐。這是一種具有較淺錐底的大直徑（高徑比為1.1:1.3）的發(fā)

42、酵罐，能在罐內(nèi)進(jìn)行機(jī)械攪拌，并具有冷卻裝置。如圖1-2所示。</p><p>　　這種聯(lián)合罐的生產(chǎn)上的用途與錐形罐在發(fā)酵生產(chǎn)上用途相同，既用于前后發(fā)酵，也能用于多罐法及一罐法生產(chǎn)。因而它適合多方面的需要，故又稱為通用罐。</p><p>　　它的主體是一個圓柱體。由帶人孔的薄殼垂直圓柱體，拱形頂有足夠斜度的除去酵母的錐底所組成。罐體采用15cm厚的聚尼烷作保溫層，聚尼烷是泡沫狀的，外面還要

43、包蓋能經(jīng)得起風(fēng)雨的鋁板。聯(lián)合罐可以采用機(jī)械攪拌，也可以通過對罐 體的精心設(shè)計達(dá)到同樣的攪拌作用。</p><p><b>　　圖1-2 聯(lián)合罐</b></p><p><b>　?。?）朝日罐</b></p><p>　　朝日罐又稱朝日單一釀槽，它是1972年日本朝日啤酒公司試制成功的前發(fā)酵和后發(fā)酵合一的室外大型發(fā)酵罐。&

44、lt;/p><p>　　朝日罐與錐底罐具有相同的功能，但生產(chǎn)工藝不同。它的特點(diǎn)是利用離心機(jī)回收酵母，利用薄板換熱器控制發(fā)酵的溫度，利用循環(huán)泵把發(fā)酵液抽出又送回去。這三種設(shè)備互相組合，解決了前、后發(fā)酵溫度控制和酵母的控制的問題，同時也解決了消除發(fā)酵液不成熟的風(fēng)味，加速啤酒的成熟。</p><p>　　因此利用朝日罐進(jìn)行一罐法生產(chǎn)啤酒的優(yōu)點(diǎn)是：可加速啤酒的成熟。發(fā)酵時罐的裝量達(dá)96%，提高設(shè)備利用

45、率。</p><p>　　1.3.2啤酒發(fā)酵新技術(shù)</p><p><b>　?。?）濃醪發(fā)酵</b></p><p>　　1967年開始應(yīng)用于生產(chǎn)。是采用高濃度麥汁進(jìn)行發(fā)酵，然后再稀釋成規(guī)定濃度成品啤酒的方法。它可在不增加或少增加生產(chǎn)設(shè)備的條件下提高產(chǎn)量。原麥汁濃度一般為16°P左右。</p><p><

46、;b>　?。?）快速發(fā)酵</b></p><p>　　快速發(fā)酵是通過控制發(fā)酵條件，在保持原有風(fēng)味的基礎(chǔ)上，縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，增加產(chǎn)量。快速發(fā)酵法工藝控制條件為：在發(fā)酵過程某階段提高溫度；增加酵母接種量；進(jìn)行攪拌。</p><p><b>　　（3）連續(xù)發(fā)酵</b></p><p>　　1906年已有啤酒連續(xù)發(fā)酵的方

47、案，但直到1967年才得到工業(yè)化的應(yīng)用。主要應(yīng)用國家有新西蘭﹑英國等。由于菌種易變異和雜菌的污染以及啤酒的風(fēng)味等問題，使啤酒連續(xù)發(fā)酵工藝的推廣受到限制。</p><p>　　1.4啤酒的市場前景</p><p>　　數(shù)據(jù)顯示，今年上半年全國啤酒行業(yè)繼續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢，累計生產(chǎn)啤酒1642萬千升，同比增長14.2%，啤酒行業(yè)景氣度上升。從半年報看，上半年很多上市公司業(yè)績表現(xiàn)良好。青島啤酒

48、、燕京啤酒今年上半年實(shí)現(xiàn)凈利潤分別達(dá)20199.65萬元、15442.65萬元，同比增長23.81%、5.25%。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)升級時代的到來，啤酒、乳品等以往非主流食品消費(fèi)量得到大幅提升。我國啤酒產(chǎn)量從2000年的223.1萬噸一路飆升到2010年的423.6萬噸，年均增長率接近50%。同時，我國還有大量消費(fèi)群體未開發(fā)，巨大的農(nóng)村市場還未充分挖掘，有巨大的潛在消費(fèi)力作保證，啤酒行

49、業(yè)的增長趨勢將會得到延續(xù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)統(tǒng)計，二季度內(nèi)，241只基金合計向食品飲料、批發(fā)與零售貿(mào)易、機(jī)械設(shè)備儀表3個行業(yè)投入350億元，上述三個行業(yè)的市值增長占到基金新增市值的七成，啤酒板塊成為基金熱衷的增持對象。</p><p>　　特別的是純生啤酒具有"熟啤酒"相同的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性，又有較長時間內(nèi)保持啤酒的新鮮程度（風(fēng)味穩(wěn)定性）和較好的口味、以

50、及良好的酒體外觀和泡沫性能。在目前的發(fā)展趨勢來看，愈發(fā)受到廣大消費(fèi)者的青睞。</p><p>　　因此，一個優(yōu)良的生產(chǎn)工藝的設(shè)計是迫不及待的。</p><p>　　2 啤酒發(fā)酵工藝設(shè)計</p><p>　　2.1純生啤酒的釀造基本要求</p><p>　　因?yàn)榧兩【粕a(chǎn)的整個生產(chǎn)過程均要求嚴(yán)格的無菌操作，所以本設(shè)計中對整個釀造過程要求非常

51、嚴(yán)格的污染控制能力和產(chǎn)品質(zhì)量的管理能力。</p><p>　?。?）純種釀造的關(guān)鍵-啤酒酵母 </p><p>　　純生啤酒的生產(chǎn)是純種釀造和有效控制后期污染的有機(jī)地結(jié)合。任何雜菌的存在都會影響啤酒的質(zhì)量。 </p><p>　　（2）選擇良好的酒基 </p><p>　　經(jīng)過發(fā)酵、后熟的啤酒，應(yīng)具有良好的質(zhì)量（包括風(fēng)味、泡沫、非生物穩(wěn)定性和

52、滿足理化指標(biāo)要求）。生產(chǎn)中應(yīng)認(rèn)真做到：把好原料關(guān)、選好菌種、嚴(yán)格生產(chǎn)工藝與操作。 </p><p>　?。?）保證有可靠的無菌生產(chǎn)條件 </p><p>　　純生啤酒生產(chǎn)就是在生產(chǎn)過程中有效控制雜菌的結(jié)果，而不是通過各種手段處理的結(jié)果。生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制雜菌是純生啤酒生產(chǎn)的關(guān)鍵，無菌過濾和無菌灌裝則是生產(chǎn)的輔助手段。因此，啤酒整個生產(chǎn)全過程要盡量做到?jīng)]有或基本沒有雜菌污染，才能保證純生啤酒

53、的質(zhì)量和減少后期處理的工作負(fù)荷量。 </p><p>　?。?）在前道工序嚴(yán)格控制微生物污染的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)純生啤酒進(jìn)行的無菌過濾要滿足以下要求：無菌過濾的有效性，對任何微生物除去率要達(dá)到要求，并且不會影響啤酒的口味、泡沫等質(zhì)量要求；選用合理的無菌過濾組合，一般要求應(yīng)按深層過濾-表面過濾-膜過濾的順序進(jìn)行組合，其孔徑選擇為：深層過濾1～3微米、表面過濾0.8～1微米、膜過濾0.45～0.65微米。應(yīng)配置兩組過濾組合

54、，以保證正常生產(chǎn)；具有獨(dú)立的CIP和膜再生系統(tǒng)； </p><p>　　（5）純生啤酒包裝時，要有以下基本要求：包裝容器清洗系統(tǒng)（含瓶、易拉罐、生啤酒桶）應(yīng)保證清潔、無菌；對灌裝車間，灌裝機(jī)可以放在一個密閉的無菌房間內(nèi)，室內(nèi)空氣要進(jìn)行有效的過濾，室內(nèi)對室外保持正壓，約0.03～0.05kPa；對輸送啤酒瓶的輸送鏈，在未灌裝啤酒、密封以前的部分應(yīng)使用帶有消毒作用的鏈潤滑劑，同時在灌裝機(jī)前的部分輸送鏈應(yīng)有不斷清洗裝置

55、，確保整個輸送鏈的衛(wèi)生；生啤酒灌裝線的洗瓶機(jī)，應(yīng)采用單端進(jìn)出，防止進(jìn)瓶端的污瓶污染出瓶端的潔凈瓶；洗凈的啤酒瓶在輸送到灌裝機(jī)的過程中，要有密閉的防護(hù)罩，避免灰塵、飛蟲等的污染[1]。</p><p><b>　　2.2原料的選擇</b></p><p>　　本設(shè)計中選擇的主要原料是大麥，水，酒花，酵母及輔料。</p><p><b>

56、　　2.2.1大麥</b></p><p>　　大麥?zhǔn)瞧【粕a(chǎn)的重要原料，要先將起制成麥芽，才能再用于釀酒。它不僅淀粉含量高而且還為糖化時提供了各種豐富的酶系和含氮物質(zhì)，這為后發(fā)酵過程提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。</p><p><b>　　2.2.2水</b></p><p>　　水是啤酒含量最多的成分，在釀造的過程中，水中的各種離子的

57、作用是不可低估的，在一定程度上影響酵母的生產(chǎn)和啤酒的質(zhì)量。故設(shè)計中需要對用水量進(jìn)行衡算。</p><p><b>　　2.2.3酒花</b></p><p>　　酒花對啤酒的質(zhì)量非常重要，它不僅賦予啤酒特殊的苦味，同時也影響啤酒的苦味與香氣。</p><p>　　酒花又稱忽布花、蛇麻花，其學(xué)名為 Hunmulus Lupulus L，屬蕁麻科葎

58、草屬，為多年生蔓性草本植物，雌雄異株，釀酒上均用雌花。酒花的主要化學(xué)成分包括：酒花樹脂、酒花油和多酚物質(zhì)[2]。</p><p>　　在啤酒釀造中酒花的作用是： </p><p>　　a、賦予啤酒特殊的香氣與清爽的苦味；</p><p>　　b、形成啤酒優(yōu)良的泡沫，增加啤酒的泡沫性和穩(wěn)定性；</p><p>　　c、使蛋白質(zhì)沉淀，有利于麥汁的

59、澄清；</p><p>　　d、酒花有抑菌作用，能增強(qiáng)麥芽汁和啤酒的防腐能力;</p><p>　　e、酒花對啤酒釀造的不利影響是，酒花中的花色苷能引起啤酒的非生物性渾濁。</p><p><b>　　2.2.4酵母</b></p><p>　　根據(jù)酵母的特性不同，可以將酵母分為上面酵母（Saccharomyces ce

60、rvisiae Hansen）和下面酵母（Saccharomyces Carlsbergensis Hansen）</p><p>　　啤酒酵母中幾乎不含脂肪、淀粉和糖，而含有絕佳的蛋白質(zhì)、完整的B族維生素、多種生物態(tài)礦物質(zhì)及優(yōu)質(zhì)膳食纖維。“三低四優(yōu)”是對其營養(yǎng)特點(diǎn)的高度概括：低脂、低糖、低熱量（不含膽固醇），優(yōu)質(zhì)完全蛋白質(zhì)（含人體必需的8種氨基酸）、完整的B族維生素群、14種生命結(jié)合態(tài)的優(yōu)質(zhì)礦物質(zhì)、優(yōu)質(zhì)功能性膳

61、食纖維。營養(yǎng)酵母的特點(diǎn)是均衡營養(yǎng)，其營養(yǎng)成分的構(gòu)成特別適合人體的需求，能夠平衡由于飲食結(jié)構(gòu)不合理而帶來的營養(yǎng)失衡和消除緩解由此而引發(fā)的健康問題[3]。</p><p>　　啤酒酵母是一種非常安全、營養(yǎng)豐富、均衡的食用微生物，啤酒酵母是吸收麥芽精華后，通過運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)把酵母加工成純天然的營養(yǎng)食品，可以直接食用。</p><p>　　對啤酒發(fā)酵而言酵母的作用是至關(guān)重要的，它直接影響著啤酒的

62、口味和特點(diǎn)。因此在進(jìn)行釀造前需要選擇優(yōu)良的酵母。</p><p>　　優(yōu)良啤酒酵母的評估包括：細(xì)胞形態(tài)呈圓形或卵圓形；生長繁殖力強(qiáng)；發(fā)酵活力高；凝聚性強(qiáng)；雙乙酰還原能力強(qiáng)；耐壓能力強(qiáng)；有穩(wěn)定的遺傳性能；具有良好的啤酒風(fēng)味和泡沫性能。</p><p><b>　　2.2.5輔料</b></p><p>　　使用輔料是為了提供廉價的浸出物或糖類，這

63、樣會減少麥芽的使用量，降低啤酒生產(chǎn)的成本。主要的輔料有大米、玉米、小麥、糖和淀粉糖漿。本設(shè)計所采用的輔料為大米。</p><p><b>　　2.3原料的制備</b></p><p>　　2.3.1 粗選、分選</p><p><b>　　a、粗選</b></p><p>　　供生產(chǎn)啤酒用的大麥，由

64、于含有泥土、砂石、草屑、雜谷或金屬等雜質(zhì)物，所以在浸麥前要采用粗選機(jī)將大麥進(jìn)行清理。本設(shè)計采用三級振動篩進(jìn)行大麥的原料的粗選，篩體往復(fù)運(yùn)動的振幅大小，可調(diào)節(jié)偏重塊的重量來達(dá)到。物料中的輕雜質(zhì)由前后風(fēng)道排出。由于物料在篩上面運(yùn)動，砂石及其他雜質(zhì)按其形狀的不同分級清理出來，使被加工谷物達(dá)到整潔。</p><p><b>　　b、分選</b></p><p>　　分選目的是

65、進(jìn)一步清除大麥中的灰塵、麥芒、雜谷、碎麥等夾雜物，并將大麥按麥粒度進(jìn)行分級[5]。</p><p>　　2.3.2浸麥、發(fā)芽</p><p>　　a、浸麥?zhǔn)菍⒔?jīng)精選后的大麥置于浸麥槽中浸漬。精選大麥在用水浸漬過程中，由于浸漬水的循環(huán)置換及通入壓縮空氣，使大麥得到進(jìn)一步清洗，并排除二氧化碳。大麥的含水量由原來的13%左右增加至43%～48%，同時麥粒因得到通風(fēng)而增強(qiáng)了發(fā)芽的活力。</p

66、><p>　　b、發(fā)芽大麥?zhǔn)轻勗炱【频闹饕?，但首先必須將其制成麥芽方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽，大麥發(fā)芽后成為綠麥芽。</p><p>　　2.3.3 干燥、除根</p><p>　　a、干燥大麥經(jīng)過粗選、分選、浸漬、發(fā)芽后制成的綠麥芽還必須經(jīng)過干燥將它制成干麥芽，以利于長期貯藏。干燥的目的是使麥芽的含水量從45%左右降至3.5%左右，并通過烘焙而增

67、加麥芽特有的色、香、味，同時使麥根容易脫落。</p><p>　　b、除根經(jīng)干燥后的干麥芽不能馬上用于釀酒，因麥根中含有其它雜質(zhì)，而且苦味，會破壞啤酒的味道和改變啤酒的色澤，所以必須用除根機(jī)除去已干燥的麥根，并利用風(fēng)力清除其它雜質(zhì)。</p><p><b>　　2.4麥芽的糖化</b></p><p>　　2.4.1 糊化、糖化</p&g

68、t;<p>　　a、糊化淀粉在常溫下不溶于水，但當(dāng)水溫至53℃以上時，淀粉的物理性能發(fā)生明顯變化。淀粉在高溫下溶脹、分裂形成均勻糊狀溶液的特性，稱為淀粉的糊化。糊化后的產(chǎn)物又叫糊精。</p><p>　　b、糖化是利用糖化酶將糊化產(chǎn)物糊精或低聚糖進(jìn)一步水解轉(zhuǎn)化為麥芽糖的過程?；旌硝脖槐萌胫蠓绣佒靶柘仍谶^濾槽中去除其中的麥芽皮殼，并加入酒花再二次煮沸。</p><p><

69、;b>　　2.4.2 過濾</b></p><p>　　過濾是產(chǎn)品分離的一種方法，在啤酒生產(chǎn)過程中多次用到過濾技術(shù)，其主要原理是根據(jù)各種物質(zhì)分子或顆粒的大小、形狀、酸堿性和其他物化性質(zhì)的不同進(jìn)行分離產(chǎn)物的技術(shù)。</p><p>　　2.4.3煮沸、冷卻</p><p>　　a、煮沸在煮沸鍋中，混合醪被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，加

70、入酒花的麥芽汁被泵入酒花分離器和回旋沉淀槽以除去不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。</p><p>　　b、冷卻潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入薄板換熱器冷卻，冷卻至主發(fā)酵溫度6℃。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。</p><p>　　2.5 麥芽汁的發(fā)酵</p><p>　　廣義的發(fā)酵是指利用生物體（包括微生物、植物細(xì)胞、酵母菌等）的代謝功

71、能，使有機(jī)物分解的生物化學(xué)反應(yīng)過程。狹義的發(fā)酵是指微生物通過無氧氧化將糖類轉(zhuǎn)變成乙醇的過程。發(fā)酵分為有氧發(fā)酵和無氧（厭氧）發(fā)酵。啤酒發(fā)酵屬于無氧發(fā)酵。</p><p>　　在啤酒發(fā)酵的過程中，人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤酒。發(fā)酵在八個小時內(nèi)發(fā)生并以加快的速度進(jìn)行，積聚一種被稱作“皺沫”的高密度泡沫。這種泡沫在第3或第4天達(dá)到它的最高階段。從第5天開始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫

72、開始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后，就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在6～10天后主發(fā)酵就完全結(jié)束了。整個過程中，需要對溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。</p><p>　　主發(fā)酵結(jié)束以后，絕大部分酵母沉淀于罐底。將這部分酵母回收起來以供下一罐使用。除去酵母后，生成物嫩啤酒繼續(xù)在此錐形罐內(nèi)培養(yǎng)，即后發(fā)酵。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來，使啤酒

73、的風(fēng)格逐漸成熟。成熟的時間隨啤酒品種的不同而異，一般在7～21天[4]。</p><p>　　2.6 成熟純生啤酒的過濾</p><p>　　2.6.1 過濾方法</p><p>　　經(jīng)過后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已經(jīng)沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除方能包裝。對啤酒的分離要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高（透明度高），勞動條件好，CO2損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒

74、不吸收氧。實(shí)際上不論何種方法要達(dá)到十全十美的效果很困難的。</p><p>　　普通成熟啤酒的過濾多采用硅藻土過濾法?；蛘呓?jīng)過高溫滅菌處理的熟啤酒，但這種方法減少了啤酒原有的香醇、新鮮味，存在口味上的不穩(wěn)定性。</p><p>　　而本設(shè)計中純生啤酒由于采用了無菌膜過濾能保證啤酒內(nèi)微生物含量只在每瓶1-2個之間,所以不需要經(jīng)過巴氏殺菌,由于酒花里面含防腐成分能抑制微生物的繁殖,加上罐裝為無

75、菌罐裝,所以可以保證啤酒的質(zhì)量.操作和設(shè)備要求基本上沒多大的變化。</p><p>　　2.6.2膜過濾技術(shù)</p><p>　　在純生啤酒生產(chǎn)中廣泛采用靜態(tài)膜過濾對啤酒除菌，膜過濾具有較好的微生物可靠性、合理的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的品質(zhì)性。</p><p>　　其原理是：膜過濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原

76、液流過膜表面時，膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對原液的分離和濃縮的目的[12]。</p><p>　　2.6.3啤酒預(yù)過濾</p><p>　　為了減輕低溫?zé)o菌膜過濾系統(tǒng)的微生物負(fù)荷，因此本設(shè)計中對純生啤酒需先經(jīng)預(yù)過濾處理，即一般是在硅藻土過濾后搭配無菌過濾紙板精濾或過濾精度為1—

77、2tma的膜過濾，將清酒中的微生物數(shù)量控制在50個／lOOmL以下。在硅藻土過濾機(jī)和精濾機(jī)殺菌時各點(diǎn)的溫度都要求達(dá)到85～90℃，同時過濾用的硅藻土和添加劑用水全部要使用無菌水或脫氧水。清酒輸送系統(tǒng)和管道采用固定管道和自動轉(zhuǎn)罐系統(tǒng)，以減少微生物的污染機(jī)會。</p><p>　　2.6.4低溫?zé)o菌膜過濾</p><p>　　建立低溫?zé)o菌膜過濾系統(tǒng)雙座閥、壓力變送器校驗(yàn)和完整性測試異常情況處理

78、等管理制度。由于CIP清洗和過濾過程中的壓力波動會對膜濾芯產(chǎn)生沖擊作用，清洗和過濾過程要嚴(yán)格監(jiān)控壓差波動情況，膜系統(tǒng)壓差偏高時要對成品酒進(jìn)行擴(kuò)大抽樣檢查。</p><p>　　膜過濾出口酒液在取瞬時樣的基礎(chǔ)上可增加用全自動取樣閥取連續(xù)樣，每隔一定時間換一次瓶，酒液全部抽濾處理。膜過濾連續(xù)生產(chǎn)時間一般不要超過12小時。濾芯在使用一段時間后，要定期拆開進(jìn)行內(nèi)部檢查和濾芯單支完整性檢測，以確保每支濾芯處于完好狀態(tài)[8]

79、。</p><p><b>　　2.7無菌灌裝</b></p><p>　　國內(nèi)空氣質(zhì)量一般都不太令人滿意，因此為保險起見，無菌灌裝應(yīng)考慮在無菌室內(nèi)進(jìn)行。無菌室內(nèi)潔凈度要求達(dá)到一萬級或更高級別，無菌室內(nèi)通入經(jīng)過除塵、除菌過濾處理的空氣，并保持一定的正壓，溫度控制在18—26℃，相對濕度控制50%—65%。每天生產(chǎn)前對無菌室的空氣進(jìn)行一次臭氧滅菌，以保持空氣的無菌潔凈度

80、。</p><p><b>　　2.7.1 啤酒瓶</b></p><p>　　生產(chǎn)純生啤酒的玻璃瓶最好采用新瓶。瓶子在洗瓶機(jī)中經(jīng)過堿洗和熱水洗后最后采用無菌水噴淋沖洗，使啤酒瓶中保持一定量的二氧化氯含量。另外在沖瓶機(jī)以及灌裝機(jī)中均采用110—130℃的飽和蒸汽殺菌，可使瓶子達(dá)到無菌要求。</p><p><b>　　2.7.2瓶蓋

81、 </b></p><p>　　純生啤酒所用的瓶蓋要求供應(yīng)商在無菌狀態(tài)下制成并用無菌塑料袋裝好后裝入紙箱，確保蓋在運(yùn)輸和貯存過程中不受到污染。瓶蓋在進(jìn)入無菌問到倒入貯斗時都要在無菌狀態(tài)下進(jìn)行，另外，在封蓋前經(jīng)過紫外線殺菌，以確保無菌。</p><p><b>　　2.7.3工藝用水</b></p><p>　　無菌室設(shè)備內(nèi)部和外部清

82、洗用水、擊泡用水、潤滑用水等工藝用水全部采用無菌水。無菌水需先經(jīng)多級袋式過濾或膜過濾除去水中的雜菌后，再添加0．3—1．2mg／L二氧化氯處理。而擊泡水在使用前要再經(jīng)過80～85℃的高溫加熱處理</p><p>　　2.7.4 灌裝設(shè)備</p><p>　　灌酒機(jī)應(yīng)采用無死角的電子閥，管道的連接應(yīng)采用最高等級防滲漏帶自清洗的雙座閥、三座閥。灌裝區(qū)域即使配有自動泡沫清洗系統(tǒng)，操作人員也要定期

83、將不容易清洗的部件手動拆開清洗，對灌裝區(qū)域的空間空氣每周用霧化的消毒劑消毒一次。灌裝設(shè)備每灌裝4小時進(jìn)行一次泡沫清洗，能有效抑制微生物在設(shè)備表面的生長[15]。</p><p><b>　　2.8 CIP系統(tǒng)</b></p><p>　　CIP即：Clean In Place的縮寫，原位清洗（在線清洗、就地清洗）。 </p><p>　　CIP

84、系統(tǒng)是釀造工序的重點(diǎn)系統(tǒng)，在日常工作中技術(shù)人員和操作人員要加強(qiáng)檢查，注意檢查清洗液濃度和溫度、殺菌劑的添加程序和濃度，以及清洗時間(要求回流溫度達(dá)到工藝要求時才開始計時)等操作是否符合工藝要求。CIP系統(tǒng)管道走向和布置應(yīng)合理，不能存在衛(wèi)生死角。每月應(yīng)對CIP系統(tǒng)罐進(jìn)行一次酸洗或堿洗和全面檢查，并對CIP系統(tǒng)的微生物狀況進(jìn)行檢測，避免CIP系統(tǒng)本身成為污染源。要定期校驗(yàn)CIP泵的輸出量、檢查清洗噴球的暢通情況，并定期拆開罐體附件檢查內(nèi)部清

85、潔狀況，以確保CIP清洗效果。</p><p><b>　　2.9 人員</b></p><p>　　無菌室工作人員資格：具用廣泛的技術(shù)知識，工作負(fù)責(zé)，對衛(wèi)生問題有敏銳觸角。公司應(yīng)定期對工作人員進(jìn)行食品衛(wèi)生及微生物基本知識、衛(wèi)生檢查及管理、灌裝線的清潔及殺菌措施和緊急應(yīng)對措施的培訓(xùn)，不斷提升員工的素質(zhì)。工作人員(尤其要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)備維修人員)進(jìn)出無菌室必須按一定程序換鞋

86、、換無菌服、戴工作帽及手部消毒，無關(guān)人員一律不能進(jìn)入無菌間，以減少外來污染。</p><p><b>　　2.10工藝流程圖</b></p><p>　　根據(jù)上面內(nèi)容，繪制出本次設(shè)計的基本流程圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖</p><p><b>　　3 物料衡算<

87、;/b></p><p>　　物料衡算是工藝計算的基礎(chǔ)，在整個工藝計算中開始得最早，并且是最先完成的項(xiàng)目。本設(shè)計中的物料平衡計算主要項(xiàng)目為原料（大麥麥芽、大米）和酒花用量，熱麥芽汁和冷麥芽汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。</p><p>　　3.1啤酒糖化車間工藝流程示意圖</p><p>　　啤酒糖化車間工藝流程見圖2-1。</p><

88、p>　　3.2啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　本設(shè)計中啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表見表3-1[12] 。</p><p>　　表3-1 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表</p><p>　　3.3 100kg原料生產(chǎn)10度純生啤酒的物料衡算</p><p><b>　?。?）熱麥汁計算</b></p><p>

89、;　　根據(jù)表3.2 可得原料的收率分別為：</p><p><b>　　麥芽汁收率： </b></p><p>　　無水麥芽浸出率×(1?麥芽水分)= 78%×(100-6)%=73.32%</p><p><b>　　大米收率為：</b></p><p>　　無水大米浸出率&#

90、215;(1?大米水分)=90%×(100-12)%=79.2%</p><p><b>　　混合原料收率為：</b></p><p>　?。溠勘壤?#215;麥芽收率+大米比例×大米收率)×原料利用率</p><p>　　=（0.70×73.32%+0.30×79.2%）98%</p&

91、gt;<p><b>　　= 73.58%</b></p><p>　　由上可得 100kg 混合原料可制得10°P 熱麥汁量為：</p><p><b>　　=735.8kg</b></p><p>　　又知10°P麥汁在20℃時的相對密度為1.084，而10℃熱麥汁比20℃時的麥<

92、;/p><p>　　芽體積增加1.04倍。</p><p>　　故熱麥汁（100℃）體積為：</p><p>　　V熱麥汁=735.8÷(1.084×1000)×1000×1.04=705.93(L)</p><p>　　(2) 冷麥汁量為：</p><p>　　V冷麥汁= V熱麥汁

93、×（1-冷卻損失）</p><p>　　=705.93×(1-0.07)</p><p>　　=656.52(L)</p><p>　　(3) 發(fā)酵液量為：</p><p>　　V發(fā)酵液= V冷麥汁×（1-發(fā)酵損失）</p><p>　　=656.52×(1-0.02)</

94、p><p>　　=643.39(L)</p><p>　　(4) 過濾酒量為：</p><p>　　V過濾酒= V發(fā)酵液×（1-過濾損失）</p><p>　　=643.39×(1-0.01)</p><p>　　=636.95(L)</p><p>　　(5) 成品啤酒量為：&

95、lt;/p><p>　　V成品= V過濾酒×（1-裝瓶損失）</p><p>　　=636.95×(1-0.02)</p><p>　　=624.22(L)</p><p>　　3.4生產(chǎn)100L度純生啤酒的物料衡算</p><p>　　根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)10°純生成

96、品啤酒624.22L，故可得以下結(jié)果： </p><p>　　生產(chǎn)100L10°純生啤酒需耗混合原料量為：</p><p><b>　　G原料=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=16.02 (kg)</p><p><b&

97、gt;　　麥芽耗用量為：</b></p><p>　　M麥芽=G原料×麥芽比例</p><p>　　=16.02×70%</p><p>　　=11.21(kg)</p><p><b>　　大米耗用量為：</b></p><p>　　M大米=G原料×大米

98、比例</p><p>　　=16.02-11.21</p><p><b>　　=4.81(kg)</b></p><p><b>　　酒花耗用量：</b></p><p>　　對純生啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%</p><p><b>　　故酒花好用量為：

99、</b></p><p>　　M酒花 =×100×0.2%</p><p>　　=(100/624.22)×735.8×0.2%</p><p><b>　　=0.24(kg)</b></p><p><b>　　熱麥汁量為：</b></p&

100、gt;<p>　　V′熱麥汁=×100</p><p>　　=（16.02/100）×705.93</p><p>　　=113.09(L)</p><p><b>　　冷麥汁量為：</b></p><p>　　V′冷麥汁=×100</p><p>　　

101、=（16.02/100）×656.52</p><p>　　=105.18(L)</p><p><b>　　濕糖化糟量 </b></p><p>　　設(shè)排除的濕麥芽糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量為：</p><p>　　M麥芽糖 =×M麥芽</p><p>　　=[（1-

102、0.06）（100-78）/（100-80）]×11.21</p><p>　　=11.59(kg)</p><p><b>　　而濕大米糟量為：</b></p><p><b>　　M大米槽=×M大米</b></p><p>　　=[（1-0.12）（100-90）/（100-

103、80）]×4.81</p><p><b>　　=2.12(kg)</b></p><p>　　故濕糖化糟量為：11.59+2.12=13.71(kg)</p><p><b>　　酒花糟量 </b></p><p>　　設(shè)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

104、花糟為：</p><p>　　M酒花槽=×M酒花=[（100-40）/（100-80）]×0.24=0.72(kg)</p><p>　　3.5 年產(chǎn)20萬噸10度純生啤酒釀造車間物料衡算表</p><p>　　本設(shè)計中設(shè)定生產(chǎn)旺季為150天，每天糖化8次，淡季150天每天糖化4次，每年總糖化次數(shù)為1800次。由此可計算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物

105、料平衡。</p><p>　　每糖化一次生產(chǎn)的成品啤酒量為：</p><p>　　=111.111噸/次=111111kg/次</p><p>　　10°P純生啤酒相對密度為1.012</p><p>　　則糖化一次生產(chǎn)成品啤酒體積為：</p><p>　　V==108825.66L</p>&

106、lt;p>　　把述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項(xiàng)物料衡算計算結(jié)果，得出本設(shè)計的物料衡算表，如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 物料衡算表</p><p>　　由表可得出本設(shè)計中實(shí)際年生產(chǎn)啤酒量為：</p><p>　　195900000L×1012kg/m3=198237噸</p><p><b>　　4

107、熱量衡算</b></p><p>　　4.1 糖化工藝流程示意圖</p><p>　　二次煮出糖化法是啤酒生產(chǎn)常用的糖化工藝，本設(shè)計就以此工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。工藝流程示意圖見圖4-1，其中投料量為糖化一次的用量。</p><p>　　圖4-1 糖化工藝流程</p><p>　　注：其中t℃為中間溫度85.75℃ [

108、20]。</p><p>　　4.2 糖化車間的熱量衡算</p><p>　　熱量衡算的目的在于定量研究生產(chǎn)過程，為過程設(shè)計和操作最佳化提供依據(jù)。熱量衡算在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要作用</p><p>　　a、通過熱量衡算，計算生產(chǎn)過程能耗定額指標(biāo)。應(yīng)用蒸汽等熱量消耗指標(biāo)，可對工藝設(shè)計的多種方案進(jìn)行比較，以選定先進(jìn)的生產(chǎn)工藝；或?qū)σ淹懂a(chǎn)的系統(tǒng)提出改造或革新，分析生產(chǎn)過程

109、的經(jīng)濟(jì)合法性，并找出生產(chǎn)上存在的問題。</p><p>　　b、熱量衡算是設(shè)備類型的選擇及確定其尺寸、臺數(shù)的依據(jù)。</p><p>　　c、熱量衡算是組織和管理生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)核算和最優(yōu)化的基礎(chǔ)。其結(jié)果有助于工藝流程和設(shè)備的改進(jìn)，達(dá)到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。[15]</p><p>　　4.2.1 糖化過程中工藝要求及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>

110、;　　由物料衡算結(jié)果表明，糖化一次用大米量 G大米 =5230.20kg,工藝要求糊化鍋中加入的麥芽粉量為大米粉量的20%，即：</p><p>　　G麥芽= 20%G大米=5230.20×20%=1046.04kg </p><p>　　所以糊化鍋中的原料為： </p><p>　　G糊= G大米+G麥</p><p>　

111、　=5320.20kg+1046.04kg</p><p>　　=6274.24kg </p><p>　　糊化鍋中料水比為 1:4.5</p><p>　　糖化鍋中料水比為 1:3.5</p><p>　　4.2.2 糖化工藝的熱量衡算</p><p>　　a、 糖化用水耗熱量Q1</p>

112、<p><b>　　根據(jù)工藝</b></p><p><b>　　糊化鍋加水量為：</b></p><p>　　G1=(G大米+G麥芽)×4.5</p><p>　　=（5230.20+1046.04）×4.5</p><p><b>　　=28234.08

113、</b></p><p><b>　　而糖化鍋加水量為：</b></p><p>　　G2=11157.76×3.5</p><p><b>　　=39025.16</b></p><p>　　式中11157.76為糖化一次糖化鍋中投入的麥粉量，即12203.80-1064.0

114、4=11157.76kg，而12203.80為糖化一次麥芽定額量</p><p>　　故糖化總用水量為： </p><p>　　Gw=G1+G2 </p><p>　　=28234.08+39052.16</p><p>　　=67286.24 </p><p&

115、gt;　　自來水溫度取18℃,而糖化配料用水溫度t2=50℃，故耗熱量為： </p><p>　　Q1=（G1+G2）cw（t2-t1）</p><p>　　=67286.24×4.18×（50-18）</p><p>　　=9000207.46kg</p><p>　　式中 cw——水的比熱容，取cw=4.18 [

116、kJ（kg ·℃）]</p><p>　　b、第一次米醪煮沸耗熱量Q2</p><p>　　由糖化工藝流程圖可知</p><p>　　Q2=Q2′+ Q2′′+ Q2′′′ </p><p>　　式中 Q2′——糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100℃耗熱量（kJ）</p>&l

117、t;p>　　Q2′′——煮沸過程蒸汽帶走的熱量(kJ)</p><p>　　Q2′′′——熱損失（kJ）</p><p>　　1、糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100℃耗熱量Q2′</p><p>　　Q2′=G米醪c米醪（100-t0）</p><p>　　式中 G米醪——糊化鍋內(nèi)大米粉、麥芽粉和水的總量，</p>&