畢業(yè)設(shè)計(jì)——啤酒廠5萬噸10°高濃稀重點(diǎn)設(shè)備——發(fā)酵罐

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)5萬噸10°啤酒廠，采用的工藝為高濃度稀釋工藝。設(shè)計(jì)中對全廠的工藝流程進(jìn)行了論證，并進(jìn)行了物料衡算、水消耗、耗冷和耗熱的衡算，并且對主要設(shè)備（發(fā)酵罐）進(jìn)行了計(jì)算和選型。設(shè)計(jì)中采用了連續(xù)浸漬濕法粉碎，復(fù)式浸出糖化工藝和高溫發(fā)酵、高溫后熟工藝。發(fā)酵工段是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工段，對發(fā)酵工段的發(fā)酵罐繪制了總裝配圖，而且繪制

2、了帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，發(fā)酵工段的平面和立面圖。本設(shè)計(jì)采用高濃度稀釋工藝，提高了糖化、發(fā)酵、貯酒以及啤酒澄清設(shè)備的利用率，適宜釀造淡爽類型的啤酒。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啤酒廠；高濃度稀釋；發(fā)酵罐；工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　It is the design of the beer

3、factory which the annual output is 50,000 tons. The degrees of the beer is 10°.The process used in the design is High gravity brewing. The design process of the whole plant is demonstrated, and the material balance

4、, water consumption, power consumption of cold and heat balance, and major equipment (formentor) are calculated and selected. Impregnation of wet grinding, double-leaching saccharification process and high temperature, h

5、igh temperature after-ripening proce</p><p>　　Key words: Beer factory; High concentration of diluted; Formentor; Design目錄</p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p

6、><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的依據(jù)、意義和理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價值1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3　課題研究的內(nèi)容和方法1</p><p>　　1.4 高濃度稀釋啤酒1</p>

7、<p>　　1.4.1 稀釋率2</p><p>　　1.4.2 麥汁制備2</p><p>　　1.4.3 稀釋用水3</p><p>　　1.4.4 二氧化碳置換法脫氧3</p><p>　　1.4.5 稀釋啤酒的優(yōu)缺點(diǎn)3</p><p>　　1.5 啤酒的分類4</p&

8、gt;<p>　　1.6 中國啤酒工業(yè)的未來4</p><p>　　第二章 啤酒工藝選擇與論證6</p><p>　　2.1 啤酒釀造工藝流程6</p><p>　　2.2 釀造啤酒原料6</p><p>　　2.3 麥芽汁制備7</p><p>　　2.3.1 麥芽與谷物輔料的粉碎

9、7</p><p>　　2.3.2 糖化8</p><p>　　2.3.3 麥汁的過濾10</p><p>　　2.3.4 麥汁的煮沸和酒花的添加10</p><p>　　2.3.5 麥汁的冷卻及去除冷凝固物11</p><p>　　2.4 啤酒發(fā)酵11</p><p>　

10、　2.4.1 啤酒發(fā)酵的基本理論11</p><p>　　2.4.2 高濃度稀釋啤酒發(fā)酵11</p><p>　　2.4.3 發(fā)酵工藝曲線12</p><p>　　2.4.4 發(fā)酵工藝論證12</p><p>　　2.5 廠址選擇的地點(diǎn)及條件12</p><p>　　2.5.1 地理位置12&l

11、t;/p><p>　　2.5.2 氣候12</p><p>　　2.5.3 地形13</p><p>　　2.5.4 水文13</p><p>　　2.5.5 交通運(yùn)輸13</p><p>　　第3章 物料衡算14</p><p>　　3.1 糖化車間物料衡算14</p

12、><p>　　3.1.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)14</p><p>　　3.1.2 100kg原料的物料衡算14</p><p>　　3.1.3 100L 啤酒的物料衡算15</p><p>　　3.2 糖化車間的熱量衡算17</p><p>　　3.2.1 糖化用水耗熱量17</p>

13、<p>　　3.2.2 米醪煮沸耗熱量17</p><p>　　3.2.3 混合醪升溫至75℃的耗熱量Q318</p><p>　　3.2.4 洗糟水耗熱量Q419</p><p>　　3.2.5 麥汁煮沸過程耗熱量Q519</p><p>　　3.2.6 糖化一次總耗熱量Q總19</p><

14、p>　　3.2.7 糖化一次耗用蒸汽量19</p><p>　　3.2.8 每小時最大蒸汽耗量20</p><p>　　3.2.9 蒸汽單耗20</p><p>　　3.3 發(fā)酵車間的水耗量計(jì)算20</p><p>　　3.3.1 糖化用水20</p><p>　　3.3.2 洗槽用水20

15、</p><p>　　3.3.3 糖化室洗刷用水20</p><p>　　3.3.4 回旋沉淀槽洗涮用水21</p><p>　　3.3.5 薄板冷卻器冷卻用水21</p><p>　　3.3.6 麥汁冷卻器沖刷用水21</p><p>　　3.3.7 過濾機(jī)用水21</p><

16、p>　　3.3.8 洗瓶機(jī)用水21</p><p>　　3.3.9 稀釋用水21</p><p>　　3.4 發(fā)酵車間的耗冷量衡算21</p><p>　　3.4.1 發(fā)酵工藝流程21</p><p>　　3.4.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)21</p><p>　　3.4.3 工藝耗冷量Qt

17、22</p><p>　　3.4.4 酵母培養(yǎng)耗冷量23</p><p>　　3.4.5 發(fā)酵車間工藝耗冷量Qt23</p><p>　　3.4.6 非工藝耗冷量Qnt23</p><p>　　3.4.7 發(fā)酵車間冷量衡算表24</p><p>　　第4章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選擇與論證25</

18、p><p>　　4.1 主要設(shè)備的選型及計(jì)算25</p><p>　　4.1.1 麥芽貯藏箱25</p><p>　　4.1.2 麥芽粉貯藏箱25</p><p>　　4.1.3 大米貯藏箱26</p><p>　　4.1.4 大米粉貯箱26</p><p>　　4.1.5 糊

19、化鍋尺寸的計(jì)算26</p><p>　　4.1.6 糖化鍋尺寸的計(jì)算27</p><p>　　4.1.7 煮沸鍋尺寸的計(jì)算27</p><p>　　4.1.8 過濾槽尺寸的計(jì)算28</p><p>　　4.1.9 回旋沉淀槽的尺寸計(jì)算28</p><p>　　4.1.10 薄板冷卻器尺寸計(jì)算28&l

20、t;/p><p>　　4.1.11 清酒灌尺寸計(jì)算28</p><p>　　4.2 附屬設(shè)備設(shè)計(jì)與選型29</p><p>　　4.2.1 啤酒過濾設(shè)備29</p><p>　　4.2.2 酵母的擴(kuò)培設(shè)備29</p><p>　　第5章 發(fā)酵罐計(jì)算30</p><p>　　5.1

21、 發(fā)酵罐數(shù)量的計(jì)算30</p><p>　　5.2 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與論證30</p><p>　　5.3 發(fā)酵罐作為內(nèi)壓容器的強(qiáng)度計(jì)算31</p><p>　　5.4 橢圓封頭的壁厚計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算31</p><p>　　5.5 筒體壁厚計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算32</p><p>　　5.6 錐形封頭壁厚計(jì)算

22、與強(qiáng)度計(jì)算32</p><p>　　5.7 強(qiáng)度校核33</p><p>　　5.7.1 壓力試驗(yàn)33</p><p>　　5.7.2 應(yīng)力校核33</p><p>　　5.7.3 剛度校核33</p><p>　　5.8 冷卻面積的計(jì)算34</p><p>　　5.9

23、部分附件設(shè)計(jì)選型34</p><p>　　5.9.1 人孔34</p><p>　　5.9.2 視鏡34</p><p>　　5.9.3 洗滌液接管34</p><p>　　5.9.4 CO2回收壓縮空氣接管34</p><p>　　5.9.5 冷卻劑進(jìn)出接管34</p><p

24、>　　5.9.6 出酒管34</p><p>　　5.9.7 支座34</p><p>　　第6章 啤酒三廢的處理36</p><p>　　6.1 啤酒廠廢水的治理36</p><p>　　6.1.1 好氧處理工藝36</p><p>　　6.1.2 厭氧—好氧聯(lián)合處理技術(shù)38</p

25、><p>　　6.2 副產(chǎn)物的利用38</p><p>　　6.2.1 冷熱凝固沉淀中麥汁和凝固蛋白的回收38</p><p>　　6.2.2 麥糟處理38</p><p>　　6.2.3 二氧化碳的回收39</p><p>　　6.2.4 廢酵母回收生產(chǎn)飼料酵母39</p><p&

26、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　附錄41</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 選題的依據(jù)、意義和理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面

27、的價值</p><p>　　80年代末，我國已有稀釋啤酒問世，并且促進(jìn)了啤酒稀釋水脫氧裝置的研制。此項(xiàng)技術(shù)目前在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。美國的應(yīng)用范圍已達(dá)70%以上，而我國的應(yīng)用范圍還比較小。與此同時，啤酒生產(chǎn)日趨壟斷化、大型化。啤酒濃度逐步淡化和多樣化。這些都對高濃釀造法注入了巨大生機(jī)?？梢源龠M(jìn)高濃釀造技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大此項(xiàng)技術(shù)在我國的應(yīng)用范圍。高濃釀造法可以提高糖化和發(fā)酵設(shè)備的利用率，節(jié)省工廠建設(shè)投資，降低生產(chǎn)費(fèi)用

28、，減少成本，節(jié)約能源[1]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　高濃度啤酒稀釋技術(shù)是國際上80年代初產(chǎn)生的先進(jìn)技術(shù)。目前已在發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用。在美國，約占美國啤酒產(chǎn)量2/3的5大公司，已有4個公司使用該技術(shù)。1991年以來，高濃度啤酒稀釋技術(shù)在我國啤酒行業(yè)推廣應(yīng)用速度較快。到目前為止，除北京啤酒廠、青島啤酒廠、廣州啤酒廠和重慶啤酒廠等少數(shù)廠家使用國外設(shè)

29、備，其它廠家均采用國產(chǎn)設(shè)備。我國現(xiàn)有啤酒廠600余家，使用該技術(shù)及設(shè)備的僅占10%左右，這與發(fā)達(dá)國家80%以上的應(yīng)用相差甚遠(yuǎn)。2005年，合肥工業(yè)大學(xué)史艷瓊研究了基于s7-200控制高濃度啤酒稀釋配比系統(tǒng)。</p><p>　　1.3　課題研究的內(nèi)容和方法</p><p>　　本課題研究的內(nèi)容是對年產(chǎn)5萬噸高濃度稀釋啤酒廠的全廠設(shè)計(jì)。包括全廠、各工段的物料和能源衡算，以及設(shè)備選型和尺寸的計(jì)

30、算，同時對重點(diǎn)設(shè)備（發(fā)酵罐）進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，并對工藝流程和車間布置作詳細(xì)規(guī)劃.熟悉高濃度稀釋啤酒的釀造流程，確定釀造過程中的工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)特別注意高濃度麥汁和稀釋用水的制備，這兩項(xiàng)是高濃度釀造的關(guān)鍵因素[2]。</p><p>　　1.4 高濃度稀釋啤酒</p><p>　　高濃度稀釋啤酒的確切名稱應(yīng)為“高濃度麥汁釀造后稀釋啤酒”，簡稱稀釋啤酒。</p><p

31、>　　高濃度釀造就是在麥汁制備時，有意識地先制備高濃度的原麥汁，然后根據(jù)原有設(shè)備的平衡能力，在以后的工序中進(jìn)行稀釋，使達(dá)到最后啤酒所要求的原麥汁濃度，以提高糖化、發(fā)酵、貯酒甚至啤酒澄清設(shè)備的利用率。采用此項(xiàng)技術(shù)的目的，就是在不增加上述設(shè)備的條件下提高產(chǎn)量。</p><p>　　此種啤酒一般要求在濾酒前稀釋，如果在濾酒后稀釋，除上述工序的設(shè)備外，濾酒設(shè)備本身的利用率也可提高。越在前面工序中稀釋，稀釋用水的生產(chǎn)

32、技術(shù)條件要求越低；越往后面稀釋，要求條件越高。在濾酒前后稀釋，不但稀釋用水要作嚴(yán)格處理，稀釋過程中也需要有高精度的自控設(shè)施，否則便無法保證穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　此項(xiàng)技術(shù)首先在北美應(yīng)用，目前在世界范圍內(nèi)已得到廣泛采用。美國的應(yīng)用范圍已達(dá)70%以上[3]。</p><p>　　1.4.1 稀釋率</p><p>　　高濃度釀造稀釋啤酒的稀釋率可以下式表

33、示之：</p><p><b>　　稀釋率=×100</b></p><p>　　一般說，利用現(xiàn)有糖化設(shè)備制備18°P濃度的麥汁無大問題。但過高的麥汁濃度經(jīng)發(fā)酵后，其代謝產(chǎn)物與正常低濃度麥汁發(fā)酵的代謝產(chǎn)物有較大變化，由于高濃度麥汁發(fā)酵，酵母增值率降低，酯的形成會顯著增加，稀釋后與正常低濃度啤酒的風(fēng)味也會有較大差異。一般說，選擇產(chǎn)酯率低的酵母，麥汁濃

34、度控制在15°P左右，其產(chǎn)酯幅度尚不致增加很多，稀釋后的啤酒風(fēng)味與傳統(tǒng)發(fā)酵還是比較接近的。</p><p>　　1.4.2 麥汁制備</p><p>　　1.4.2.1 糖化時的料液比</p><p>　　原麥汁濃度要求愈高，糖化時的料液比也愈高，麥汁的可發(fā)酵糖與非可發(fā)酵糖之比，以及酒液的發(fā)酵度也愈高，即單位浸出物的酒精得率高。</p>

35、<p>　　1.4.2.2 麥汁過濾與殘?zhí)菨舛?lt;/p><p>　　如果按常規(guī)生產(chǎn)方法制備高濃度麥汁，必將導(dǎo)致麥汁過濾時間和煮沸時間的延長。 為了控制這方面的時間和麥汁煮沸費(fèi)用，應(yīng)盡量提高第一麥汁濃度和減少洗糟用水，這樣必然出現(xiàn)殘?zhí)菨舛冗^高和麥汁收得率降低的問題；制備的原麥汁濃度愈高，殘?zhí)菨舛纫灿摺?shí)踐證明，高濃度麥汁的殘?zhí)菨舛扰c正常麥汁的殘?zhí)菨舛戎睿旧吓c兩

36、者的第一麥汁濃度之差接近[4]。</p><p>　　為了減少浸出物的損失，可回收洗滌麥糟的殘水，留作下鍋糖化用水或洗糟用水，但必須做到：</p><p>　　（1）貯存殘水應(yīng)在80℃下保存，以防雜菌污染；</p><p>　?。?）殘水中的類脂、多酚物質(zhì)和其他不良成分的含量，必須對下鍋糖化不致造成質(zhì)量影響；</p><p>　?。?）最好經(jīng)

37、活性炭吸附過濾后再用。</p><p>　　1.4.2.3 煮沸鍋中加糖或糖漿</p><p>　　在麥汁煮沸鍋中添加部分糖或糖漿，以提高麥汁濃度。這是提高麥汁濃度，減少浸出物損失和克服麥汁過濾所存在問題的最有效而簡單的方法。在使用蛋白質(zhì)溶解良好的麥芽條件下，也不致于引起麥汁可同化氮含量不足的問題。必要時可添加酵母營養(yǎng)物解決之。</p><p>　　1.4.2.4

38、 增加酒花用量</p><p>　　麥汁濃度愈高，酒花利用率愈低。制備高濃度麥汁時，應(yīng)酌量增加單位麥汁酒花用量，以保持啤酒所要求的苦味度，或在主發(fā)酵后添加異構(gòu)化酒花浸膏補(bǔ)充之[5]。</p><p>　　1.4.3 稀釋用水</p><p>　　稀釋用水應(yīng)具有和啤酒相同的質(zhì)量特性，如：生物性能穩(wěn)定，無異味異臭，具有一定量的二氧化碳，與被稀釋的啤酒具有相同的溫度和

39、pH值。因此，稀釋用水需經(jīng)過一系列的處理，如砂濾，活性炭過濾、無菌處理、排氧、充二氧化碳、調(diào)節(jié)pH、冷卻等步驟，然后進(jìn)入貯存罐備用。</p><p>　　1.4.4 二氧化碳置換法脫氧</p><p>　　亨利定律：在一定溫度下，溶解在一定溶劑中的氣體質(zhì)量（m）與壓力（p）成正比。即m=Kp。</p><p>　　道爾頓定律：在一定壓力下，混合氣體溶解在一定溶劑中

40、的氣體濃度和該氣體的分壓成正比，即： S=K （1-1）</p><p>　　式中 S——?dú)怏w的溶解度（mg/kg）</p><p>　　K——?dú)怏w的溶解常數(shù)（mg/kg）</p><p>　　P——?dú)怏w在混合氣體中的分壓（MPa）</p><p&

41、gt;　　P0——混合氣體總壓力（MPa）</p><p>　　如不改變混合氣體總壓力，向稀釋水中充二氧化碳，則二氧化碳的分壓相對增高，二氧化碳在水中的溶解度提高，而氧的分壓降低，從而降低氧在水中的溶解度。</p><p>　　二氧化碳排氧法，排氧效果取決于通入二氧化碳的量和純度及原水中的含氧量[6]。此法雖可降低水中溶解氧含量至0.1mg/kg以下，但二氧化碳的耗量很大。</p&g

42、t;<p>　　1.4.5 稀釋啤酒的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　1.4.5.1 優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1.稀釋啤酒的最大優(yōu)點(diǎn)是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上提高了啤酒產(chǎn)量，特別是在生產(chǎn)旺季時，其增產(chǎn)的靈活性具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。</p><p>　　2.提高了設(shè)備利用率。如果在濾酒后稀釋，可提高糖化、發(fā)酵、貯酒和濾酒等幾個工序的設(shè)備利用率。用15%～16%

43、的高濃度麥汁，稀釋為11%～12%原麥汁濃度的啤酒，設(shè)備利用率提高25%～50%；若稀釋為10%原麥汁濃度的啤酒，設(shè)備利用率可進(jìn)一步提高為60%。</p><p>　　3.降低生產(chǎn)費(fèi)用。由于麥汁濃度高，含水量少，容積小，相應(yīng)地加熱、冷卻、貯酒所消耗的能量約降低15%；清洗和過濾費(fèi)用以及污水處理費(fèi)用均有所降低。</p><p>　　4.可以多添加輔料，也降低了生產(chǎn)費(fèi)用。</p>

44、<p>　　5.啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性均有所改善。</p><p>　　6.可用一種“母液”稀釋成多種產(chǎn)品，生產(chǎn)靈活性大。</p><p>　　7.由于酵母增值減少，單位可發(fā)酵浸出物的酒精產(chǎn)量提高。</p><p>　　1.4.5.2 缺點(diǎn)</p><p>　　1.由于糖化醪液濃度提高，麥汁過濾和洗糟不夠徹底，殘?zhí)禽^高，

45、麥汁得率較低。在利用殘?zhí)撬鳛橄洛佁腔蛳丛阌盟畻l件下，可以縮小此項(xiàng)差距，但應(yīng)注意不得降低質(zhì)量。</p><p>　　2.高濃度麥汁的酒花利用率較低，需增加酒花用量。</p><p>　　3.發(fā)酵時泡沫增加，發(fā)酵損失也相應(yīng)增加，發(fā)酵罐的容積利用率相對減少一些。</p><p>　　4.由于高滲透壓和高酒精含量，酵母活性受損，使用代數(shù)降低，酵母凝聚性變差，不同的菌株受

46、影響的程度則不一樣，因此，制造稀釋啤酒應(yīng)慎重選擇酵母。</p><p>　　5.泡持性降低。試驗(yàn)證明，麥汁在煮沸以后的生產(chǎn)過程中，其疏水性蛋白含量逐步降低，而高濃度麥汁降低的幅度更大一些。影響所及，稀釋啤酒的泡持性略遜于非稀釋啤酒。</p><p>　　在少投資的情況下，要求大幅度增加啤酒產(chǎn)量，制造稀釋啤酒是有利的。當(dāng)企業(yè)產(chǎn)量不是要求大幅度增長時，采用此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)全面衡量其優(yōu)缺點(diǎn)[7]。&l

47、t;/p><p>　　1.5 啤酒的分類</p><p>　　啤酒可分為兩大類：一類為以德國、捷克、丹麥、荷蘭為典型的下面發(fā)酵法啤酒（beer）；另一類為英國和原英聯(lián)邦國家，如澳大利亞、新西蘭、加拿大、南非等采用上面發(fā)酵法生產(chǎn)的愛爾（Ale）型啤酒。</p><p>　　1.6 中國啤酒工業(yè)的未來</p><p>　　現(xiàn)在啤酒走向大型化、集中

48、化、并努力和世界接軌。這為啤酒生產(chǎn)發(fā)展提供了市場需求。近年來，啤酒消費(fèi)的個性化趨勢創(chuàng)造了多樣化的市場需求，促進(jìn)了啤酒企業(yè)產(chǎn)品多樣化步伐，市場上啤酒產(chǎn)品越來越多，啤酒品種從以前單一的淡色啤酒發(fā)展到目前的純生啤酒、無醇啤酒、小麥啤酒、黑啤酒、干啤酒，還有具有營養(yǎng)、保健作用的果味啤酒、蘆薈啤酒、苦瓜啤酒、菊花啤酒等等。新啤酒產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)不但滿足了消費(fèi)者需求，提高和豐富了消費(fèi)者生活，而且許多啤酒企業(yè)依靠其技術(shù)優(yōu)勢，根據(jù)市場需求，開發(fā)出具有獨(dú)創(chuàng)

49、性的新產(chǎn)品并推向市場，很快形成了一定的規(guī)模，成為企業(yè)新的競爭優(yōu)勢和利潤增長點(diǎn)，如珠江啤酒集團(tuán)在國內(nèi)首先開發(fā)的瓶裝純生啤、金星啤酒集團(tuán)開發(fā)的小麥啤酒、內(nèi)蒙金川開發(fā)的保健啤酒等都非常順應(yīng)市場需求，很快形成規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化，為企業(yè)贏得了強(qiáng)勁的市場競爭力，創(chuàng)造了豐厚的利潤，對促進(jìn)我國啤酒工業(yè)的健康發(fā)展起到了非常積極的作用[8]。</p><p>　　第二章 啤酒工藝選擇與論證</p><p>　　

50、2.1 啤酒釀造工藝流程</p><p>　　麥芽 粉碎 糖化 過濾 煮沸</p><p>　　大麥，大米 粉碎 糊化</p><p>　　麥汁的冷卻 薄板換熱器 回旋沉淀槽</p><p>　　發(fā)酵 過濾

51、 稀釋設(shè)備 菌灌裝</p><p>　　2.2 釀造啤酒原料</p><p>　　啤酒的原料為大麥﹑釀造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉質(zhì)輔助原料(玉米﹑大米﹑大麥﹑小麥等)和糖類輔助原料等。</p><p>　　適于啤酒釀造用的大麥為二棱或六棱大麥。二棱大麥的浸出率高，溶解度較好；六棱大麥的農(nóng)業(yè)單產(chǎn)較高，活力高，但浸出率較低，麥芽溶解度不太穩(wěn)定。大麥在

52、谷物中具有較為便宜，易于發(fā)芽，酶系統(tǒng)完全，并且含有蛋白質(zhì)，脂肪，磷酸鹽以及其它無機(jī)鹽，維生素，碳水化合物和其它等多種礦物質(zhì)，因此成為生產(chǎn)啤酒的主要原材料。釀造啤酒用的優(yōu)質(zhì)大麥殼皮成分少，淀粉含量高，蛋白質(zhì)含量適中(9～12％)；淡黃色，有光澤；水分含量低于13％；發(fā)芽率在95％以上。</p><p>　　大麥?zhǔn)紫缺仨殞⑵渲瞥甥溠?，方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽和干燥的過程，即稱為麥芽制造。大麥發(fā)芽后

53、稱綠麥芽，干燥后叫麥芽。</p><p>　　麥芽的制造主要分為四個階段：</p><p>　　（1）精選后的大麥浸泡在水中，使大麥吸收水分，達(dá)到能發(fā)芽的要求，此階段稱為浸麥。</p><p>　?。?）然后在人工控制的條件下進(jìn)行發(fā)芽，利用發(fā)芽過程中形成的酶系，使大麥的內(nèi)容物質(zhì)進(jìn)行分解，變?yōu)辂溠?。大麥發(fā)芽的主要目的：胚乳細(xì)胞壁的部分或全部降解，是干燥后的麥芽變得疏松

54、，更易粉碎，內(nèi)容物質(zhì)更容易溶出。</p><p>　?。?）發(fā)芽完畢的成為綠麥芽，利用熱空氣 進(jìn)行干燥。干燥的主要目的：使綠麥芽停止生長和酶的分解作用，除去多余的水分，防止腐爛，便于運(yùn)輸。使根部干燥便于除去，增加麥芽的色、香、味。</p><p>　　（4）然后經(jīng)過機(jī)械原理將麥芽的根除去[9]。</p><p>　　釀造用水：啤酒的主要成分就是水，所以水的好壞對啤酒

55、的影響很大。用于釀造啤酒的水應(yīng)該是無色、透明，無沉淀、無味、總?cè)芙恹}150-200mg/L、pH值6.8-7.2、有機(jī)物(高錳酸鉀耗氧量)0-3mg/L、鐵鹽(以Fe計(jì))<0.3mg/L、錳鹽(以Mn計(jì))<0.1mg/L、氨態(tài)氮(以N計(jì))、氯化物(以Cl計(jì))20-60mg/L、游離氯<0.1mg/L[10] 。</p><p>　　釀造啤酒的另一個重要原料就是酒花。作為啤酒工業(yè)的原料開始使用于德

56、國。使用的主要目的是利用其苦味，香味，防腐力和澄清麥汁的能力。酒花的主要成分有：α-酸（學(xué)名HUmulone)和β-酸（學(xué)名Lupulone)及未定性的β-組分(β-Fraction),以及酒花油和多酚物質(zhì)。酒花又稱啤酒花，這種植物雌雄異株，只有雌株才能結(jié)出花朵。它能賦予啤酒柔和優(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，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。因此可以說，大麥和酒花共同構(gòu)成了啤酒的靈

57、魂。</p><p>　　酵母是生產(chǎn)所有酒類不可缺少的物質(zhì)，酵母的種類很多，啤酒酵母的學(xué)名：Saccharomyces cerevisiae。根據(jù)Loder分類，酵母有39屬，350種。啤酒釀造中酵母主要起的作用就是降糖，產(chǎn)生二氧化碳和酒精。但不是所有的酵母都可以用來釀酒，用來釀制啤酒的酵母大部分是經(jīng)過人工培養(yǎng)的專用酵母，稱之為啤酒酵母。啤酒酵母又可分為上面發(fā)酵酵母和下面發(fā)酵酵母。用上面發(fā)酵酵母釀造的啤酒，在發(fā)酵

58、過程中，溫度比較高，發(fā)酵時間比較短，發(fā)酵完畢以后，酵母大多漂浮在上面。一般來講，Ale,Stout這些種類的啤酒大多采用此種酵母。相反，使用下面發(fā)酵酵母在釀制啤酒的發(fā)酵過程中，溫度比較低，發(fā)酵時間比較長，發(fā)酵完畢之后，酵母大多沉聚在底部，像Pilsner Beer,Munich Beer這一類的著名啤酒，大多采用此種酵母進(jìn)行發(fā)酵。值得一提的是，用來釀酒的酵母，均含有大量的蛋白質(zhì)和多種氨基酸，維生素以及礦物質(zhì)，特別是核酸，更具有抗老防衰的

59、獨(dú)特作用[11]。</p><p>　　2.3 麥芽汁制備</p><p>　　2.3.1 麥芽與谷物輔料的粉碎</p><p>　　2.3.1.1 麥芽粉碎</p><p>　　麥芽粉碎常采用干法粉碎、濕法粉碎、回潮粉碎和連續(xù)浸漬增濕粉碎四種方法。</p><p><b>　　1.干法粉碎</b

60、></p><p>　　干法粉碎是傳統(tǒng)的粉碎方法，要求麥芽水分在6～8%為宜，此時麥粒松脆，便于控制浸麥度，其缺點(diǎn)是粉塵較大，麥皮易碎，容易影響麥汁過濾和啤酒的口味和色澤。國內(nèi)中小啤酒企業(yè)普遍采用。目前基本上采用輥式粉碎機(jī)，有對輥、四輥、五輥和六輥之分。</p><p><b>　　2．濕法粉碎</b></p><p>　　所謂濕法粉碎，

61、是將麥芽用20～50℃的溫水浸泡15～20min，使麥芽含水量達(dá)25%～30%之后，再用濕式粉碎機(jī)粉碎，之后兌入30～40℃的水調(diào)漿，泵入糖化鍋。其優(yōu)點(diǎn)是麥皮比較完整，過濾時間縮短，糖化效果好，麥汁清亮，對溶解不良的麥芽，可提高浸出率（1～2%）；缺點(diǎn)是動力消耗大，每噸麥芽粉碎的電耗比干法高20%～30%；另外，由于每次投料麥芽同時浸泡，而粉碎時間不一，使其溶解性產(chǎn)生差異，糖化也不均一。</p><p><

62、b>　　3．回潮粉碎</b></p><p>　　回潮粉碎又叫增濕粉碎，是介于干、濕法中間的一種方法。在很短時間里向麥芽通入蒸汽或一定溫度的熱水，使麥殼增濕，使麥皮具有彈性而不破碎，粉碎時保持相對完整，有利于過濾。而胚乳水分保持不變，利于粉碎。增濕時可用50KPa的干蒸汽處理30～40s，增濕0.7%～1.0%。也可用40～50℃的熱水，在3～4m的螺旋輸送機(jī)中噴霧90～120s，增重1%～2%

63、，增濕后麥皮體積可增加10%～25%。其優(yōu)點(diǎn)是麥皮破而不碎，可加快麥汁過濾速度，減少麥皮有害成分的浸出。蒸汽增濕時，應(yīng)控制麥溫在50℃以下，以免破壞酶的活性。增濕粉碎是60年代推出的粉碎方法，由于其控制方法及操作比較困難，所以此法并未普及。</p><p>　　4．連續(xù)浸漬增濕粉碎 </p><p>　　此方法是20世紀(jì)80年代德國Steinecher和Happman等公司推出的

64、改進(jìn)型濕式粉碎機(jī)。它將濕法粉碎和增濕粉碎有機(jī)地結(jié)合起來。已稱量的干麥芽先進(jìn)入麥芽暫存?zhèn)}，然后在加料輥的作用下連續(xù)進(jìn)入浸漬室，用溫水浸漬60 s，使麥芽水分達(dá)到23%～25%，麥皮變得富有彈性，隨即進(jìn)入粉碎機(jī)，邊噴水邊粉碎，粉碎后落入調(diào)漿槽，加水調(diào)漿后泵入糖化鍋。由于此法改進(jìn)了前幾種方法的缺點(diǎn)，減輕了輥?zhàn)迂?fù)荷，電耗接近干法粉碎，麥芽浸漬時間基本相等，麥芽溶解性一致，所以此法是采用過濾槽法過濾最好的麥芽粉碎方法。缺點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，

65、維修費(fèi)用高[12]。</p><p>　　通過以上幾種粉碎方法的比較，選用連續(xù)浸漬增濕粉碎。</p><p>　　2.3.1.2 輔料粉碎</p><p>　　由于輔料均是未發(fā)芽的谷物，胚乳比較堅(jiān)硬，與麥芽相比所需的電能較大，對設(shè)備的損耗較大。對粉碎的要求是有較大的粉碎度，粉碎得細(xì)一些，有利于輔料的糊化和糖化。</p><p><b&

66、gt;　　2.3.2 糖化</b></p><p>　　2.3.2.1 糖化目的與要求</p><p>　　所謂糖化是指利用麥芽本身所含有的酶(或外加酶制劑)將麥芽和輔助原料中的不溶性高分子物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等）分解成可溶性的低分子物質(zhì)（如糖類、糊精、氨基酸、肽類等）的過程。由此制得的溶液稱為麥芽汁。麥汁中溶解與水的干物質(zhì)稱為浸出物，麥芽汁中的浸出物對原料中所有干

67、物質(zhì)的比稱為“無水浸出率”。糖化的目的就是要將原料(包括麥芽和輔助原料)中可溶性物質(zhì)盡可能多的萃取出來，并且創(chuàng)造有利于各種酶的作用條件，使很多不溶性物質(zhì)在酶的作用下變成可溶性物質(zhì)而溶解出來，制成符合要求的麥芽汁，得到較高的麥芽汁收得率[13]。</p><p>　　2.3.2.2 糖化工藝</p><p>　　本次設(shè)計(jì)釀制的啤酒為淺色啤酒，要求色澤淺（5.0～6.0EBC左右），發(fā)酵度高

68、，殘余可發(fā)酵性糖少，泡沫好（泡持時間在5min以上），因此采用復(fù)式浸出糖化法</p><p>　　釀造特點(diǎn)：輔料需單獨(dú)處理，進(jìn)行液化和糊化。利用麥芽中淀粉酶作液化劑，液化溫度為70～75℃，糊化料水比為1：5，采用耐高溫α－淀粉酶作液化劑協(xié)助糊化、液化。輔料比例大（30%），糊化料水比為1：3.8。并醪后不再進(jìn)行煮沸，而是在糖化鍋中升溫達(dá)到糖化各階段所需要的溫度。具體操作見圖2-1[14]。</p>

69、<p><b>　　自來水</b></p><p>　　糊化鍋 糖化鍋</p><p>　　料水比1:5 52℃ 料水比1:3 </p><p>　　43min

70、 15min</p><p>　　93℃（20min） 冷卻t </p><p>　　8min 63℃（30min）</p><p>

71、;　　100℃ （20min） 5min</p><p>　　70℃（25min）</p><p><b>　　5min</b></p><p><b>　　5℃（15min）</b></p><p>　　圖2-

72、1 糖化工藝流程</p><p>　　2.3.2.3 糖化工藝曲線</p><p>　　2.3.2.4 糖化工藝論證</p><p>　　糊化鍋中料水比為1：5，熱水溫度為52℃，熱水與糊化鍋中的物料混合之后溫度為50℃，此溫度下進(jìn)行蛋白質(zhì)休止。隨后將糊化鍋中糊化醪加熱至100℃，利用熱力作用使生物料得到徹底糊化、液化，提高物料浸出率。糊化鍋中物料煮沸20mi

73、n后，降低溫度至88℃。把糊化鍋中的醪液與糖化鍋中醪液進(jìn)行混合，混合過程在15min內(nèi)完成，混合之后醪液溫度為63℃，此溫度下β-淀粉酶活性最高，可以把淀粉分解為麥芽糖和糊精。在此溫度下保持30min之后升溫至70℃，此溫度下α－淀粉酶活性最高，作用直鏈淀粉時，生成麥芽糖、葡萄糖和小分子糊精；作用支鏈淀粉時，生成界限糊精、麥芽糖、葡萄糖和異麥芽糖。</p><p>　　2.3.3 麥汁的過濾</p>

74、<p>　　糖化醪的過濾方法有過濾槽法、壓濾機(jī)法及快速滲出槽法。本次設(shè)計(jì)中物料的粉碎采用的是連續(xù)浸漬增濕粉碎，這種粉碎方法最時候過濾槽法，因此，麥汁過濾采用過濾槽。糖化結(jié)束后，從過濾槽槽底通入76～78℃的熱水，以浸沒濾板為度。將糖化醪充分?jǐn)嚢瑁⒈M快泵入過濾槽后，使用耕槽機(jī)翻拌均勻，再靜置20分鐘左右，讓醪槽自然沉降，形成過濾層。最先沉下的是谷皮之類，隨后是未分解的淀粉和蛋白質(zhì)，濾層厚度要求在30～45cm，如果糖化效果

75、較好，醪槽表面的黏稠物就少，且醪槽上面的糖化液清涼，濾層形成后開始過濾操作。起始流出的原麥芽汁混濁不清，必須用泵泵回過濾槽再次過濾，直至得到的是澄清原麥芽汁，然后將原麥芽汁泵入煮沸鍋。自正式過濾開始后15～30分鐘起檢查原麥芽汁的糖度、澄清度以及色、香、味。糖化過濾期間，一般可不翻動麥槽層，但若過濾速度太慢，則可用耕槽機(jī)進(jìn)行耕槽，從上至將醪槽層耕松，注意不要在同一深度反復(fù)翻耕，以免壓實(shí)槽層[15]。</p><p&g

76、t;　　2.3.4 麥汁的煮沸和酒花的添加</p><p>　　煮沸的目的是蒸發(fā)多余水分使麥汁濃縮到規(guī)定濃度；溶出酒花中有效成分，增加麥汁香氣苦味；促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固析出，增加啤酒穩(wěn)定性；破壞全部酶，進(jìn)行熱殺菌。</p><p>　　1.麥汁煮沸方法 常用間歇常壓煮沸，原麥汁過濾期間，當(dāng)麥汁已將加熱層蓋滿后，開始加熱保持80℃左右，讓酶繼續(xù)對殘存淀粉分解，洗槽結(jié)束時加熱至沸，煮沸時間一般為

77、1～2小時。</p><p>　　2.酒花添加量 添加酒花都在麥芽汁煮沸過程中進(jìn)行，不同的添加時間和不同的添加量會有不同的結(jié)果，因此掌握好添加時間和各次添加量是十分重要的。</p><p>　　3.酒花的添加方法 添加酒花一般分3次進(jìn)行，在麥芽汁初沸時，加入酒花全量的20％，40分鐘后再加全量的40％，煮沸結(jié)束前加入剩下的40％。麥芽汁開始煮沸時，添加酒花的主要目的是利用其苦味以及防止

78、泡沫升起，因此可先用質(zhì)地較差或存放時間較長的酒花。最后一次添加酒花是為獲得酒花香氣，因此應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的新鮮酒花。</p><p>　　2.3.5 麥汁的冷卻及去除冷凝固物</p><p>　　麥汁冷卻的目的主要是使麥芽汁達(dá)到發(fā)酵接種的溫度8～10℃，同時，使大量的冷凝固物析出。近年來都使用薄板冷卻器冷卻麥芽汁，冷卻時間通常為1～2h。麥芽汁冷卻結(jié)束后，可用無菌壓縮空氣將薄板冷卻器中的麥芽汁

79、頂出。整冷卻操作，要防止外界雜菌污染。</p><p><b>　　2.4 啤酒發(fā)酵</b></p><p>　　2.4.1 啤酒發(fā)酵的基本理論</p><p>　　冷麥汁接種啤酒酵母后，發(fā)酵即開始進(jìn)行。啤酒發(fā)酵是在啤酒酵母體內(nèi)所含的一系列酶類的作用下，以麥汁所含的可發(fā)酵性營養(yǎng)物質(zhì)為底物而進(jìn)行的一系列生物化學(xué)反應(yīng)。通過新陳代謝最終得到一定量

80、的酵母菌體和乙醇、CO2以及少量的代謝副產(chǎn)物如高級醇、酯類、連二酮類、醛類、酸類和含硫化合物等發(fā)酵產(chǎn)物。這些發(fā)酵產(chǎn)物影響到啤酒的風(fēng)味、泡沫性能、色澤、非生物穩(wěn)定性等理化指標(biāo)，并形成了啤酒的典型性。啤酒發(fā)酵分主發(fā)酵（旺盛發(fā)酵）和后熟兩個階段。在主發(fā)酵階段，進(jìn)行酵母的適當(dāng)繁殖和大部分可發(fā)酵性糖的分解，同時形成主要的代謝產(chǎn)物乙醇和高級醇、醛類、雙乙酰及其前驅(qū)物質(zhì)等代謝副產(chǎn)物。后熟階段主要進(jìn)行雙乙酰的還原使酒成熟、完成殘?zhí)堑睦^續(xù)發(fā)酵和CO2的飽

81、和，使啤酒口味清爽，并促進(jìn)了啤酒的澄清。</p><p>　　2.4.2 高濃度稀釋啤酒發(fā)酵</p><p>　　1.一般的啤酒酵母耐酒精比較差，用于高濃度麥汁發(fā)酵后，其回收酵母的活力比較低，需選用耐高酒精度和高滲透壓的啤酒酵母，以適應(yīng)高濃度麥汁發(fā)酵。</p><p>　　2.酵母接種量應(yīng)隨麥汁濃度增高的比例而酌量增加，否則發(fā)酵時間將延長，發(fā)酵不完全。</p

82、><p>　　3.酵母使用代數(shù)較低濃度麥汁發(fā)酵者減少。</p><p>　　4.麥汁濃度愈高，氧的溶解度愈低，麥汁冷卻時應(yīng)適當(dāng)增加通風(fēng)量，溶解氧以達(dá)8～10mg/kg左右為宜，必要時也可采用通入純氧解決之。</p><p>　　5.發(fā)酵溫度可以不變，仍按各廠常規(guī)方法控制之。</p><p>　　6.采?。?）（4）兩項(xiàng)措施，高濃度麥汁的發(fā)酵時間可

83、以不延長。</p><p>　　7.隨麥汁濃度的提高，發(fā)酵時可能泡沫增多。采用錐形發(fā)酵罐，滿罐容量不宜過多，以80%為好，罐的利用率稍有降低[16]。</p><p>　　2.4.3 發(fā)酵工藝曲線</p><p>　　2.4.4 發(fā)酵工藝論證</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用高溫發(fā)酵、高溫后熟工藝。接種溫度8℃，前發(fā)酵時間2d；主發(fā)酵溫度1

84、2℃，發(fā)酵時間6d；達(dá)到規(guī)定發(fā)酵度后開始降溫，降溫速度以控制在2d內(nèi)完成為宜，溫度降至-2℃，在此溫度下維持7d進(jìn)行貯酒。采用高溫發(fā)酵，酵母增殖濃度高，氨基酸同化率高，pH降低迅速，高分子蛋白質(zhì)、多酚和酒花樹脂沉淀較多，而且會產(chǎn)生較多的雙乙酰。但由于采用高溫發(fā)酵，酵母會在很短時間內(nèi)把雙乙酰還原，達(dá)到規(guī)定要求數(shù)值。此法適合釀制淡爽啤酒，而且在相同的貯酒期可以釀成非生物穩(wěn)定性好的啤酒。</p><p>　　2.5

85、廠址選擇的地點(diǎn)及條件</p><p>　　2.5.1 地理位置</p><p>　　青島位于山東半島南端(北緯35°35′—37°09′，東經(jīng)119°30′—121°00′)黃海之濱。青島依山傍海，風(fēng)光秀麗，氣候宜人，是一座獨(dú)具特色的海濱城市。全市海岸線(含所屬海島岸線)總長為870公里，其中大陸岸線730公里，占山東省岸線的1/4。海岸曲折，岬灣

86、相間?！　?lt;/p><p><b>　　2.5.2 氣候</b></p><p>　　青島地處北溫帶季風(fēng)區(qū)域，屬溫帶季風(fēng)氣候。市區(qū)由于海洋環(huán)境的直接調(diào)節(jié)，受來自洋面上的東南季風(fēng)及海流、水團(tuán)的影響，故又具有顯著的海洋性氣候特點(diǎn)?？諝鉂駶櫍炅砍渑?，溫度適中，四季分明。春季氣溫回升緩慢，較內(nèi)陸遲1個月；夏季濕熱多雨，但無酷暑；秋季天高氣爽，降水少，蒸發(fā)強(qiáng)；冬季風(fēng)大溫低，

87、持續(xù)時間較長。據(jù)1898年以來的氣象資料表明，市區(qū)年平均氣溫12.2℃，極端高氣溫36.2℃（1939年7月31日），極端低氣溫－16.4℃（1931年1月10日）。全年8月份最熱，平均氣溫25.1℃；1月份最冷，平均氣溫－1.2℃。日最高氣溫高于30℃的日數(shù)年平均為11.4天，日最低氣溫低于－5℃的日數(shù)年平均為22天。降水量年平均為775.6毫米，春、夏、秋、冬四季雨量分別占全年降水量的14％、57％、22％和7％。年降水量最多127

88、2.7毫米（1911年），最少僅308.2毫米（1981年），降水的年變率為62％。年平均降雪日數(shù)只有10天，氣壓平均為1008.6百帕，年平均風(fēng)速為5.3米／秒，以東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向。年平均相對濕度為73％，7月份最高，為89％；12月份最低，為68％。青島海霧多頻，濃霧年平均</p><p><b>　　2.5.3 地形</b></p><p>　　丘陵是青島地區(qū)

89、的主要地貌類型，一般海拔50～500米,切割深度小于100米。山勢比較緩和,地貌形態(tài)比較單調(diào)。適合建造工廠。</p><p><b>　　2.5.4 水文</b></p><p>　　青島市共有大小河流224條，均為季風(fēng)區(qū)雨源型，其中大沽河是青島市最大的河流。大沽河水系包括主流及其支流，主要支流有小沽河、五沽河、流浩河和南膠萊河。大沽河發(fā)源于招遠(yuǎn)市阜山，由北向南流入

90、青島，經(jīng)萊西、平度、即墨、膠州和城陽，至膠州南碼頭村入海。干流全長179.9公里，流域面積6131.3平方公里(含南膠萊河流域1500平方公里)，是膠東半島最大水系。大沽河多年平均徑流量為6.61億立方米。</p><p>　　2.5.5 交通運(yùn)輸</p><p>　　青島公路交通十分發(fā)達(dá)，迄今為止，青島市已建成濟(jì)青、膠州灣、西流、西流、夏雙、濰萊、同三、青銀、206國道、前灣港疏港等9

91、條高速公路，高速公路總里程達(dá)到524公里，占全國高速公路總里程的六十分之一，占全省六分之一。目前，青島市高速公路數(shù)量、長度、密度和高速公路在所有公路中所占比重等指標(biāo)均在全國同類城市中名列第一，并已初步達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。</p><p><b>　　第3章 物料衡算</b></p><p>　　3.1 糖化車間物料衡算</p><p>　　啤

92、酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。</p><p>　　3.1.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　根據(jù)表3-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)10°淡色啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L10°淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行50000t/a啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。<

93、/p><p>　　表3-1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</p><p>　　3.1.2 100kg原料的物料衡算</p><p>　　3.1.2.1 100kg原料</p><p>　　根據(jù)表3-1可得到原料收得率分別為：</p><p><b>　　原料麥芽收得率為：</b></p><

94、p>　　0.75(100-6)÷100=70.5%</p><p><b>　　原料大米收得率為：</b></p><p>　　0.92(100-13)÷100=80.04%</p><p><b>　　混合原料收得率為：</b></p><p>　　（0.75×

95、70.50%+0.25×80.04%）×98.5%=71.79%</p><p>　　由上述可得100kg混合原料可制得的16°熱麥汁量為：</p><p>　　（71.79÷16）×100=448.7(kg)</p><p>　　又知16°麥汁在20℃時的相對密度為1.0654，而100℃熱麥汁比20℃時

96、的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100℃）體積為： </p><p>　　（448.7÷1.0654）×1.04=438.0(L)</p><p>　　3.1.2.2 冷麥汁量</p><p>　　438.0×(1-0.035)=422.7(L)</p><p>　　3.1.2.3 發(fā)酵液量</p&

97、gt;<p>　　422.7×(1-0.015)=416.4(L)</p><p>　　3.1.2.4 過濾酒量</p><p>　　416.4×(1-0.01)=412.2(L)</p><p>　　因?yàn)橄♂尪葹?0%，即稀釋后的容積增加60%，所以，稀釋后啤酒量為：</p><p>　　412.2

98、15;1.6=659.6（L）</p><p>　　3.1.2.5 成品啤酒量</p><p>　　659.6×(1-0.01)=653.0(L)</p><p>　　3.1.3 100L 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°淡色啤酒653.0L，故可得下述結(jié)果：<

99、;/p><p>　　3.1.3.1 生產(chǎn)100L10°淡色啤酒需耗混合原料量</p><p>　　（100/653.0）×100=15.31(kg)</p><p>　　3.1.3.2 麥芽耗用量</p><p>　　15.31×75%=11.49(kg）</p><p>　　3.1.3.

100、3 大米耗用量</p><p>　　15.31-11.49=3.82(kg)</p><p>　　3.1.3.4 酒花耗用</p><p>　　100L熱麥汁中加入的酒花量為0.3千克，故酒花耗用量為：</p><p>　?。?38.0/653.0）×100×0.3%=0.20(kg)</p><p

101、>　　3.1.3.5 熱麥汁量</p><p>　　（438.0/653.0）×100=67.1(L)</p><p>　　3.1.3.6 冷麥汁量</p><p>　?。?22.7/653.0）×100=64.7(L)</p><p>　　3.1.3.7 濕糖化糟量</p><p>　

102、　設(shè)啤酒廠排出的濕麥芽糟水分含量為80%，則：</p><p><b>　　濕麥芽糟量為：</b></p><p>　　[（1-0.06）（100-75）/（100-80）]×11.49=13.50(kg)</p><p><b>　　濕大米糟量為：</b></p><p>　　[（1-0

103、.13）（100-92）/（100-80）]×3.82=1.33(kg)</p><p><b>　　故濕糖化糟量為：</b></p><p>　　13.50+1.33=14.83(kg)</p><p>　　3.1.3.8 酒花糟量 </p><p>　　設(shè)麥汁煮沸過程中酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含

104、量為80%，則酒花糟量為：</p><p>　　[（100-40）/（100-80）]×0.2=0.6(kg)</p><p>　　3.1.3.9 酵母用量（以商品干酵母計(jì)）</p><p>　　啤酒生產(chǎn)過程常用上一批回收酵母泥接種，接種量是以每百升中的千克數(shù)表示，一般為0.4～1.0kg/hl，而高濃度釀造時增加50%，即為1.5kg/hl，濕酵母泥含

105、水分為85% </p><p><b>　　酵母含固形物量：</b></p><p>　　1.5×（100-85）/100=0.225 （kg）</p><p>　　則含水分7%的商品干酵母量為：</p><p>　　0.225×100/（100-7）=0.24 （kg）</p><

106、;p>　　3.1.3.10 二氧化碳量</p><p>　　16°的冷麥汁68.9kg中浸出物量為：</p><p>　　16%×68.9=11.03（kg）</p><p>　　設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為65%，則可發(fā)酵的浸出物量為：</p><p>　　11.03×65%=7.17 （kg）</p&g

107、t;<p>　　麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為：</p><p>　　C12H22O11 + H2O →2 C6H12O6</p><p>　　2 C6H12O6 → 4C2H5OH + 4CO2 +56千卡</p><p>　　設(shè)麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2生成量為：</p><p>　　7.17×（4

108、5;44）/342 =3.69（kg）</p><p>　　式中 44—CO2的分子量 342—麥芽糖分子量。</p><p>　　設(shè)16°啤酒含CO2為0.5%，酒中CO2量為：</p><p>　　68.9×（0.5/100）=0.34（kg）</p><p>　　則釋放出的CO2量為：</p>

109、<p>　　3.69-0.34=3.35（kg）</p><p>　　1m³CO2在20℃常壓下重1.832kg，故釋放出的CO2容積為：</p><p>　　3.35/1.832=1.83 （ｍ³）</p><p>　　3.1.3.11 耐高溫α淀粉酶量</p><p>　　大米淀粉含量為80%，α淀粉酶使用

110、量為0.06～0.08L/100kg淀粉，所以，α淀粉酶量為：</p><p>　　3.82×80%×（0.08/100）=2.4ml</p><p>　　3.1.3.12 蔗糖量</p><p>　　12%×1.0484×100+W=16%×1.0654×（100+0.626W）</p>

111、<p>　　W=5.0kg/100L</p><p>　　設(shè)生產(chǎn)日為300天，旺季150天，每天糖化7次，而淡季150天，每天糖化5次，則總的糖化次數(shù)為1800次每年。把前述的有關(guān)啤酒糖化生產(chǎn)車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果整理成物料衡算表，見表3-2：</p><p>　　表3-2 啤酒廠釀造車間物料衡算表</p><p>　　3.2 糖化車間的熱量衡算&l

112、t;/p><p>　　3.2.1 糖化用水耗熱量</p><p>　　根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：</p><p>　　G1=（1062+213）×5=6375(kg)</p><p><b>　　糖化鍋加水量為：</b></p><p>　　G2=2975×3=8925(kg)&

113、lt;/p><p><b>　　糖化總用水量為：</b></p><p>　　GW=G1+G2=6375+8925=15300(kg)</p><p>　　自來水的平均溫度取t1=18℃,而糖化配料用水溫度t2=52℃,故耗熱量為： </p><p>　　Q1=(G1+G2)Cw(t2-t1)=15300×（5

114、2-18）×4.18=2174436（kJ）</p><p>　　3.2.2 米醪煮沸耗熱量</p><p>　　由糖化工藝流程圖（圖2-1）可知</p><p>　　Q2 = Q2′ + Q2″+ Q2″′ （3-1）</p><p>　　1.糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100℃

115、耗熱Q2′</p><p>　　Q2′=G米醪C米醪（100-t0） （3-2）</p><p>　　(1)計(jì)算米醪的比熱容C米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式C谷物=0.01[(100-W)C0+4.18W]進(jìn)行計(jì)算。式中W為含水百分率；C0為絕對谷物比熱容，取C0=1.55kJ/(kg·K)。</p><p>　　C麥芽=0.

116、01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.71kJ/(kg·K)</p><p>　　C大米=0.01[（100-13）1.55+4.18×13]=1.89kJ/(kg·K) </p><p>　　C米醪=（G大米C大米+G麥芽C麥芽+G1Cw）/(G大米+G麥芽+G1)</p><p>　　=(1062×1

117、.89+213×1.71+6375×4.18)/(1062+213+6375)</p><p>　　=3.79kJ/(kg·K)</p><p>　　(2)米醪的初溫t0 設(shè)原料的初溫為18℃，而熱水為52℃</p><p>　　則t0=[（G大米C大米+G麥芽C麥芽）×18+G1Cw×50]/(G米醪C米醪)&l