年产7万吨10度啤酒厂发酵车间毕业设计样本.doc

四川理工学院毕业设计 年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计学 生：胡娟学 号：专 业：生物工程班 级：级4班指导老师：曹新志 四川理工学院生物工程学院二O一十二个月六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计学院：生物工程 专业： 生物工程 班级： 级4班 学号：学生： 胡娟 指导老师： 曹新志 接收任务时间： -03-10 教研室主任： （署名）二级学院院长： （署名）1毕业设计（论文）关键内容及基础要求关键内容：1.发酵工艺、工艺参数论证和设计。啤酒生产其它工艺及工艺参数选择；2.发酵车间设备部署设计；3.全厂物料衡算、热量衡算及耗水量、耗冷量计算；4.绘制发酵车间设备平面部署图、发酵车间带控制点步骤图和全厂工艺步骤方块图；基础参数：整年生产天数300天。生产旺季占整年产量80%。大米原料含淀粉78%，水分12.0%。基础要求：毕业步骤中态度主动端正，严格遵守纪律，实事求是，不得弄虚作假和剽窃。学生应定时向指导老师汇报设计进展并就设计中出现问题立即交流沟通；2指定查阅关键参考文件及说明吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论.北京.M中国轻工业出版社. 梁世中主编.生物工程设备.北京.M中国轻工业出版社.姚玉英主编.化工原理.上.天津.M天津大学出版社.1999石光源编写.机械制图.北京.M高等教育出版社.19903进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期全厂工艺步骤及工艺参数选择论证1.3.11至.4.9发酵车间物料及热量衡算410至.4.25发酵罐设计计算和其选型.4.26 至.5.5绘图.5.6 至.5.20撰写设计说明书.5.21 至.5.31注：本表在学生接收任务时下达四川理工学院毕业设计开题汇报设 计 名 称年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计设 计 类 型D指导老师曹新志学生姓名胡娟学号系、专业、班级生物工程学院生物工程专业级4班一、选题依据：（简述研究现实状况或生产需求情况，说明该设计（论文）目标意义。）啤酒发展现实状况及分析： 伴随中国经济快速发展，大家生活水平提升，啤酒作为含酒精量最低饮料酒,因为其营养丰富且价廉物美已受到越来越多消费者喜爱，已经逐步成为大家大众最喜爱饮料之一。从19啤酒进入中国市场到今天，中国啤酒产量逐年增加，已成为世界啤酒产量最大国家，由此可见啤酒在中国发展速度之迅猛。然而，中国啤酒产量却仅以每十二个月10%速度增加，这说明啤酒在中国还无法完全满足大家日益增加物质文化需求，中国啤酒市场拥有很宽广前景，为生产提供了可行性确保。设计（论文）目标意义：1.了解现在啤酒生产所用工艺，掌握一定工厂设计专业技能，巩固专业知识。2.掌握完成一项给定任务方法、步骤和全过程，充足发挥个人主动性和发明性以完成毕业步骤学习任务。二、设计（论文研究）思绪及工作方法1.查看啤酒相关书籍，了解啤酒现阶段生产技术，获取相关工艺参数，对啤酒厂设计进行工艺设计论证及工艺参数选择。2.依据要求进行理论工艺横算，包含发酵车间物料，热量，冷耗量，空气消耗量，耗水量等进行横算。3.依据横算结果对发酵车间设备及其隶属设备选型和发酵罐进行结构及强度设计。4.依据工艺计算绘制发酵车间设备平面部署图，发酵车间带控制点步骤图和全场工艺步骤方块图。三、设计（论文研究）任务完成阶段内容立即间安排。-3-20至-4-9 进行全厂工艺步骤及工艺参数选择论证-4-10至-4-25 发酵车间物料及热量衡算-4-26至-5-5 发酵罐设计计算和其选型-5-6至-5-20 绘图-5-21至-5-31 撰写设计说明书指导老师意见 指导老师签字： 年 月 日教研室毕业设计（论文）工作组审核意见难度分量综合训练程度 教研室主任： 年 月 日设计（论文）类型：A理论研究；B应用研究；C软件设计；D-其它目 录摘 要1ABSTRACT2前 言3第一章 啤酒工艺选择和论证51.1 啤酒原料51.1.1 大麦51.1.2 啤酒糖化其它原料61.1.3 啤酒花和酒花制品71.1.4 啤酒酿造用水81.2 麦芽制备91.3 麦芽汁制备工艺91.3.1 麦芽和大米粉碎101.3.2 糖化原理101.3.3 糖化方法及设备101.3.4 麦芽醪过滤111.3.5 麦汁煮沸和酒花添加111.3.6 麦汁处理121.3.7 麦汁充氧131.4 啤酒发酵131.4.1 啤酒酵母131.4.2 啤酒发酵方法选择141.4.3 啤酒发酵工艺161.4.4酵母添加和回收191.4.5发酵设备降温控制191.4.6啤酒生产副产物利用201.4.7 成品啤酒20第二章 工艺计算222.1 物料衡算222.1.1 物料衡算意义222.1.2 物料衡算基础数据222.1.3 100原料生产10P啤酒物料衡算222.1.4 生产100L 10P啤酒物料衡算232.1.5 年产7万吨10P啤酒糖化车间物料衡算252.2 耗热量计算272.2.1 糖化用水耗热量Q1282.2.2 第一次米醪煮沸耗热量282.2.3 第二次煮沸前混合醪液升温至70耗热量292.2.4 第二次煮沸混合醪液耗热量302.2.5 洗糟水耗热量312.2.6 麦汁煮沸过程中耗热量312.2.7 一次糖化总耗热量322.2.8 一次糖化蒸汽耗用量D322.2.9 糖化小时最大蒸汽耗用量322.2.10 蒸汽单耗322.3 工艺耗水量计算332.4 工艺耗冷量计算352.4.1 发酵车间工艺步骤352.4.2 工艺技术指标及基础数据352.4.3 工艺耗冷量计算352.4.4 发酵车间工艺总耗冷量382.4.5 非工艺耗冷量382.4.6 非工艺总耗冷量392.4.7 总耗冷量39第三章 发酵车间设备设计和选型413.1 发酵罐设计和选型413.1.1 发酵罐体积确实定413.1.2 发酵罐个数确实定413.1.3 发酵管材料选择423.2 发酵车间其它隶属设备选型463.2.1 清酒罐463.2.2 扩大培养罐选型473.2.3 麦汁杀菌罐493.2.4 贮酒罐设计和选型49第四章车间部署514.1 厂房整体部署和轮廓设计514.1.1 厂房整体部署514.1.2 厂房立体部署514.1.3 厂房平面部署514.1.4 厂房建筑结构514.2 发酵车间设备部署514.2.1 发酵设备514.2.2 泵524.2.3 过滤机524.2.4 清酒罐52参考文件53致谢54摘 要本设计为年产7万吨10P啤酒厂发酵车间工艺设计，其生产原料为大麦麦芽和大米，生产旺季占整年产量80%，整年生产天数为300天，设计主体为发酵车间，主体设备为发酵罐。首先对原料、制备、糖化、发酵工艺进行选择及论证，再经过物料和热量衡算确定糖化车间关键设备容量和数量，对发酵车间隶属设备进行选型，对发酵罐进行结构及强度设计，在此基础上，对主体设备发酵罐进行设计计算，最终绘制出发酵车间设备平面部署图，发酵车间带控制点步骤图和全厂工艺步骤方块图。关键词：啤酒厂，发酵，发酵罐,工艺计算ABSTRACTThe design is the annual output of 7 million tons of 10 P brewery fermentation process design, the production of raw materials for barley malt and rice, production peak season account for 80% of the total production,a year of production days for 300 days, the design of main workshop for fermentation workshop, the main equipment for fermentor. First I through choose all technical parameters to determine the whole process, again through material and heat balance sure saccharification workshop of main equipment of capacity and quantity, then I choose the proper type of accessorial equipments. On this basis, I will finish fermentor design calculations, finally plot fermentation workshop equipment layout, fermentation workshop diagram with control points and the whole process flow block diagram. KEY WORDS: brewery; fermentation; fermentor; process calculation前 言啤酒是以大麦经发芽制成大麦芽为关键原料，以大米或其它谷物为辅助原料，以当地主产淀粉物为主，经麦芽汁制备、糖化、添加酒花、煮沸、过虑、啤酒酵母发酵等过程，酿造而成含二氧化碳，低酒精浓度酿造酒。啤酒是酒类中酒精含量最低饮料酒，而且营养丰富，大家适量饮用时，酒精对人体毒害很小。在1972年世界第九次营养食品会议上，曾推荐啤酒为营养食品，也有些人把啤酒称作营养食品、可口食品、卫生食品、方便食品。据研究显示，啤酒里所含多种组成成份不仅有很高营养价值，而且还含有良好医药疗效，具体表现在以下两个方面：首先，啤酒中酒精含量较低（10度黄啤酒含酒精3左右），不仅对胃和肝脏没有损害，还能够平缓地促进人体血液循环。其次，啤酒中含有烟酸，在维生素B1和B6维持心脏正常活动同时，烟酸能扩张血管，加速新陈代谢，所以啤酒对心血管系统有益。自20世纪90年代，中国啤酒行业进入了快速发展阶段，行业发展至今，中国啤酒产量和人均消费量全部有大幅度提升。-5年间，中国啤酒经济指标取得了一定增加，啤酒产量增加1426万千升，增加56.9%。中国啤酒消费仍有很大提升空间。从世界范围看，发达国家啤酒人均消费量增加缓慢，而在经济增加较快地域，如东欧和中国啤酒需求量和产量增加速度远远高于世界平均增加速度，增速比发达国家高3%。中国啤酒消费存在着地域分布不均衡性。中国啤酒行业发展路径和世界啤酒发展路径基础一致，也就是从发达地域向不发达地域过渡。伴随社会发展，啤酒市场竞争越来越猛烈了，而且广大消费者对啤酒种类风味和质量要求也越来越高，对应新产品也层出不穷。所以，我个人认为很有必需将啤酒生产方面技术科学地总结和分析，以推进啤酒产品多样化发展。伴随大家，饮食消费结构不停调整，生活水平不停提升，啤酒已进入了万户千家。然而调查显示中国人均啤酒消费却还没有达成世界平均水平。所以只有建设新、大型啤酒厂，增加产量，才能满足大家日益增加物质生活需求。所以，对于啤酒厂设计是有意义，是很有必需。至，啤酒行业面临着很好发展际遇：国民经济连续快速发展和城市化水平提升，给行业发展发明了巨大需求空间；西部大开发、振兴东北地域等老工业基地、促进中部崛起和建设社会主义新农村等重大发展战略，为啤酒行业发明了新发展机遇；全球经济和区域经济一体化进程加紧，为中国啤酒行业在更大范围内配置资源、开拓市场发明了条件。第一章 啤酒工艺选择和论证全厂工艺步骤图 麦槽 酒花 麦芽粉碎糖化过滤混合麦汁煮沸沉淀冷 却充氧 大米、麦芽粉碎糊化 酒花糟 热凝固 冷凝固物扩培酵母麦芽汁发酵贮酒粗滤精滤清酒装瓶卸箱验瓶 酵母泥 剩下酵母洗瓶检验罐酒压盖检验杀菌贴标喷码检验装箱图2-1 全厂工艺步骤图1.1啤酒原料1.1.1 大麦自古以来大麦是酿造啤酒关键原料，在酿造时先将大麦制成麦芽，再进行糖化和发酵。大麦按籽粒在麦穗上断面分配形式，可分为六棱、二棱、四棱大麦中国华北地域全部种植六棱大麦，南方全部种植二棱大麦。所以，在本设计中选择二棱大麦。1.1.1.1大麦化学成份1.淀粉 淀粉是大麦关键贮藏物，存于胚乳细胞壁内。大麦淀粉有大颗粒（20-40微米）和小颗粒（2-10微米）之分。二棱大麦小颗粒淀粉数占90%，但其质量只占10%左右。淀粉粒中大约有97%化学纯淀粉，0.5%-1.5%含氮化合物，0.2-0.7%无机盐，0.6%高级脂肪酸。其密度大于水，故在水中下沉。2.半纤维素和麦胶物质 半纤维素和麦胶物质是胚乳细胞壁组成部分。胚乳细胞内关键含淀粉，发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解以后，其它水解酶才能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。3.蛋白质 大麦中蛋白质含量高低及其类型，直接影响制麦和酿造工艺和成品啤酒质量。按其在不一样溶剂中溶解度和沉淀形状分为下列四组。 （1）清蛋白 清蛋白溶于水和稀中性盐溶液及碱溶液中，所以麦汁中含有清蛋白。加热时从52开始，清蛋白从这些溶液中凝固析出，即伴随煮沸进行而加速凝固。 （2）球蛋白 球蛋白是种子储藏蛋白，占大麦总质量31%，不溶于纯水，溶于稀酸和稀碱。溶解清蛋白和球蛋白一样，在90以上全部凝固，不过凝固并不完全。 （3）醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于纯水及盐溶液，也不溶于无水乙醇，而溶于体积百分数为50%90%无水乙醇溶液或酸碱溶液，经加热不凝固。一些醇溶蛋白是造成啤酒浑浊和氧化浑浊关键成份。 （4）谷蛋白 谷蛋白不溶于中性盐溶液和纯水，溶于稀碱。谷蛋白和醇溶蛋白使组成麦糟蛋白质关键成份。1.1.1.2啤酒酿造对大麦质量要求1. 感官 （1） 色泽 良好大麦有光泽，淡黄，不成熟大麦呈微绿色；受潮大麦发暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蚀大麦呈灰色或微蓝色。 （2） 气味 良好大麦具新鲜稻草香味，受潮发霉则有霉臭味。（3） 麦粒形态 麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物高，蛋白质低，发芽快。2. 物理检验 （1）干粒重 以无水物记干粒重应为30-40g。 （2）麦粒均匀度 按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8，2.5，2.2mm三级。2.5mm以上麦粒占85%者属于一级大麦。3.化学检验 （1）水分 测定水分是计算干物质基础。原料大麦水分不高于13%，不然不能贮藏，易发生霉变，呼吸损失大。 （2）蛋白质 蛋白质含量通常要求为9%-12%。1.1.2 啤酒糖化其它原料在啤酒麦汁中制造原料中，除了关键原料大麦麦芽以外，还包含特种麦芽，小麦麦芽及辅助原料。1. 大米：标准上凡大米不管品种均可用于酿造，但从啤酒风味而言，米食感越好，酿造啤酒风味也越好。因为大米淀粉含量高（75%-82%），无水浸出率高达90%-93%，无花色苷，含脂肪低（0.2%-1.0%），并含有较多泡持蛋白，用它做辅料酿造啤酒，啤酒色泽浅、口味纯净，泡沫雪白细腻，泡持性好，它是优良啤酒辅料。2. 小麦：中国是世界小麦关键生产国。小麦发芽后制成小麦芽也是酿造啤酒关键原料。利用小麦做辅料，麦汁总氮和-氨基氮均比大米高，发酵快，但过滤和煮沸麦汁略浑浊，需进行处理为好，酿成啤酒泡沫细腻、持久。3. 淀粉：淀粉纯度高、杂质少、粘度低、无残渣、可生产高浓度啤酒。不过因为淀粉是原粮加工产品，通常价格均高于原料，在啤酒中作为辅料使用和原料相同，所以，淀粉作为辅料使用不如原料经济。1.1.3 啤酒花和酒花制品酒花给予啤酒柔和优美芳香和淡爽微苦味，能加速麦汁中高分子蛋白絮凝，提升啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麦汁和啤酒生物稳定性。1.1.3.1 酒花关键化学成份酒花化学组分中，对啤酒酿造有特殊意义三大成份为酒花精油，苦味物质和多酚。1. 苦味物质 苦味物质是提供啤酒愉快苦味原因，在酒花中关键指-酸，-酸及一系列氧化，聚合产物。2. 酒花精油 酒花精油是酒花腺体另一个关键成份，经蒸馏后成黄绿色油状物，是啤酒香气关键起源，是啤酒开瓶闻香关键成份。3.多酚物质 酒花中物质约占总质量4%-8%，她们在啤酒酿造中作用为：a.在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。b.在麦汁冷却时形成冷凝固物。c.在后酵和储酒直至罐瓶以后，缓慢和蛋白质结合，形成气雾浊及永久混浊物。d.在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。1.1.3.2 酒花品种酒花按世界市场上供给可分为四类： A类：优质香型酒花。优质香型酒花-酸含量为4.5%-5.5%，-酸、酸比值为1：1，酒花精油含量为2.0%-2.5%。 B类：香型酒花（兼型） 一般香型酒花-酸含量为5.0%-7.0%，-酸、酸比值为1.22.3酒花精油含量为0.85%-1.6%。 C类：没有显著特征酒花 D类：苦型酒花优质苦型酒花-酸含量为6.5%-10.0%，-酸、酸比值为2.2-2.6。1.1.3.3 酒花制品1.酒花粉 中国啤酒厂现在均把商品压榨酒花，在使用前用锤式粉碎机粉碎成颗粒1mm以下酒花粉。这种粗加工方法也存在缺点，所以使用酒花粉，应在酒花厂，酒花温度在55以下，干燥至水分为5%-6%然后进行粉碎，粉碎后立即包装于密闭容器中，并冲入惰性气体。2. 酒花颗粒酒花颗粒是把酒花压榨成直径2-8mm，长约15mm短棒状，增加其密度，降低其体积，同时也降低了它们表面积，在惰性气体中保留，酒花不易氧化变质，颗粒酒花是世界上使用最为广泛酒花制品。1.1.4 啤酒酿造用水 啤酒生产用水关键包含加工水及洗涤，冷却水两大部分。加工用水中投料水，洗糟水，啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒关键原料之一，在习惯上称作酿造水。啤酒酿造水性质，关键取决于水中溶解盐类种类和含量，水生物学纯净度及气味，酿造水对啤酒生产全过程将产生很大影响，如糖化时水解酶是活性和稳定性，酶促反应速度，麦芽酒花在不一样含盐水中溶解度差异，盐和蛋白质及酚类物质絮凝成点，酵母生长，发酵风味物质形成等，最终还将影响到啤酒风味物质和稳定性。大自然天然水源分为以下多个：雨水，雪水，地表水，地下水，冰水，海水。1.1.4.1 水中无机离子对啤酒酿造影响1. 水中碳酸盐和重碳酸盐有降酸作用：HCO3-+H+H2O+CO2大麦籽粒中存在复合磷酸盐，发芽中受到磷酸酯酶降解，形成游离H2PO4_,因为H2PO4在K2作用下分解为H+，它使麦芽醪呈偏酸性，水中重碳酸盐降酸作用，使麦芽醪PH升高，引发一系列工艺缺点：（1）造成过滤减慢，收得率下降。（2）啤酒色泽和涩味增加。（3）啤酒稳定性降低。（4）改变酒花苦味，使啤酒苦味粗糙。2.水中钙，镁离子增酸作用：3Ca+2HPO4-Ca(PO4)2+2H+。 在啤酒糖化时，Ca2+含量在每升40到70毫克，能保持淀粉液化酶耐热性。麦汁含Ca2+在每升80到100毫克时，可促进麦汁煮沸时形成单宁蛋白质钙复合物，促进热凝固物蛋白质絮凝。Mg2+在麦芽中含量约为130mg/L.啤酒酿造用水中含有1015mg/LMg2+已经足够，不宜超出80mg/L。3.优质啤酒含Fe2+应少于0.1mg/L,若含量大于0.5mg/L，会对啤酒质量造成损害，使啤酒泡沫不雪白，加速啤酒氧化浑浊。Mn2+对啤酒影响和二价铁离子相同。4.Na+ ,K+常常在50100:300400.过高常常使浅色啤酒变得粗糙，不柔和。5.Cl-对啤酒澄清和胶体稳定性相关键作用，它能给予啤酒丰满酒体，爽口，柔和风味。酿造水中含有2060mg/LCl-是必需。1.2 麦芽制备麦芽制备工艺决定了麦芽品种和质量，从而决定了啤酒类型，麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒质量。 制麦目标在于使大麦发芽，产生多个水解酶类。方便经过后续糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出。而绿麦芽经过烘干将产生必需色，香，和风味成份。 全制麦过程大致可分为原料分级，浸麦，发芽，干燥、除根等过程。 现代啤酒生产，工业化程度越来越高，啤酒工厂通常不自行生产麦芽，而是从专门麦芽生产工厂购置所需麦芽，以达成降低生产成本目标。1.3 麦芽汁制备工艺麦汁制造过程包含：原料粉碎，原料糊化，糖化，糖化醪过滤，混合麦汁加酒花煮沸，麦汁处理（澄清，冷却，通氧）等一系列物理学，化学，生物化学加工过程。麦汁制造工艺要求：1. 原料中有效成份得到最大程度萃取； 2. 原料中无用和有害成份溶解最少 3. 制成麦汁有机或无机组分数量和配比应符合淡色啤酒品种和类型要求4. 确保上述三点标准前提下，缩短生产时间，节省工时，节能是本车间要求。1.3.1 麦芽和大米粉碎 在啤酒生产中，不单要考虑物料粉碎操作经济性，更应该考虑啤酒酿造特殊要求：（1）麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质溶解，影响啤酒风味。（2）皮壳和原料物质中不容性物质粉碎过细，会增加过滤阻力。影响过滤操作。（3）淀粉等储藏物质粉碎细度，不仅影响酶促反应速率，也影响到反应深度即影响到麦汁组成。1.麦芽粉碎麦芽粉碎方法关键有：干法粉碎，湿法粉碎，回潮干法粉碎，和连续调湿粉碎。本设计采取麦芽湿法粉碎，湿法粉碎全部操作有：浸渍磨碎匀浆泵出。在0.5-2小时内完成一批投料，依据日加工量，选择合适机器台数。粉碎过程应尽可能缩短麦芽在机器内停留时间，以预防受到污染。湿法粉碎麦芽皮壳充足吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎胚乳带水研磨均匀，糖化速度快。湿法粉碎可提升过滤速度20%-25%或提升投料量，麦糟层厚度可达500-600mm , 但不影响过滤。2.大米粉碎大米采取对辊碎机进行干法粉碎，大米粉碎度越细越好，以增加原料和水接触面积，有利于大米糊化和糖化。1.3.2 糖化原理糖化是将麦芽和辅料中高分子物质机器分解产物（淀粉，蛋白质，植酸盐，半纤维素等机器分解中间产物，经过麦芽中多种水解酶作用，和水和热能作用，使之分解并溶解于水，此过程称作“糖化”。溶解于水多种干物质称作“浸出物”，而组成澄清液称作“麦芽汁”或“麦汁”。麦汁中浸出物含量和原料中干物质比称“无水浸出率”。糖化中工艺控制，关键经过下列步骤来进行：（1）麦芽质量，辅料种类及其配料比。（2）麦芽及非发芽谷物粉碎度。（3）控制麦芽中多种水解酶作用条件，如（温度，PH，底物浓度，作用时间）。（4）加热温度和时间。（5）需经过外加酶制剂、酸、无机盐进行调整控制。1.3.3 糖化方法及设备糖化方法可分为以下几类：1. 煮出糖化法：煮出糖化法麦芽醪利用酶生化作用和热力物理作用，使有效成份分解和溶解，经过部分麦芽醪热煮沸，并醪，使醪液逐步梯级升温至糖化完成。部分麦芽被几次煮沸即几次煮出法。2. 浸出糖化法：浸出糖化法是指麦芽醪利用酶生化作用，用不停加热或冷却调整醪液温度，使糖化完成，麦芽醪未经煮沸。3. 其它糖化法：其它糖化法全部由以上两种方法演变而来，以上两种方法用于最初纯麦芽糖化，当采取不发芽谷物作为辅料，进行糖化时必需优异行预辅料预处理-即糊化和液化。这就是复式糖化法。因为浸出糖化法要求使用溶解良好麦芽，成本高，原料利用率低，且更适合酿造上面发酵啤酒，本设计不采取。而煮出法糖化法能够补救部分麦芽溶解不良缺点，原料利用率高，糖化时间短，麦汁成份好，适合酿造传统下面发酵啤酒。故本设计采取该法。煮出糖化法，依据醪液煮沸次数，常见有一次、二次和三次煮出糖化法。 二次煮出糖化法：此法灵活性大，适于多种质量麦芽和类型啤酒，其操作较简单，煮沸时间短，能耗较小，设备利用率高，生产周期短，成本低。故本设计才用此方法进行糖化。1.3.4 麦芽醪过滤糖化过程结束时，已基础完成了麦芽和辅料中高分子物质分解、萃取。所以，必需在短时间内把麦汁和麦醪分离。此分离过程称麦芽醪过滤。 麦芽醪过滤过程包含以下三个过程：（1） 残留在糖化醪中耐热性-淀粉酶，将少许高分子糊精深入液化，使之全部转变成无色糊精或糖类，提升原料浸出物收得率。（2） 从麦芽醪中分离出“头号麦汁”。（3） 用热水洗涤麦糟，洗出麦糟中可溶性浸出物，得到“二滤、三滤”麦汁。麦芽醪过滤工艺基础要求：快速和较根当地分解可溶性浸出物，尽可能降低有害于啤酒风味麦壳多酚、色素、苦味物，和麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸、-葡聚糖等物质被萃取，尽可能取得澄清透明麦汁。1.3.4.1 过滤方法选择1. 过滤槽法过滤槽是最古老方法，也是至今采取最普遍方法，它是以过滤筛板和麦糟组成过滤介质，用醪液柱高度1.5-2.0m产生静压力为推进力实现过滤。2. 压滤机法板框式压滤机是由容纳糖化醪框和分离麦汁滤布及搜集麦汁滤板各若干组组成过滤原件，再配以顶板、支架、压紧螺杆或液压系统组成。经过比较可知过滤槽法对麦芽粉碎度要求严格，过滤、洗涤时间长，而且过滤速度慢，所以在本设计中选择板框式压滤机。1.3.5 麦汁煮沸和酒花添加1. 麦汁煮沸设备分批式麦汁煮沸，在一个有加热装置特殊容器中进行，称煮沸锅。麦汁煮沸锅含有多个形式，本设计选择是列管式内加热器圆形麦汁煮沸锅。采取列管加热，管内麦汁受热上升，在加热管上部喷出，底部麦汁不停进入加热管，麦汁形成对流，省去动力和搅拌系统。其优点有：（1）设备投资少，无需维护，没有磨损，耗电量低；（2）热辐射损失小；（3）煮沸温度和蒸发速率能够调整；（4）设备简单，不需外加加热器和搅拌器。2. 麦汁煮沸方法传统煮沸锅均采取常压煮沸，近代较多采取密闭煮沸、加压煮沸，尤其是低压煮沸更受到普遍欢迎。常压煮沸：工艺成熟，操作方便，维修费用低。酒花浸出率高，所得麦汁质量好。故本设计采取该方法。3. 酒花添加酒花添加量应依据酒花质量（含-酸量），消费者习惯，啤酒品种，浓度等不一样而不一样。浅色啤酒苦味物值为15-40（Bu）之间，通常在此范围内选择一个固定值，生产时许可在固定值上波动5 Bu。对设计而言，为便于物料衡算，酒花添加量定为每100mL热麦汁添加0.2%酒花。但实际生产时因为酒花品质，添加时间和方法，发酵条件，酵母品种等条件不一样或变动，酒花中有效物质损失改变很大，应依据以上情况，在衡算基础上做一定调整。 酒花添加方法，还是以传统分34次添加法为主。酒花添加分三次完成，操作以下：第一次：煮沸515分钟后，添加总量5%10%，关键作用是消除煮沸物得泡沫。第二次：煮沸3040分钟后，添加总量55%60%，关键是萃取-酸，并促进异构。第三次：煮沸后8085分钟，添加总量30%40%，关键是萃取酒花油，提升酒花香味。1.3.6 麦汁处理从煮沸锅放出定型热麦汁，进入发酵以前还需要进行一系列处理：酒花糟分离，热凝固物分离，冷凝固物分离，冷却，充氧等才能成为发酵麦汁。近代啤酒生产大大缩短了发酵和贮酒周期，发酵容器也增大到数百至上千立方米，所以，对麦汁处理要求是：1. 对能引发啤酒非生物浑浊冷，热凝固物尽可能给足够分离2. 麦汁处于高温时尽可能降低空气接触，预防氧化。麦汁冷却后，在发酵前，依据进罐时间，必需补充适量空气，供酵母前期呼吸。3. 麦汁处理各工序中，严格杜绝有害微生物污染。麦汁处理应适用设备要求不一样，步骤很多，经比较采取以下步骤对麦汁进行处理： 煮沸锅热麦汁泵回旋沉淀槽薄板冷却系统通风发酵 （酒花糟+热凝固物） （无菌空气） 1. 酒花分离使用酒花球果，并加入到煮沸锅工艺，在煮沸结束后应立即分离出酒花糟，中国广泛使用带筛孔酒花分离器。2. 热凝固物分离糖化醪过滤后得到麦汁中含有水溶性清蛋白和部分盐溶性球蛋白和水溶性高肽等，这些物质在煮沸时变性和多酚结合形成热凝固物。湿热凝固物（含挥发物80%-85%），占麦汁量0.3%-0.7%，每立方米麦汁约得绝干热凝固物0.5-1.0Kg。近代80%-90%工厂均采取回旋沉淀槽法，利用旋转麦汁离心力分离。3. 冷凝固物分离冷凝固物是分离热凝固物后澄清麦汁，在冷却到50以下，伴随冷却进行，麦汁重新析出浑浊物质，并在25左右析出最多。若把此麦汁重新加热到60以上，麦汁又恢复澄清透明，所以，这是可逆。1.3.7 麦汁充氧1. 热麦汁氧化麦汁在高温之下接触氧，此时氧极少以溶解形式存在，而是和麦汁中糖类、蛋白质、酒花树脂、多酚等发生氧化反应。麦汁在高温下应该接触空气和应该严格严禁接触空气，两种对立见解在啤酒节共存。现在中国认为从麦芽粉加水投料至冷却前，隔氧操作是关键方法。2. 冷却麦汁充氧麦汁冷却至发酵接种温度以后，即使和氧接触，氧化反应较微弱，氧在麦汁中呈溶解状态，是酵母前期繁殖必需。麦汁浓度增加降低饱和溶氧量。充氧操作为：麦汁温度降至6以下，空气通风，10P麦汁饱和溶氧量为10.1ml/L。3. 冷麦汁通风方法若采取纯氧，溶氧将达成40ml/L以上。通常只有快速发酵法生产啤酒时采取纯氧，一般啤酒发酵采取压缩空气通风，立即无菌，无油压缩空气在麦汁冷却输送线路中，经过文丘里管或不锈钢舌片混合器，肽管混合器，在线上充氧。另外麦汁应采取分批进罐，冷麦汁通风时间，宜早不宜晚，最终1-2批进罐麦汁不再通风。1.4 啤酒发酵1.4.1 啤酒酵母1. 啤酒酵母分类能使含糖液体自然发酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”生物，统称为“酵母”。广义上说，通常单细胞、世代时间较长低等真核生物，统称为“酵母”。酵母分类：a.夫罗贝尔酵母：发酵度高，沉淀慢而不凝集b.薛士酵母：发酵度低，凝集性强，沉淀快c.卡尔斯贝酵母：卡尔倍一号，发酵度高，沉淀慢；卡尔号二号，发酵度低，沉淀快。2. 啤酒酵母絮凝啤酒酵母絮凝特征是关键生产特征，它会影响酵母回收再利用于发酵可能，影响发酵速率和发酵度，影响啤酒过滤方法啤酒风味。酵母细胞不一样絮凝能力受到其本身基因和外界作用影响，金属离子对凝聚作用影响极大，凝聚作用强度还依靠于基质离子浓度，尤其是钙离子含量达成30mg/l以上时促凝作用相当显著，其它二价离子也能促凝，不过单价离子会因“反离子效应”对其产生抑制作用。3. 啤酒酵母扩大培养 啤酒酵母纯正是否，对啤酒发酵和啤酒质量影响很大。啤酒工厂生产使用酵母由保留纯种酵母，经过扩大培养，达成一定数量后，供生产现场使用。每个啤酒厂全部应保留适合本厂使用纯种酵母，以确保生产啤酒含有稳定风格和特征。啤酒酵母扩大培养次序以下：斜面试管（原菌种）富氏瓶或试管培养巴氏瓶或三角瓶培养卡氏罐培养汉生罐培养酵母扩大培养罐酵母繁殖罐发酵罐。以上从斜面试管到卡氏罐培养为试验室扩大培养阶段；汉生罐以后为生产现场扩大培养阶段。4. 接种量表2-1 不一样麦汁浓度酵母添加量麦汁浓度酵母泥添加量790.30.410120.40.613150.50.716200.61.01.4.2 啤酒发酵方法选择啤酒发酵方法关键有以下多个方法：传统发酵，锥形罐发酵；连续发酵法，分批式发酵法；上面发酵法，下面发酵法；一罐发酵法，两罐法发酵；本设计选择是两罐式发酵法。以下就这多个发酵方法进行分析和比较来进行取舍。1.连续发酵连续发酵关键有多罐式连续发酵和塔式连续发酵，这种连续发酵系统全部可大大缩短发酵周期，提升设备利用率，降低了投资，降低了酒损，降低了蒸汽、劳动力和洗刷费用，提升了酒花利用率，且产生成品啤酒质量稳定。不过这多个连续体系也各有不足：多罐式系统需搅拌，动力消耗大。塔式系统对酵母要求高，使用酵母不仅要求发酵度高，而且要求凝聚性强。而且塔式观造价高，不利于小规模生产。更关键是，连续发酵法啤酒从风味上品评和间歇法啤酒差异大，难以被消费者接收。八十年代后，锥形罐发酵替换了传统发酵，生产周期得到了缩短，而连续发酵因为污染和风味（尤其是双乙酰）控制困难逐步停止了使用。从实际情况出发，故本设计不采取此法。2.下面发酵传统下面发酵法，主发酵容器安置在空气过滤，绝热良好和清洁卫生发酵室内。室温保持56；采取开放式或密闭式、圆形或方形主发酵容器。后发酵则设置在单独贮酒室内，采取金属或木制贮酒罐，作后发酵和贮酒用。贮酒室温保持在Ol。下面发酵工艺特点是：（1） 采取下面酵母，主发酵温度比较低，发酵进程比较缓慢，发酵代谢副产物相对较少。主发酵完成后，大部分酵母沉降发酵容器底部。（2） 下面发酵啤酒后发酵和贮酒期比较长，酒液澄清良好。C02饱和稳定，酒泡沫细微，风味柔和，保留期较长。3.上面发酵啤酒发酵系以上面发酵为起源，以后因为选择纯粹培养酵母不一样，划分为上面发酵和下面发酵两种啤酒发酵类型。上面发酵在发酵外观、技术操作和发酵设备方面和下面发酵有所不一样，但二者发酵机理是一致。上面发酵工艺特点（1） 上面发酵系采取上面酵母，是在较高温度(1520)下进行。酵母起发快，接种量能够降低，形成酵母新细胞较多。发酵终了，大部分酵母浮在液面，酵母回收工作虽较下面发酵复杂，但酵母使用代数远较下面发酵为多，长久没有衰退现象。（2） 上面发酵麦汁