年产40万吨8度啤酒厂发酵车间工艺设计样本.doc

四川理工学院毕业设计 年产40万吨啤酒厂发酵车间工艺设计学 生：学 号：专 业：生物工程班 级：级3班指导老师：黄治国 四川理工学院生物工程学院二O一三年六月四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 年产40万吨啤酒厂发酵车间工艺设计系： 生物工程 专业： 生物工程 班级：09级3班 学号： 学生： 牟天秀 指导老师： 黄治国 接收任务时间 3月17日 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全厂工艺步骤及工艺参数选择论证发酵车间物料及热量衡算绘制全厂工艺步骤图一份绘制发酵车间带控制点工艺步骤图绘制发酵车间平面图、立面图各一份撰写设计说明书一份2 指定查阅关键参考文件及说明 1顾国贤.酿造酒工艺学（第二版）M.中国轻工业出版社，1996 2管敦议.啤酒工业手册（第一版）M中国轻工业出版社.1985 3化工设备设计手册（第一版）M.编写组.材料也零部件.上海人民出版社，1973 4梁世中.生物工程设备（第一版）M.中国轻工业出版社. 5吴思方.发酵工厂工艺设计概论（第一版）M.中国轻工业出版社.3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1毕业设计下达任务，搜集相关材料，数据.3.17-.4.82进行设备选型、设计方案初步确定.4.8-.4.253工艺论证、物料衡算、基础数据进行统一.4.25-.5.104车间设备选型.5.10-.5.275绘图和设计说明书撰写.5.27-.6.10 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40万吨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牟天秀学号系、专业、班级生物工程学院生物工程专业级3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.依据衡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-6-03 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-其它摘 要本设计为年产40万吨8P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。本设计对啤酒生产线工艺设计中关键部分原料糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、发酵、啤酒过滤进行了工艺叙述和选择。设计内容关键包含物料衡算，热量衡算，冷耗衡算，水衡算和设备选型计算及关键设备选型及计算。本设计图纸关键包含全厂总工艺步骤图、发酵车间设备部署图平立面图及关键设备装配图(发酵罐)。关键词：啤酒,发酵,发酵罐,工艺计算ABSTRACTThe design is the annual output of 40 million tons of 8 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. The design thesis is a key part of the process design of the beer production line - raw materials, pasting, glycosylated, wort filtration, boiling, fermentation, beer filtration. Its elements include the material balance, heat balance, cold-consumption balance, water balance and equipment selection, calculation and focus on equipment selection and calculation. The design drawings, including floor planning and elevations of the fermentation workshop and focus device assembly drawing (fermentor). KEY WORDS: beer,fermentation,fermentor,process calculation目 录摘 要前 言1第一章 啤酒工艺选择和论证31.1啤酒原料41.1.1 大麦41.1.2 啤酒糖化其它原料71.1.3 啤酒花和酒花制品71.2麦芽汁制备工艺101.2.1 麦芽和大米粉碎111.2.2 糖化原理121.2.3 糖化方法及设备141.2.4 麦芽醪过滤151.2.6 麦汁处理181.2.7 麦汁充氧201.2.8浸出得率和原料利用率201.2.9最终麦汁质量211.3 啤酒发酵211.3.1 啤酒酵母211.3.2啤酒发酵机理221.3.3 啤酒发酵方法选择221.3.4 啤酒发酵工艺241.3.5 酵母添加和回收271.3.6 发酵设备降温控制28第二章 工艺计算312.1 物料衡算312.1.1 物料衡算意义312.1.2 物料衡算基础数据312.1.3 100原料生产8P啤酒物料衡算312.1.4 生产100L 8P啤酒物料衡算322.1.5 年产40万吨8P啤酒糖化车间物料衡算342.2 耗热量计算372.2.3 第二次煮沸前混合醪液升温至70耗热量392.2.4 第二次煮沸混合醪液耗热量402.2.5 洗糟水耗热量412.2.6 麦汁煮沸过程中耗热量412.2.7 一次糖化总耗热量422.2.8 一次糖化蒸汽耗用量D422.2.9 糖化小时最大蒸汽耗用量422.2.10 蒸汽单耗422.3 工艺耗水量计算432.3.1 糖化用水432.3.2 洗糟用水量432.3.3 糖化室洗刷用水432.3.4 麦汁冷却器冷却用水432.3.5 澄清槽洗刷用水442.3.6 麦芽汁冷却器清洗用水442.3.7 CIP装置洗涤用水442.3.8 CIP系统配洗液用水442.3.9 过滤冷却器洗刷用水442.3.10 硅藻土过滤机洗刷用水442.3.11 清酒罐洗刷用水442.3.12 洗瓶机用水442.3.13 瓶装机洗刷用水452.3.14 杀菌机用水452.3.15包装车间地面洗刷用水452.3.16 发酵罐洗刷用水452.3.17 其它用水452.4 工艺耗冷量计算452.4.1 发酵车间工艺步骤452.4.2 工艺技术指标及基础数据452.4.3 工艺耗冷量计算462.4.4 发酵车间工艺耗冷量492.4.5 非工艺耗冷量492.4.6 非工艺总耗冷量502.4.7 总耗冷量50第三章 发酵车间设备设计和选型523.1 发酵罐设计和选型523.1.1 发酵罐体积确实定523.1.2 发酵罐个数确实定523.1.3 发酵罐材料选择533.2 发酵车间其它隶属设备选型583.2.1 清酒罐583.2.2 扩大培养罐选型593.2.3.麦汁杀菌罐603.2.4过滤设备61第四章 车间部署624.1厂房整体部署和轮廓设计624.1.1 厂房整体部署624.1.2厂房立体部署624.1.3厂房平面部署624.1.4厂房建筑结构624.2发酵车间设备部署634.2.1发酵设备634.2.2 泵634.3.3 过滤机634.4.4 清酒罐634.4.5其它罐644.4.6 门、楼梯64参考文件65致 谢66前 言酒是人类最古老酒精饮料，是水和茶以后世界上消耗量排名第三饮料。啤酒是依据英语Beer译成汉字“啤”，称其为“啤酒”，沿用至今。啤酒是以麦芽（包含特种麦芽）为关键原料，以大米或其它谷物为辅助原料，经麦芽汁制备，加酒花煮沸，并经酵母发酵配制而成，是一个含有二氧化碳、起泡、低酒精度饮料酒。因为其含有独特苦味和香味，营养成份丰富，含有多种人体所需氨基酸及多量维生素、泛酸和矿物质，目前市场需量越来越大，大家要求也不停地提升。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。19世纪末，啤酒输入中国。19俄国人在哈尔滨市首先建立了乌卢布列希夫斯基啤酒厂；但一直到1935这期间生产技术掌握在外国人手中，生产原料麦芽和酒花全部依靠进口。1949年以前，全国啤酒厂不到十家，总产量不足万吨。1949年后，中国啤酒工业发展较快，并逐步摆脱了原料依靠进口落后状态。1979年产量达成510ML，1986年产量达成4000ML。中国啤酒于1954年开始进入国际市场，当初出口仅0.3ML，到1980年已猛增到26ML。 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。现在中国经济快速发展，成绩令世界瞩目，啤酒伴随经济发展，人民生活水平提升，逐步从城市走向农村，成为人民大众最喜爱饮料之一。啤酒生产年增加率在810左右。中国发展计划为：达成年产2100万吨，人均年占有量为15L，估计到产量达30003500万吨，人均占有量达成世界平均水平。另外中国农业处于世界先列，农作物产量位居世界第一，大麦等啤原料在中国很多地域全部有种植，且产量巨大，客观上发展啤酒工业条件比较成熟。本设计将原料到制成成品啤酒中各步骤包含工艺、设备、控制条件等相关情况作一简单叙述，期望能和各位共同讨论，不足之处请多多指正。第一章 啤酒工艺选择和论证全厂工艺步骤图粉碎麦芽湿法粉碎糊化蛋白分解糖化回旋分离煮沸麦糟过滤麦汁冷却酒花糟啤酒花充氧冷麦汁主酵添加酵母后熟冷贮排放酵母待滤酒硅胶缓冲罐过滤硅藻土高浓稀释添加剂自来水稀释水水处理袋式过滤精滤清酒袋式过滤器装酒压盖杀菌验酒瓶盖装箱喷码贴标成品酒洗瓶卸箱上瓶验瓶检验大米二氧化碳入库图1-1 啤酒全厂工艺步骤图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。大麦之所以适于酿造啤酒，是因为： 大麦便于发芽，并产生大量水解酶类； 大麦种植遍布全球； 大麦化学成份适合酿造啤酒； 大麦是非人类食用主粮；大麦按籽粒生长形态分类，可分为六棱大麦、四棱大麦和二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。二棱大麦是六棱大麦变种，麦穗上只有两行籽粒，粒子均匀饱满且整齐。二棱大麦淀粉含量较高，蛋白质含量相对较低，浸出物收得率亦高于六棱大麦，所以，通常全部用二棱大麦。所以，在本设计中选择二棱大麦。1.1.1.1大麦化学成份（1）水分 依据收获季节气候情况，大麦水分含量波动在11%-20%之间，适于贮藏大麦水分应在13%以下。（2）淀粉 大麦淀粉含量占其干物质58%-65%,大部分是作为贮藏物质存在。 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。淀粉密度大于水，故在水中下沉。麦芽淀粉酶作用于直链淀粉，几乎全部转化为麦芽糖和葡萄糖，但作用于直链淀粉，除生成麦芽糖和葡萄糖外，尚生成数量相当糊精和异麦芽糖。糊精是淀粉水解不完全产物，不能发酵生成醇，其结构和淀粉相同，只是相对分子质量小部分，含7-8个以上葡萄糖基团。（3）纤维素 纤维素占大麦干物质质量3.5%-7.0%，关键存在于谷皮中，微量存在于胚、果皮和种皮内，是细胞壁支撑物质。纤维素无味、无臭、不溶于水，对酶作用含有相当强抗力，在制麦中，它不参与麦粒中代谢作用。（4）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。 半纤维素和麦胶物质约占大麦质量10%-11%，二者含有类似化学成份。麦胶物质是多糖混合物，能溶于热水，在40至80范围内，温度越高，溶解度越大。半纤维素不溶于热水，而溶于稀碱溶液。谷皮中半纤维素关键含戊聚糖和少许-葡聚糖及糖醛。胚乳中半纤维素关键含-葡聚糖及少许戊聚糖。（5）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。 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。大麦清蛋白是唯一能溶于水高分子蛋白质。 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。球蛋白是对啤酒稳定性有害关键成份之一。 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。醇溶蛋白约占大麦蛋白质总量38%，是麦糟蛋白质关键成份。 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。谷蛋白也有四有组分组成，约占大麦总蛋白量29%。1.1.1.2啤酒酿造对大麦质量要求1.1.1.2.1 感官检验 （1）外观和色泽 收获良好大麦，应含有光泽，呈纯淡黄；不成熟大麦呈微绿色；收割前后遇雨受潮大麦发暗，色泽发暗，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，稍升温，发出一股麦香味；受潮发霉则有霉臭味，其发芽能力已遭受损失（3）夹杂物 良好大麦应不含有其它谷粒、草籽、土块、碎石、破伤粒、石粒及带病虫害麦粒。（4）品种纯净度和麦粒整齐度 优良大麦应含有品种纯净度，不夹杂不一样品种、不一样产地和不一样年份大麦；单一品种大麦，也要求麦粒均匀整齐，以求发芽均匀一致。（5）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。（6）感官指标淡黄色，含有光泽，无病斑粒，无霉味和其它异味(一二三级相同)。1.1.1.2.2 物理检验（1）千粒重 以无水物计千粒重应为3040g；（2） 麦粒均匀 2.5mm以上麦粒占85%者属于一级大麦，2.52.2mm者为二级大麦，2.2mm以下为次级大麦；（3）胚乳性质 胚乳断面可分为粉状、玻璃和半玻璃质，优良大麦粉状粒为80%以上。1.1.1.2.3 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%。（3）浸出物 间接衡量淀粉含量方法，通常为72%-80%。表1-1中国啤酒大麦理化标准种类二棱多棱项目优级一级二级优级一级二级水分%131313131313粒含污水物424036403530千粒重/g(无水物质) 959085969285发芽率977590979590大麦浸出物含量507674767270蛋白质含量（无水）%1212.513.512.513.514选粒试验（2.5mm以上）%858076757065夹杂物含量%0.51.530.51.52破损粒含量%0.5130.5121.1.2 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 啤酒酿造用大米，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)玉米 作为啤酒辅料玉米，含脂肪太高，会影响啤酒风味和泡沫。所以，作为啤酒辅料玉米，必需进行脱脂处理。(3)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。(4) 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。过去把它们统称“软树脂”。(2) 酒花精油 酒花精油是酒花腺体另一个关键成份，它经蒸馏后成黄绿色油状物，是啤酒香气关键起源，尤其是它易挥发，是啤酒开瓶闻香关键成份。啤酒酒花香气是由酒花精油和苦味物质挥发组分降解后共同形成。(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：在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。在麦汁冷却时形成冷凝固物。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。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1.1.3.3.1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。它优点是：（1）酒花苦味物质在煮沸利用率可增加10%（2）使用方便（3）不需要酒花分离器，而且在漩涡沉淀槽中酒花粉糟和热凝固蛋白质能形成紧密沉淀。这种粗加工方法也存在缺点，关键是：（1）贮藏酒花球果，水分太高，不利于粉碎（2）酒花粉在使用前在常温下保留十余小时至几天，酒花氧化很严重（3）贮存时间太长酒花，部分有害物质溶解加剧，影响啤酒风味所以使用酒花粉，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。1.1.3.3.2 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。1.1.3.3.3酒花浸膏应用有机溶剂或二氧化碳萃取酒花有效物质，制成浓缩5-10倍有效物质浸膏，在煮沸或发酵贮酒中使用。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1.1.4.1.1 碳酸盐和重碳酸盐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）糖化醪pH升高，酶促反应受到抑制，蛋白质分解困难，麦汁麦芽糖降低，糊精增加，粘度加大，造成过滤减慢，收得率下降。（2）麦汁pH升高，麦芽皮壳多酚等有害物质溶解度加大，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。1.1.4.1.2 钙，镁离子水中钙，镁离子增酸作用3 Ca2+2HPO42-+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。1.1.4.1.3 Mn2+、Fe2+ 影响 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。1.1.4.1.4 Na+ ,K+ 影响 Na+ ,K+常常在50100:300400.过高常常使浅色啤酒变得粗糙，不柔和。1.1.4.1.5 Cl- 影响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）原料有效成份得到最大程度萃取。这关键指原料和辅料中淀粉转变成可溶性无色糊精和可发酵性糖类过程，它关系到麦汁收得率和原料利用率，和啤酒生产成本直接挂钩。（2）原料中无用和有害成份溶解最少。之关键指麦芽皮壳物质、原料脂肪，高分子蛋白质等。这些物质会影响到啤酒风味和稳定性。在麦汁制造中降低溶解这些物质或经过麦汁处理使其降低是提升啤酒质量关键之一。（3）制成麦汁有机和无机组分数量和配比应该符合淡色啤酒要求。啤酒风格和类型形成，除了酵母品种、发芽技术外，麦汁组成是关键物质基础。（4）在确保上述三点标准下，缩短生产时间，降低工时和耗能。1.2.1 麦芽和大米粉碎 麦芽和大米粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后，增大比表面积，使物料中储藏物质和水、酶接触面积增大，加速酶促反应及物料溶解。在啤酒生产中，不单要考虑物料粉碎操作经济性，更应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溶性物质粉碎过细，会增加过滤阻力，影响过滤操作。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。所以粉碎即使属简单物理操作，但在啤酒酿造过程中尤其重视麦芽粉碎度控制，麦芽粉碎方法也不停地得到改造。1.2.1.1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。辊式粉碎机，依据每台机辊数可分成：对辊式、四辊式、五辊和六辊式多个。中国广泛采取四、五、六辊式粉碎机。啤酒工业常见分级筛有三种，这里我列举一个，如表1-2。表1-2 EBC，ASBC标准筛比较表ESC标准筛ASBC标准筛麦芽粉碎物分级筛号每平方厘米筛孔数/个筛孔净宽/mm筛号筛孔净宽/mm/102.00皮壳1361.27141.410皮壳2641.01181.00粗粒31060.547300.590细粒149610.253600.250细粒2527040.1521000.149细粉筛底/筛底/细粉1.2.1.2大米粉碎因为大米未经发芽，胚乳比较坚硬，磨碎时比麦芽耗能大，标准上大米粉碎越细越好，方便利于糊化和糖化。辅料(大米)粉碎采取三辊或四辊二级粉碎机，第一和第二辊之间辊间距为0.20.3mm，大米在此进行粗粉碎，经过筛分后粗粉和细粉分别进储仓，筛面粗粉再进入第二、三辊之间，辊间距为0.150.25mm，粉碎成细粉，三辊均是拉丝辊。中国不少工厂采取磨盘式磨米机，它是由两片金刚砂磨盘（或铸槽钢磨盘）进行平面磨碎，一次就能将原料粉碎到足够细度，粉碎比可达1：20。如表1-3为辅料(大米)粉碎度要求。表1-3辅料(大米)粉碎度要求ABC筛号筛孔净宽/mm分级名称粉碎度/大米玉米带壳大麦102.00皮壳+粗粒/152530181.00粗粒101525600.250细粒6040251000.149细粉303015301.2.2 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” 。溶解多种干物质称作“浸出物”(extract)，而组成澄清溶液称作“麦芽汁”或“麦汁”(Wort)。麦汁中浸出物含量和原料中干物质之比(质量比)称“无水浸出率”。麦汁组成、颜色将直接影响到啤酒品种和质量；糖化工艺和原料；水、电、汽和热量消耗，和生产成本亲密相关。所以糖化过程是啤酒生产中关键步骤。糖化过程是原料分解和萃取过程，它关键是依靠麦芽中个种水解酶酶促分解，而水和热力作用是帮助酶促分解和萃取过程。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) 控制麦芽中各水解酶作用条件，如温度、pH、底物浓度(加水比)、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。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。1.2.3 糖化方法及设备三次煮出糖化法煮出糖化法 二次煮出糖化法一次煮出糖化法升温浸出糖化法糖化方法浸出糖化法降温浸出糖化法复式一次煮出糖化法其它方法复式煮浸糖化法谷皮分离糖化法 外加酶制剂糖化法其它特殊糖化法 糖化方法是指麦芽和非发芽谷物原料中不溶行固型物转化成可溶性、有一定百分比浸出物，所采取工艺方法和工艺条件：包含配料浓度、各物质分解温度、pH、热能利用等，还包含酶制剂、添加剂选择使用等。煮出糖化法是指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为几次煮出法。浸出糖化法是指麦芽醪只利用酶生化作，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。其它糖化方法全部由以上两种方法演变而来，以上两种方法用于最初最初纯麦芽糖化，当采取不发芽谷物做辅料，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。中国啤酒生产大多数使用非发芽谷物做辅料，全部均采取复式糖化法。多种糖化方法中物料关键改变是依据麦芽中各类水解酶催化，糖化控制就是发明适合酶作用最好条件，多种糖化方法中有多个控制原理是相同。(1) 酸休止 利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀水解，产生酸性磷酸盐，有时还利用乳酸菌增殖产乳酸，此工艺条件是：温度为3537OC，pH5.25.4，时间为3090分钟。(2) 蛋白质休止 利用内切酶分解蛋白质生成多肽和氨基酸，利用麦芽中肽酶分解多肽形成氨基酸，蛋白质休止最适pH为5.25.3，最适温度。形成-氨基氮为4550 OC，形