年产12.5万吨啤酒工厂工艺设计.doc

年产12.5万吨啤酒工厂工艺设计
摘 要

啤酒是世界上最古老也是消费量最大的酒精饮料，同时也是仅次于水和茶的第三大饮料。啤酒是用含有淀粉的谷类（主要是大麦）酿造而成的，多数添加啤酒花来调味，有时候还会添加一些香草和水果。
本设计是对年产12.5万吨淡色啤酒的工厂工艺设计。主要包括工厂厂址选择及总平面设计，啤酒生产的工艺流程设计，工艺计算，糖化车间物料衡算（工艺技术指标及基础数据）、糖化车间热量衡算（糖化用水消耗热量、第一次米醪煮沸消耗热量、第二次煮沸前混合醪升温耗热量、第二次米醪煮沸消耗热量、洗槽水耗热量、麦汁煮沸耗热量、糖化一次总耗热量、糖化一次耗用蒸汽量、蒸汽单耗）、发酵车间耗冷量衡算（工艺耗冷量、非工艺耗冷量），设备的设计与选型（包括糖化锅、糊化锅、过滤锅、煮沸锅、回旋沉淀槽、发酵罐），环境保护及末端治理，工业卫生与劳动安全。绘制啤酒生产工艺流程图和全厂平面布置图。
关键词：啤酒 工艺 设计

150,000 tons annual output of beer plant process design
ABSTRACT

Beer is the world's oldest and largest alcoholic beverage consumption, but also after the third largest of water and tea drinks. Beer, made of starch grains (containing), is mainly barley and brewing, the majority of hops to add flavor and sometimes add some vanilla and fruit.
This design is an annual output of 12.5 tons of light beer plant process design. Include plant site selection and general graphic design, beer production process design, process calculation, glycosylated plant material balance (technology indicators and basic data), glycosylated plant heat balance (glycosylated water burn calories, the first mash boiled rice consumption of calories, the second boiling temperature before the heat consumption of mixed mash, mash boiled rice consumption of the second heat, wash water tank heat loss, wort boiling heat loss, a total heat loss glycosylated, glycosylated a steam consumption, steam alone consumption), fermented plant cooling consumption accounting (process cooling consumption, non-process cooling consumption), equipment design and selection (including glycosylated pot, paste pot, filter pot, boiling pot, swing sedimentation tank, fermentation pot ), environmental protection and end treatment, industrial hygiene and labor safety. Draw beer production flow chart and the factory floor plans.
Key words：Beer Technology Design

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 啤酒的起源 1
1.2 我国啤酒工业发展简况 1
1.3 啤酒的种类 1
2厂址选择及总平面设计 4
2.1 厂址选择 4
2.1.1 厂址选择的原则 4
2.1.2 厂址选择从投资和经济效益考虑 4
2.1.3 厂址的选择依据 4
2.1.4 厂址选择结果 5
2.2总平面设计 6
2.2.1总平面的设计的基本原则和要求 6
2.2.2 工厂占地面积的估算 6
3 工艺流程设计 7
3.1.设计产品的标准 7
3.2 产品的原辅料介绍 8
3.2.2大米 9
3.2.3酒花 9
3.2.4水 9
3.2.5酵母 9
3.3 啤酒生产工艺流程图 10
3.4生产的工艺要点 11
3.4.1麦芽的制备 11
3.4.2麦汁的制造 11
3.4.3发酵 12
3.4.4后处理及包装 12
4 工艺计算 14
4.1糖化车间物料衡算 14
4.1.1工艺技术指标及基础数据 14
4.1.2 对100kg原料生产12°P淡色啤酒物料衡算 14
4.1.3 生产1000L12°P淡色啤酒的物料衡算 15
4.1.4 12.5t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算 15
4.2 糖化车间热量衡算 16
4.2.1 糖化用水消耗热量Q1 17
4.2.2 第一次米醪煮沸消耗热量Q2 18
4.2.3 第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3 19
4.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4 19
4.2.5 洗槽水耗热量Q5 20
4.2.6 麦汁煮沸过程耗热量Q6 20
4.2.7 糖化一次的总耗热量Q总 21
4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D 21
4.2.9 糖化过程每小时最大蒸汽耗量QMAX 21
4.2.10 蒸汽单耗 21
4.3 发酵车间的耗冷量衡算 22
4.3.1 发酵工艺流程示意图 22
4.3.2 工艺技术指标及基础数据 22
4.3.3 工艺耗冷量Qt 22
4.3.4 非工艺耗冷量Qnt 24
4.3.5 12.5t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 25
5 设备设计与选型 26
5.1 糖化锅选型 26
5.1.1 糖化机理 26
5.1.2 糖化的目的 26
5.1.3 糖化锅设计及选型 26
5.2 糊化锅选型 27
5.2.1 糊化原理 27
5.2.2 糊化目的 27
5.2.3 糊化锅设计及选型 27
5.3 过滤锅选型 27
5.4 煮沸锅选型 28
5.4.1 煮沸的目的 28
5.4.2 煮沸锅的设计及选型 28
5.5 回旋沉淀槽选型 28
5.5.1 设计构思 28
5.5.2 回旋沉淀槽设计及选型 28
5.6 发酵罐 29
5.7 啤酒工厂车间主要设备 29
6 环境保护及末端治理 30
6.1环境现状 30
6.2主要污染源与污染物 30
6.3对策和措施 30
6.3.1 废水处理 30
6.3.2 废气治理 31
6.3.3 废渣治理 31
6.3.4 噪声防治 31
7 工业卫生与劳动安全 32
7.1工业卫生措施 32
7.2劳动安全措施 32
参考文献 34

37
1 绪论
1.1 啤酒的起源
啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮，东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之距今手，至少已有9000多年的历史。
早在公元前3000年左右的埃及古王国时代，已经有作为饮料的麦酒（啤酒）和葡萄酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒，一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实，在古王国时代的墓葬中，不论是国王、贵族或平民，都将酒作为随葬品。自此之后，世界酒业彼此影响，飞速发展，经历了封建时代和工业社会，形成三大酒系（酿造酒、蒸馏酒和配制酒），精品众多，各国都有名闻世界的独特产品[1]。
1.2 我国啤酒工业发展简况
我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。
早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技术的日益成熟，人们开始运用组态软件进行啤酒生产过程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵活性，控制过程精度也有了很大的进步。生产过程历史数据的有效保存，也为厂家进行控制过程分析，控制曲线改进，进一步提高产品质量，提供了良好的原始数据参考。
本设计内容为，了解啤酒的种类和生产的原料，啤酒的生产方法和生产工艺。并进行生产的物料衡算，热量衡算，耗冷量的计算。还有设备的设计及选型。最后画上工艺流程图和全厂平面布置图。本设计采用最为普遍的12°P淡色啤酒，其原料配比为：麦芽75%，大米25%。
1.3 啤酒的种类
啤酒是世界上生产和消费量最大的酒种，全世界约有150多个国家和地区生产啤酒。啤酒的类型很多，分类的方法也有很多，现介绍几种主要的分类方法。
1.3.1 根据啤酒酵母的性质分类
根据啤酒酵母的性质，人们将啤酒分为下面发酵啤酒和上面发酵啤酒。传统下面发酵啤酒大多利用煮出 糖化法制取麦汁，近代则煮出 糖化法和浸出 糖化法兼用，采用下面酵母发酵而成；上面发酵啤酒大多利用浸出糖化法制备麦汁，采用上面酵母发酵而成。
每一种酵母进行的发酵都产生酒精和一系列的发酵副产品，但其在生产过程中的发酵副产物因酵母品种不同而有所区别，因此这两类啤酒的口味和气味有很大的区别。
1.3.2 根据啤酒的色泽分类
啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标，按色度的深浅可将啤酒分为三类。
（1）淡色啤酒 色度为5.0~14.0EBC单位，是产量最大的啤酒品种, 约占98%, 根据地区的嗜好，淡色啤酒又分为淡黄色啤酒、金黄色啤酒和棕黄色啤酒三种类型。
（2）浓色啤酒 色度为15.0~40.0EBC单位，色泽呈红棕色或红褐色，特点是麦芽香突出、口味醇厚、酒花苦味较轻。酿制浓色啤酒除采用溶解度较高的浓色麦芽外，尚需加入部分特种麦芽，如焦香麦芽、巧克力麦芽等。
（3）黑色啤酒 色度为大于40.0单位，色泽深红褐色乃至黑褐色。特点是一般原麦汁浓度较高、麦芽香味突出、口味醇厚、泡沫细腻，苦味则根据产品的类型有较大的差异。
1.3.3 根据原麦汁浓度分类
低浓度啤酒，原麦汁浓度小于7°P；中浓度啤酒，原麦汁浓度7~11°P；全啤酒，原麦汁浓度11~14°P；强烈啤酒，原麦汁浓度大于16°P。
1.3.4 根据是否巴氏杀菌分类
（1）生啤酒 指不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，而采用物理过滤方法除菌，达到一定生物稳定性的啤酒。
（2）鲜啤酒 指不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，成品中允许含有一定量的活酵母菌，达到一定生物稳定性的啤酒。鲜啤酒是地销产品，口感新鲜，但保质期较短。多为桶装啤酒，也有瓶装者。
（3）熟啤酒 指经过巴氏杀菌或瞬时高温灭菌的啤酒。多为瓶装或罐装，保质期可达180天。
1.3.5 根据生产方法分类
（1）干啤酒 干啤酒除符合淡色啤酒的技术要求外，真正（实际）发酵度不低于72%，口味干爽。
（2）冰啤酒 除符合淡色啤酒的技术要求外，在滤酒前须经冰晶化处理，其口味纯净，保质期浊度不大于0.8EBC。
（3）低热量啤酒 低热量啤酒适用于那些必须或希望摄取低营养物质的消费者。其重要
要求是：脂肪和酒精的含量不得高于同类的普通食品，可利用的碳水化合物含量不得高于 0.75g/100L。
（4）淡爽啤酒 其特点是相对于其他常见啤酒酒精含量少，热量也较少。
（5）无醇啤酒 无醇啤酒是指酒精浓度低于0.5%(体积分数)的啤酒。司机可以饮用无醇啤酒而不用担心不利的影响。
（6）纯生啤酒 纯生啤酒即生啤酒。由于在生产过程中没有经过巴氏杀菌或瞬时杀菌，避免了加热造成的风味物质和营养成分的破坏，保持了啤酒的新鲜口味和营养成分，而且保质期相对较长，可达180天，兼顾了鲜啤酒和熟啤酒各自的优点。

2 厂址选择及总平面设计
2.1 厂址选择
2.1.1 厂址选择的原则
厂址选择是设计工作的基本内容之一。厂址选择的好坏直接影响设计质量、建设进度、投资大小和投产后经营管理条件。因此，厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性[2]。
1、厂址要符合国家下达建厂计划任务书中所作的规定和要求。
2、厂址应符合当地城镇总体发展规划的要求，并尽量与附近工业企业相配合，以节约基建投资。
3、厂址的面积和外形要满足啤酒生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。
4、厂址地形宜平坦，地面倾斜坡度最好不超过3% ,便于厂区运输线路布置，并尽可能减少土方工程量。
5、厂址应符合国家有关卫生、防火、人防等要求。如:厂区应在居民点下风侧;河流的上游;厂区附近不得有细菌，传染病病源或其他污染的来源;不应选择在低洼窝风的地形做厂区，应避开军事措施地区等等。
6、厂址应在当地最高洪水水位之上，如果低于洪水位则须有坚固堤防保护.同时，要防止内涝水的浸淹。
2.1.2 厂址选择从投资和经济效益考虑
1、厂址应有较方便的运输条件，若需建公路或专用铁路时，距离最短为好，以节省投资。
2、有一定供电条件，满足生产需要。
3、所选厂址附近不仅有充足的水源，而且水质应较好。
4、厂址最好选在居民区附近，这样可以减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。
2.1.3 厂址的选择依据
1、要有可靠的水源，在满足啤酒厂生产用水的水质、水量及水温的条件之下，应尽可能靠近水似，以缩短管路及动力电缆的铺设工程.如用山泉水、地下水、水库水，自来水或江河水等水源，可单独采取一种水源，也可取二种或三种水源以分别用于生产。
2、根据交通运输方式的不同而考虑厂址的位置.如原材料、成品以水运为主，则应尽可能靠近河流，并考虑码头的适当位置:如以陆运为主，则须靠近铁路或公路，并尽量减少沿途修建桥、隧洞的工程。
3、厂址应尽可能靠近一些已有的热，电源，以充分取得企业协作的条件。
4、厂址地质要符合啤酒厂设计的要求，一般地耐力宜在20吨/平方米以上为好，可节约基础工程投资，但应避免在地表过浅或已露头岩石的地区及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地区或是古河道，古墓之上选择厂区。
5、一般啤酒厂厂址应避免选在地震基本烈度在七度或七度以上地区:当地展基本烈度为九度或超过九度的地区不宜建大型啤酒厂。
6、厂址不宜选在有矿产地区、有古迹文物地区。风景游览区、有化学废料，有机废料堆放的地区等。
7、厂址应尽量靠近城镇或啤酒销售区域，以减少大量的瓶箱运输。
8、选厂时应考虑职工生活区的位置，并尽可能靠近城镇，以减少集体事业设施的投资，改善职工生活福利的条件。
9、选厂中还应尽量了解施工期间水电供应，劳动力来源，施工工人居住生活，施工机械、预制场地、建材的运输、堆放等条件的利便情况。
10、要考虑啤酒厂的综合利用以及啤酒厂废料的处理及堆放场地。
2.1.4 厂址选择结果
综合以上各种因素，经过一个月的探访和实地考察，由于广州白云和番禺的工业区发展较早，厂房建设较为密集，附近有较多皮具、金属等重污染行业，不利于啤酒工厂进驻。广州南沙有较多的新开发的工业区，不存在以上问题，所以初步选择了广州南沙的梅山工业区作为啤酒厂的厂址。
南沙全年以东南风为最多，其次是北风，年平均静风频率为11.7%。根据南沙气象台近年的逐日气象资料，统计出南沙的多年风玫瑰图。详细风玫瑰图如下图2-1：

图2-1 广州市风玫瑰图
梅山工业区位于南沙，地势较平坦，北临京珠高速公路。这样，原料购买运输不成问题，产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便。工业区里生活设施配套齐全，有居民区、学校、医院、商店等基础设施。附近有广州新食代食品公司，高技食品厂，糖厂，包装材料公司以及电热厂，这样有利于厂方之间的公共资源利用，这样可以进一步降低成本，提高利润。同时，可以和其他食品工厂合作，共同推销产品，提升市场占有率。
2.2 总平面设计
2.2.1总平面的设计的基本原则和要求
总平面设计必须贯彻国家的各项方针，政策，在符合放火，卫生规范的前提下，尽可能节约用地，不占，少占农田；减少劳动强度，节约建筑材料，具体应注意以下几方面。
1、平面紧凑：
必须按设计任务书和选择厂址报告进行设计，按不同的规模和类别结合周围环境，布置上力求紧凑，节约用地。
2、布置合理：
（1）建筑物、构筑物的布置必须符合工艺流程要求，力求生产线略短，避免交叉和往返运输，合理组织人流物流。
（2）动力设施应接近负荷中心，以缩短管线，减少损耗。
（3）根据生产性质不同，动力供应，货运周转，卫生防火等分区布置。
（4）车间应与食品卫生有影响的综合车间，废品仓库、煤堆、大量烟尘或有害气体排出车间间隔一定的距离，主车间应设在锅炉房的风位；并把有大量烟尘排出的车间布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧。
2.2.2 工厂占地面积的估算
估算该啤酒厂占地面积为8-10万平方米 。

3 工艺流程设计
3.1.设计产品的标准
本课题设计淡色啤酒，采用国家标准GB4927－2001作为依据。
标准定义：淡色啤酒色度3EBC～14EBC的啤酒[3]。
3.1.1感官要求：
表3-1 感官要求
项目
优级
一级
二级
外观
透明度
清亮透明，允许有肉眼可见细微悬浮物和沉淀物（非外来异物）
浊度,EBC≤
0.9
1.2
1.5
泡沫
形态
泡沫洁白细腻持久挂杯
泡沫较洁白细腻，较持久挂杯
泡沫尚洁白，尚细腻
泡持性，
s≥
瓶装
200
170
120
听装
170
150

香气和口味
有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，柔和，无异香，异味。
有较明显的酒花香气，口味纯正，较爽口，酒体协调，柔和，无异香，异味。
有酒花香气，口味较纯正，无异味。
1） 对非瓶装的“鲜啤酒”无要求
2） 对桶装（鲜、生、熟）啤酒无要求
3.1.2理化指标
表3-2 理化指标
项目
优级
一级
二级
酒精度，％(V/V)或〔％(m/m) 〕≥
大于，等于1 4.4°P
5.5〔4.3〕
5.2〔4.1〕
12.1°P～14.0°P
4.7〔3.7〕
4.5〔3.5〕
11.1°P～12.0°P
4.3〔3.4〕
4.1〔3.2〕
10.1°P～11.0°P
4.0〔3.1〕
3.7〔2.9〕
8.1°P～10.0°P
3.6〔2.8〕
3.3〔2.6〕
等于、小于8.0°P
3.1〔2.4〕
2.8〔2.2〕
原麦汁浓度,°P≥
大于、等于10.1°P
X－0.3
等于、小于10.0°P
X－0.2
总酸mL/100mL≤
大于、等于14.1°P
3.5
10.1°P～14.0°P
2.6
等于、小于10.0°P
2.2
二氧化碳3）,％（m/m）
0.40～0.65
0.35～0.65
双乙酰mg/L
0.10
0.15
0.20
蔗糖转化酶活性4)
呈阳性
1) 不包括低醇啤酒
2) “X”为标签上标注原麦汁浓度，“－0.3”或“－0.2”为允许的负偏差。
3) 桶装（鲜、生、熟）啤酒二氧化碳不的小于0.25％（m/m）
4) 仅对生啤酒和鲜啤酒有要求。
3.1.3卫生标准
应符合GB2758－1981 发酵酒卫生标准
表3-3 啤酒微生物学指标
项目
指标
生啤酒
熟啤酒
细菌总数/(个/ml)
大肠菌群/(个/100ml)
—
50
50
3
3.2 产品的原辅料介绍
啤酒酿造需要四种原料：大麦、酒花、水和酵母。这些原料的质量决定着所生产啤酒的质量。了解这四种原料的特性及其对工艺的影响，是对其进行加工处理的前提，只有这样才能有针对的进行工艺控制。
3.2.1大麦
大麦为啤酒酿造提供必须的淀粉，这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物。种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要，因为由这些大麦制成的麦芽，浸出物含量很高。
大麦之所以适于酿造啤酒，是由于：①大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类。②大麦种植遍及全球。③大麦的化学成分适合酿造啤酒。④大麦是非人类食用的主粮。
按用途之别大麦可分为食用、饲料及酿造用三类。
按大麦籽粒在麦穗上断面分配形态，可分为六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦。
我国华北地区都种植六棱大麦，南方都种植二棱大麦。
3.2.2大米
大米作为辅助原料，主要是为啤酒酿造提供淀粉来源，一般大米用量为25％～45％。
大米淀粉含量比大麦，玉米高出10％～20％，而蛋白质含量低于两者3％左右，因此用大米代替部分麦芽，可以 提高发酵醪糖浓度而几乎不带入含氮组分，使蛋白质和多酚类化合物在麦芽汁中的浓度相对减少，这样既可提高出酒率，又对改善啤酒风味有利。但大米用量不宜过多，否则将造成酵母繁殖力差，发酵迟缓的后果。大米的淀粉颗粒小，且结构紧密，因此糊化困难，糊化时应加大用水量和使用麦芽或淀粉酶，以提高糖化收率。
3.2.3酒花
酒花又称蛇麻花、啤酒花等，它是雌雄异株，用于啤酒发酵的是成熟的雌花。酒花在啤酒中的作用：①赋予啤酒香味和爽口苦味。②提高啤酒泡沫的持久性。③使蛋白质沉淀，有利啤酒澄清。④酒花有抑菌作用，将它加入麦芽汁中能增强麦芽汁和啤酒的防腐能力。
3.2.4水
啤酒生产用水主要包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒的重要原料之一，在习惯上称酿造水。洗酵母水、啤酒规律用水等也或多或少的会进入啤酒。
啤酒酿造水的性质，主要取决于水中溶解盐类的种类和含量、水的生物学纯净度及气味，它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响，如糖化时水解酶的活性和稳定性、酶促反应的速度、麦芽和酒花在不同含盐水中溶解度的差别、盐、单宁－蛋白质的絮凝沉淀、酵母的痕量生长营养和毒物、发酵风味物质的形成等，最终还将影响但啤酒的风味和稳定性。
3.2.5酵母
酵母是真菌类的一种微生物。在啤酒酿造过程中，酵母是魔术师，它把麦芽和大米中的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。这些微量但种类繁多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起，组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。有两种主要的啤酒酵母菌："顶酵母"和"底酵母"。用显微镜看时，顶酵母呈现的卵形稍比底酵母明显。"顶酵母"名称的得来是由于发酵过程中，酵母上升至啤酒表面并能够在顶部撇取。"底酵母"则一直存在于啤酒内，在发酵结束后并最终沉淀在发酵桶底部。"顶酵母"产生淡色啤酒，烈性黑啤酒，苦啤酒。"底酵母"产出贮藏啤酒和Pilsner。
3.3 啤酒生产工艺流程图
大米 → 粉碎 → 糊化 ← 水
↘ ↓
大麦 → 麦芽 → 粉碎 → 糖化
↓
水 → 过滤 → 麦糖
↓
酒花或其制品 → 煮沸
↓
酒花分离 → 酒花糖
↓
废酵母 酵母 澄清 → 热凝固物
↖ ↓ ↓
后发酵 ← 主发酵 ← 前发酵 ← 冷却 → 冷凝固物

清洗 ← 空瓶或空罐

装酒 → 灭菌 → 瓶装或罐装啤酒（熟啤酒）
↗
过滤
↘
装酒 → 灭菌 → 桶装啤酒（熟啤酒）

刷洗和灭菌空桶
灌装

成品啤酒（纯生啤酒）
图3-1 啤酒生产工艺流程图
3.4生产的工艺要点
啤酒的生产主要包括麦芽制备、麦汁制造、发酵、后处理及包装四大工序，每一个部分都很重要。
3.4.1麦芽的制备
大麦是酿制啤酒的主要原料，它在人工控制的外界条件下需经浸麦、发芽、干燥、除根的操作过程，生产上称为麦芽制造。麦芽是啤酒的灵魂，麦芽质量是否能达到合格的标准将直接影响啤酒的质量。
（1）选麦 好的麦芽先要选好的大麦。通常要求精选后的净麦夹杂物不得超过0.15％；麦粒的整齐度，即腹径2.2mm以上麦粒要求达93％以上；精选率一般为85％～90％。
（2）浸麦 也叫浸渍，包括洗麦、浸麦和通风三个过程。浸麦主要是为了供给大麦发芽时所需要的水分，通过洗麦，除去浮麦，浸出皮壳中的色素、单宁和盐类等有害物质，提高发芽的质量。
（3）催芽 催芽是在最后一次浸麦时或发芽初期，采用0.15mg/kgGA处理，对促进与调节麦芽生长有良好的效果。
（4）发芽 大麦经过浸渍，吸收了一定的水分，使麦粒脱离休眠状态，在适当的温度和充足的空气条件下，使之生成新鲜麦芽的过程被称之为发芽。大麦发芽的方法按设置条件，可分为地板式、通风式、塔式和连续式等。
（5）干燥 干燥的作用是使绿麦芽的水分降低，发芽停止，从而便于去根和贮藏。但麦芽国那种并不只是一个简单的水分蒸发过程，他还进行了复杂的生化变化。
（6）除根 经干燥后的麦根十分焦脆，只要稍加摩擦就能脱落。因此，出塔以后的干麦芽，须随即把根除去[4]。
3.4.2麦汁的制造
麦汁制造俗称糖化，即指麦芽及辅料的粉碎，醪的糖化、过滤以及麦汁煮沸、冷却的过程。其工艺指标控制的好坏对啤酒的稳定性、口感等技术指标起着决定性的作用。麦汁制造过程包括：原料的糊化、糖化，糖化醪的过滤，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、生物化学的加工过程。
（1）麦芽及辅料的粉碎 麦芽及其辅料原料在进行糖化前必须先进行粉碎。粉碎是为了增加原料和水的接触面积，使原料及麦芽内可溶物质浸出，促进难溶物质溶解。原料粉碎的程度和糖化制成麦汁的组成及原料利用率的高低有着密切的关系。粉碎时要控制麦芽及其辅料适宜的粉碎度，有助于较好地处理质量较差的麦芽，降低麦皮的浸出物含量，加快糖化过程的物质溶解，缩短糖化时间，提高收率，使糖化过程的自动化操作处于最佳状态。
（2）糖化 糖化是麦汁制备的最主要的部分。糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等及其分解中间产物），通过麦芽中各种水解酶类作用以及水和热力作用，使之分解并溶解于水，此过程称为“糖化”。糖化过程是原料的分解和萃取过程，它主要是依靠麦芽中各种水解酶的酶促分解，而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程。糖化过程是一个非常复杂的生化过程。
（3）糖化醪过滤 麦芽醪过滤就是要获得澄清麦汁。麦芽醪的过滤包括如下三个过程：残留在糖化醪中的耐热性的α－淀粉酶，将少量的高分子糊精进一步液化，使之全部转变成无色糊精和糖类，提高原料浸出物收率；从麦芽醪中分离出“头号麦汁”；用热水洗涤麦糟，洗出吸附于麦糟的可溶性浸出物，得到“二滤、三滤麦汁”。
（4）麦汁的煮沸和酒花的添加 麦汁的煮沸主要是为了蒸发多余水分，使麦汁浓缩到规定浓度；为了破坏酶的活力，防止淀粉酶等继续作用，稳定可发酵性糖与糊精的比例，稳定麦汁组成；同时能达到麦汁灭菌，特别是乳酸菌等杂菌，避免发酵时产生酸败，以保证最终产品的质量。
（5）麦汁的冷却 麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，目的在于麦汁冷却至定型温度，适合酵母发酵的需要；充入一定量的氧气以利酵母繁殖；除去麦汁煮沸及冷却时凝聚的沉淀物和酒花，以利发酵和提高啤酒质量。冷却要求时间短，麦汁无细菌且不浑浊，沉淀损失少，操作简单。
3.4.3发酵
将预先制备好的啤酒酵母接种于被冷却的麦汁内，啤酒发酵便开始了。
发酵分前发酵、主发酵和后发酵。所谓前发酵，实际上是接种酵母泥处于休眠阶段（芽生率0％），酵母和麦汁接触后，有较长生长滞缓期，才能进入出芽繁殖细胞浓度达到2×107个/ml时，发酵麦汁表面开始起沫，此阶段为前发酵。
主发酵是啤酒发酵的主要阶段，也是啤酒发酵的第一阶段，主要内容是啤酒酵母菌对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，生成酒精和CO2以及其他一些物质，以构成啤酒的主要成分。主发酵过程工艺的控制很重要，重点控制的是温度、浓度和时间。三者互相制约，又相辅相成。
3.4.4后处理及包装
经过贮藏后的成熟啤酒，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，必须经过过滤或分离将其除去，以得到清亮透明的啤酒。这样既可使啤酒的外观富有吸引力，又可大大改善啤酒的生物稳定性与非生物稳定性。然后，才可进行包装。啤酒过滤或分离的方法有：滤棉法、硅藻土法、板式过滤法、微孔薄膜过滤法、离心分离法。较合理的工艺是联合方式处理，硅藻土法与离心分离法常作粗滤，板式过滤法和微孔薄膜过滤法作精滤。单用滤棉过滤法或硅藻土过滤法一次处理可制新啤酒，但不能达到无菌水平。成熟啤酒经过过滤以后，即可包装出厂。啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序，对啤酒质量与外观有直接的影响。啤酒的包装方式，根据销售需要而分为瓶装啤酒、罐装啤酒和桶装啤酒等几种。一般在当地销售的啤酒以不经杀菌的桶装或瓶装、罐装鲜(生）啤酒为主,而运至外地销售的以及出口啤酒，则通常是经过杀菌的瓶装或罐装熟啤酒，或经无菌过滤的纯生啤酒，其保质期较长。

4 工艺计算
4.1糖化车间物料衡算
4.1.1工艺技术指标及基础数据
根据我国啤酒生产现况，有关原料配比、工艺指标及生产过程损失等数据如表所示：

表4-1 工艺技术指标及基础数据[5]
项目
名称
百分比/%
定额指标
原料利用率
98.5
麦芽水分
6
大米水分
13
无水麦芽浸出率
75
无水大米浸出率
92
原料配比
麦芽
75
大米
25
啤酒损失率
（对热麦汁）
冷却损失
3
发酵损失
1
过滤损失
1
装瓶损失
1
总损失
6

4.1.2 对100kg原料生产12°P淡色啤酒物料衡算
（1）热麦汁量 根据表4-1可得到原料收得率分别为：
麦芽收得率为：
大米收得率为：
混合原料收得率为： （0.75×70.5%+0.25×80.04%）×98.5%=71.79%
由上述可得100kg混合原料可制得12°P热麦汁量为：
（71.79÷12）×100=598.3 kg
又知12°P麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃时的麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁100℃时的体积为：
（598.3÷1.084）×1.04=574L
（2）冷麦汁量：574×（1-0.03）=556.8L
（3）发酵液量：556.8×(1-0.01)=551.2L
（4）过滤酒量：551.2×（1-0.01）=545.7L
（5）成品酒量：545.7×（1-0.01）=540.2L

4.1.3 生产1000L12°P淡色啤酒的物料衡算
根据上述衡算结果可知，100kg混合原料可生产12°P成品啤酒540.2L，故可得出下述结果：
（1）生产1000L 12°P淡色啤酒需耗混合原料量为：
（1000/540.2）×100=185.1 kg
（2）麦芽耗用量：185.1×75%=138.8 kg
（3）大米耗用量：185.1-138.8=46.3 kg
（4）酒花耗用量：对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故酒花耗用量为： （547/540.2）×1000×0.2%=2.13 kg
（5）热麦汁量为：（574/540.2）×1000=1063 L
（6）冷麦汁量为：（556.8/540.2）×1000=1031 L
（7）湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为80%，
则湿麦糟量为：
湿大米糟量为：
故湿糖化糟量为：163.1+16.11=179.2 kg
（8）酒花糟量：设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：
［（100-40）/（100-80）］×2.13=6.39 kg
4.1.4 12.50000t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算
每年生产330天，旺季165天，淡季165天。设旺季每天糖化6次，淡季每天糖化4次，每年总糖化次数为1650次。
把前述有关啤酒糖化车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表所示

表4-2 12.50000t/a 啤酒厂糖化车间的物料衡算表
物料名称
单位
对100kg混合原料
1000L 12°淡色啤酒
糖化一次定额量
（100kL12°啤酒）
12.50000t/a啤酒生产
混合原料
kg
100
185.1
18510
27765×103
麦芽
kg
75
138.8
13880
20820×103
大米
kg
25
46.3
4630
6945×103
酒花
kg
1.20
2.13
213
319.5×103
热麦汁
L
574
1063
106300
159450×103
冷麦汁
L
556.8
1031
103100
154650×103
湿糖化糟
kg
96.78
179.2
17920
26880×103
湿酒花糟
kg
3.45
6.39
639
958.5×103
发酵液
L
551.2
1020
102000
153000×103
过滤酒
L
545.7
1010
101000
151500×103
成品啤酒
L
540.2
1000
100000
150000×103
备注：12°淡色啤酒的密度为1012kg/m3 ,实际年生产啤酒151800t

4.2 糖化车间热量衡算
以下对糖化过程各步骤作的热量分别进行计算：

图 4-1 糖化工艺流程图

4.2.1 糖化用水消耗热量Q1
根据工艺，糊化锅加水量为：
m1=（4630+926）×4.5=25002（kg）
式中，4630为糖化一次大米量，926为糊化锅加入的麦芽量（为大米量的20%）而糖化锅加水量为：
m2=12954×3.5=45339（kg）
式中，12954为糖化一次糖化锅投入的麦芽量，即13880-926=12954（kg）。而13880为糖化一次麦芽定额量。
故糖化总用水量为：
mw=m1+m2=25002+45339=70341（kg）
自来水平均温度