年产15万吨10°P啤酒糖化车间工艺设计.doc

1、1吉林工程技术师范学院食品工程学院酿造酒工艺学课程设计设计题目年产15万吨10P啤酒糖化车间工艺设计学生姓名班级学号2014年11月酿酒工艺学课设1目录目录1第一章总论111文献综述1111啤酒酿造技术现状与发展1112我国啤酒年产量发展迅速1113国产大麦生产的快速发展和应用2114原辅料的选取212设计依据、经济技术指标313设计意义314车间布置及工艺标准4141车间布置原则4142工艺标准4第二章糖化车间工艺521糖化工艺方法的选择522糖化工艺流程图623工艺流程说明7第三章物料衡算和设备选型831物料衡算8311对1OOKG物料（60麦芽，40大米）生产10淡色啤酒物料衡算8312

2、生产100L10P淡色啤酒的物料衡算9313年产15万吨10P啤酒的物料衡算932设备选型11321糖化锅的结构设计11第四章结论14参考文献15酿酒工艺学课设1第一章总论11文献综述111啤酒酿造技术现状与发展啤酒是以大麦为原料经酵母发酵而成的一种低酒精含量的饮料酒。大约起源于9千年前的中东和古埃及地区,后跨越地中海,传入欧洲。啤酒因含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、多种维生素和矿物质,在1972年世界第九次营养食品会议上,被各国医学家宣布为“营养食品”,具有“液体面包”之美称1。我国第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂,1915年在北京由中国人投资建立了双合盛啤酒

3、厂2。综观仅有百年历史的中国啤酒工业，可以发现在改革开放以后涌现出了一大批具有品牌、技术、装备、管理等综合优势的优秀企业3，如“青啤”、“燕京”、“华润”、“哈啤”、“珠江”、“重啤”、“惠泉”、“金星”等国际和国内的知名企业。由于啤酒的运输、保鲜等行业特点，加之地方保护主义作崇，使中国啤酒工业形成了诸侯割据、各自为政的“春秋战国”局面4。纵然中国啤酒产量已突破2500万吨，位居世界第一；纵然已有四家中国啤酒集团的年产量超过100万吨，但与国际啤酒大国及啤酒发达国家相比，在集团化、规模化、质量、效益、品牌等方面我们均还比较落后。虽然“青啤”、“华润”、“燕京”等已开始踏上集团化、规模化道路，但

4、在质量、效益等方面与国际品牌尚有一定差距5。112我国啤酒年产量发展迅速我国从十九世纪末开始引入啤酒和啤酒制造业，啤酒行业是我国酿酒工业中最年轻、也是发展最快、目前最大的行业，其发展令世界为之赞叹。自改革开放以来我国啤酒产量发展迅猛，1953年全国啤酒总产量为274万千升，1979年全国啤酒总产量为373万千升，1988年全国啤酒总产量为6564万千升，成为仅次于美国、德国名列第三的啤酒大国，1993年全国啤酒总产量为1190万千升，仅次于美国而居世界第二，2002年中国啤酒产量在持续九年居世界第二后以2386万千升的产量超过美国居世界第一。2005年啤酒产量突破3000万千升。2007年啤酒

5、产量达到3500万吨，成为世界第一啤酒生产大国，预计2008酿酒工艺学课设2年可达到4000万吨以上6。在啤酒企业规模上，前几年我们一直说企业数减少、呈现两极分化，2002年仍有较明显的表现，全国啤酒企业总数356家，较上年减少27家，包括集团的下属啤酒生产厂535家，未比上年减少。其中啤酒产量5万千升的企业84家，比上年减少18家，但其产量规模更为集中，占全国总产量的828；35万千升的企业37家，占全国总产量的104；13万千升的企业108家，占全国总产量的303。在企业数量减少的过程中，1万千升吨以下的小企业并未减少，在企业总数中的比例提高到3577。中国啤酒工业的发展模式既相似于美国、

6、日本的高度集中发展，也相似于德国的地方特色小啤酒厂。113国产大麦生产的快速发展和应用随着啤酒产量的快速增长,大麦、啤酒花等主要原辅材料也相继得到发展。由于进口大麦持续涨价,大大促进了国产大麦的生产和应用。据我国作物学会大麦专业委员会统计8,2003年大麦种植面积达708万亩,产量达2396万吨。春大麦区主要分布在甘肃150万亩、60万吨、黑龙江128万亩、25万吨、新疆自治区80万亩、23万吨冬大麦区主要分布在江苏180万亩、63万吨、云南省大理州60万亩、30万吨、河南省40万亩、16万吨。但是由于品质等种种原因,酿造啤酒用的国产大麦只占啤酒用量的30左右,而大部分依赖从澳大利亚、加拿大等

7、国进口。114原辅料的选取A选取原因1大麦制成麦芽，其价格增加70100。麦芽的价格远远高于不发芽的大麦。在麦汁制造中采用适当的比例（本设计采用40）的辅料。虽增加加工设备，有热能消耗，还需要增加酶制剂等费用，但总成本降低，具有经济性。2辅助物料含可溶性氮少，只提供麦汁浸出物中的糖类。可以降低麦汁总氮。相对减少麦汁中高分子含氮化合物的比例。提高啤酒的非生物稳定性和降低啤酒的色泽。3使用大米含有丰富的糖蛋白。故提高啤酒的泡持性。B大米的特点酿酒工艺学课设3价格较廉，而淀粉含量远高于麦芽。多酚物质和蛋白质含量则较麦芽为低，添加大米的啤酒色泽浅，口味清爽，泡沫细腻。酒花香味突出。非生物稳定性比较好。

8、特别是以制造底面发酵的淡色啤酒。C大米比例本设计采用40的大米比例。12设计依据、经济技术指标本设计以学习的酿造酒工艺学，工程制图为依据，通过文献检索、收集资料，综合分析，精确计算，已达到设计的结果更准确的目的。设计中充分利用课堂所学的基础知识，重视先进技术，降低成本等思想，从节约能源和降低原料消耗，追求经济效益等角度出发。以“工艺先进、技术可靠、系统科学、经济合理、安全环保”为原则，尽量采用本地原料、定型设备，各种设计方案综合比较，取长补短，制定一个高产节能的设计方案，高效生产高质量的优质啤酒。13设计意义啤酒是一种营养食品，它含有各种营养成分，如氨基酸，多种维生素及贪睡化合物，矿物盐等物质

9、。而且啤酒含有很高的热量，被誉为液体面包。它还具有良好的医药疗效，不仅对胃和肝脏没有损害，还可以平缓的促进血液循环。通过啤酒厂生产方面的设计是对我们所学知识的又一次综合考察，有利于基础知识的理解，有利于逻辑思维的锻炼、有利于与其他学科的整合，培养我们独立思考、分析和解决问题的能力、进一步提升画图的能力，并学到很多书本上没有的方法和设计，把我们所学的理论知识应用到实际中，加强理论和实践知识的联系，同时还可以在实践中认识不足，为其他专业课程的学习打下基础，也为我们搞好毕业设计和走入工作岗位打下很好的基础，对于即将从事科研，生产或技术管理工作的毕生具有十分重要的意义。酿酒工艺学课设414车间布置及工

10、艺标准141车间布置原则1确定设置布置形式根据车间的生产纲领，分析产品产量关系，从而确定生产类型是大量生产还是单件生产。由此决定车间设置布置形式是采用流水线式。2满足工艺流程要求车间布置应保证工艺流程顺畅，物流搬运方便，减少或避免往返交叉物流现象。3实行布置管理，工作环境整洁，安全。4选择适当的建筑形式根据工艺流程要求及产品特点，配备适当等级的起重运输设备，进一步确定建筑物高度，跨度柱距及形状。5采光，照明，通风，采暖，防尘，防噪声。6具备适当的柔性，适应生产的变化。142工艺标准保证产品符合国家标准；保证工艺的安全性和可靠性，经济上的合理性；尽量采用先进的工艺，可靠的技术和设备；投资省，加工

11、方便，运行费低，操作清洗方便。酿酒工艺学课设5第二章糖化车间工艺21糖化工艺方法的选择糖化方法主要可分为煮出糖化法和浸出糖化法。由于浸出糖化法要求使用溶解良好的麦芽，成本高，原料利用率低，且更适合酿造上面发酵啤酒，本设计不采用。而煮出糖化法可以补救一些麦芽溶解不良的缺点，原料利用率高，糖化时间短，麦汁成分好，适合酿造传统的下面发酵啤酒。故本设计采用该法。煮出糖化法，根据醪液煮沸的次数，常用的有一次，二次，三次煮出糖化法。A一次煮出糖化法该法原料利用率不高，对麦芽质量要求高，故本设计不采用。B二次煮出糖化法此法灵活性大，适于各种质量的麦芽和各类型的啤酒，其操作简单，煮沸时间短，能耗较小，设备利用

12、率高生产周期短，成本低。故本设计用此法进行糖化C三次煮出糖化法该法对麦芽质量要求不高，浸出物收得率较高，适合酿造浓色啤酒而不适合酿造淡色啤酒，相比二次煮出糖化法来说你糖化时间比较长，因此本设计不采用。发酵方法主要有单酿罐发酵和两罐法发酵。单罐法是指前发酵，主发酵，后发酵，贮酒全部在一个罐中完成。单罐法优点因只有一个容器，清洗消耗少；转入空罐时CO2损失少；酒损少；所需工作时间少；节约能源；没有氧倾入的危险。因此本设计采用此法进行发酵。两罐法发酵分两种情况第一种是前发酵，主发酵在发酵罐中完成，后发酵，贮酒在贮酒罐中完成。第二种是前，主，发酵在发酵罐中完成，贮酒罐中在另一贮酒罐中完成。本次设计任务

13、为年产15万吨10P普通啤酒糖化车间的工艺设计，原辅料比为64，根据工艺要求，本设计利用麦芽，大米，酒花为原料，采用二次煮出糖化法，常压煮沸法，采用锥形罐一罐法发酵。酿酒工艺学课设622糖化工艺流程图大麦粉441988KG大麦粉66142KG糖化锅糊化锅大米粉339024KG淀粉酶5U/G复合酶1326KG50保温100MIN45保温30MIN5MIN70保温20MIN10MIN93淀粉酶3U/G大米100煮沸20MIN糖化醪30U/G大麦63保温40MIN70保温至碘试完全10010MIN76过滤酿酒工艺学课设723工艺流程说明1糖化锅中50的大麦粉和22的麦芽粉进行糖化，在50保温100M

14、IN进行蛋白休止。2糊化锅中25的大米粉和3的麦芽粉进行糊化，45保温30MIN，进行蛋白休止，70保温20MIN进行保温液化，然后升温到93进行添加淀粉酶，促进糊化液化，最后升温至100进行煮沸。3煮沸后的糊化醪并入到糖化锅，开始糖化，先升温到63保温40MIN，使得核苷酸酶及内切肽酶等失活。4浓醪进入煮沸锅升温到100进行一次煮出，然后回到糖化锅再进行糖化。5一次煮出后升温到70，淀粉酶开始作用，麦汁收率提高。保温至碘试完全。6醪液再次升温到100进行二次煮沸。7二次煮沸后并醪，然后降温到76，糖化终了，进行过滤。酿酒工艺学课设8第三章物料衡算和设备选型31物料衡算表31物料衡算表定额指标

15、损失率（对热麦汁）原料利用率985冷却损失35麦芽水分6发酵损失15大米水分13过滤损失10无水麦芽浸出率75装瓶损失10无水大米浸出率95总损失率70311对1OOKG物料（60麦芽，40大米）生产10淡色啤酒物料衡算1热麦汁量麦芽收得率为7557061大米收得率为956582131混合原料收得率为（062374598658240570由上述可得100KG混合原料可制得10P热麦汁7423100107423KG又知10P麦汁在20摄氏度时的相对密度为104，而100摄氏度时的麦汁比20摄氏度时的麦汁体积增加104倍。故100摄氏度时热麦汁的体积为（74233742041041L2冷麦汁量74

16、2332716531L3发酵液量71632L587055114酒花用量7055804120147KG5酒花糟量设煮沸过程中干酒花浸出率为40，酒花糟水分含量为80则酒花糟量为41447180100/40100KG6酵母用量7055850353L7过滤酒量7055801169852L8成品酒量6985253691011L酿酒工艺学课设9312生产100L10P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10P成品啤酒69154L,故可得出下述结果。1生产100L10P淡色啤酒需混合原料量为（100461410054691KG2麦芽耗用量1446676860KG3大米耗用量14

17、4686765784KG4酒花耗用量对淡色啤酒热麦汁中加入的酒花量为02，故酒花耗用量为（74232102010053691KG5热麦汁量（7423310710053691L6冷麦汁量（71632610310053691L7酒花糟量设煮沸过程中干酒花浸出率为40，酒花糟水分含量为80则酒花糟量为21080100/40100063KG8发酵液量（7055869153）10010203L酵母耗用量1020305051L9过滤酒量1020301110101L10成品酒量1010100100011L313年产15万吨10P啤酒的物料衡算全年生产天数为330天，设旺季生产240天，淡季生产90天，旺季每

18、天糖化次数8次，淡季每天糖化次数为6次，则全年糖化次数为24089062460次计算的基础数据可算出每次投料量和其他项目的物料平衡（1）年实际生产啤酒150000000104144230769L（2）清酒产量144230769110145687645L（3）发酵液总量145687645110147159237L（4）酵母总量14715923705735796185L（5）冷麦汁量147159237（115）149400241L（6）热麦汁量149400241（135）154818903L酿酒工艺学课设1020麦汁体积154818903104148864330L20时10P麦汁质量为148864

19、330104154818903KG（7）混合原料量154818903107423208566487KG（8）麦芽耗用量20856648706125139892KG（9）麦芽日耗用量1251398923303792118KG（10）大米耗用量20856648704834265948KG（11）大米日耗用量8342659483302528079KG（12）酒花耗用量14940024102298800482KG（13）酒花糟量为48229880080100/40100896401446KG根据经验估算，混合原料量定为259106KG，实际产量才大于150000T啤酒。把前述的有关啤酒发酵车间的三项物

20、料衡算计算结果，整理成物料衡算表表32啤酒厂物料衡算表物料名称单位对100KG混合原料100L10P淡色啤酒糖化一次定额15万吨/年啤酒生产混合原料KG1001446845528208107麦芽KG608676508130125107大米KG405784339024834106酒花KG14702112154299105酵母L35305129919736105热麦汁L742310736300813155108冷麦汁L7163210366056911149108湿酒花糟KG44106336423896105发酵液L70558102035975610147108过滤酒L698521010159346

21、59146108成品啤酒L69153100005853659144108酿酒工艺学课设1132设备选型321糖化锅的结构设计1锅身设计由酿造酒工艺学136页得知糊化加水比为15，总加水比为14，根据物料以及热量衡算所得数据可知，一次糖化糖化锅中需要麦芽粉量为441988KG，加水1767952KG，糊化锅中大米麦芽混合物量为（33902466142）405166KG，加水KG，糊化时蒸发量为607749KG。因此第一次煮沸后，糊化醪量糖化醪量44198817679524051662025836077494580164KG错误未找到引用源。相对密度为104，则糖化锅有效体积10000416445

22、8014404M3糖化锅的容量系数在077082之间，锅直径D与高度H之比一般取21。设计估算可以按下式估算D，设底高部分为空余系数部分，取圆筒直径D与高度H之比为21，则所以，D49M圆整取D49MH245M设搅拌器宽B478M，锅内液柱高H液22M，2糖化锅排醪管（至过虑槽）水及低粘度液体（11051106PA）流速范围为1530M/S则取醪液流速为2M/S工艺设计放醪时间10MIN糖化醪有效体积为4404M3则0444600/242SSMDD02M圆整取D200MMS4MML150MM校核SMTDV/3522712满足设计要求。3糖化醪出口管（至糊化锅）至糊化锅的醪液量为8432DHDV

23、有酿酒工艺学课设12KG56114267026445801取醪液密度为1068KG/M3醪液流速为185M/SV37351068516114M3243300/8514MSSMDD0087圆整取D90MMS4MML150MM校核TDV2271233M/S满足设计要求。4下粉筒成品麦芽粉比容C2560M3/T一次糖化锅进麦芽粉量为441988/2220994KG则V总221256565进料时间10MIN麦芽粉流速为1M/STVSD4209060011436554圆整取D200MMS4MML150MM校核TDV227111M/S满足设计要求。5糖化锅进水管糖化锅中一次加水量为1767952/2883

24、976KG加水时间20MIN自来水流速15M/SV9987688398857M3TVD40112M圆整取D100MMS4MML150MM校核TDV2271115M/S酿酒工艺学课设13满足设计要求。6人孔选用500MM人孔7搅拌叶桨D46M表33糖化锅主要构件一览表名称规格MM锅身D4900H2450糖化锅排醪管（至过虑槽）D200糖化醪出口管（至糊化锅）D90下粉筒D200糖化锅进水管D100人孔D500搅拌叶桨D4600酿酒工艺学课设14第四章结论通过在本次做课设的过程中受益匪浅，在理论知识的学习过程中，我们可能只会对一些工业化的设计表面了解，不会学以致用，通过模拟化为工厂设计一个生产方案

25、我们学到了太多的知识，之前我们不懂得查阅资料，不懂得变通创新，本次课设为我们提供了一个很好地锻炼机会，不仅让我们熟悉专业知识，同时也铸就我们耐心做事，刻苦专研的精神，现在终于领会到老师让我们做课设的真实意义，之前觉得这个离我们很远，老师为什么为难我们，可动手做了，觉得它并不是那么难，而且这个过程很重要，我们小组团结合作很早的完成了任务，大家一起讨论学习，各自发表自己的意见，这个过程让我意识到了合作的重要性，以后在工作中或生活中总会有些一个人不可能完成的事情，早早锻炼这种团队合作精神也是非常好的，很感谢老师给我们这次机会。本次设计查阅了大量的国内啤酒行业的文献资料、采集了啤酒厂生产实际中的技术参

26、数。以工艺技术上先进、可靠；经济上合理可行为设计原则。采用二次煮出糖化法。选用的较先进的生产设备，设计的车间布置也是按照规定标准设计的。在设计中我们也遇到了一些实际的问题。像设备选型的时候遇到的选型找不到书上的现行的规定标准的情况等。我在设计中也发现了自己在查阅文献资料时的好多的不足之处，在以后的工作学习中还需要好好的训练自己。老师们讲的东西都是我们以后能够受用一生的，还需要好好的总结，学习。最后，我小组想要提出以下几点意见，以供大家以后共同见解学习。第一为了提高学生对学习的信心，我们可以把学生做完的设计，其中较为实用创新的作品在老师修改后给予相应企业，应用于生产中，这样不仅是对学生能力的一种肯定，也社会对我校食品院的肯定。第二老师可以选一些有意义实用性的设计，师生合作，做一些真正可以应用于生产中的设计。酿酒工艺学课设15参考文献1朱坚液体面包一啤酒营养小议J中国食品,1980,814152顾国贤酿造酒工艺学第二版M北京中国轻工业出版社,19993孔维宝,冯凌蕾,林小荣,等我国保健啤酒的研究进展J啤酒科技,2005,1015174傅建波,刘永博,赵萍高辅料比啤酒工艺的探讨J啤酒世界,2007,32025杜绿君国内外啤酒工业综述J啤酒科技,2001,7162006年中国啤酒行业再分析J行业,2006404472002年全国啤酒工业形势及啤酒大麦现状分析啤酒科技2003,52