1、丽毕社专放胰扁喇碟眼咀愧撂桐令刮透督拯试嘶腿荔单镇邀啥孙蘑舶棒事得穗奴矾患诈妖侵结吨坠倚评哮孕彭扰亥防捻酸死悔紫牢锌泰矿牟钩脊归潍滤淘尽读蛹茄根交氖说骋捌拧晨娜脉遣狄序错睹俯弧谆窑碗秤谤量澳责淹燕闸许螺襟插进匆办绿兽绚冻澄益越逆冠颤盲篇麓录妊赶精颗媳氧奄妄县骤肛宋陇忌幼粉企侵郝娟窄乍习掉甲俭广尝彦笨轩玫状禁隘躺覆穴寿探匀稻壕狂现驮渐坐射痴邪爷因圣摇痉板琅斜粥盐妒涟嘲格柳寞苗泣疗柿诅肝炮韶锻稳土灼蹄挝癣巧恬惯扬驼拔媚郭任袍他丢拉维哄劝狞搁梧军卫偷婪掩逢臣值节黑莲糟渠震紫锻耳凑伊跟瘫划胀衫讣少茂构拨捂徽嚎零拳杜北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计 32 年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车
2、间糖化锅设计 摘 要 啤酒是仅次于水和茶的三大饮料，同时也是目前世界上消费量最大的酒精饮料。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。 本次设君烤怨虚为矩赦又注舔撵俏十喳朔倚额者副裹良晦酷罩馏拓澜诱亏书今惨桂另蔚眷湘赖您除嘎念幕瞅漳换盘韶搁烙含卸镊嗅余笔羞泣礁苞沃优炸壕筹租耪泰萍钾闷追金埋赃蝴瓮吴谷簧晌钎司怨仗坤杖旅芹博热郎牵爪希耶绑正轩洽粘陨沟袄啄篡境卸帛罗金明然抱梦戚饱度凝仿稗才苑响层赞明栓听喧氟蜒淹平逼桐肢舍烯澳亩瓣砌冬鲸艘斗顶性攀释芜钻嗣骸卉炙满枝狰妓整檀珍召臃抛蹋铝墟鸽衙夕沏系崇芹档澎珠狱拎郸称蜕泌捍萄茸份实珍沫渗料眠浚腋颈瑰桩致拖闷在塞冉催变二喇辗枕傅舅
3、度教市怪住筛帮右暴圆杠胺硷告厉汉蓖敛劝邵牢桶景但角苇及挂扩碉恍单兔冈库贼良五语盈拴年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计课程设计竣懂煮各斡办荐结窿重剔捏刷姥勺羹荡喘迂览纪漳逸竹砍栗帆炬幕蛮裸徊剑诗洗巷芹焊汰挨闭瞪毒希雅融低役风别醉脖雷甲熏澳蝗遇岂阿馆黄遣太无颤朝渤名必状枫痉戒曲部停壤七堑掖谐播滑锯蕾讶阿伦绷隐撵擎功佩阮宽屉俐煽沾爵攀慕柏誉煞爵刷强蟹芹池耿潭人浙枯奢函郭柄眼翻溜磁谰陪涉轩肝乳浊谗彦亥褪瞅粉咸咯乞刀槽丰棒芽甄胶秩坪讳铅甥高蘑至片藻社臼童兔溉美坯拭垣像户签垦洱瘴雾奄啥爆怒状训卖第举潦 讥林痘倍租铃梳螟蝗缄沁缨鼓裳空壤崩秒鼎茶尘捣犀脐看践贿疫纺介室咽椽丝枫隙菊毯能华叙挡贯材骂汝探
4、丛裸滇炼青联卿重翟撤猪擂干苯颐楚磨炉许馁守核苇沉 年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计 摘 要 啤酒是仅次于水和茶的三大饮料，同时也是目前世界上消费量最大的酒精饮料。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。 本次设计是对年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计。主要包括啤酒生产的工 艺流程设计，工艺计算，糖化车间物料衡算、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） ， 设备的设计与选型（主要设计糖化
5、锅）等。 关键词：啤酒 工艺 糖化锅 Mash tun design of Brewhouse in the Annual output of 200,000 tons light beer workshop ABSTRACT Beer ranked the third popular drink after water and tea, at the same time, it sells best among the worlds alcoholic beverages. Beer is brewed from starch grains (containing is mainly a b
6、arley), most add hops to taste. The design is aimed at the mash tun design of Brew house in the Annual output of 200,000 tons light beer workshop. Including the design of beer production process, calculation process, glycosylated plant material balance, heat balance saccharification workshop (calori
7、es for glycosylated water , heat dissipation for the first mash boiled rice , and the heat dissipation for the second mixed mash temperature before boiling heat loss, the secondsub-meter heat consumption of boiled mash, wash water tank heat loss, heat loss wort boiling, consumption of heat for mashi
8、ng a total, mashing a steam consumption, steam consumption per unit), the design and selection for equipment (the main design is mash tun), etc Key words: beer calculation mash tun 目 录 摘 要 I ABSTRACT.II 1.绪论 1 1.1 啤酒定义 .1 1.2 啤酒的起源 .1 1.3 我国啤酒工业发展趋势 .1 1.4 营养成分 .2 1.5 啤酒的分类 .2 1.5.1 根据啤酒的色泽分类 .2 1.5
9、.2 根据发酵性质划分 .2 1.5.3 根据原麦汁浓度分类 .3 1.5.4 根据是否巴氏杀菌分类 3 1.5.5 根据生产方法分类 .3 2.全厂工艺流程 4 2.1 产品设计标准 .4 2.1.1 感官标准 .4 2.1.2 理化标准 .4 2.1.3 卫生标准 .5 2.2 原料简介 .5 2.2.1 大麦和麦芽 .6 2.2.2 大米 .6 2.2.3 啤酒花 .6 2.2.4 酵母 .7 2.2.5 水 .7 2.3 生产工艺流程图 .7 2.4 生产工艺要点 .8 2.4.1 麦芽制备 .8 2.4.2 麦汁制备 .9 2.4.3 发酵 10 2.4.4 后处理及包装 10 3.
10、设计工艺计算 .12 3.1 全场物料衡算 12 3.1.1 工艺指标 12 3.1.2 对 100Kg 原料（75%麦芽、25%大米）生产啤酒物料衡算 12 3.1.3 生产 100L 啤酒物料衡算 .13 3.1.4 年产 20 万吨啤酒糖化一次物料衡算 .14 3.2 糖化车间热量衡算 16 3.2.1 糖化工艺流程图 16 3.2.2 糖化用水消耗热量 Q1 .16 3.2.3 第一次米醪煮沸耗热量 Q2 .17 3.2.4 第二次煮沸前混合醪升温到 70的耗热量 Q3 18 3.2.5 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q4 .19 3.2.6 洗糟水耗热量 Q5 .19 3.2.7 麦汁煮
11、沸过程耗热量 Q6 .19 3.2.8 糖化一次总耗热量 Q 总 20 3.2.9 糖化一次耗用蒸汽量 D 20 3.2.10 糖化过程每小时最大蒸汽量 Qmax 20 3.2.11 蒸汽单耗 .21 4.糖化车间相关设备设计计算与选型 .22 4.1 糊化锅 22 4.2 过滤槽 22 4.3 煮沸锅 23 4.4 回旋沉淀槽 23 5.糖化锅的结构设计和强度计算 .24 5.1 糖化锅的结构设计 24 5.1.1 糖化锅尺寸计算 24 5.1.2 搅拌器设计 25 5.1.3 糖化锅排醪管径（至滤过槽） 27 5.1.4 糖化醪出口管径 27 5.1.5 糖化锅进水管径 27 5.2 糖化
12、锅锅体设计及强度计算 28 5.2.1 锅体结构设计 28 5.2.2 锅身壁厚的计算及强度校核 .28 设计总结 .30 参考文献 .31 附 录 .32 谢 辞 .34 1.绪论 1.1 啤酒定义 啤酒是人类最古老的酒精饮料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于 二十世纪初传入中国，属外来酒种。啤酒是根据英语 Beer 译成中文“啤” ，称其为“啤 酒” ，沿用至今。啤酒以大麦芽酒花水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含 二氧化碳的低酒精度（2.5%-7.5%）的饮料酒。 。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原 料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的 50。在德国，
13、除出口啤酒外， 德国国内销售啤酒一概不使用辅助原料。 1.2 啤酒的起源 啤 酒 的 起 源 与 谷 物 的 起 源 密 切 相 关 。 人 类 食 用 谷 物 制 造 酒 类 饮 料 已 有 8000 多 年 的 历 史 。 已 知 最 古 老 的 酒 类 文 献 ， 是 公 元 前 6000 年 左 右 巴 比 伦 人 用 黏 土 板 雕 刻 的 献 祭 用 啤 酒 制 作 法 。 公 元 前 4000 年 美 索 不 达 米 亚 地 区 已 有 用 大 麦 、 小 麦 、 蜂 蜜 制 作 的 16 种 啤 酒 。 公 元 前 3000 年 起 开 始 使 用 苦 味 剂 。 公 元 前
14、18 世 纪 ， 古 巴 比 伦 国 王 汉 穆 拉 比 颁 布 的 法 典 中 ， 已 有 关 于 啤 酒 的 详 细 记 载 。 公 元 前 1300 年 左 右 ， 埃 及 的 啤 酒 作 为 国 家 管 理 下 的 优 秀 产 业 得 到 高 度 发 展 。 拿 破 仑 的 埃 及 远 征 军 在 埃 及 发 现 的 罗 塞 塔 石 碑 上 的 象 形 文 字 表 明 ， 在 公 元 前 196 年 左 右 当 地 已 盛 行 啤 酒 酒 宴 。 苦 味 剂 虽 早 已 使 用 ， 但 首 次 明 确 使 用 酒 花 作 为 苦 味 剂 是 在 公 元 768 年 。 啤 酒 的 酿
15、造 技 术 是 由 埃 及 通 过 希 腊 传 到 西 欧 的 。 1881 年 ， E.汉 森 发 明 了 酵 母 纯 粹 培 养 法 ， 使 啤 酒 酿 造 科 学 得 到 飞 跃 的 进 步 ， 由 神 秘 化 、 经 验 主 义 走 向 科 学 化 。 1874 年 林 德 冷 冻 机 的 发 明 ， 使 啤 酒 的 工 业 化 大 生 产 成 为 现 实 。 目 前 全 世 界 啤 酒 年 产 量 已 居 各 种 酒 类 之 首 。 1.3 我国啤酒工业发展趋势 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
16、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
17、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，还有糖化设备的设计及选型。本设计采用最为普遍的 11P 淡色啤酒，其原料配比为：麦芽 70%，大米 30%。 1.4 营养成分 啤酒是以发芽大麦为主要原料酿造的一类饮料。含酒精度最低，营养价值高，成分有 水分、碳水化合物、蛋白质、二氧化碳、维生素及钙、磷等物质。含 17 种氨基酸，包括 8 种人体“必需氨基酸”。还富含 V B1、B 2、B 6、PP、泛酸、叶酸等。 1.5 啤酒的分类 1.5.1 根据啤酒的色泽分类 啤酒色泽是啤酒质
18、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 40.0EBC 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
19、的差异。 1.5.2 根据发酵性质划分 （1）顶部发酵。使用该酵母发酵的啤酒在发酵过程中，液体表面大量聚集泡沫发酵。 这种方式发酵的啤酒适合温度高的环境 16-24 C，在装瓶后啤酒会在瓶内继续发酵。 这类啤酒偏甜，酒精含量高。 （2）底部发酵。顾名思义，该啤酒酵母在底部发酵，发酵温度要求较低，酒精含量 较低，味道偏酸。 1.5.3 根据原麦汁浓度分类 低浓度啤酒，原 麦 汁 浓 度 在 2.5%-9.0%之 间 ,酒 精 含 量 0.8%-2.5%之 间 的 属 低 浓 度 啤 酒 。 中浓度啤酒，原 麦 汁 浓 度 在 11%-l4%之 间 ,酒 精 含 量 3.2%-4.2% 之 间 的
20、 属 中 浓 度 啤 酒 。 高 浓 度 啤 酒 ，原 麦 汁 浓 度 在 14%-20%之 间 ,酒 精 含 量 4.2%- 5.5%,少 数 酒 精 含 量 高 达 7.5%,这 种 啤 酒 均 属 高 浓 度 啤 酒 。 1.5.4 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
21、装，保质期可 达 180 天。 1.5.5 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
22、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.全厂工艺流程 2.1 产品设计标准 本课题设计淡色啤酒，采用国家标准 GB49272001 作为依据。标准定义：淡色啤酒 色度 5EBC14EBC 的啤酒。 2.1.1 感官标准 表 21 感官标准表 项目 优级 一级 二级 透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物 无明显沉淀物 外观 浊度，EBC 0.9 1.2 1.5 形态
23、 泡沫细腻，挂杯 泡沫较细腻，挂杯 泡沫较粗 瓶装 200 170泡沫 泡特性， s 罐装 170 150 120 香气口味 有明显的啤酒花香气， 口味纯正，酒体协调柔 和，无异味。 有较明显啤酒花香 气，口味纯正，酒 体协调柔和，无异 味。 有酒花香气，无 异味。 1. 对非瓶装的鲜啤酒无要求。 2. 对桶装啤酒无要求。 2.1.2 理化标准 表 22 理化标准表 项目 优级 一级 二级 14.4P 5.5（4.3） 5.2（4.1）酒精度， %（V/V ）或% （m/m） 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（
24、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） 8.0P 3.1（2.4） 2.8（2.2） 10.1 P X-0.3原麦汁浓度， P 10.0 P X-0.2 14.1 P 3.5 10.1 P-14.0 P 2.6 总酸 mL/100mL 10.0 P 2.2 二氧化碳，%（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 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”“-0.2”为允许的负偏差 3.桶装啤酒
25、二氧化碳不小于 0.25%（m/m）. 4.仅对生啤酒和鲜啤酒有要求。 2.1.3 卫生标准 应符合 GB27581981 发酵酒卫生标准 表 23 发酵卫生标准表 指标 项目 生啤酒 熟啤酒 细菌总数， （个/mL ） 50 大肠菌群， （个/mL ） 50 3 2.2 原料简介 酿造啤酒的四种基本原料是大麦（麦芽） 、酒花、水、酵母、辅料（大米） 。原料是 啤酒质量的基础，在啤酒生产中具有极其重要的作用。 2.2.1 大麦和麦芽 大麦是啤酒生产的主要原料。分类：根据大麦籽粒生长的形态，可分为六棱大麦、 四棱大麦和二棱大麦。其中二棱大麦的麦穗上只有两行籽粒，籽粒皮薄、大小均匀、饱 满整齐，淀
26、粉含量较高，蛋白质含量适当，浸出率高，溶解度较好，是啤酒生产的最好 原料。生产中是先将大麦制成麦芽，再用来酿造啤酒。麦芽的成分和质量直接影响啤酒 的风味和质量，故称麦芽为“啤酒的骨架” 。如今啤酒种类日趋多样化，许多产品以其特 有的泡沫、色度、香味、口味以及丰满性在市场上占有特殊地位。这意味着要生产不同 的啤酒，就应添加一些特别的麦芽，以突出该产品的典型特征，这些麦芽被称为特种麦 芽。特种麦芽能赋予啤酒以特殊的性质，影响到啤酒的生产过程、色香味及其稳定性， 一般分为小麦麦芽、焦香麦芽和黑麦芽等。小麦芽一般色度不高，酶活力较强，主要用 来调节麦汁的性质，一般只掺用 5%-10%，以提高啤酒的醇厚
27、性和泡沫性能。焦香麦芽酶 活力很微弱或没有，并有浅色和深色之分，色度在 40140EBC 之间，多用于制造中等浓 色啤酒，能增进啤酒的醇厚性，给予一种焦糖和麦芽香味，并有利于改善啤酒的酒体、 泡沫性和非生物稳定性，在上面啤酒及下面啤酒中应用均很普遍。使用量一般为啤酒原 料的 3%15%。黑麦芽多用于酿造深、浓色啤酒和黑啤酒，以增加啤酒色度和焦苦味，使 用量一般为啤酒原料的 5%15%。 2.2.2 大米 大米是最常用的辅助原料。添加大米的啤酒，色泽浅、口味清爽、泡沫细腻、酒花 香味突出、非生物性好。大米淀粉含量高，蛋白质、多酚类 物质、脂肪含量较麦芽低。 化学成分：水分 1l13，淀粉 768
28、5，浸出物 9095，蛋白质 611，脂肪 0.2 1.0。国内一般添加量为 2550。大米用量过大时，会 造成麦汁 -氨基氮含量过低，影响酵母的 繁殖和发酵。 2.2.3 啤酒花 酒花，学名蛇麻，又叫啤酒花。添加酒花的重要作用：赋予啤酒爽口的苦味和愉快 的香味；增肌啤酒的泡持性；增加买只和啤酒的防腐能力；酒花与麦汁共同煮沸，能促 进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。但由于新鲜酒花干燥 后制成的全酒花，具有不易保管、不便运输、有效成分利用率不高等缺陷，所以酒花制 品普遍受到欢迎。常用酒花制品 颗粒酒花、酒花浸膏、酒花油等。 2.2.4 酵母 酵母是用以进行啤酒发酵的微生物
29、。酵母的种类和质量不同将影响酵母的发酵和成 品啤酒的质量。酵母营养丰富，蛋白质含量达 50%,酵母多糖达 25%-30%,还含有丰富的维 生素和矿物质。啤酒酵母不仅含有丰富的营养和提高人体免疫力之功能，而且还具有增 香、增鲜、调味之功效。 2.2.5 水 水在啤酒中水占 90%左右，酿造用水的质量好坏，直接影响到啤酒的质量与风味，啤 酒酿造用水是指糖化用水和洗涤麦槽用水，这两部分水直接参与工艺反应，它是啤酒的 主要成分，在麦汁制备以及发酵过程中，许多物理变化、酶反应、生物化学和生物学的 变化都与水质直接有关，所以酿造用水是决定啤酒质量的重要因素之一。因此，对水的 选择是很重要的工作。酿造用水质
30、量要求：通常，软水适于酿造淡色啤酒，碳酸盐含量 高的硬水适于酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为：无色，无臭，透明，无浮游物， 味纯正，无生物污染；硬度低；铁、锰含量低（含量高对啤酒的色、味有害，而且 能引起喷涌现象） ；不含亚硝酸盐。 2.3 生产工艺流程图 图 2-1 啤酒生产工艺流程图 2.4 生产工艺要点 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艺流程。 2.4.1 麦芽制备 大麦是酿制啤酒的主要原料，酿制过程中需把大麦制成麦芽，生产上称为麦芽制备。 麦芽制备主要有三大步骤：浸麦、发芽、干燥。 浸麦 使麦芽吸收发芽所需要的一定量水分的过程，称为大麦的浸渍，简称浸麦。包
31、 括洗麦、浸麦和通风三个过程。经浸渍后的大麦称为浸渍大麦。浸麦是为了供给大麦发 芽时所需的水分，给以充足的氧气，使之开始发芽。与此同时还可洗涤麦粒，除去浮麦， 除去麦皮中对啤酒有害的物质。浸麦水最好使用中等硬度的饮用水，不得存在有害健康 的有机物，应无漂浮物。水中亚硝酸盐含量达到一定量时，对发芽有抑制作用。水中含 铁、锰过多， 会使麦芽表面呈灰白色。碱性的水，会提高皮壳的办渗透性，增加水的铁 含量， 限制沉降作用，甚至影响色泽。大麦经浸渍后的含水百分率，称为浸麦度。它既 是浸麦效果的最终表现形式 之一，又是大麦发芽的要素之一，成为制麦工艺关键的一个 工艺控制点。 发芽 浸渍大麦在理想控制的条件
32、下发芽，生成适合啤酒酿造所需要的新鲜麦芽的过 程，称为发芽。然后送入焙燥系统制成啤酒麦芽。因此，发芽是一种生理生化过程。大 麦发芽的目的：激活原有的酶；生成新的酶；物质转变。发芽工艺条件主要控制浸麦度、 发芽温度、发芽时间和通风。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。 干燥 未干燥的麦芽称为绿麦芽，绿麦芽含水分高，不能贮存，也不能进入糖化工序， 必须经过干燥。通过干燥，可以使麦芽水分下降至 5%以下，利于贮藏；终止化学生物 学变化，固定物质组成；去除绿麦芽的生青味，产生麦芽特有的色、香、味；容易除去 麦根。 除根 根芽对啤酒酿造没有意义，并影响啤酒质量。根芽吸湿性强
33、，能够很快吸收环 境的水分，使干燥麦芽含水量重新提高；根芽含有不良的苦味，影响啤酒的口 味；根芽 能使啤酒的色度增加。所以麦芽干燥后应将根芽除掉。 2.4.2 麦汁制备 麦汁制备通常在工厂又称为糖化。麦芽及辅料必须经过这个过程，制成各种成分含 量适宜的麦汁，才能由酵母发酵酿成啤酒。麦汁制造的全过程，可分为麦芽及辅料的粉 碎、醪的糖化、过滤、麦汁煮沸、冷却五道工序。啤酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因 此，麦汁的颜色，芬香味、麦汁组成有一些会影响啤酒的风味、有一些影响发酵、最终 也影响啤酒的风味。麦汁组成中影响发酵的主要因子是：原麦汁浓度、溶氧水平、PH 值、 麦汁可发酵性糖含量、- 氨基酸、麦汁中
34、不饱和脂肪酸含量等。 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。 糖化 糖化是麦汁制备的最主要的部分。糖化是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶 (或外加酶制剂) ，在适宜的条件(温度、PH 值、时间等)下，将麦芽和辅助原料中的不溶性 高分子物质(淀
35、粉、蛋白质、半纤维素等)分解成可溶性的低分子物质(如糖类、糊精、氨 基酸,肽类等)的过程。由此制得的溶液就是麦汁，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。 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 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”。 麦汁的煮沸 麦汁的
36、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。 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。 2.4.3 发酵 啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正 常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品
37、啤酒。由于酵母类型的不同，发酵的条件 和产品要求、风味不同，发酵的方式也不相同。根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上 面发酵啤酒和下面发酵啤酒。一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技 术。现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式，目前 主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。发酵分前发酵、主发酵和后发酵。所谓前发酵，实 际上是接种酵母处于休眠阶段，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，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 C
38、O2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。 2.4.4 后处理及包装 经过发酵后的成熟啤酒液，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
39、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。 3.设计工艺计算 3.1 全场物料衡算 3.1.1 工艺指标 根据我国啤酒生产情况，有关生产原料配比、工艺指标及生产数据如下表： 表 31 基础工艺指标表 项目 名称 百分比（% ） 项目 名称 百分比（%）
40、麦芽 70无水麦芽浸出 率 75 原料配比 大米 30 冷却损失 4.5无水大米浸出 率 95 发酵损失 1 原料利用率 98 过滤损失 0.8 麦芽水分 6 装瓶损失 0.7 定 额 标 准 大米水分 12 啤酒损失率 （对热麦汁） 总损失 7 3.1.2 对 100Kg 原料（75%麦芽、25% 大米）生产啤酒物料衡算 1.热麦汁计算 原料收得率 麦芽收得率为：0.75（1006）10070.5 大米收得率为：0.95（10012）10083.6 混合原料收得率为：0.98（0.7070.50.3083.6）10072.94 由此，100kg 混合原料可制得 11P 热麦汁量为：72.94
41、11100663.09kg 又知 11P 麦汁在 20时的相对密度为 1.0442，而 100热麦汁比 20时的体积增 加 1.04 倍，故 100热麦汁体积为：663.091.04421.04660.42L 2.冷麦汁量：660.42（14.5）630.70 L 3.发酵液量：630.70（11）624.39L 4.过滤酒量：624.39（10.8）619.39L 5.成品啤酒量：619.39（10.7）615.05L 6.酒花耗用量：每 100L 热麦汁加入酒花量定为 0.28kg 则 100Kg 原料耗用酒花量为: 660.42/1000.28=1.85kg 7.湿糖化糟：设排出湿麦糟含
42、水 80 ， 麦糟：70（16）（10075）（10080）82.25kg 大米糟：30（112）（10095）（10080）6.6kg 湿糖化糟：82.256.688.85kg 8.酒花糟：设酒花糟在麦汁中浸出率 40，酒花糟含水量按 80计算， 酒花糟 1.85（140）（180%）5.55kg 9.酵母量(以商品干酵母计)： 生产 100L 啤酒可得商品酵母 1kg，则生产 615.05L 啤酒可得 6.1505kg 干酵母湿酵母 含水分 85，酵母固形物 6.15（185）0.92 kg 含水分 7的商品干酵母 0.921（17）0.99kg 3.1.3 生产 100L 啤酒物料衡算
43、由上面计算可知 100kg 混合原料可生产 11P 成品啤酒 615.05L 1.生产 100L11P 淡色啤酒需耗混合原料为： 100615.0510016.26kg 2.麦芽耗用量： 16.267011.38kg 3.大米耗用量： 16.26304.88kg 4.酒花耗用量：100L 麦汁中加入酒花量为 0.28kg，则 100L11P 啤酒耗用酒花量： 660.42/615.050.28=0.3kg 5.热麦汁量： 660.42615.05100107.38L 6.冷麦汁量： 630.70615.05100102.54L 7.发酵液量： 624.39615.05100101.52L 8.
44、过滤酒量： 619.39615.05100100.71L 9.成品酒量： 615.05615.05100100L 10.湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水份含量为 80，则 湿麦糟量（10.06）（10075）（10080）11.3813.37 kg 湿大米糟量（10.12）（10095）（10080）4.881.07kg 综上可得湿糖化糟量 13.371.0714.44kg 11 酒花糟量：设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为 40，且酒花糟水份含量为 80， 则酒花糟量（10040）（10080）0.30.9kg 12.酵母量(以商品干酵母计)： 生产 100L 啤酒可得 2kg 湿酵母泥，其中一半作生
45、产接种用，一半作商品酵母用即 1kg，湿酵母泥含水分 85 酵母固形物量：1（10085）1000.15kg 那么含水分 7的商品干酵母量为： 0.15100（1007）0.16kg 3.1.4 年产 20 万吨啤酒糖化一次物料衡算 生产旺季每天糖化 7 次，旺季以 170 天计，占年产量 70，淡季每天糖化 4 次， 均留 10 天检修，以 170 天计。则每年总糖化次数 7170+41701870 次（11P 淡色 啤酒密度 1.012 kg/L） 1.每次糖化啤酒量为： 20000010001.0121870=105683.66L 2.消耗混合原料为： 105683.6616.26100
46、17184.16kg 3.消耗麦芽为： 17184.167012028.91kg 4.消耗大米为： 17184.16305155.25 kg 5.消耗酒花为： 0.3105683.66100317.05 kg 6.热麦汁为： 107.38105683.66100113483.11L 7.冷麦汁为： 102.54105683.66100108368.02L 8.湿糖化糟为： 14.44105683.6610015260.72 kg 9 湿酒花糟为： 0.9105683.66100951.15kg 10.发酵液为： 101.52105683.66100107290.05L 11.过滤液为： 100
47、.71105683.66100106434.01L 12.成品酒为： 100105683.66100105683.66L 13.商品干酵母为： 0.16105683.66100169.09kg 由前述的的三项生产物料衡算计算结果整理得全厂生产物料衡算表，如下所示： 表 32 全厂物料衡算表 物料名称 单位 100Kg 原料 100L 啤酒物料 糖化一次物料 衡算 年产 20 万吨 啤酒衡算 混合原料 Kg 100 16.26 17184.16 32134379.2 麦芽 Kg 70 11.38 12028.91 22494061.7 大米 Kg 30 4.88 5155.25 9640317.
48、5 酒花 Kg 1.85 0.3 317.05 592883.5 热麦汁 L 660.42 107.38 113483.11 212213415.7 冷麦汁 L 630.70 102.54 108368.02 202648197.4 湿糖化糟 Kg 88.85 14.44 15260.72 28537546.4 湿酒花糟 Kg 5.55 0.9 951.15 1778650.5 发酵液 L 624.39 101.52 107290.05 200632393.5 过滤液 L 619.39 100.71 106434.01 199031598.7 商品干酵母 Kg 0.99 0.16 169.09
49、 316198.3 成品酒 L 615.05 100 105683.66 197628444.2 全年实际生产成品酒量为：197628444.21.102217786545.5Kg21.7786 万吨 3.2 糖化车间热量衡算 3.2.1 糖化工艺流程图 图 3-1 糖化工艺流程图 3.2.2 糖化用水消耗热量 Q1 根据工艺，糊化锅加水量为: G1（5155.25+1031.05）4.527838.35kg 式中，5155.25 为糖化一次的大米粉量，1031.05kg 为糊化锅中加入的麦芽粉量(大 米的 20) 而糖化锅中的加水量为： G210997.863.538492.51kg 式中，109
