第一章緒論

第一節(jié)啤酒的概況

啤酒是全世界分布最廣，也是歷史最悠久的酒精性飲料r它的酒

精度低、養(yǎng)分豐富、有益于人的健康，因而有“液風(fēng)光包”之美

稱(chēng)，受到眾人的寵愛(ài)。

我國(guó)啤酒的正規(guī)化生產(chǎn)，起源于十九世紀(jì)末。五六十年頭，隨

著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和人民生活的改善，政府斥資興建了一批啤酒

廠，使我國(guó)的啤酒生產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。至八十年頭，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),

啤酒產(chǎn)業(yè)也得了空前的發(fā)展，并快速成為了一個(gè)啤酒大國(guó)，啤酒的銷(xiāo)

量潛力巨大。啤酒品種不斷增多，質(zhì)量不斷提高，滿(mǎn)意了消費(fèi)需求不

斷增長(zhǎng)的須要。目前.，我國(guó)人均啤酒消費(fèi)量雖然已接近22升，但中

西部地區(qū)僅在10升左右，8億多人口的農(nóng)村人均連5升不到。因此,

我國(guó)啤酒市場(chǎng)還擁有很大的挖掘潛力，消費(fèi)量仍將保持增K。在2019

年，中國(guó)成為世界第一啤酒大國(guó)，中國(guó)啤酒工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)將發(fā)

揮更加重要的作用，并對(duì)世界啤酒工業(yè)產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。

啤酒品種許多，一般可依據(jù)生產(chǎn)方式，按產(chǎn)品濃度、啤酒的色澤、

啤酒的消費(fèi)對(duì)象、啤酒的包裝容器、啤酒發(fā)酵所用的酵母菌等種類(lèi)來(lái)

分類(lèi)。

?依據(jù)原麥汁濃度分類(lèi)

啤酒酒標(biāo)上的度數(shù)及白酒上的度數(shù)不同，它并非指酒精度，它的

含義為原麥汁濃度，即啤酒發(fā)酵進(jìn)罐時(shí)麥汁的濃度。主要的度數(shù)有18、

16、14、12、11、10、8度啤酒。日常生活中我們飲用的啤酒多為11、

12度啤酒。

?依據(jù)啤酒色澤分類(lèi)

淡色啤酒——色度在5T4EBC之間。淡色啤酒為啤酒產(chǎn)量最大的

一種。淺色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。淺黃色啤酒口味淡

爽，酒花香味突出。金黃色啤酒I」味清爽而醇和，酒花香味也突出。

濃色啤酒——色澤呈紅棕色或紅褐色，色度在14-40EBC之間。濃

色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。

黑色啤酒一一色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒

麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細(xì)膩，苦味依據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型而有較大差

異。

?依據(jù)殺菌方法分類(lèi)

鮮啤酒一一啤酒包裝后，不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮

美，但簡(jiǎn)潔變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。

熟啤酒一一經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的啤酒。可以存放較長(zhǎng)時(shí)間，可用于外

地銷(xiāo)售，優(yōu)級(jí)啤酒保質(zhì)期為120天。

?依據(jù)包裝容器分類(lèi)

瓶裝啤酒——國(guó)內(nèi)主要為640nli和355nli兩種包裝。國(guó)際上還有

500ml和330nli等其他規(guī)格。

易拉罐裝啤酒一一采納鋁合金為材料，規(guī)格多為355ml。便于攜

帶，但成本高。

桶裝啤酒一一材料一般為不銹鋼或塑料，容量為30升。啤酒經(jīng)瞬

間高溫滅菌，溫度為72°C,滅菌時(shí)間為30秒。多在賓館、飯店出現(xiàn),

并特地配有售酒機(jī)。由于酒桶內(nèi)的壓力，可以保持啤酒的衛(wèi)生。

其次節(jié)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介

啤酒是以大麥和水為主要原料，大米或谷物、酒花等為輔料，經(jīng)

制成麥芽、糖化、發(fā)酵等工藝而制成的一種含有二氧化碳、低酒精度

和養(yǎng)分豐富的飲料。其中麥汁制造是啤酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它包括了

對(duì)原料的糊化、液化、糖化、麥醪過(guò)濾和麥汁煮沸等處理工藝。本設(shè)

計(jì)從實(shí)際生產(chǎn)動(dòng)身，確定出年生產(chǎn)30萬(wàn)噸啤酒所須要的物料量，熱

量和糖化車(chē)間內(nèi)的常用設(shè)備如糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽、煮沸鍋、沉

淀槽的主要尺寸以及其他協(xié)助設(shè)備的相關(guān)選型等。

其次章工藝設(shè)計(jì)

第一節(jié)生產(chǎn)方法的確定及論證

糖化是指利用麥芽自身的酶類(lèi)，將麥芽及輔料中不溶性的高分子

物質(zhì)，逐步分解為可溶性的低分子物質(zhì)的過(guò)程。依據(jù)對(duì)糖化醪實(shí)行的

升溫方式不同，把糖化工藝分為兩大類(lèi)，即煮出糖化法和浸出糖化法。

煮出糖化法：指麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，

使其有效成分分解和溶解，通過(guò)部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪逐

步梯級(jí)升溫至糖化終了。煮出法的生產(chǎn)效率較高，原料利用率高，對(duì)

麥芽質(zhì)量要求不高，但煮出法的能量消耗嚴(yán)峻。一般適用于下面啤酒

的生產(chǎn)。

浸出糖化法：指麥芽醪只利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻

調(diào)整醪的溫度，使糖化完成。浸出法操作簡(jiǎn)潔，便于限制，簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)化，及煮出法相比耗能降低20%-50%；麥汁在煮沸前仍舊保留肯

定的酶活力。但浸出法碘反應(yīng)較差，糖化得率也相對(duì)比較低，且對(duì)麥

芽的質(zhì)量要求高，往往不運(yùn)用輔料，這就使得生產(chǎn)成本增加。一般

適用于上面啤酒的生產(chǎn)。

盡管煮出法的能量消耗嚴(yán)峻，但是可以從輔料中節(jié)約部分成本。

基于煮出法的以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)用大米作為輔料，其中麥芽大米

之比為6：4o而且本車(chē)間的年產(chǎn)量為30萬(wàn)噸，產(chǎn)量較大，因此選擇

煮出法進(jìn)行糖化生產(chǎn)麥汁。

其次節(jié)工藝流程的選擇及論證

一、麥汁制備的工藝流程如下:

二、原料的輸送

對(duì)于大米及麥芽的輸送，主要有斗式提升機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋

輸送機(jī)、氣流輸送系統(tǒng)等幾種設(shè)備，其各自的特點(diǎn)如下：

斗式提升機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：具有輸送量大，提上升度高，運(yùn)行平穩(wěn)牢靠，壽命長(zhǎng)等顯

著有點(diǎn)。橫斷面上的外形尺寸小，有可能將物料提升到很高的地方，

生產(chǎn)實(shí)力的范圍也很大；缺點(diǎn)：動(dòng)力消耗較大。

帶式輸送機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：帶式輸送機(jī)的輸送實(shí)力大，且不會(huì)對(duì)物料或管道有磨損；

在啤酒發(fā)酵的麥芽榆送過(guò)程中，一般不會(huì)變更其運(yùn)輸方向。缺點(diǎn)：若

變更運(yùn)輸方向時(shí)，需多臺(tái)機(jī)聯(lián)合運(yùn)用

螺旋輸送機(jī)

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、緊湊、外形小，便于進(jìn)行密封及中間卸料，

特殊是適用于輸送有毒和塵狀物料。缺點(diǎn)：它的推力全靠摩擦，能量

消耗大，槽壁及螺旋的磨損大，對(duì)物料有所研磨，輸送距離不宜太長(zhǎng),

一般在30m以下。

氣流輸送系統(tǒng)

優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)密閉，可以避開(kāi)粉塵和有害氣體對(duì)環(huán)境的污染；在輸

送過(guò)程，可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)輸送物料的加熱、冷卻、混和、粉碎、干燥

和分級(jí)除塵等操作；占地面積小，可垂直或傾斜地安裝管路；設(shè)備簡(jiǎn)

潔，操作便利，簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)化，改善了勞動(dòng)條件。缺點(diǎn)：

所需的動(dòng)力較大；風(fēng)機(jī)噪音大，要求物料的顆粒尺寸限制在30mni以

下；對(duì)管路和物料的磨損較大；對(duì)于輸送量少而且是間歇性操作的，

不宜采納氣流輸送。

本次設(shè)計(jì)要求啤酒產(chǎn)量為30萬(wàn)噸/年，年產(chǎn)量較大，輸送量也大,

所以依據(jù)本廠的實(shí)際狀況，采納氣流輸送。

三、原料的粉碎

1、麥芽的粉碎

麥芽的粉碎方法有干法粉碎、回潮粉碎和濕法粉碎等。

（1）干法粉碎干法粉碎是傳統(tǒng)的粉碎方法，一般采納輻式粉

碎機(jī)。該法要求麥芽含水在5%—8%,此時(shí)麥芽松脆，便于限制粉

碎度。它的不足之處是麥皮易被破裂過(guò)細(xì)，影響麥汁過(guò)濾和啤酒的口

味、色澤，粉碎時(shí)粉塵大，造成物料損失。

（2）回潮粉碎又叫增濕粉碎，短時(shí)間內(nèi)向麥芽通入蒸汽或熱水,

使麥殼增加水分，使麥皮有韌性而不破裂，有利于過(guò)濾，削減不利于

啤酒質(zhì)量的物質(zhì)溶出。但該法對(duì)麥殼吸水量和粉碎時(shí)間要求較高，易

造成增濕不勻稱(chēng)，粉碎質(zhì)量難以保證。

（3）濕法粉碎由于麥殼吸水變軟，粉碎時(shí)麥片不破裂。過(guò)濾

速度可提高20%—25%或提高槽投料量，麥槽層厚度可達(dá)500-600

mm,但不影響過(guò)濾。由于麥芽進(jìn)行了預(yù)浸漬，使酶增加，從而使麥芽

浸出率比干法粉碎提高0.7%左右。粉塵削減，麥汁色度下降。缺點(diǎn)

是設(shè)備大，操作困難，修理困難且動(dòng)力消耗大；投料后同時(shí)浸泡，但

粉碎時(shí)間不一樣，麥芽的溶解性有差異，影響糖化的勻稱(chēng)性。

考慮到本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn)30萬(wàn)噸，產(chǎn)量較大，我們采納濕法粉粹麥

牙。

2、大米的粉碎

大米采納四輻的二級(jí)粉碎機(jī)進(jìn)行干法粉碎，大米的粉碎度越細(xì)越

好，以增加原料及水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化。

四、糖化

糖化是指利用麥芽本身所含的酶（或外加酶制劑）將麥芽和協(xié)助

原料中的不溶性高分子物（淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等）分解成可溶

性的低分子物質(zhì)（如糖類(lèi)、糊精，氨基酸、肽類(lèi)等）的過(guò)程。由此得

到麥芽汁。

糖化方法一般分為兩種，即全麥芽啤酒的糖化方法和加輔料啤酒

的糖化方法。依據(jù)我國(guó)國(guó)情，國(guó)內(nèi)常用其次種方法，又稱(chēng)復(fù)式糖化法

或雙醪糖化法。所謂復(fù)式即指含有輔料（大米、玉米等未發(fā)芽的谷物）

及其煮沸的過(guò)程。依據(jù)糖化醪和糊化醪兌醪后，取部分醪液煮沸的次

數(shù)，又分為雙醪一次煮出糖化法或雙醪二次煮出糖化法，其特點(diǎn)是：

L添加部分未發(fā)芽的谷物作為麥芽的協(xié)助原料，其添加量在

20%?30%,最高可達(dá)到50%,所采納的麥芽的酶活性相對(duì)高一些。

2.麥芽在糖化鍋進(jìn)行蛋白分解，協(xié)助原料在糊化鍋進(jìn)行糊化和液

化，然后兌醪，達(dá)到所須要的糖化溫度。

3.各類(lèi)協(xié)助原料在進(jìn)行糊化時(shí)，一般要添加適量的a—淀粉酶使

淀粉邊糊化邊液化，有利于對(duì)醪后的糖化作用。

4.麥芽的蛋白分解時(shí)間應(yīng)較為一般煮出糖化法長(zhǎng)一些，避開(kāi)低分

子含氮物質(zhì)含量不足。

5,因協(xié)助原料粉碎得較細(xì)，麥芽粉碎物應(yīng)適當(dāng)粗一些，盡量保持

麥皮完整，防止麥芽汁過(guò)濾困難。

6.本法制備的麥芽汁色澤淺，發(fā)酵度高，適合制造淡色貯藏啤酒。

本設(shè)計(jì)將采納雙醪一次煮出糖化法。

五、過(guò)濾

1、過(guò)濾目的：糖化工序結(jié)束后，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)，將糖化醪

液中的原料溶出物質(zhì)和非溶性的麥糟分別，以得到澄清的麥汁和良好

的浸出物收得率。

2、過(guò)濾方法：過(guò)濾槽法，壓濾機(jī)法，快速滲出法(Strainmaster)

(1)壓濾機(jī)法：麥芽質(zhì)量對(duì)于每日糖化次數(shù)的影響較小，并且

可以運(yùn)用較高比例的輔料。所用的廢水量也較少，麥糟比較干燥°但

是麥汁壓濾機(jī)法的原料粉碎要細(xì)，粉碎機(jī)的動(dòng)力消耗和修理費(fèi)用均比

過(guò)濾槽高。

（2）快速滲透槽法：此法適用于高生產(chǎn)實(shí)力的過(guò)濾，且其對(duì)過(guò)

濾性能較差的醪液進(jìn)行處理的實(shí)力較差，且得率較低。

（3）過(guò)濾槽法：因?yàn)辂溤阒泻械亩喾游镔|(zhì)，被浸漬時(shí)間長(zhǎng)了，

易給麥芽汁帶來(lái)不良的苦澀味和麥皮味，用過(guò)濾槽過(guò)濾可降低這種影

響，并且麥芽的粉碎運(yùn)用了連續(xù)浸漬增濕粉碎，得到的麥皮粉碎度很

合適此方法的過(guò)濾。

經(jīng)上述比較，本次設(shè)計(jì)采納過(guò)濾槽法進(jìn)行過(guò)濾。

六、煮沸

過(guò)濾后的麥汁，被泵入煮沸鍋煮沸，其目的和作用是蒸發(fā)多余水

分，使混合麥芽汁通過(guò)煮沸、蒸發(fā)、濃縮到規(guī)定的濃度；破壞全部酶

的活性，防止殘余的Q—淀粉酶接著作用，穩(wěn)定麥汁組分；并通過(guò)

煮沸，殲滅麥芽汁中存在的各種有害微生物，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量；.

使高分子蛋白質(zhì)變性和凝固析出，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；浸出酒

花中的有效成分（軟樹(shù)脂、單寧物質(zhì)、芳香成分等），給予麥芽汁獨(dú)

特的苦味和香味，提高麥芽汁的生物和非生物穩(wěn)定性等。

煮沸方法包括常壓煮沸、加壓煮沸和低壓煮沸（體外煮沸）。

（1）常壓煮沸：操作便利，修理費(fèi)用低。酒花浸出率高，所得

麥汁質(zhì)量好。但耗時(shí)較多。

（2）加壓煮沸:在0.11?0.22MPa壓力下煮沸，溫度高達(dá)120℃,

縮短煮沸時(shí)間，獲得更好的非生物穩(wěn)定性。

（3）低壓煮沸：該方法設(shè)備困難，能耗大。

因本次設(shè)計(jì)年糖化次數(shù)較多，故采納加壓煮沸法。

七、麥汁的澄清

將麥汁的熱冷凝固物分別，主要是分別酒花糟和不溶性蛋白。

本設(shè)計(jì)中采納回旋沉淀槽沉淀法分別熱凝固物，利用麥汁離心力

實(shí)現(xiàn)分別。

1、熱凝固物的分另L

糖化醪過(guò)濾后得到的麥汁中含有水溶性的清蛋白和少量鹽溶性蛋

白質(zhì)以及肽段，這些物質(zhì)在煮沸時(shí)變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物，主

要成分為粗蛋白質(zhì)、多酚有機(jī)物、酒花樹(shù)脂等。

熱凝固物的分別原理是熱麥汁經(jīng)泵加速，由槽切線(xiàn)方向進(jìn)槽，麥

汁在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力，由于槽壁作用產(chǎn)生離心力反作用力將

熱凝固物推向槽底部中心。

2、酒花分別

運(yùn)用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應(yīng)盡快分

別出酒花糟。本次運(yùn)用帶篩孔的酒花分別器。每千克酒花球果，在廢

酒花糟中，吸附約6?7L麥汁。為使損失降低，可用熱水洗滌，降低

酒花糟中殘余物濃度。

八、冷卻

近年來(lái)都運(yùn)用薄板冷卻器冷卻麥芽汁，麥芽汁冷卻結(jié)束后，可將

無(wú)菌壓縮空氣將薄板冷卻器中的麥汁頂出，整個(gè)冷卻操作，要防止外

界雜菌污染。薄板冷卻器冷卻分為一段冷卻和兩段冷卻。

一段冷卻是指利用一種冷卻介質(zhì)一次性將熱麥汁冷卻至發(fā)酵溫

度，冷卻介質(zhì)被加熱升溫進(jìn)入熱水箱作糖化水。兩段冷卻，第一段冷

卻是用自來(lái)水作冷卻介質(zhì)，將麥汁冷卻到肯定溫度，其次段冷卻是用

深度冷凍的水作為冷卻介質(zhì)，麥汁被冷卻到發(fā)酵溫度，冷凍水回制冷

站重新冷卻后循環(huán)運(yùn)用。

一段冷卻及兩段冷卻比較：（1）冷卻劑消耗不同，兩段冷卻深

度冷卻的水須要添加乙醇或乙二醇作為抗冷凍劑，一段則不須要，避

開(kāi)了協(xié)助材料的消耗；（2）能耗不同，兩段冷卻冷凍機(jī)要保持冷卻

水在-4℃負(fù)擔(dān)麥汁從45℃降至7℃的熱負(fù)荷，一段冷卻機(jī)負(fù)擔(dān)冷卻水

從常溫到2c的熱負(fù)荷，一段冷卻可節(jié)電40%左右；（3）熱能利用不

同，兩段冷卻的第一段冷卻水出口溫度55℃左右，若用于洗槽還須

要加熱，一段冷卻的冷卻水出口溫度正及洗槽用水溫度相吻合，無(wú)需

再加熱，熱能得到了充分的利用，既降低了煤耗，又減低了水耗。

綜合考慮本設(shè)計(jì)采納一段薄板冷卻法。

九、充氧

麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，即使及氧接觸，氧化反應(yīng)也較微

弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必需的。麥汁中氧氣的

溶解度，及麥汁中氧分壓成正比，及麥汁溫度成反比。麥汁濃度增加

將削減飽和溶氧量。

麥汁充氧的設(shè)備:文丘里管

冷麥汁通風(fēng)方法：本設(shè)計(jì)采納無(wú)油、無(wú)菌的壓縮空氣通風(fēng)

第二節(jié)工藝條件的選擇及論證

一、原料的輸送

本廠采納氣流輸送，即利用氣流的能量，在密閉管道內(nèi)沿氣流方

向輸送顆粒狀物料。氣力輸送裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作便利，可作水平

的、垂直的或傾斜方向的輸送，在輸送過(guò)程中還可同時(shí)進(jìn)行物料的加

熱、冷卻、干燥和氣流分級(jí)等物理操作或某些化學(xué)操作。

本次設(shè)計(jì)中，我們采納的氣流速度是22m/s,混合比為5o

二、原料的粉碎

粉碎度是指麥芽或協(xié)助原料的粉碎程度。通常是以谷皮、粗粒、

細(xì)粒及細(xì)粉的各部分所占料粉質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。在本次設(shè)計(jì)中我

們要求粗粒及細(xì)粒的比例為L(zhǎng)2.5o

麥芽采納濕法粉碎，先將麥芽用50c水浸泡20min,使麥芽含水

質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)25%?30%之后，再用濕式粉碎機(jī)粉碎，并馬上加入35℃

水中調(diào)漿，最終泵入糖化鍋。濕法粉碎采納對(duì)輻式粉碎機(jī)。

大米采納干法粉碎，粉碎度越細(xì)越好，以增加原料及水的接觸面

積，有利于大米的糊化和糖化，但是要維持好粉碎度及能量消耗的關(guān)

系O

三、糖化

1.本設(shè)計(jì)采納的是雙醪一次煮出糖化法，其技術(shù)及操作如下：

⑴在糊化鍋中加入肯定量的水，料水比為1：4.5；升溫至30度；

快速攪拌；糊化鍋投麥芽及大米粉：用大米作輔料，并摻加20%的麥

芽；升溫至70度保持20min：輔料醪的煮沸稱(chēng)為預(yù)煮，預(yù)煮可進(jìn)一

步使淀粉充分糊化，提高浸出率，同時(shí)可供應(yīng)混合糖化醪升溫所須要

的熱量；升溫至100度并保持40min；最終排出糊化液并沖洗糊化鍋。

(2)在糖化鍋中加入肯定量的水，按料水比1：3.5放水；升溫至37℃；

快速攪拌；投麥芽粉并保持20min；升溫至50℃并保持40min；將

煮沸的糊化醪泵入糖化鍋進(jìn)行糖化，采納65℃并保持70niin,醪液

PH為5.4~5.6；當(dāng)?shù)庖悍磻?yīng)呈紫色，表示糖化已近完全，溫度為78℃,

最終滅菌待慮。

2、糖化工藝條件選擇及論證

(1)生產(chǎn)前必需事先了解原料的規(guī)格，采納的糖化方法，做好

上下工序的聯(lián)系工作，檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，是否有滲漏現(xiàn)象。

(2)溫度：在62飛5c長(zhǎng)時(shí)間的糖化，可以得到最終發(fā)酵度較高

的啤酒；若超過(guò)此溫度，在72、75c長(zhǎng)時(shí)間糖化，則得到最終發(fā)酵度

低、模糊精豐富的啤酒。糖化溫度的影響是特別大的，所以糖化時(shí)在

各種淀粉酶的最佳作用溫度下進(jìn)行休止，即：形成麥芽糖的休止溫度

在62?65℃B—淀粉酶的最佳作用溫度；糖化休止溫度在72~75℃a

一淀粉酶的最佳作用溫度；糖化終止并醪溫度在76~78℃。在本次設(shè)

計(jì)中各個(gè)糖化工藝技術(shù)條件的選擇如下：

a浸漬階段：浸漬階段溫度限制在37℃,被稱(chēng)為浸漬溫度。在此

溫度下有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于P-葡聚糖的分解和磷

酸酯酶的作用。

b蛋白質(zhì)分解階段：此階段溫度限制在50℃,被稱(chēng)為蛋白分解溫

度。在相同的PH和時(shí)間條件下，蛋白質(zhì)分解溫度對(duì)麥芽汁中含氮物

質(zhì)的組成具有確定性作用。

c糖化階段：糖化階段溫度限制在65℃,被稱(chēng)為糖化溫度，在此

溫度下可獲得較高的浸出物收得率。

d糊精階段：此階段溫度為78℃.在此溫度下，。-淀粉酶仍起作

用，殘留的淀粉進(jìn)一步分解，而其它酶則受到抑制或失活。

3、pH

蛋白分解酶的pH范圍集中在5.0-5.4,當(dāng)pH高于5.4時(shí),

酶活性受到抑制，可溶性氮下降。pH低時(shí)，產(chǎn)生的低分子氮就多。

考慮到各方面影響因素，確定蛋白分解酶的最適pH為5.2?5.4o

淀粉分解酶的pH范圍集中在5.1?5.8之間，實(shí)際生產(chǎn)中還受到溫

度等因素的影響，通常在63?70℃的糖化溫度范圍內(nèi)，淀粉酶的pH

在5.2?5.6之間比較志向。假如pH值較高，&-淀粉酶將受到抑

制；B-淀粉酶會(huì)因鈍化而降低活性。

實(shí)際生產(chǎn)中，多采納加酸調(diào)整糖化的pH值，以增加各種酶的活

性。通常選用磷酸或乳酸調(diào)整pH值。磷酸是中強(qiáng)酸，略有澀味，酸

味小，調(diào)整效果明顯，形成的磷酸鹽可作為酵母繁殖所需磷源。乳酸

平安牢靠，并對(duì)啤酒口味有利，但添加量大，成本較高?？蓪?shí)行添加

肯定量的磷酸，輔以肯定量的乳酸來(lái)調(diào)酸。

四、麥汁過(guò)濾

1、進(jìn)醪、靜置：將糖化鍋的糖化醪充分?jǐn)嚢?，盡快泵入過(guò)濾槽,

以避開(kāi)醪液溫度下降。利用耕槽機(jī)攪拌勻稱(chēng)，再靜置15min,使麥槽

自然沉降，形成過(guò)濾介質(zhì)層。要求濾層厚度40cm,上清液高25oi,

溫度為60℃。

2、過(guò)濾：先排出管內(nèi)的空氣及槽底的泥狀沉淀物，然后順次打

開(kāi)各麥汁排出閥（約開(kāi)1/3）時(shí)，起先流出的麥汁混濁不清，用叵流

泵打開(kāi)回過(guò)濾槽進(jìn)行回流，回流時(shí)間為lOmin。閥門(mén)開(kāi)1/4,待麥汁

受皿槽中流出的麥汁透亮清亮后，用熱水沖洗麥汁受皿，停止回流，

將麥汁流入煮沸鍋。依據(jù)麥汁的清亮程度，逐步開(kāi)大麥汁排出閥到

1/2。頭號(hào)麥汁流入煮沸鍋lOmin后，以小燒杯取樣檢查，麥汁必需

清亮透亮有光澤，基本上無(wú)懸浮顆粒，口嘗麥汁應(yīng)有麥芽芳香且甜度

較高。以碘液檢驗(yàn)應(yīng)不顯色。

頭號(hào)麥汁進(jìn)煮沸鍋30min后，檢查頭號(hào)麥汁的濃度，應(yīng)在工藝規(guī)

定的范圍內(nèi)。頭號(hào)麥汁的PH值，低于5.6。過(guò)濾溫度為75℃。

3、洗槽：待頭號(hào)麥汁流出至露出麥槽時(shí)，用78c的熱水分3次

將吸附在麥糟中的可溶性浸出物洗出，得到二濾和三濾洗滌麥芽汁。

最終的殘?zhí)菨舛葹?.896~1.5%o

第一次洗槽水溫為78℃,加水量為洗槽總用水量的25%,其次次

洗槽水加水量為總量的45%,第三次洗槽同前兩次一樣，加水量為剩

下的30雙洗槽水PH為5.8,洗槽的殘水濃度為1.2。Po

五、煮沸

麥汁過(guò)濾結(jié)束后，麥汁先進(jìn)入暫存罐，然后通過(guò)一薄板換熱器預(yù)

熱后進(jìn)入煮沸鍋，在煮沸過(guò)程中添加顆粒酒花。煮沸可以蒸發(fā)水分濃

縮麥汁，破壞酶的活性和殺菌，浸出酒花的有效成分，使蛋白質(zhì)變性

和絮凝。

1、煮沸時(shí)間及強(qiáng)度：一般來(lái)講煮沸時(shí)間短，不利于蛋白質(zhì)的凝

固以及啤酒的穩(wěn)定性。合理地延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，對(duì)蛋白質(zhì)凝固、酸

的利用及還原物質(zhì)的形成是有利的，但過(guò)分地延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，會(huì)使麥

汁質(zhì)量下降。常壓煮沸，淡色啤酒（10%?12%）煮時(shí)間一般限制為

60?120min。

煮沸強(qiáng)度是麥汁在煮沸時(shí)，每小時(shí)蒸發(fā)水分的百分率，即蒸發(fā)率。

蒸發(fā)率（％/h）=（混合麥汁量-最終麥汁量）/（混合麥汁量X煮沸時(shí)間）

蒸發(fā)率越高，說(shuō)明煮沸越劇烈，蒸發(fā)相同量的水分所須要的時(shí)間就越

短。

在本次設(shè)計(jì)中煮沸鍋設(shè)內(nèi)加熱器，總煮沸時(shí)間為90min,煮沸強(qiáng)

度為10%。

2、pH：麥汁煮沸過(guò)程中，蛋白質(zhì)的變更分兩步：變性和凝固。

蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，凝固的最適pH約為5.2,略低于麥汁實(shí)際pH,

因此，糖化時(shí)調(diào)整pH,除有利于酶的作用外，也有利于蛋白質(zhì)的變

性凝固。

3、酒花添加：本設(shè)計(jì)分三次添加酒花，由于煮沸時(shí)間為90min,

第一次在煮沸起先時(shí)添加，添加量為酒花總量的19%左右；其次次在

煮沸后45min,添加量為總量的43%；第三次在煮沸結(jié)束前l(fā)Omin添

加，添加量為總量的38%。

由于顆粒酒花將酒花粉壓制成直徑2?8mm,長(zhǎng)約15mm的短棒狀,

不僅增加了酒花的密度，減小體積，同時(shí)降低了它的比表面積，利于

貯藏和防止氧化。因此本設(shè)計(jì)選用顆粒酒花。

六、麥汁的澄清

回旋沉淀槽的容量應(yīng)及熱麥汁量相適應(yīng)，液面高度及直徑之比隨

著酒花添加量的不同有所調(diào)整，依據(jù)酒花的添加量確定回旋沉淀槽的

徑高比為1:2.5,麥汁進(jìn)口在液層高度的1/3處，麥汁以切線(xiàn)方向進(jìn)

入回旋槽，進(jìn)口速度確定為10m/s,剛停止進(jìn)料時(shí)麥汁在槽內(nèi)的旋轉(zhuǎn)

速度9r/min,麥汁出口可以設(shè)置三個(gè)，上部出口在液層高度的2/3,

主要出口在液層高度的1/10處，下部出口在槽底。

回旋沉淀槽運(yùn)用不同的溫度和在槽內(nèi)靜止時(shí)間不同，風(fēng)味物質(zhì)的

數(shù)量變更是比較明顯的。澄清時(shí)間肯定時(shí)，澄清溫度越高，粘度越低,

浮力越小，分別效果越好，麥汁和啤酒中的醛含量越高；溫度肯定時(shí),

時(shí)間越長(zhǎng)醛含量越高，因此應(yīng)當(dāng)從溫度和時(shí)間兩個(gè)方面考慮減輕這種

影響，因此麥汁澄清時(shí)溫度不低于93℃,時(shí)間限制在10分鐘之內(nèi)。

七、冷卻

熱麥汁在回旋沉淀槽停留一段時(shí)間后，通過(guò)自然輻射作用，溫度

有所下降，從煮沸溫度降到93℃,還需進(jìn)一步冷卻至發(fā)酵溫度7?

10℃,運(yùn)用薄板冷卻器一般須要1?2h。

本設(shè)計(jì)采納一段薄板冷卻，將93℃左右的熱麥汁一次性冷卻至發(fā)

酵溫度10℃。運(yùn)用的冷卻介質(zhì)為2℃的冷凍水，出口溫度為85℃

第三章物料及熱料衡算

3.1物料衡算

啤酒廠糖化車(chē)間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）

和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。

3.1.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

項(xiàng)目名稱(chēng)百分比項(xiàng)目名稱(chēng)百分比

麥芽60

原料配比

原料利用率98.5大米40

冷卻損失7.0

麥芽水分發(fā)酵損失

定61.5

額大米水分13過(guò)濾損失2.0

啤酒損失率（

指無(wú)水麥芽?

標(biāo)75對(duì)熱麥芽汁）包裝損失1.0

無(wú)水大米2

95總損失11.5

依據(jù)上表，首先對(duì)100KG原料生產(chǎn)12°淡色啤酒的物料計(jì)算，然

后進(jìn)行100L12。淡色啤酒的物料衡算，最終進(jìn)行30萬(wàn)噸啤酒廠糖化

車(chē)間物料平衡計(jì)算。

3.1.2.100KG原料（60%麥芽，40%大米）生產(chǎn)12度淡色啤酒的

物料衡算

（1）熱麥汁量據(jù)上表可得到原料收得率分別為：

麥芽收率為：0.75(100-6)/100=70.5%

大米收率為:0.95(100-13)/100=82.65%

混合原料收得率為：(0.6X70.5%+0.4X82.65%)98.5%=74.23%

由上述可知，100KG混合原料可制得12°熱麥汁量為：

(74.23/12)X100=618.58kg

又知12°熱麥汁在20℃時(shí)的相對(duì)密度為1.047kg/L,而100℃熱

麥汁比20℃時(shí)的麥汁體積增加L04倍，故熱麥汁(100℃)體積為:

(618.58/1.047)XI.04-614.44(L)

(2)添加酒花量：614.44X0.2%=1.23kg

(3)冷麥汁量為：614.44X(1-0.07)=571.4(L)

(4)發(fā)酵液量為：571.4X(1-0.015)=562.9(L)

(5)過(guò)濾酒量為：562.9X(1-0.015)=554.4(L)

(6)成品啤酒量為:554.4X(1-0.01)=548.9(L)

3.1.3.生產(chǎn)100L12。淡色啤酒的物料衡算

依據(jù)上述衡算垢果可知，100kg混合原料可生產(chǎn)120成品啤酒

548.9L,故可得出下述結(jié)果：

(1)生產(chǎn)100L12。淡色啤酒須要耗混合原料量為：

(100/548.9)X100=18.22(kg)

(2)麥芽耗用量為：

18.22X60%=10.93(kg)

(3)大米耗用量為：

18.22-10.93=7.29(kg)

(4)酒花用量對(duì)淡色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2%,故

酒花耗用量為：

(614.44/548.9)X100X0.2%=0,224(kg)

(5)熱麥汁量為：

(614.44/548.9)X100=111.9(L)

(6)冷麥汁量為：

(571.4/548.9)X100=104.1(L)

(7)濕糖化糟量設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80樂(lè)則濕度精量

為：

[(1-0.06)(100-75)/(100-80)]X10.93=12.84(KG)

而濕大米槽量為：

[(1-0.13)(100-95)/(100-80)]X7.29=1.59(KG)

故濕糖化糟量為：

12.84+1.59=14.43(kg)

(8)酒花槽量設(shè)麥汁煮沸過(guò)程干酒花浸出率為40%,且酒花糟

水分含量為80%,則酒花糟量為：

[(100-40)/(100-80)]X0.224=0.672(kg)

3.1.430萬(wàn)噸/年產(chǎn)12度淡色啤酒發(fā)酵車(chē)間物料衡算表

按年生產(chǎn)300天計(jì)算，設(shè)旺季生產(chǎn)240天，淡季生產(chǎn)60天。旺

季每天糖化數(shù)為7次,淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為5次，則全年糖化次數(shù)為:

240X7+60X5=1980(次)

由此可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。

(1)年實(shí)際生產(chǎn)啤酒：3000004-1.012=296442687.7L

(2)清酒產(chǎn)量:296442687.7+(1-0.01)=299437058.3L

(3)發(fā)酵液總量：299437058.34-(1-0.02)=305548018.7L

(4)冷麥汁量：305548018.74-(1-0.015)=310201934.2L

(5)煮沸后熱麥汁量:310201934.24-(1-0.07)=333549499.2L

20℃麥汁體積:333549499.24-1.04=320720672.3L

12°P麥汁質(zhì)量為(20℃)：

320720672.3X1.047=335.8X106Kg

(6)混合原料量：335.8X106KgX12%4-74.23%=54.29X106Kg

(7)麥芽耗用量:54.29X106KgX0.60=32.57X106Kg

大米耗用量:(54.29-32.57)X10=21.72X106Kg

(8)酒花耗用量:333549499.2X0.2%=667098.99Kg

依據(jù)閱歷估算，混合原料量定為54.29X106Kg,實(shí)際產(chǎn)量才大于

300000t啤酒。

把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物

料衡算表：

表3-2啤酒生產(chǎn)物料衡算表

名稱(chēng)單位對(duì)100KG100L12度糖化一30萬(wàn)噸/

混合原料淡色啤酒次年啤酒生產(chǎn)

定額量

混合原料kg10018.2227419.254.29X106Kg

麥芽kg6010.9316451.532.57X106Kg

大米kg407.2910967.721.72X106Kg

酒花kg1.230.224336.9667098.99Kg

熱麥汁L614.44111.9168459.333549499.2

3

冷麥汁L571.4104.1161980.320720672.3

1

濕糖化糟kg76.214.4321715.642.99X106

濕酒花槽kg1.590.6721011.32.00X106

成品啤酒L548.9100150489.2.98X10*

6

3.2能量衡算

本設(shè)計(jì)采納國(guó)內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就工藝為基準(zhǔn)

進(jìn)行糖化車(chē)間的熱量衡算。數(shù)據(jù)依據(jù)表2

自來(lái)水18℃

料水比1：3.5料水比1：4.5

糖化篇熱水，50℃

糊化鍋

麥芽粉大米粉

1CQA77一。

70℃,

V

20min

冷卻至65℃

65℃,7(jmin

100℃/40min

部分醪液

78℃

<—

78℃

100℃,lOmin

酒花

麥汁過(guò)濾v

煮那鍋

麥“麥糟

90min

煮沸強(qiáng)度10%

回吟沉謔福薄板冷卻器

冷備”

酒花糟熱凝固物冷凝固物

啤酒糖化工藝流程示意圖

3.2.1糖化用水耗熱量Q1

依據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：

Gl=(10967.7+2193.5)X4=52644.8(kg)

式中，10967.7為糖化一次大米粉量，2193.5為糊化鍋加入的麥

芽粉量(為大米量的20%).

而糖化鍋加水量為：

G2=14258.0X3.5=49903(kg)

式中，14258.0為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量，即16451.5-

2193.5=14258.0(kg)

而16451.5為糖化一次麥芽定額量.

故糖化總用水量為：52644.8+49903=102547.8(kg)

自來(lái)水平均溫度取tl=18℃,而糖化配料用水溫度t2=50℃,

故耗熱量為：Qi=(Gi+G2)Cw(t2-t,)=102547.8X4.18X

32=13716793.73(kJ)

其中Cw—水的比熱等于leal?g-1℃-1(即

4.1868X103J?kj-1?K-l)

3.2.2第一次米醪煮沸耗熱量Q2

由糖化工藝流程可知，

Q尸Q'2+Q"2+Q'''2

L糊化鍋內(nèi)米醪由初溫tO加熱至100C耗熱M2

Q'2=G米醵C米酸(100—to)

⑴計(jì)算米醪的比熱容C米醪依據(jù)閱歷公式C谷物二0.01((100-

w)Co+4.18W)進(jìn)行計(jì)算。式中W為含水百分率;C。為肯定谷物比熱

容，取co=1.55kj/(kg.K)

C麥芽=0.01](100-6)1.55+4.18X6)=1.71(kJ/(kg.K))

C大米=0.01((100-13)1.55+4.18X13)=1.89(kJ/(kg.K))

G大米C大米+G麥芽C麥芽+GiC*

C柬隗二

G大米+G麥芽+Gi

10967.7X1.89+2193.5X1.71+52644.8X4.18

10967.7+2193.5+52644.8

=3.72(kJ/(kg.K))

⑵米醪的初溫3原料的初溫為18℃,而熱水為50℃

G米的=G1+10967.7+2193.5=65806(kg)

(G大米C大米+G麥芽C麥芽)X18+G1CWX50

則to=

G米夠C米酹

11090613

==45℃

244798

⑶把上述結(jié)果代回，得Q'2=65806X3.72X(100-45)=

13463907.6(kJ)

2.煮沸過(guò)程蒸汽帶出的熱量Q”2

煮沸的時(shí)間是30min,蒸發(fā)強(qiáng)度每小時(shí)5%,則蒸發(fā)水重量為：

VI二G米解X5%X304-60=1645.15(kg)

故Q"2=VJ=1645.15X2257.2=3713432.58(kJ)

式中，I為煮沸溫度(約為100℃)下水的汽化潛熱(kj/kg)

3.熱損失Q'''2

米醪升溫柔第一次煮沸過(guò)程的熱損失約為前二次耗熱量的15%,

即

Q'''2=15%(Q'2+Q”2)

4.由上述結(jié)果得：

Q2=L15(Q‘2+Q"2)=19753936.65(kJ)

3.2.3其次次煮沸前混合醪升溫至70℃的耗熱量Q3

按糖化工藝，來(lái)自糊化鍋的煮沸的米醪及糖化鍋中的麥醪混合后

溫度應(yīng)為63℃,故混合前米醪先從100C冷卻到中間溫度t

1.糖化鍋中麥糟的初溫t麥懿

已知麥芽粉這溫為18℃,用50C的熱水配料，則麥醪溫度為：

G麥*G-芽+G2=2193.5+49903=52096.5(kg)

麥醪的比熱容

G麥芽c麥芽+G2。2193.5X1.71+52644.8X4.18

c麥醪=二二

4.08kJ/(kg.K)

G麥芽+G22193.5+52644.8

則麥醪溫度為：

G麥芽c麥芽X18+G2CWX502193.5X1.71X18+52644.8

X4.18X50

t嫻==

G麥解c麥醪52096.5X

4.08

=52.08(℃)

2.依據(jù)熱量衡算,且忽視熱損失,米醪及麥醪并合前后的焰不變，

G混合二G麥醵+G^=52096.5+65806=117902.5(kg)

混合醪的比熱容

G麥薛c麥酸+G米酸c米醪

c混合二=3.88(kJ/(kg.K))

G麥酸+G米松

t混合二63C

則米醪的中間溫度為：

G混合C混合t混合—G麥丁C蘢能t麥隰117902.5義3.88X63—52096.5X

4.08X52.08

t==

G米解C米醪65806X

3.72

=72.5℃

因此溫度比煮沸溫度只低7℃,考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸

送過(guò)程的熱損失，可不必加中間冷卻器。

3.Q3=G混合c混合(72.5一63)二117902.5X3.88X

9.5=4345886.15(kJ)

3.2.4其次次煮沸混合醪的耗熱量Q4

由糖化工藝流程可知：

QFQ'/Q''/Q'''4

L混合醪升溫至沸騰所耗熱量Q'4

⑴經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：

G'米醵二G米嵇一3二65806—1645.15=64160.85(kg)

糖化鍋的麥芽醪量為：

G麥方G麥芽+G2=2193.5+49903=52096.5(kg)

故進(jìn)入其次次煮沸的混合醪量為：

G'混合二G'米礴+G麥醵=64160.85+52096.5=116257.35(kg)

⑵據(jù)工藝,糖化結(jié)束醪溫為78℃,抽取混合醪的溫度為70℃,則送

到其次次煮沸的混合醪量為：

G混合(78-70)

[+G，混合]X100臟27.04%

100-70

⑶麥醪的比熱容：

C麥醪=4.08(kJ/(kg.K))(計(jì)算公式如上式)

混合醪的比熱容：

C混合=3.88(kJ/(kg.K))(計(jì)算公式如上式)

⑷故Q'=26.7粉混合c混合(100—70)

=27.04%X117902.5X3.88X30

=3710929.31(kJ)

2.二次煮沸過(guò)程蒸汽帶走的熱量Q'',

煮沸時(shí)間為lOmin,蒸發(fā)強(qiáng)度為5%,則蒸發(fā)水重量為：

V,=27.04%G^X5%X104-60

=27.04%X117902.5X5%X104-60

=265.67(kg)

故Q''plV2=2257.2X265.67=599678.5(kJ)

式中，I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焰(kj/kg)

3.熱損失Q'''

依據(jù)閱歷有：Q'''=1596(Q'+Q'')=15/(3710929.31

+599678.5)=646591.2

4.把上述結(jié)果代回式中，得

?

Q4=l.15(Q+Q'')=4957198.98(kJ)

洗糟用水耗熱量Q5

洗糟水平均溫度為80℃,以每100kg原料用水450kg計(jì)算，則

G洗=6混合原料X4504-100=27419.2X4.5=123386.4(kg)

Q5=G洗cW(80-18)=123386.4X4.18X62=31976819.42(kJ)

3.2.6麥汁煮沸過(guò)程耗熱量Q6

Q6=Q'6+Q''6+Q'''6

1,麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量Q'6

由生產(chǎn)物料平衡表可知，100kg混合原料可得到614.44kg熱麥汁,

且設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為70℃.

則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：

G麥汁二27419.2X614.44+100=168474.53(kg)

16451.5X1.71+10967.7X1.89+27419.2X6.4X4.18

又C麥汁二

27419.2X7.4

=3.86(kJ/(kg.K))

故Q'G二G麥汁c麥汁(100—70):168474.53X3.86X30=

19488860.52(kJ)

2.煮沸過(guò)程蒸發(fā)耗熱量Q''6

煮沸強(qiáng)度10%采納新型麥芽汁煮沸系統(tǒng)，合計(jì)時(shí)間L5h,則蒸發(fā)

水分為:

V3=168474.53X10%X1.5=25271.2(kg)

故Q''6=2257.2X25271.2=57042106.37(kJ)

3.熱損失為

Q'''6=15%(Q'6+Q''6)

4.把上述結(jié)果帶回式中，可得麥汁煮沸總耗熱

,

Q6=115%(Q'6+Q'6)=115%(19488860.52+57042106.37)

=88010611.92(kJ)

3.2.7糖化一次總耗熱量Q總

6

EQi

Q總=I=13716793.73+19753936.61+4345886.15

+4957198.98+31976819.42+88010611.92=162761246.8(kJ)

3.2.8糖化一次耗用蒸汽量D

運(yùn)用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽，1=2725.3kJ/kg,則：

162761246.8

D===79178(kg)

(I-i)n(2725.3-561.47)X95%

式中，i為相應(yīng)冷凝水的焰(561.47kJ/kg);n為蒸汽的熱效率,

取n=95%.

3.2.9糖化過(guò)程每小時(shí)的最大蒸汽耗量Qmax

在糖化過(guò)程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量為最大,且知煮沸時(shí)間為

90min,熱效率95%,故：

Q688010611.92

Qmax==61761832.93(kj/kg)

1.5X95%1.5X95%

相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：

Qmax61761832.93

Dmax===28542.83(kg/h)

1-i2725.3-561.47

3.2.10麥汁冷耗冷量Q10

冷卻方法是采納一段式冷卻。運(yùn)用的冷卻介質(zhì)為2℃的冷凍水，

出口溫度為85℃。糖化車(chē)間送來(lái)的熱麥汁溫度為93℃,冷卻至發(fā)酵

起始溫度10℃o

依據(jù)啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次得熱麥汁168459.3L,

而相應(yīng)的麥汁密度為1048kg/m3,168459.3L約為168.459m3故麥汁

量為：

G=1048X168.459=176545.03(kg)

又知12°麥汁的比熱容為4.0kJ/(kg.K),工藝要求在lh內(nèi)完成

冷卻過(guò)程,則所耗冷量為：

Q10=Gc(ti-t2)/T=176545.03X4.0X(93一10)/1=

58612950.6(kj/h)

式中，3和12——分別為麥汁冷卻前后溫度(℃)

T——冷卻操作過(guò)程時(shí)間(h)

依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個(gè)錐形發(fā)灌裝4鍋麥汁,則麥汁冷卻每罐耗冷量

為：

Q,=4QI0=4X58612950.6=234451802.5(kJ)

相應(yīng)的冷凍介質(zhì)(2℃的冷水)耗量為：

Q1058612950.6

Mi===168942.6(kg/h)

,

cm(t2-tT)4.18X(85-2)

式中，tj和分別是冷凍水的初溫柔終溫(℃)

品水的比熱容(kJ/(kg.K))

第四章設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型

4.1啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式

由于本次設(shè)計(jì)須要糖化次數(shù)為生產(chǎn)旺季每天糖化數(shù)7次，淡季每

天糖化5次，為滿(mǎn)意日糖化批次，因此采納六器組合方式，即一只糊

化鍋，一只糖化鍋，一只過(guò)濾槽和兩只麥汁煮沸鍋，一只回旋沉淀槽。

4.2貯箱

4.2.1麥芽暫貯箱

1)麥芽每次投料量G=16451.5kg,麥芽容量/=500kg/m3,貯

箱的容積系數(shù)0=0.7,則所需的容積為+。=16451.5+500

4-0.7=47.0m3

2)結(jié)構(gòu)

采納方形的斜錐底，鐵結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸為：

A=4000mma=1000mmB=3500mmb=1000mmll=2800mmh=2500mm

則麥芽暫貯箱的總?cè)莘e為：

V實(shí)二AXBXH+h/6X(2AB+Ab+aB+2ab)=39.2+15.6=54.8m3

4..2大米貯藏箱

1)所需容量計(jì)算

大米每次投料量G-10967.7kg,大米容量-800kg/m3,貯箱的容積

系數(shù)。=0.7,則所需的容量為V=G+/+。=10967.7+800+

0.7=19.58m3

2)結(jié)構(gòu)

采納方形的斜錐底，鐵結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸為：

A=3000mma=700mmB=2800mmb=700mmH=2000mmh=1800mm

則麥芽暫貯箱的總?cè)莘e為：

V實(shí)二AXBXH+h/6X(2AB+Ab+aB+2ab)=16.8+6.55=23.35m3

4.2.3大米粉貯藏箱

1)所需容積的計(jì)算

大米每次投料量G二10967.7kg,大米粉的比容01.89m3/t

貯箱的容積系數(shù)。=0.7,則所需容積V=GXC+O=10.9677X1.89+

0.7=29.61m3

2)結(jié)構(gòu)

采納方形的斜錐底，木結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯白鐵皮，定箱內(nèi)尺寸為：

A=3200mma=1000mmB=3000mmb=1000mmH=2200inmh=2000mm

則麥芽暫貯箱的總?cè)莘e為：

V$=AXBXH+h/6X(2AB+Ab+aB+2ab)=21.12+9.13=30.25m3

4.3粉碎設(shè)備

4.3.1麥芽的粉碎設(shè)備

1)粉碎原料的量

由于大麥粉碎前要用熱水浸泡使其含水量達(dá)到28Q30%,本設(shè)計(jì)設(shè)

其含水量30,即要粉碎的大麥重為:G二其451.5X(1-6%)+

（1-30%）=22092.Okg

2）生產(chǎn)實(shí)力

濕法粉碎必需在半小時(shí)內(nèi)完成，則粉碎機(jī)的生產(chǎn)實(shí)力為：

G4-t=22092.04-0.5=44183.5kg/h

3）設(shè)備的選擇

由于生產(chǎn)實(shí)力較大，故選用18臺(tái)粉碎機(jī)同時(shí)工作，每臺(tái)粉碎機(jī)的生

產(chǎn)實(shí)力為

2500kg/h

4.3.2大米粉碎設(shè)備

1）生產(chǎn)實(shí)力

由于大米是干法粉碎，每鍋粉碎的時(shí)間為2h,糊化鍋每鍋投大米

為10967.7kg,粉碎機(jī)的生產(chǎn)實(shí)力為：10967.74-2=5483.85kg/h

2）設(shè)備的選擇

大米采納四輕的二級(jí)粉碎機(jī)進(jìn)行干法粉碎，其生產(chǎn)實(shí)力大于

5483.85kg/h即可。

4.4糊化鍋

糊化設(shè)備是用來(lái)加熱、煮沸谷物輔料（大米粉或玉米粉）和部分

麥芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的設(shè)備，用于糊化的設(shè)備有糊化鍋和

糊化煮沸鍋。

依據(jù)物料衡算得，糊化一次向糊化鍋內(nèi)投大米粉：10967.7kg；

麥芽粉：2193.5kg；水：52644.8kg,則糊化鍋中糊化醪液重為

G糊化酸=10967.7+2193.5+52644.8=62515.8kg

已知大米含水率為：13%,麥芽含水率為：6%,則糊化醪中干物質(zhì)含

量為

B=[10967.7X(1-0.13)+2193.5X(1-0.06)]/62515.8X

100%=18.6%

則糊化醪的密度為1000+413=1074.4kg/m3

則糊化鍋的有效容積62515.8/1074.4=58.1m3

取糊化鍋的充溢系數(shù)為0.75

則糊化鍋的實(shí)際容積為:58.1/0.75=77.4m3

糊化鍋采納標(biāo)準(zhǔn)橢球體夾套罐，取D/H尸2/1,D/H2=4/l

由公式V二(JiD2/4)XHi+JiD乩2/3=7冗爐/48

則D=48V/7n

取D=5.6m,HF2.8m,H2=l.4m,則V=80.4n?符合要求

選擇攪拌器為二折葉懸漿攪拌器，其直徑d=2D/3=3.733m

將其圓整到d=3.74m,t=60℃,n=30r/inin=0.5r/s,氣生管截面積

為液體蒸發(fā)面積的1/50?1/30,即抬/。2=1/50~1/30

即d”0.79m~0.97m,可取d"0.85m

4.5糖化鍋

糖化鍋容積的計(jì)算：依據(jù)物料衡算可知，糖化一次向糖化鍋投料

14258.0,

向糖化鍋中水：49903kg,則糖化鍋中糖化醪液重為：

G械化酸=14258.0+49903=64161.0kg

已知麥芽含水率為：6%,則糖化醪中干物質(zhì)含量為：

B=14258.0X(1-0.06)]/64161.OX100%=20.8%

則糖化醪的密度為1000+4B=1083.2kg/m3

糖化醪的有效容積V=64161.0/1083.2=59.2m3，由于糊化醪也

要并入糖化醪液中，則糖化鍋的有效體積為58.1+59.2=117.3痛

設(shè)裝料系數(shù)為0.75,則糊化鍋的實(shí)際體積為:V實(shí):117.3/0.75=156.4

糖化鍋是圓柱形器身的平底容器，容積可看作圓柱體計(jì)算，一般糖化

鍋輪廓為：D/H=2/l

由公式V實(shí)=0.785D2X0.5D=0.3925D3,解得D=7.358,將其圓整到

D=7.4m,H=3.7m,則糊化鍋的容積為V實(shí)二0.3925爐工159.0n?

4.6過(guò)濾槽

依據(jù)物料衡算得，糖化一次投料27419.2kg,總加水106934.9kg,

則糖化物料的總重為：G=27419.2+106934.9=134354.1kg

由于在糊化鍋及糖化鍋中的水分蒸發(fā)而使醪液削減，

則G-G蒸發(fā)=134354.1-(1645.15+265.67+25271.2)=107172.08kg

其中％二1645.15kg,V2=265.67kg,V3=25271.2kg

已知大米含水率為：13%,麥芽含水率為：6%,則醪液中干物質(zhì)含水

量

B=[10967.7X(1-0.13)+16451.2X(1-0.06)]/107172.08X

100%=23.33%

則糊化醪的密度為1000+4B=1093.32kg/m3

糊化醪的有效容積V=107172.08/1093.32=98.02m3

設(shè)裝料系數(shù)為0.75,則過(guò)濾槽的實(shí)際容積:V實(shí)98.02/0.75=130.69m3

過(guò)濾槽是圓柱形器身的平底容器，容積可看作圓柱體計(jì)算。一般過(guò)濾

槽的輪廓為D/H=2,/l,由公式V實(shí)二0.785D2XH=0.785D2X0.5D

=0.3925D3,解得D=6.93m,將其圓整到D=7.0m,H=3.5m,則過(guò)濾槽

的容積為V=0.3925D'134.62m3

4.7麥汁煮沸鍋

進(jìn)入煮沸鍋的總質(zhì)量：G=107172.08+123386.4+336.9=230895.38kg

混合麥汁的濃度：107172.08X20%4-230895.38=9.28%

混合麥汁的密度：P=1000+4X9.28=1037.12kg/m3

混合麥汁的體積：V=G4-p=230895.384-1037.12=222.63m3

設(shè)裝料系數(shù)為0.75,則煮沸鍋的實(shí)際體積為：V實(shí)=222.63/

0.75=296.84m3

外加熱式煮沸鍋是圓柱形的平底鍋容器，一般煮沸鍋的輪廓為：

D/H=2/l

由公式V實(shí)二0.785D2XH=0.3925D3,解得D=9.11m,將其圓整到

D=9.2m,H=4.6m,則糊化鍋的容積為V總工0.3925爐二305.6n?

4.8回旋沉淀槽

進(jìn)入回旋沉淀槽的熱麥汁量：G,=G-G蒸