年产十万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计.doc

第 1 页2018-3-141年产十万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计年产十万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计一、啤酒生产相关知识简介一、啤酒生产相关知识简介1.11.1啤酒酿造工艺流程啤酒酿造工艺流程图 1 啤酒酿造图1：原料贮仓2：麦芽筛选机3：提升机4：麦芽粉碎机5：糖化锅6：大米筛选机7：大米粉碎机8：糊化锅9：过滤槽10：麦糟输送11：麦糟贮罐12：煮沸/回旋槽13：外加热器14：酒花添加罐15：麦汁冷却器16：空气过滤器17：酵母培养及添加罐18：发酵罐19：啤酒稳定剂添加罐20：缓冲罐21：硅藻土添加罐22：硅藻土过滤机23：啤酒清滤机24：清酒罐25：洗瓶机26：罐装机27：啤酒杀菌机28：贴标机29：装箱机1.21.2酿造啤酒的原料酿造啤酒的原料 酿造啤酒的主要原料是大麦，水，酵母，酒花 1.31.3麦汁的制备麦汁的制备 其主要过程有原辅料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程啤酒是发酵后直 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、α-氨基酸、麦汁中不饱和脂肪酸含量等。

1.41.4啤酒的发酵啤酒的发酵 冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，整个发酵过程可以分为：酵母恢复活力阶段，有氧 呼吸阶段，无氧呼吸阶段酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基 酸为主要的氮源，可发酵糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系第 2 页2018-3-142列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵二、二、 100000t/a 啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料衡算啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料（麦芽、大米）和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量， 废渣量（糖化槽和酒花槽）等 2.12.1 糖化车间工艺流程示意图糖化车间工艺流程示意图根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表 1 所示图 2 啤酒厂糖化车间工程流程示意图 2.22.2 工艺技术指标及基础数据工艺技术指标及基础数据 根据表 1 的基础数据，首先进行 100kg 原料生产 10°淡色啤酒的物料计算，然后进行 100L 10°淡 色啤酒的物料衡算，最后进行 100000t/a 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。

表表 1 1 啤酒生产基础数据啤酒生产基础数据项 目名 称百分比（%）项 目名 称百分比（%）麦 芽70无水麦芽 浸出率78原料配比大 米30 冷却损失7无水大米 浸出率90发酵损失2 原料利用率98过滤损失1 麦芽水分6装瓶损失2定额指标大米水分12啤酒损失率 （对热麦汁）总 损 失12 2.32.3 100kg100kg 原料（原料（70%70%麦芽，麦芽，30%30%大米）生产大米）生产 10°10°淡色啤酒的物料衡算淡色啤酒的物料衡算 (1)热麦计算 根据表 1 可得到原料收率分别为： 麦芽收率为： 78%×(100-6) %=73.32% 大米收率为： 90%×(100-12) %=79.2% 混合原料收得率为： （0.70×73.32%+0.30×79.2%）98%=73.58% 由上述可得 100kg 混合料原料可制得的 10°热麦汁量为： （73.58%×100）÷10%=735.8(kg) 又知 10°麦汁在 20℃时的相对密度为 1.084，而 100℃热麦汁比 20℃时的麦汁体积增加 1.04 倍， 故热麦汁（100℃）体积为： 735.8÷(1.084×1000)×1000×1.04=705.93(L)(2)冷麦汁量为：705.93×(1-0.07)=656.52(L) (3)发酵液量为：656.52×(1-0.02)=643.39(L) (4)过滤酒量为：643.39×(1-0.01)=636.95(L) (5)成品啤酒量为：636.95×(1-0.02)=624.22(L) 2.42.4 生产生产 100L10°100L10°淡色啤酒的物料衡算淡色啤酒的物料衡算 根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可生产 10°淡色成品啤酒 624.22L，故可得以下结果：第 3 页2018-3-143（1）生产 100L10°淡色啤酒需耗混合原料量为： （100/624.22）×100=16.02 (kg) （2）麦芽耗用量为：16.02×70%=11.21(kg) （3）大米耗用量为：16.02-11.21=4.81(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%，故为：(100/624.22) ×735.8×0.2%=0.24(kg) （5）热麦汁量为：（16.02/100）×705.93=113.09(L) （6）冷麦汁量为：（16.02/100）×656.52=105.18(L) （7）湿糖化糟量 设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为 80%，则湿麦芽糟量为： [（1-0.06） （100-78）/（100-80）]×11.21=11.59(kg) 而湿大米糟量为： [（1-0.12） （100-90）/（100-80）]×4.81=2.12(kg) 故湿糖化糟量为：11.59+2.12=13.71(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）]×0.24=0.72(kg) 2.52.5 100000t/a100000t/a 10°10°淡色啤酒酿造车间物料衡算表淡色啤酒酿造车间物料衡算表 设生产旺季每天糖化 8 次，而淡季则糖化 4 次，每年总糖化次数为 1800 次。

由此可计算出每次投 料量及其他项目的物料平衡把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表， 如表 2 所示 表 2 啤酒厂酿造车间物料衡算表物料名称单位对 100kg 混 合原料100L 10°°度 淡色啤酒糖化一次定 额量100000t/a 啤酒生产混合原料Kg10016.028794.4641.583×107 大麦Kg7011.216153.9311.108×107 大米Kg304.812640.5360.475×107 酒花Kg1.500.24131.7522.372×105 热麦汁L705.93113.0962082.78411.175×107 冷麦汁L656.52105.1857738.88910.393×107 湿糖化糟Kg72.3511.596362.5381.145×107 湿酒花糟Kg4.500.72395.2577.115×105 发酵液L643.39103.0756582.12610.185×107 过滤酒L636.95102.0456016.68910.083×107 成品啤酒L624.22100.0054896.7949.881×107 备注：10 度淡色啤酒的密度为 1012kg/m3三、三、 100000t/a 啤酒厂糖化车间的热量衡算啤酒厂糖化车间的热量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工艺，下面就以为基准进行糖化车间的势量衡算。

工程流程示意图如图 2 所示，其中的投料量为糖化一次的用料量（计算参表 2） 3.13.1 糖化用水耗热量糖化用水耗热量 Q1Q1 根据工艺，糊化锅加水量为： G1=（2640.536+528.107）×4.5=14258.894(kg) 式中，2640.536kg 为糊化一次大米粉量，528.107kg 为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的 20%）第 4 页2018-3-144图图 3 3 啤酒厂糖化工艺流程图啤酒厂糖化工艺流程图 而糖化锅加水量为： G2=5625.824×3.5=19690.384(kg) 式中，5625.824kg 为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即 6153.931-528.107=5625.824(kg) 而 6153.931kg 为糖化一次麦芽定额量 故糖化总用水量为：GW=G1+G2=14258.894+19690.384=33949.278(kg) (1) 自来水的平均温度取 t1=18℃,而糖化配料用水温度 t2=50℃,故耗热量为： Q1=(G1+G2)cw(t1-t2)=33949.27×(50-18)4.18=4541055.44(KJ) (2) 3.23.2第一次米醪煮沸耗热量第一次米醪煮沸耗热量 Q Q2 2 由糖化工艺流程图（图 3）可知: Q2= Q21＋Q22＋Q23 (3) 3.2.13.2.1 糖化锅内米醪由初温糖化锅内米醪由初温t0加热到加热到 100100℃的耗热量Q Q2121 Q21=G米醪C米醪（100-t0） (4) (1) 计算米醪的比热容 G米醪根据经验公式 G容物=00.1[(100-W)c0+4.18W]进行计算。

式中 W 为含水 百分率；c0为绝对谷物比热容，取 c0=1.55KJ/(Kg·K). C麦芽=0.01[（100-6）1.55+4.18×6]=1.71KJ/(Kg·K) C大米=0.01[（100-12）1.55+4.18×12]=1.87KJ/(Kg·K) C米醪=（G大米c大米+G麦芽c麦芽+ G1cw）/(G大米+G麦芽+ G1) （5）=(2640.5×1.87+528.107×1.71+14258.894×4.18)/( 2640.536+528.107+14258.894) =3.76 KJ/(Kg·K)第 5 页2018-3-145(2) 米醪的初温 t0设原料的初温为 18℃，而热水为 50℃，则t0 =[（G大米c大米+G麦芽c麦芽）×18+ G1cw×50]/( G米醪C米醪) （6） =[(2640.536×1.87+528.107×1.71) ×18+14258.894×4.18×50] /（17427.537×3.76） =47.08℃ 其中G米醪米醪 = 2640.536+528.107+14258.894=17427.537（kg） （3）把上述结果代如 1 中，得：Q21=17427.537×3.76（100-47.08）=3467717.37 KJ 3.2.23.2.2 煮沸过程蒸汽带出的热量煮沸过程蒸汽带出的热量 Q22Q22设煮沸时间为 40min，蒸发量为每小时 5%，则蒸发水量为：V1=G米醪×5%×40/60=17427.537×5%×40/60= 580.918Kg （7）Q22=V1I=580.91×2257.2=1311247.9KJ （8） 式中，I 为煮沸温度（约为 100℃）下水的汽化潜热（KJ/Kg） 3.2.33.2.3 。