年產12萬噸啤酒廠糖化車間設計 畢業設計

2023-02-08 04:21:06 字數 5002 閱讀 3341

畢業設計

本設計的內容

摘要:啤酒,但是釀造原理卻是一樣的。在整個釀造過程中,大體可以分為四大工序:

麥芽製造;麥汁製備;啤酒發酵;啤酒包裝與成品啤酒。其中麥汁製造是啤酒生產的重要環節,它包含了對原料的糊化、液化、糖化、麥醪過濾和麥汁煮沸等處理工藝。設計從實際生產出發,確定出生產10萬噸啤酒所需要的物料量,熱量和糖化車間內的常用裝置如糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、煮沸鍋、沉澱槽及薄板冷卻器的主要尺寸、選型以及其他輔助裝置、管道的選型。

裝置均是現今國內常用的型別,具有一定的先進性。而且對整個車間的布局進行了設計,包括裝置布置圖,工藝流程圖等。

關鍵詞:糖化鍋物料衡算熱量衡算

一、前言:

啤酒是全世界分布最廣,也是歷史最悠久的酒精性飲料,它的酒精度低、營養豐富、有益於人的健康,因而有「液體麵包」之美稱,受到眾人的喜愛。

我國最新的國家標準規定:啤酒是以大麥芽(包括特種麥芽)為主要原料,加酒花,經酵母發酵釀製而成的、含二氧化碳的、起泡的、低酒精度(2.5%~7.5%,v/v)的各類熟鮮啤酒。

目前,我國人均啤酒消費量雖然已接近22公升,但中西部地區僅在10公升左右,8億多人口的農村人均連5公升不到。因此,我國啤酒市場還擁有很大的挖掘潛力,消費量仍將保持增長。

啤酒品種很多,一般可根據生產方式,按產品濃度、啤酒的色澤、啤酒的消費物件、啤酒的包裝容器、啤酒發酵所用的酵母菌等種類來分類。

◆ 根據原麥汁濃度分類

啤酒酒標上的度數與白酒上的度數不同,它並非指酒精度,它的含義為原麥汁濃度,即啤酒發酵進罐時麥汁的濃度。主要的度數有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。

◆ 根據啤酒色澤分類

淡色啤酒——色度在5-14ebc之間。淡色啤酒為啤酒產量最大的一種。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。金黃色啤酒口味清爽而醇和,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——色澤呈深紅褐色乃至黑褐色,產量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細膩,苦味根據產品型別而有較大差異。

◆ 根據殺菌方法分類

鮮啤酒——啤酒包裝後,不經巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮美,但容易變質,保質期7天左右。

熟啤酒——經過巴氏滅菌的啤酒。可以存放較長時間,可用於外地銷售,優級啤酒保質期為120天。

◆ 根據包裝容器分類

瓶裝啤酒——國內主要為640ml和355ml兩種包裝。國際上還有500ml和330ml等其他規格。

易拉罐裝啤酒——採用鋁合金為材料,規格多為355ml。便於攜帶,但成本高。

桶裝啤酒——材料一般為不鏽鋼或塑料,容量為30公升。啤酒經瞬間高溫滅菌,溫度為72°c,滅菌時間為30秒。多在賓館、飯店出現,並專門配有售酒機。

由於酒桶內的壓力,可以保持啤酒的衛生。

二、啤酒生產工藝流程

啤酒生產分為兩大部分:麥芽製造和啤酒釀造。

麥芽製造工藝流程:

原料(大麥)→浸漬→發芽→乾燥→除根

啤酒釀造工藝流程:

糖化用水洗糖用水酒花

原料(麥芽,大公尺)→粉碎→糖化→麥汁過濾→麥汁煮沸

酵母衝氧

啤酒的生產過程大體可以分為四大工序:麥芽製造;麥汁製備;啤酒發酵;啤酒包裝與成品啤酒。

1 麥芽製造

大麥是釀製啤酒的主要原料,是先將其製成麥芽,再用於釀酒。大麥在人工控制的外界條件下進行發芽和乾燥的過程,即為麥芽製造,簡稱「製麥」。發芽後的新鮮麥芽稱綠麥芽。

綠麥芽經乾燥後稱幹麥芽。

麥芽製造過程如下:

大麥→預處理→浸麥→發芽→乾燥→除根→成品麥芽

傳統的製麥過程分為三個階段:

(1)精選後的大麥,浸漬水中,使達到發芽所需要的水分,此階段為大麥浸漬。

(2)浸漬後的大麥,在人工控制的條件下進行發芽,利用發芽過程形成的酶系,使大麥的內容物質進行分解,變為麥芽,此階段為人工發芽。

(3)發芽完畢的綠麥芽,利用熱空氣進行乾燥和焙焦此階段為麥芽焙燥。

新型的製麥方法,常運用浸漬時充分供氧的理論,使大麥在浸漬吸水過程中,即開始萌芽。邊浸漬,邊發芽,使浸漬和發芽合為乙個生產階段,大大縮短了生產時間。大麥發芽的目的是使麥粒內部產生一定數量的水解酶,並利用這些水解酶,分解胚乳的貯藏物質,使其進行合理的降解。

(1)胚乳細胞壁的部分或全部降解,使焙燥後的麥粒變得疏鬆,更易粉碎,內容物質更易溶出。→

(2)麥粒的膠質聚醣物質充分降解,使麥芽浸出物的粘度大大降低。

(3)胚乳的部分澱粉和蛋白質進行合理降解,形成一部分低分子水溶性物質,這些物質是組成麥汁的主要成分。

麥芽焙燥的作用是使綠麥芽的水分降低,發芽停止,便於去根和貯藏。但麥芽焙燥並不只是乙個簡單的水分蒸發過程,它還同時進行了複雜的生化變化,使焙燥後的麥芽具有獨特的香味和色澤。麥芽焙燥系根據製造不同的麥芽型別,採取不同的焙燥方法,以適應釀製不同型別的啤酒。

2 麥汁製備

麥汁製備通常在工廠又稱為糖化。麥芽及輔料必須經過這個過程,製成各種成分含量適宜的麥汁,才能由酵母發酵釀成啤酒。麥汁製造的全過程,可分為麥芽及輔料的粉碎、醪的糖化、過濾,以及麥汁煮沸、冷卻五道工序。

將粉碎的穀粒/麥芽於水在糊化鍋/糖化鍋中混合。糊化鍋/糖化鍋是乙個巨大的金屬容器:匹配cip清洗系統與加熱系統、攪拌裝置以及大量自控裝置。

在糊化鍋/糖化鍋中,將難溶性的澱粉和蛋白質轉變成為可溶性麥芽汁。麥芽汁在被幫浦入煮沸鍋之前需要先在過濾槽中去除其中的麥糟。

過濾後的麥汁進入煮沸鍋後,混合物被煮沸以吸取酒花的味道,並起色和消毒。在煮沸後,加入酒花的麥芽汁被幫浦入迴旋沉澱槽,除去不需要的酒花剩餘物和不溶性的蛋白質。潔淨的麥芽汁從迴旋沉澱槽中幫浦出後,被送入熱交換器冷卻。

隨後,麥芽汁中被加入酵母,開始進入發酵工序。

3 啤酒發酵

冷麥芽汁新增酵母後,開始發酵作用。啤酒發酵是一項非常複雜的生化變化過程,在啤酒酵母所含酶系的作用下,其主要變化產物是酒精和二氧化碳,另外還有一系列的發酵副產物,如醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等。這些發酵產物決定了啤酒的風味、泡沫、色澤和穩定性等各項理化效能,使啤酒具有其獨特的典型性。

不同的釀造者,由於採用了不同的酵母菌株,從而衍生出不同的發酵工藝和生產出不同型別的啤酒。傳統的啤酒發酵方法,可分為上面發酵和下面發酵兩種型別。前者採用上面酵母和較高的發酵溫度;後者採用下面酵母和較低的發酵溫度。

這兩種啤酒風味不同,各具特點。

啤酒發酵過程分主發酵(又名前發酵)和後發酵兩個階段。酵母繁殖和大部分可發酵性醣類的分解以及酵母的一些主要代謝產物,均在主發酵階段完成。後發酵是前發酵的延續,必須在密閉容器中進行,使殘留糖分分解所形成的二氧化碳溶於酒內,達到飽和;並使啤酒在低溫下陳釀,促進酒的成熟和澄清。

由於科學技術的不斷發展,啤酒發酵過程中的一些變化機制,正逐步為人們所掌握。為了縮短發酵週期,提高發酵裝置利用率,人們在傳統的發酵技術上,又創造了許多新型發酵方法,如攪拌發酵、高溫發酵、加壓發酵、連續發酵等,並且創造了多種新型發酵容器。

4 啤酒包裝與成品啤酒

啤酒經過後發酵或後處理,口味已經達到成熟,二氧化碳已經飽和酒內,酒液也已逐漸澄清,此時再經過機械處理,使酒內懸浮的輕微粒子最後分離,達到酒液澄清透明的的程度,即可包裝**。啤酒的包裝方式系根據銷售的需要而為,有瓶裝啤酒,罐裝啤酒和桶裝啤酒。

在包裝啤酒之前,必須將啤酒澄清,啤酒的澄清係指啤酒與其所含的固體粒子分離的過程。啤酒在貯藏期間,因酵母逐漸沉降和部分不穩定的蛋白質-單寧複合物的析出、凝集、沉澱而逐步變得澄清。這種自然澄清的現象,主要由於固液相的不同相對密度而產生的,沉降速度較慢,只能使啤酒達到一定的澄清程度,對其中極輕微的粒子則很難在較短時間內完全沉澱下來。

要使成品啤酒達到澄清透明,富有光澤的程度,則必須通過機械方法進行處理。這些機械澄清方法可以除去啤酒中的酵母和細菌以及微小的混濁物質粒子,不僅使啤酒外觀富有吸引力,而且大大改善了啤酒的生物穩定性和非生物穩定性。

啤酒機械澄清的方法分為:(1)啤酒過濾;(2)啤酒離心分離。

啤酒過濾就是讓流體通過分離介質,使其中的固體從流體中分離出來。在酒中,一些具有較高表面活性的物質如蛋白質、酒花物質、色素物質、高階醇、酯類等都易被過濾介質吸附一定數量。其過濾方式有:

濾棉過濾;矽藻土過濾;板式過濾。它們因其過濾介質不同而有各自的優缺點。但是我們在啤酒過濾過程中必須重點控制以下幾個方面:

(1)壓力差;(2)過濾前後啤酒的混濁度;(3)菌含量(特別對無菌過濾要求而言);(4)生物和非生物穩定性的試驗;(5)啤酒損失;(6)二氧化碳含量的降低值;(7)含氧量的公升高值;(8)助濾劑對風味影響的試驗。

啤酒的離心分離就是離心機中離心力將固體粒子從液體中分離出來。

當啤酒澄清後,就該進行啤酒生產的最後一道工序啤酒的包裝,它對啤酒的質量和外觀有直接的影響。在包裝過程中應做到以下要求:(1)嚴格的無菌要求,包裝後的啤酒應符合衛生標準;(2)在包裝過程中應減少二氧化碳損失,以保證啤酒口味和泡沫效能;(3)在包裝過程中應盡量避免與空氣接觸,防止因氧化作用而影響啤酒的風味穩定性和非生物穩定性。

三、糖化車間裝置選型原則

1.裝置的選型必須是先進、成熟,執行可靠或經過鑑定推廣的新裝置。

2.應結合麥汁製備的特點,選擇機械化程度高,效率高,能耗較低,噪音較小,易於清潔衛生的專業裝置,並適當考慮自動化水平。

3.裝置的型式必須結構較簡單,製造較容易,易損零件更換容易,維修方便,在使用上易於操作和裝拆。同時其選用材料適應物料性質和食品衛生的要求。

4.裝置的能力應滿足生產需要,一般根據每次糖化的熱麥汁量和裝置的有效容積。

5.迴旋沉澱槽的容量能滿足生產要求,其結構應符合技術條件要求。

四、啤酒糖化工藝綜述

麥芽汁是糖化車間製備的。糖化車間具有一切用來溶解麥芽成分的裝置。

(一)糊化、糖化

糖化的目的就是要將原料(包括麥芽和輔助原料)中可溶性物質盡可能多的萃取出來,並且創造有利於各種酶的作用條件,使很多不溶性物質在酶的作用下變成可溶性物質而溶解出來,製成符合要求的麥汁,並得到較高的收得率。糖化過程使一項非常複雜的生化反應過程,也是啤酒生產中重要環節。糖化的要求是麥芽汁的浸出物收得率要高,浸出物的組成及其比例符合產品的要求。

而且要儘量減少生產費用,降低成本,這與糖化溫度、時間、醪液濃度及ph有很大的關係,例如糖化溫度和時間的變動,就會影響麥芽汁中糖與糊精的比例,從而影響啤酒的發酵度口味,所以在糖化操作中要嚴格控制溫度、時間、糖化醪的濃度及ph等各項因素,以保證產品的產量和質量的穩定。

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