年产10万吨澹色啤酒厂糖化车间糖化锅设计

四川理工学院毕业设计I四川理工学院毕业设计年产10万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计学生：盛霞学号：04041010228专业：生物工程班级：2004.2指导教师：明红梅四川理工学院生物工程系二OO八年六月四川理工学院毕业设计I四川理工学院毕业设计1四川理工学院毕业设计1前言啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。啤酒已经是现代社会最主要的酒精性饮品，全世界对啤酒的消耗量长久以来占据着酒精性饮料消耗量第一的位置。并且，在我国啤酒消耗量相对国外的来讲还有相当大的差距，我国的啤酒市场具有相当大的发展空间。啤酒营养丰富，含17种氨基酸，包括8种人体“必需氨基酸”。还富含VB1、B2、B6、PP、泛酸、叶酸等，所以又有“液体面包”之称。啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，中国啤酒消费市场以淡色啤酒为主。随着人们生活水平的提高啤酒消耗量越来越大，上世纪九十年代末以来，由于啤酒产量的基数越来越大，年增长率减少到5%左右，但从2006年开始，啤酒产量增长又出现新的高峰，2007年继续保持大幅增长的势头，完成啤酒产量3931.37万KL，比上年同期（调整数）增长13.8%。所以我国啤酒市场前景广阔，而现在我国中西部地区大多数啤酒生产厂都是小型的生产企业。这种生产方式的原料利用率相对较低，并且能耗损失也较大。本次设计年产10万吨淡色啤酒厂，属于中型啤酒生产厂的规模。正是适应西部地区啤酒供销现状的。本次设计主要设计生产瓶装熟啤酒，既能够及时销售也可以较长时间保藏。适合啤酒这种随季节消耗量有巨大差异的饮品特点。在这种规模的生产，既满足了大部分市场需求，又能够作到对资源能源的合理利用。适合构建节约型社会的发展理念。在设计中结合现有的工厂的实际情况综合考虑各方面的因素因地制宜的原则。大量查阅了相关的文献资料。采用大米为辅料生产淡色啤酒。麦汁生产采用二次煮出糖化法。在生产中，糖化结束时选用冷水采用一段式逆流冷却法冷却麦汁。发酵车间采用下面发酵法发酵生产。生产中采用锥形大罐一罐式发酵的方法。本次设计查阅了我院图书馆中关于啤酒厂设计方面的部分资料，还采用了一些来自于工厂实际生产中的技术参数。主要进行了全厂工艺参数的选择及简单的论证，全厂的工艺计算，糖化车间相关设备的计算校核与选型，以及车间的布置。这些资料中的设计参数大部分都是目前生产中仍然在沿用的，但也有一些内容已经被更先进的技术所取代，而且现在的行业技术更新、进步是很快的。我在设计过程中难免会出现一些错误，和设计不足的地方。恳请各位老师、专家指正，并提出宝贵的改进意见。谢谢你对这次设计的评阅。四川理工学院毕业设计1第1章全厂工艺流程及工艺参数的选择及论证1.1麦芽制备1.1.1制麦的目的制麦即是指原料大麦制成麦芽。制麦的目的：使大麦发芽，产生多种水解酶类，以便通过后续的糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出。绿麦芽经过烘干将产生必要的色、香和风味成分。1.1.2制麦的工艺流程原料大麦→粗选→精选→分级→浸麦→发芽→干燥→除根→计量、打包→贮存→成品麦芽1.1.3原料的选取1.自古以来酿造啤酒的主料为大麦，大麦分为六棱、四棱和二棱。我国华北地区种植的六棱大麦，南方种植二棱大麦。我们设计生产淡色啤酒，选用二棱大麦。二棱大麦是六棱大麦的变种，淀粉含量较高，蛋白质的含量相对较低，浸出物收率高于六棱大。2.大麦的质量标准原料大麦的质量标准应符合QB－1416－87的质量标准。具体指标如下：(1)感观指标：（一、二、三级相同）淡黄色，具光泽，无病斑粒，无霉味和其他异味。(2)理化指标四川理工学院毕业设计2表1—1啤酒大麦标准理化指标项目二棱多棱优级一级二级优级一级二级水分％≤131313131313粒含无水物424036403530千粒重/g(无水物质)959085969285发芽率％≥977590979590大麦浸出物含量507674767270蛋白质含量（无水）%1212.513.512.513.514选粒试验（2.5mm以上）%858076757065夹杂物含量%0.51.530.51.52破损粒含量%0.5130.5121.1.4物料输送方式选择与比较大麦的输送方式分为气力输送和机械输送。1.气力输送(1)气力输送方式的特点：设备简单，占地面积小，设备费用及维修费用低。在其他输送装置由于受路径条件限制而不能设置和输送的场所，也能进行输送。可以进行长距离的集中或分散输送。向低压或高压容器也能供料输送。(2)气力输送装置的型式主要类型有吸引式和压送式吸引式：吸引式气力输送装置是将空气吸入输料管，并将物料混入空气中进行输送。压送式：压送式气力输送装置是靠从压气机械排出的气流，通过输料管时，加入物料进行输送。气力输送总发展趋势是：设法降低功率，继续向大容量及长距离方向努力。2.机械输送在制麦厂常用的机械输送方式有带式输送、螺旋输送，斗式提升等输送方式。(1)带式输送特点及用途带式输送广泛用于水平方向或倾斜方向运送的散粒或成品物品，设备结构简四川理工学院毕业设计3单，操作方便，效率高，动力消耗低。(2)螺旋输送的特点及用途螺旋运送机在制麦厂中广泛用于输送大麦和麦芽，但只适用于短距离运输（60m以内）不能长距离输送。(3)斗式升运的特点及用途用于提升输送谷物3.气力输送与机械输送的比较表1—2气力输送与机械输送对比项目气力输送螺旋输送带式输送斗式升运输送物飞散无有可能有可能有可能混入异物污损无无有可能无输送物残留无有无有输送路线自由直线直线直线分叉自由困难困难不能倾斜、垂直输送自由可能斜度受限制可能输送断面小大大大维修量容易，主要是弯头全面的比较小提斗，链条输送最高温度60015050150输送物最大粒径30无特殊限制50最大输送距离200050800030一般短距离输送采用机械输送，其中带式输送广泛用于水平方向或倾斜方向运送的散粒或成品物品，设备结构简单，操作方便，效率高，动力消耗低特点。气力输送主要用于长距离输送，并且消耗功率大，但在设备费用方面，采用气力输送有利。大麦输送属于短距离低温直线输送。比较两者的特点，本设计采用带式输送1.1.5粗选粗选的目的：除去进厂大麦中的大土石块，杂草，野生植物种子。细小杂物等。为精选做准备。采用风力粗选机进行大麦粗选。1.1.6精选精选的目的：经粗选的大麦仍含有和种子横截面大小相等的杂质需要利用种子长度的不同将其分离。采用杂谷分离机进行大麦精选四川理工学院毕业设计41.1.7分级1.分级的目的：(1)为浸渍均匀，发芽整齐，创造条件。(2)颗粒整齐的麦芽，粉碎后能得到粗细均匀的麦芽粉。(3)分级捡出颗粒从而提高麦芽的浸出率。2.分级标准表1—3大麦分级标准分级标准筛控规格颗粒长度用途Ⅰ号大麦2.5×2.52.5以上制麦用Ⅱ号大麦2.5×2.52.5以上制麦用Ⅲ号大麦—2.2以下饲料用3.分级设备分级设备为圆筒分级筛。1.1.8浸麦1.目的(1)使大麦吸收充足的水分。(2)在水浸的同时，可充分洗涤、除尘、出菌。(3)在浸麦水中适当加石灰乳，等化学药物可以加速酚类，谷皮酸等有害物质的浸出。明显促进麦芽和缩短制麦周期，能适当提高浸出物量。2.浸麦度浸渍后的大麦含水率叫浸麦度，一般为43%～48%3.浸麦要点浸麦时间为34h～35h。水温：13～18℃采用浸喷结合法。浸麦设备：浸麦槽1.1.9发芽1.发芽的目的：使麦粒生成大量的酶，并使麦粒中一部分非激活酶得到活化和增长。2.发芽的技术条件：(1)温度：发芽有低温发芽，高温发芽，低高温结合发芽。本设计采用低温发芽。温度控制在12～16℃。四川理工学院毕业设计5(2)水分：本设计制造浅色麦芽，控制麦芽水分在43%～48%。(3)通风量：取500～600m3/T.h。且应避免阳光直射。(4)发芽时间：4～5day3.发芽设备：通风发芽箱1.1.10干燥1.干燥的目的：(1)停止绿麦芽的生长和酶的分解作用。(2)除去多量的水分，防止麦芽腐败变质，便于贮藏。(3)使麦芽干燥，便于脱落。(4)除去绿麦芽的生腥味，增加麦芽的色香味。2.干燥设备：采用双层水平式干燥炉。1.1.11除根1.目的：根芽吸湿性强，贮藏时容易吸收水分而腐烂。根芽有苦味，带入啤酒将破坏啤酒口味，根芽易使啤酒改变色泽。2.设备：采用麦芽除根机1.1.12贮藏1.目的(1)在干燥操作不当时产生的玻璃质麦芽，在贮藏期间产生变化，向好的方面转变。(2)蛋白酶活性提高，增进含氮物质的溶解。(3)增高麦芽酸度，有利于糖化。(4)淀粉酶活性提高，提高麦芽的糖化力。(5)麦芽贮藏吸水后，麦皮失去原来的脆性。粉碎是破而不碎。有利于麦汁过滤。2.贮藏时间最短一个月，最长半年1.2麦芽汁制备糖化的定义：利用麦芽所含酶将麦芽和麦芽辅助原料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性的低分子物质的过程。四川理工学院毕业设计6糖化的工艺流程：麦糟酒花冷凝固物↑↓↑麦芽→粉碎→糖化→过滤→混合麦汁→煮沸→澄清→冷却→充氧→麦汁↑↓大米→粉碎→糊化酒花糟热凝固物1.2.1辅助物料选取1.选取原因(1)大麦制成麦芽，其价格增加70%～100%。浸出物含量减少10%。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30%）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。2.大米的特点：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。特别是以制造底面发酵的淡色啤酒。3.大米比例：本设计采用30%的大米比例。1.2.2酒花1.作用酒花在啤酒酿造中最主要的成分是酒花树脂。酒花精油和多酚物质。赋予啤酒以特有的苦味和香味。酒花树脂还具有防腐能力。多酚物质中的单宁则具有澄清麦汁的作用。2.酒花的选择本设计选用颗粒酒花。3.选取原因颗粒酒花是将酒花粉压制成直径2～8mm，长约15mm的短棒状，增加了酒花的密度，减小体积，同时降低了它的比表面积。利于贮藏和防止氧化。1.2.3水四川理工学院毕业设计71.水处理的原因从天然水源得到水都是含有大量的各种杂质的非纯水。需要处理后才能满足生产要求，用于生产。2.酿造水处理工艺流程：自来水（井水）→普通过滤器→活性碳过滤器→离子交换树脂过滤器→精密过滤器→酿造用水3.酿造水质量指标色：无色透明度：透明味：无味溶解盐150～200mg/lph6.00～6.30总碱度10～50mmol/l碳酸盐硬度0～2°总硬度2～7非碳酸盐硬度2～5细菌数≤100个/ml大肠菌群≤3个/L1.2.4粉碎1.粉碎的目的：可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用。使麦芽的不容性物质进一步溶解。2.粉碎方法：湿粉碎3.技术条件麦芽粉碎度愈粗，浸出率愈低要求：谷皮破而不碎，胚乳部分愈细愈好。对溶解不良的麦芽更应如此。4.粉碎设备大米、麦芽均用湿法粉碎机1.2.5糖化糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物(淀粉、蛋白质、核酸、半纤维素等及其分解中间产物)，通过麦芽中各种水解酶作用以及水和热力作用使之分解并溶于水的过程。原料麦芽的冷水浸出物，仅占17％左右，非发芽谷物更少。经过糖化过程的酶促分解和热力的作用，麦芽的浸出率提高到75％～80％，大米的无水浸出率提高到90％以上糖化过程提高了原料和辅料的浸出率。糖化过程中原料和辅料的分解深度即分解产物的基本要求是：淀粉被最大限度的分解成可溶性无色糊精和麦芽糖等可发酵性糖类，二者之间有一定的比例。淀粉的分解产物站到麦汁组成的90％以上。麦汁中以麦芽糖为主的可发酵糖类供四川理工学院毕业设计8酵母发酵产生酒精及副产物，低聚糊精是构成啤酒残余浸出物的主体，它给啤酒带来粘度和口味的浓醇性。啤酒原料的利用率主要取决于淀粉的利用率，优良的糖化工艺可使淀粉分解以后99％进入麦汁