年产6万吨9度淡色啤酒糖化工艺及车间布置设计.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除年产6万吨9度淡色啤酒糖化工艺及车间布置设计学 生:学 号:专 业:生物工程班 级:指导教师: 学院 年 月【精品文档】第 39 页摘 要啤酒是世界上产量最大、酒精含量最低、营养非常丰富的酒种。我国对啤酒的定义为:以麦芽(包括特种麦芽)为主要原料,加酒花,经酵母酿制而成得,含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度的发酵酒(低醇啤酒酒精度除外)。本设计是对年产6万吨9度淡色啤酒糖化工艺及车间布置设计。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(工艺技术指标及基础数据)、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
2、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(包括糖化锅、糊化锅、过滤锅、煮沸锅、回旋沉淀槽)。绘制糖化车间设备平面布置图、糖化车间带控制点流程图和全厂工艺流程方块图。关键词 啤酒 ;糖化车间 ;设计ABSTRACT Beer is the world largest and alcohol yield minimum, nutrition is rich in alcohol. Our countrys beer defined as: with malt (including special ma
3、lt) as main raw materials, add hops, made in the yeast, contains carbon, foaming, low of alc three alc (low alcohol beer except alc).This design is a production capacity of 60,000 tons of nine degrees ale saccharification process and workshop layout design. Mainly include beer production process des
4、ign, process calculation, saccharification workshop material calculation (process technical indicators and basic data), saccharification workshop heat calculation (glycosylated water burn calories, the first mash boiled rice consumption of calories, the second boiling temperature before the heat con
5、sumption of mixed mash, mash boiled rice consumption of the second heat, wash water tank heat loss, wort boiling heat loss, a total heat loss glycosylated, glycosylated a steam consumption, steam alone consumption), and steam equipment design and selection (including glycosylated pot, paste pot, fil
6、ter pot, boiling pot, swing sedimentation tank). Draw saccharification workshop equipment layout, saccharification workshop with flow chart and plant control process block diagram.Key words Beer; Saccharification workshop ; design目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 啤酒的起源11.2 我国啤酒工业发展简况11.3 啤酒的种类11.3.1 根据啤酒酵
7、母的性质分类21.3.2 根据啤酒的色泽分类21.3.3 根据原麦汁浓度分类21.3.4 根据是否巴氏杀菌分类21.3.5 特种啤酒3第2章 全厂工艺流程及工艺参数的选择及论证42.1 麦芽汁制备42.1.1 主物料选取42.1.2 辅助物料选取42.1.3 酒花52.1.4 水52.1.5 粉碎62.1.6 糖化62.1.7 麦汁煮沸与酒花添加102.1.8 热凝固物的分离112.1.9 麦汁冷却112.1.10 麦汁充氧112.2 啤酒发酵112.2.1 酵母菌的选择及扩大培养122.2.2 啤酒发酵122.2.3 啤酒过滤142.3 啤酒包装142.3.1 验瓶152.3.2 啤酒灭菌1
8、52.3.3 验酒152.3.4 验酒后的啤酒粘标,装箱,出厂销售。16第3章 全厂物料衡算、糖化车间热量衡算、耗水量计算173.1 全厂物料衡算173.1.1. 100kg原料(70麦芽、30大米)生产9P淡色啤酒的物料衡算173.1.2. 生产100L9P淡色啤酒需进行的物料衡算193.1.3. 年产6万吨9P啤酒厂的物料衡算203.2 热量衡算213.2.1 糖化用水耗热量Q1223.2.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2233.2.3 第二次煮沸前混合醪升温到70的耗热量Q3243.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4253.2.5 洗糟水耗热量Q5263.2.6 麦汁煮沸过程耗热量Q626
9、3.2.7 糖化一次总耗热量 Q总273.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D273.2.9 糖化过程每小时最大蒸汽量Qmax273.2.10 蒸汽单耗273.3 耗水量的计算283.3.1 糖化用水283.3.2 洗糟用水量283.3.3 糖化室洗刷用水量283.3.4 沉淀槽冷却用水量283.3.5 沉淀糟洗刷用水293.3.6 麦汁冷却器冷却用水293.3.7 麦汁冷却器冲刷用水293.3.8 酵母洗涤用水(无菌水)293.3.9 发酵室洗刷用水303.3.10 贮酒室洗刷用水303.3.11 清酒罐洗刷用水303.3.12 过滤机用水303.3.13 洗瓶机用水303.3.14 装酒机用水30
10、3.3.15 杀菌机用水313.3.16 其它用水31第4章 糖化车间相关设备计算与选型324.1 麦芽暂贮箱324.2 麦芽粉贮箱324.3 大米暂贮箱334.4 大米粉贮箱334.5 糊化锅344.6 糖化锅344.7 过滤槽354.8 麦汁暂贮罐364.9 麦汁煮沸锅364.10 回旋沉淀槽364.11 粉碎设备37第5章 车间布置设计38设计总结39参考文献40致 谢41第1章 绪论1.1 啤酒的起源啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮,东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之距今手,至少已有6000多年的历史。早
11、在公元前3000年左右的埃及古王国时代,已经有作为饮料的麦酒(啤酒)和葡萄酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒,一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实,在古王国时代的墓葬中,不论是国王、贵族或平民,都将酒作为随葬品。自此之后,世界酒业彼此影响,飞速发展,经历了封建时代和工业社会,形成三大酒系(酿造酒、蒸馏酒和配制酒),精品众多,各国都有名闻世界的独特产品1。1.2 我国啤酒工业发展简况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
12、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。1.3 啤酒的种类啤酒是世界上生产和消费量最大的酒
13、种,全世界约有150多个国家和地区生产啤酒。啤酒的类型很多,分类的方法也有很多,现介绍几种主要的分类方法。1.3.1 根据啤酒酵母的性质分类根据啤酒酵母的性质,人们将啤酒分为下(底)面发酵啤酒和上面发酵啤酒。下面发酵啤酒是指发酵结束后酵母沉降到发酵容器(发酵罐)底部,采用的酵母称为“下面酵母”(或底面酵母)。目前国际国内市场除少量上面发酵啤酒外,其余都属于下面发酵啤酒。上面发酵啤酒是指发酵结束后酵母上升到发酵液(发酵池)表面,采用的酵母称为“上面酵母”。典型的有小麦啤酒、白啤酒。1.3.2 根据啤酒的色泽分类啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标,按色度的深浅可将啤酒分为三类。(1)淡色啤酒 色度为
14、5.014.0EBC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15.040.0EBC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40.0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的差异。1.3.3 根据原麦汁浓度分类低浓度啤酒,原麦汁浓度小于7P;中浓度啤酒,原麦汁浓度711P;全啤酒
15、,原麦汁浓度1114P;强烈啤酒,原麦汁浓度大于16P。1.3.4 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。多为瓶装或罐装,保质期可达180天。1.3.5 特种啤酒(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
16、前须经冰晶化处理,其口味纯净,保质期浊度不大于0.8EBC。(3)低醇啤酒 酒精度为0.6%-2.5%(体积分数)的啤酒。(4)小麦啤酒 以小麦麦芽为主要原料(占总原料的40%以上),采用上面发酵或下面发酵酿制的啤酒。(5)浊啤酒 在成品中含有一定量的活酵母菌,浊度为2.0-5.0EBC单位的啤酒。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,耗水量的计算以及设备的设计及选型。最后画上全厂工艺流程图、糖化车间带控制点工艺流程图和车间平面布置图。第2章 全厂工艺流程及工艺参数的选择及论证 啤酒的生产主要包括麦芽制备、麦汁制造、发酵、后处理及包
17、装四大工序,每一个部分都很重要。目前很多啤酒企业都是从外购买麦芽,因次本设计中麦芽制备工艺略掉不提。2.1 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。 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2.1.1 主物料选取 啤酒生产主要原料为大麦,目前很多厂都在外面购买麦芽,而不是自主制备麦芽,而麦芽的性质决定啤酒的性质,因此,麦芽的选择尤为重要。本设计选用浅色贮藏啤酒麦芽。2.1.2 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
18、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比例的辅料。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,可提高啤酒的泡持性。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: 我国生产啤酒一般都是用谷类辅助原
19、料,多数用大米,个别厂用玉米,其最低用量为10-15%,最高为40-50%,多数为20-30%,只有极个别长是用部分蔗糖为辅助原料。啤酒工业手册1P287本设计选用大米用量为30%。2.1.3 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56mm,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,提高了酒花利用率,便于运输、贮藏和防止氧化。2.1.4 水1.水处理的原因从天然水源
20、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 150200mg/l ph 6.006.30总碱度 1050mmol/l 碳酸盐硬度 02总硬度 27 非碳酸盐硬度 25细菌数 100个/ml 大肠菌群 3个/L2.1.5 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:湿粉碎和干粉碎。3.麦芽粉碎:本设计选用连续浸渍湿粉碎。 选择理由: 湿粉碎具有以下优点:谷皮
21、破而不碎,滤层较疏松,采用过滤槽可缩短麦汁过滤时间约20%;糖化浸出物收得率较干粉碎增加约0.7%;对溶解不良的麦芽可提高其浸出物收得率;允许较高的投料量,糟层高达60cm而不致影响过滤时间和收得率;如浸渍水弃置不用,酒的风味柔和,胜于干粉碎。而连续浸渍湿粉碎不仅使糖化室收得率提高,也改善了麦汁组成,特别是多酚、最终发酵度和碘反应的改善。4.大米粉碎:本设计采用湿粉碎。 技术条件:水分越低越好;粉碎越细越好;粉碎物存放时间不能超过24h,防止发热结块;谷皮破而不碎5.粉碎设备大米、麦芽均用湿法粉碎机2.1.6 糖化糖化是指将麦芽和辅料中不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质、核酸、半纤维素及其分解中间
22、产物等),通过麦芽中各种水解酶作用以及水和热力作用使之分解可溶性低分子物质的过程,提高了原料和辅料的浸出率。2.1.5.1糖化方法有多种:1. 煮出糖化法:兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法,其特点是将糖化醪液的一部分,分批地加热到沸点,然后与其余未煮沸的醪液混合,使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解所要求的温度,最后达到糖化终了温度。根据部分醪液煮沸的次数,分为一次、二次和三次煮出糖化法,以及快速糖化法。 2.浸出糖化法:纯粹利用酶的作用进行糖化的方法。其特点是将全部醪液从一定的温度开始,缓慢分阶段升温到糖化终了温度。浸出糖化法的醪液没有煮沸阶段。2.1.5.2糖化方法的选择依据1.原料
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