年产10万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计

年产10万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计

一、啤酒生产相关知识简介

1.1

啤酒酿造工艺流程

图1 啤酒酿造图

1：原料贮仓 6：大米筛选机 11：麦糟贮罐 16：空气过滤器 26：罐装机

2：麦芽筛选机 7：大米粉碎机 12：煮沸/回旋槽 17：酵母培养及添加罐 27：啤酒杀菌机

3：提升机 8：糊化锅 13：外加热器 18：发酵罐 28：贴标机

4：麦芽粉碎机 9：过滤槽 14：酒花添加罐 19：啤酒稳定剂添加罐 29：装箱机

5：糖化锅 10：麦糟输送 15：麦汁冷却器 20：缓冲罐 25：洗瓶机

21：硅藻土添加罐 22：硅藻土过滤机 23：啤酒清滤机 24：清酒罐

1.2 1.3

酿造啤酒的原料 麦汁的制备

酿造啤酒的主要原料是大麦，水，酵母，酒花。

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。

1.4 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，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。

二、 30000t/a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。

2.1 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

2.2 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30000t/a啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。

表1 啤酒生产基础数据

(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)

2.4 生产100L10°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： （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)

2.5 30000t/a 10°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。

三、 30000t/a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）

3.1

糖化用水耗热量Q1 根据工艺，糊化锅加水量为：

G1=（791.5+158.3）×4.5=4274.1(kg)

式中，791.5kg为糊化一次大米粉量，158.3kg为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%）

图3 啤酒厂糖化工艺流程图

而糖化锅加水量为： G2=1688.54×3.5=5909.89(kg)

式中，1688.54kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即1846.84-158.3=1688.54(kg) 而1846.84kg为糖化一次麦芽定额量。 故糖化总用水量为：

GW=G1+G2=4274.1+5909.89=10183.99(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)=10183.99×(50-18) 4.18=1362210.5(KJ) (2)

3.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2

由糖化工艺流程图（图3）可知: Q2= Q21＋Q22＋Q23 (3)

3.2.1 糖化锅内米醪由初温t0加热到100℃的耗热量Q21

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） =(791.5×1.87+158.3×1.71+4274.1×4.18]/( 791.5+158.3+4274.1)

=3.76 KJ/(Kg·K)

(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）

=[(791.5×1.87+158.3×1.71) ×18+4274.1×4.18×50]/（5183.9×3.76）

=47.5℃

其中G米醪 =791.5+158.3+4274.1=5183.9（kg）

陈新

（3）把上述结果代如1中，得：

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Q21=5183.9×3.76（100-47.5）=1023301.86 KJ

3.2.2 煮沸过程蒸汽带出的热量Q22

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=5183.9×5%×40/60=172.80 Kg …… 此处隐藏：8323字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……