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1、 四 川 理 工 学 院课 程 设 计 书题 目 ：年产30万吨8度淡色啤酒厂糊化锅设计 学 生 ：系 别 ：生物工程系 专 业 班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：宗绪岩课程设计任务书设计题目： 年产30万吨8度淡色啤酒厂糊化锅设计 课程名称： 生物工程与设备 专业： 生物工程 班级： 学生姓名： 学号： 接受任务时间： 2014.12.29 指导教师（签名）： 教研室主任： （签名）1. 设计原始数据原料配比：70%麦芽，30%大米；麦芽含水量5%，大米含水量11%；原料利用率98.5%，无水浸出率麦芽75%，大米95%； 每年生产旺季产量占全年总产量的70%.2课程设计的主要内容及基本
2、要求 (1).主体设备生产车间工艺论证；(2).主体设备相关物料、热量衡算；(3).主体设备设计计算及选型； (4).图纸：主体设备装配图。3主要参考文献(1). 顾国贤.酿造酒工艺学.中国轻工出版社，1996年(2).管敦仪.啤酒工业手册（上中下）.中国轻工出版社，2002年(3).吴思方主编 发酵工厂工艺设计概论 中国轻工业出版社 2005年(4).梁世中主编 生物工程设备 中国轻工业出版社 2005年(5).化工设备设计全书(6).机械工程手册（第二版）4进度安排序号课程设计各阶段名称起 止 日 期1工艺论证12.2912.302工艺计算12.311.23主体设备设计1.31.54图纸绘
3、制1.61.75说明书撰写1.81.9注：本表在学生接受任务时下达，一式两份，一份交学生，一份交教学办保 目录第一章 啤酒生产工艺论证4第一节 啤酒原料41.1.1酿造用水41.1.2麦芽51.1.3酒花71.1.4其他辅料。8第二节 麦芽汁的制备91.2.1麦芽粉碎91.2.2原料糖化101.2.2麦汁过滤111.2.3麦汁煮沸11第三节 啤酒发酵121.4.1啤酒发酵类型121.4.2啤酒发酵机理131.4.3啤酒发酵中的物质变化13第二章 工艺计算14第一节 物料衡算142.1.1定额指标142.1.2糖化车间物料衡算14第二节 热平衡计算20第三节工艺耗水量计算(含冷却水)26第四节
4、耗冷量的计算29第三章 设备选型及计算31第一节 糊化锅313.1.1容积的计算313.1.2管径的计算323.1.3壁厚的计算353.1.4加热面积的计算363.1.5功率计算39第二节附属设备选型及计算40第四章 参考文献42 第一章 啤酒生产工艺论证 第一节 啤酒原料1.1.1酿造用水水是啤酒酿造最重要的原料，酿造水被称为“啤酒的血液”。酿造水的水质不仅决定着产品的质量和风味，而且还直接影响着酿造的全过程。啤酒酿造水的特性，主要取决于水中溶解盐类的种类和含量，水的生物学纯净度以及气味。它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响，最终还会影响到啤酒的风味和稳定性，因此，正确和合理地处理酿造用水在
5、啤酒生产中具有极为重要的意义。（一） 水源1. 水源的种类及特点自然界存在的天然水是由江、河、湖、海及陆地表面水分蒸发进入大气层的，又以雨、雪、冰雹等降落，有些渗入地下，进行不断地自然循环。如下表所示2. 啤酒厂水源的选择原则（1） 水量充沛和稳定。（2） 酿造用水除了应基本符合我国生活饮用水标准（GB574985）外，还要符合啤酒专业上的一些要求。（3） 冷却用水的水温越低越好。一般来说，啤酒厂大多建在城镇附近，地表水容易受到工农业废水及生活污水污染，因此，啤酒厂的水源应优先考虑采用地下水。（一） 水的质量要求 1.水的硬度及分类 水的硬度是指溶解在水中的钙、镁离子以及碳酸根、碳酸氢根离子、
6、氯离子和硝酸根离子所形成的盐类的浓度。其法定计量单位为mmol/L。 水的硬度的分类方法有两种。（1） 以碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度来分。 碳酸盐硬度即钙和镁的碳酸氢盐溶解于水形成的硬度。由于该硬度的水在加热煮沸时，可分解成溶解度很小的CaCO3和MgCO3沉淀，使水的硬度降低，所以该硬度又称为暂时硬度。非碳酸盐硬度是钙和镁的硫酸盐、硝酸盐或氯化盐等溶解于水形成的硬度。由于加热煮沸也不沉淀，又称为永久硬度。（2） 以钙硬度和镁硬度来分。钙硬度即钙盐所形成的硬度，镁硬度即为镁盐所形成的硬度。钙硬度和镁硬度是硬度指标的基础。2. 水中离子对啤酒酿造的影响水的特性主要由水中所含离子性质决定。这些离子对
7、麦汁组成，发酵性能和啤酒质量有直接或间接的影响。直接影响是指一些具有风味活性的离子，能赋予麦汁和啤酒特定的口感。所谓间接影响是指某些离子会对酶的活力和酵母代谢起作用。3. 对酿造用水的基本要求啤酒酿造用水的水质要求如下表所示：4. 啤酒酿造水的改良和处理 啤酒酿造用水需要符合我国生活饮用水和啤酒酿造用水标准，如果某些水中杂质超过上述两要求，应对酿造水作适当的改良和处理。关于啤酒酿造水的处理办法选择，如下表。水质缺点处理方法选择意见1.悬浮杂质多透明度低（1）机械过滤（2）加絮凝剂过滤絮凝剂不可过量2.单纯暂硬和碱度大（8度）（1）加石灰处理（2）离子交换法或电渗析（1）经济、费时，处理后pH上
8、升；渗析经济，但操作较复杂。4.总盐含量高（500mg/L）总硬度30度（多级处理），石灰法机械过滤电渗析离子交换反渗透根据水质选择其中几个组合5.单纯有机物多、余氯高、耗氧量大活性炭过滤处理前水质应透明，无太多悬浮杂质及胶体杂质6.细菌总数超标（1）砂滤（2）紫外线消毒（3）加氯处理后常用于洗酵母水和稀释用水，使用前脱氯1.1.2麦芽 麦芽是啤酒酿造的主要原料，麦芽的成分和质量对啤酒的色、香、味、泡沫原料收得率以及稳定性都有根本性的影响。一、酿造大麦大麦是啤酒酿造的主要原料。大麦外包谷皮，有利于发芽，酶系统全面，生长遍及全球，适应各种气候，价格低廉，又非主粮，制成的酒更别具风格，故啤酒酿造者
9、一直沿习使用之。（一） 大麦的种类及比较 大麦属于科本科大麦属，它共有30个种。大麦依小穗的排列方式，发育程度以及结实性，可分为六棱、四棱和二棱大麦三种类型。（1） 六棱大麦 麦穗断面呈六角形，6行麦粒围绕一根穗轴而生，其中只有中间对称的两行籽粒发育正常，其左右四行籽粒发育受到挤压，发育迟缓，粒形不正，所以六棱大麦不够整齐，也比较小。 六棱大麦蛋白质含量相对高，淀粉含量低。近年来随着辅料用量增加，已注意到六棱大麦的应用，它可制成含酶丰富的麦芽。（2） 四棱大麦 四棱大麦实际上也是六棱大麦，只是不像六棱大麦那样对称，有2对籽粒互为交错，麦穗断面呈四角形，像在穗轴上形成四行，因此得名。（3） 二棱
10、大麦 二棱大麦是六棱大麦的变种，麦穗扁形，沿穗轴只有对称的2行籽粒，由此得名。二棱大麦籽粒均匀整齐，比较大，淀粉含量相对较高，蛋白质含量相对较低，发芽均一，一般认为是酿造啤酒的最好原料。 本设计选用二棱大麦作为原料进行生产。（二）鉴别大麦质量的方法(1)感观色泽 良好的大麦应有光泽，淡黄，不成熟大麦呈微绿色；受潮大麦发暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蚀的大麦呈灰色或微蓝色。气味 良好大麦具新鲜稻草香味，受潮发霉的则有霉臭味谷皮 优良大麦皮薄，有细密纹道；厚皮大麦则纹道粗糙。麦粒形态 麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物高，蛋白质低，发芽快。杂物 杂谷粒和砂土等应在2以下。(2)物理检验千粒重 以无水
11、物计千粒重应为3040g。二棱大麦教六棱大麦重。千粒重越高浸出物也就越高。粒均匀度 按国际通用标准，2.5mm以上麦粒占85者属于一级大麦，2.52.2者为二级，2.2mm以下的为次大麦，原则上不用作啤酒酿造。胚乳性质 胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态。优良大麦粉状粒为80以上。(3)化学检验水分 测定水分是计算干物质的基础。原料大麦水分不能高于13，否则不能储藏，易发生霉变，呼吸损失大。蛋白质 蛋白质含量一般要求为912。蛋白质含量过高，制麦不易管理，易生成玻璃质，溶解度差，浸出物相应也低，成品啤酒易混浊。浸出物 间接衡量淀粉含量的方法，一般为7280（干物质计）二、麦芽的保存与
12、管理（1）不同品种和不同等级的大麦要分别存放，编号保管。（2）保管的大麦要做到先进先出，避免某些大麦积存时间过长造成损失。（3）保管时要注意检查麦温，必要时进行倒仓，以利于通风和降温。（4）注意消灭虫害和鼠患。1.1.3酒花 酒花，学名蛇麻，又名忽布，在植物学上属于荨麻目大麻科葎草属。啤酒花能赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味，增加麦汁和啤酒的防腐能力，增加啤酒的泡特性，将酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。因此，酒花是啤酒酿造过程中必不可少的物质。一、酒花的主要化学成分。 酒花的化学组成中，对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为酒花精油、苦味物质和多酚。
13、酒花的苦味物质是提供啤酒愉快苦味的物质，在酒花中主要指-酸、-酸以及一系列氧化、聚合产物。 酒花精油是酒花腺体另一重要成分，它经蒸馏后成黄绿色油状物，是啤酒重要的香气来源，特别是它易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分。它的主要成分是单萜烯和倍半萜烯及少量的醇、酯、酮等化合物。 酒花中的多酚类物质约占总量的4%8%，他们在啤酒酿造中的作用为：（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物（3）在后酵和贮酒直至灌瓶以后，缓慢和蛋白质结合，形成汽雾浊及永久混浊物（4）在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。二、酒花的贮藏。 只有在一定的贮存条件下，酒花才能在一定的贮存时间内保持其有效成分不发生变化。许多环境因素如微生物的侵害、空气中氧的作用以及较高的温度和湿度均能加速酒花的变质和氧化，另外光线对酒花的贮存也是有害的，它可以使酒花的颜色变白。因此，只有在低温、隔氧、避光和干燥的环境中贮存酒花，才可以较长地保持其色泽、香味和-酸含量。 归纳起来，酒花的贮存应注意以下几点：（1） 酒花包
