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1、目 录第1章 绪 论21.1 精酿啤酒概述21.2 设计概述31.2.1计选题依据31.2.2设计任务书31.2.3 指导思想31.3 厂址选择41.3.1佛山市三水区地理环境41.3.2环境保护方案4第2章 生产工艺的选择与论证42.1 啤酒生产的工艺流程及设备流程42.1.1生产工艺流程图42.1.2设备流程42.2 啤酒酿造原料的选择52.2.1原料的选择52.2.2酿造水52.2.3酒花的选择52.3 糖化工艺的选择及论证62.3.1麦芽的制作和粉碎62.3.2糖化方法的选择及论证62.3.3麦芽醪的过滤72.3.4麦汁的煮沸和酒花的添加82.3.5麦汁的处理92.4 发酵工艺92.4
2、.1啤酒酵母102.4.2发酵工艺曲线102.4.3工艺的论证102.5 啤酒的过滤和贮酒112.5.1过滤的目的112.5.2过滤的方法112.5.3贮酒122.6 啤酒的包装122.7 成品啤酒的质量12第3章 啤酒生产工艺计算14第4章 啤酒生产设备选型计算264.1 啤酒生产设备论证264.1.1设备的组合方式论证264.1.2糖化设备组合方式的综合比较264.2 啤酒生产设备选型计算274.3 重点设备设计计算（糖化锅）334.3.1糖化锅主要尺寸334.3.2内薄壁圆筒底的强压度设计344.3.3椭圆形封头设计354.3.4管径计算354.3.5设备的开孔补强设计364.3.6搅拌
3、功率的计算374.3.7糖化锅加热面积的计算384.3.8法兰的选择394.3.9支座的选择394.3.10人孔、视镜设计404.3.11CIP清洗管路的设计40第5章 啤酒工厂三废治理415.1 废水处理415.2 防尘、除尘435.3 噪音的防治43第6章 啤酒生产副产物的综合利用446.1 麦糟的回收和利用446.2 回收啤酒酵母456.3 二氧化碳回收45结 论46参考文献47附 录48致 谢50第1章 绪 论1.1 精酿啤酒概述啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，主要原料为大麦，而且营养丰富，人们适量饮用时，酒精对人体的毒害相对较小。啤酒的历史悠久，大约起源于9千年前的中东和古埃及地区
4、， 后跨越地中海，传入欧洲。19世纪末，随着欧洲强国向东方侵略，传入亚洲。中国近代啤酒也是这个时期传入的。改革开放三十年来，中国啤酒工业迅猛发展。2008年啤酒产量为4103.09万kL，连续七年超过美国成为世界第一啤酒生产主消费大国。然而，在众多的啤酒产品中，精酿啤酒可谓独树一帜，为啤酒行业的发展增添了生机。2009年对于美国啤酒市场来说是极其糟糕的一年，出货量较2008年下降22%，创出上世纪50年代中期以来的最大跌幅。但并不是所有啤酒厂产量都在下滑，受创最重的是那些大生产商，安海斯-布希在全国的销量下降21%，米勒康胜下降19%。这两大巨头把控了近80%的美国啤酒市场。与此同时，美国精酿
5、啤酒出货量却增长了近9%，精酿啤酒生产商纷纷扩大产能，开拓新市场。2012年美国精酿啤酒出口增长72%，创下历史新高。“消费者认为精酿啤酒是创新的引领者，同时也是高质量啤酒的象征”，美国啤酒协会首席执行官Bob Pease 说到，随着人们对啤酒消费越来越精于求精和个性化化选择，使得原有的大产量生产模式遭到挑战，而定位更精细更个性化的精酿啤酒则迎来发展高潮。1.2 设计概述1.2.1计选题依据根据生命科学与工程学院生物工程毕业设计任务书和啤酒厂设计规范QB6004-92，进行设计。1.2.2设计任务书本次设计为年产1万吨精酿啤酒厂糖化车间的设计（重点设备-糖化锅）。1.2.2.1工艺选择啤酒生产
6、工艺的选择；啤酒糖化工艺的选择 ；物料，水，热，冷的平衡计算；设备尺寸的计算；啤酒厂的副产物利用和三废治理；1.2.2.2绘图内容啤酒厂糖化车间生产工艺流程图；糖化车间平面布置图；重点设备装配图糖化锅。1.2.3 指导思想设计是在确定工艺方法及流程和设备选型时，参考了实习单位的情况，工艺上力求合理性和先进性，设备上根据实际尽可能采用先进的生产设备。通过先进的技术，自动化、机械化的生产控制，来减轻繁重的体力劳动和提高劳动力生产率，并采用已经成熟的生产工艺技术和设备，使工厂建成后能够顺利投产。经济上，因地制宜的采用适合的管理方法，降低能耗，减少污染，保护环境，选用合适的产品，减少浪费，还要考虑职工
7、的生活便利。设计工厂整体要做到投资少、成本低、见效快的效果。1.3 厂址选择本次设计的是1万吨的啤酒厂，从啤酒的生产和销售角度考虑，将厂址选在广东省佛山市三水区某工业园区，其交通发达，水、电丰富，紧邻广州，啤酒消费量大。1.3.1佛山市三水区地理环境广东省佛山市三水区位于广东省中部，珠江三角洲西北端。因西、北、绥江在境内回流，故名三水。（1）得天独厚的优质水源和优美的生态环境：西、北、绥江在三水境内汇流，主要江河每年流经境内的水量2891.9亿立方米。（2）发达的交通设施：三水水陆交通发到，毗邻港澳，东距广州市中心城区仅35公里；广三铁路、三茂铁路和321国道、广三、广肇高速公路横贯市区，三水
8、大道一级公路纵贯全区。设有三水海关，建有对外集装箱口岸码头，可靠泊3000吨级船舶的三水港，进口货物保税仓、港澳货运车辆检查场和大型铁路货场。（3）三水位于广东中部，其辐射区域广，加之交通网络发达，极有利于产品运往各消费市场及生产原料的运入。（4）三水区的综合成本优于同区域其他城市，其水价、电价、污水处理费等综合起来比珠江角多个城市相比更有竞争力,s三水区人力资源丰富，专业技术人员能充分满足需求，其劳动成本低于其他珠三角城市。1.3.2环境保护方案工厂应设有必要的环保方案，距大型的化工厂等重污染工厂较远，工厂选在远离市中心的，水源丰富的地区，而且可以尽量减少大气污染和水污染。要有完善的污水处理
9、系统，三废排除要符合国家标准。工厂重视绿化厂区，美化厂区，争做现代化企业。第2章 生产工艺的选择与论证2.1 啤酒生产的工艺流程及设备流程2.1.1生产工艺流程图麦芽 粉碎 糖化 过滤 煮沸 回旋沉淀 麦汁的冷却 薄板换热器 发酵 过滤 无菌灌装2.1.2设备流程麦芽粉碎机糖化锅过滤槽煮沸锅 回旋沉淀槽 洗瓶机 清酒罐 硅藻土过滤机 发酵罐 薄板换热器 灌装机 贴标机 装箱机2.2 啤酒酿造原料的选择2.2.1原料的选择麦芽是啤酒生产的开始，麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒的质量。本次设计选用合格品麦芽为原料，成品麦芽出炉水分5%，本设计选用的麦芽水分为5%。本设计采用全麦芽，不使用辅料。
10、因为虽然使用部分辅料可降低生产成本，但会增加着色麦芽和糖色的用量，有时还会引起成品酒口感方面的缺陷。感官要求：淡色麦芽淡黄色，有光泽，具有麦芽香味，无异味，无霉粒；着色黑麦芽具有麦芽香和焦香味，无异味，无霉粒，理化标准。2.2.2酿造水啤酒生产用水主要包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。加工水中投料水、洗糟水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒的重要原料之一，在习惯上称酿造水。啤酒酿造水的性质主要取决于水中溶解盐类的种类和含量、水的生物学纯净度及气味。它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响。因此，必须重视酿造用水的质量。除必须符合饮用水标准外，还要至少应达到表2-1所列各项指标的要求。表2-1
11、酿造用水的质量标准序号项目单位标准1色度无色透明无沉淀2味度无异臭味3pH16.5-7.54总盐mg/l m/l50-2005硬度度暂时硬度0-3；永久硬度3-5；总硬度2-82.2.3酒花的选择酒花的化学组成中，对啤酒酿造有特殊意义的有三大成分为酒花精油、苦味物质和多酚。根据设计要求，选取优质符合QB1668-93标准的一级颗粒酒花。色泽：浅黄绿色，有光泽，褐色花片少于2%。香气：富有浓郁的啤酒花香气，无异杂气味。花体完整度：花体基本完整。夹杂物：梗、叶等无害夹杂物不超过1.0%。匀整度：颗粒均匀、散碎度4.0%。硬度：60。崩解时间：10s。水分：8.0%12%。-酸含量（以干态计）：5.
12、0%7.0%。-酸含量（以干态计）：3.0%4.1%（参考值）。2.3 糖化工艺的选择及论证2.3.1麦芽的制作和粉碎1.焦香麦芽的制作方法：将回潮成品淡色麦芽水浸810h，捞出沥干，然后装人转筒式炒炉，缓慢升温至5055保持60min，使蛋白质分解，再升温至6570保持60min，然后在30min内升温到170200，维持1520min使之产生类黑精物质，再用文火炒2030min，直至麦芽外观完全符合规定的标准。2.麦芽的粉碎可分为干法粉碎，湿法粉碎，回潮干法粉碎。本次设计采用的是连续浸渍湿法粉碎。 优点：连续浸渍，浸渍和粉碎是连续作业，自动化程度较高，可实现对工艺参数的自动调节和计量显示，
13、以及故障的控制。连续浸渍湿式粉碎改进了原来湿式粉碎的两个缺点，麦芽浸渍时间比湿法粉碎要短的多，溶解均匀一致。缺点：结构复杂，价格高，维修费高，粉碎电负荷峰值大，粉尘损失大。2.3.2糖化方法的选择及论证糖化是将淀粉水解成可溶性糊精和可发酵性糖。糖化方法是指麦芽和非发芽谷物原料的不溶性固形物转化成可溶性的、并有一定组成比例的浸出物，所采用的工艺方法和工艺条件：它包括配料浓度、各物质分解温度、PH、热煮出的利用等，常常还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。现在的啤酒厂一般采用浸出糖化法。其方法的选择取决于原料的质量，产品的类型，设备状况等多种因素。因为本次设计的任务是140P黑啤酒，由于用全麦芽，我选
14、择了升温浸出糖化法。升温浸出糖化法,完全依靠麦芽中水解酶对麦芽成分的逐段升温分解。各段温度段的保留时间,完全取决于此段作用酶的含量及麦汁组成分的要求。其曲线变化较多。升温浸出糖化法,由于麦芽醪未经煮沸分解,因此, 要求麦芽发芽率高,溶解充分。若麦芽溶解差(麦尖部分溶解不足)或发芽率低,就很难将其生淀粉通过酶而溶解,因此,会影响麦汁收率。糖化曲线如图2-1原料的配比：麦芽100%粉碎前浸泡60秒糖化：在糖化中,麦芽的糖化分解,采用二段式糖化。首先经过62.5糖化,此温度下糖化,麦芽中核苷酸、内切肽酶及-淀粉酶均有活性,促进了核酸分解（形成核苷酸、及嘌呤、嘧啶）；内切肽酶还有一定活性,可补充蛋白质的分解,形成较多的可溶性氮（多肽）；-淀粉酶在此段温度有最高活性,有利于形成较多的可发酵性糖。此休止一般为2040min。随后再升至70进行第二段糖化,主要发挥-淀粉酶的催化作用,提高麦汁收率。二段温度糖化分解,对提高麦汁发酵度十分有利。2.3.3麦芽醪的过滤糖化结束后，应尽快地把麦芽汁和麦糟分开，以得到清亮和较高收得率的麦芽汁，避免影响半成品麦芽汁的色香味。因为麦糟中含有的多酚物质，浸渍时间长，会给麦芽汁带来不良的苦涩味和麦皮
