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1、北京理工大学珠海学院-生物工程课程设计1 绪论1.1 设计依据 我国啤酒质量标准GB 49271991等国家啤酒生产的相关规定； 计任务书； 我国普遍使用的相关设计和设备的技术规范。1.2 设计指导思想 采用成熟、先进的工艺技术，合理设计，产品符合我国啤酒质量标准GB 49271991，保证产品质量，争取效益最大化。 提高生产机械化、自动化的水平，提高资源的综合利用率，降低能耗，回收啤酒的副产物。 适应消费者的需求，采用瓶装、罐装、桶装等包装规格。1.3 设计范围 完成设计说明书一份，图纸三份。 设计说明书内容：总论；工艺流程选择论证，生产方法，工艺条件说明；物料衡算，热量衡算；主要设备设计及
2、选型；水、电、汽、制冷量估算及有关设备选型。绘图内容：发酵车间工艺流程图；发酵车间设备平面布置图； 发酵罐装配图。1.4 厂址选择 厂址的选择要符合城市规划和微生物发酵对环境的要求。 工厂靠近原料产地、水源和电源。 有一定的基建施工条件和良好的交通运输条件。 有利于三废的处理。1.5 主要工艺参数1、生产规模年产3万吨啤酒，全年生产300天。2、发酵周期锥行发酵罐低温发酵24天。 3、原料配比 麦芽70，大米30 4、啤酒质量指标 理化要求按我国啤酒质量标准GB 49271991执行，卫生指标按GB 4789.14789.28执行。 12啤酒理化指标 外观 透明度：清亮透明，无明显悬浮物和沉淀
3、物 浊度，EBC1.0 泡沫 形态：洁白细腻，持久挂杯 泡持性S180 色度 5.09.5 香气和口味 明显的酒花香气，口味纯正、爽口，酒体柔和，无异香、异味 酒精度（m/m） 3.7 原麦汁浓度（m/m） 120.3 总酸 mL/100mL 2.6 二氧化碳（m/m） 0.40 双乙酰 mg/L 0.131.6 生产管理制度 1、生产计划 本厂位于南方地区，产品也主要面向华南地区，一年四季啤酒的销售变化不是十分明显，所以产量评价分配，每月产量相同，一年生产300天，每月生产25天，每天糖化6次。 2、工作制度和劳动定员 各生产车间和行政部门一班制，保安和消防人员三班制。表1.1 管理部门部门
4、 人数 部门 人数厂长室 2 行政部 2人事部 3 市场销售部 15财务部 3 生产管理部 10计划部 2 消防保卫部 2合计：39 人表1.2 生产部门车间 人数 车间 人数酿造车间 15 制冷车间 10包装车间 30 化验室 5动力车间 10 运输站 20机修车间 5 污水站 3合计：98 人其他：10 人 全厂总计：147 人1.7 三废处理及综合利用 麦芽槽的麦芽可以作为饲料，回收酵母泥制成干酵母，作为饲料。 采用一套全自动二氧化碳回收出来系统，回收、处理发酵中产生的二氧化碳，用于啤酒的充气和装瓶。 糖化及粉碎用水可以用麦汁冷却及二次蒸汽的冷凝水。 锅炉排出的灰渣，收集后供附近的砖厂加
5、工为轻质砖。锅炉烟道气经消烟除尘达国家排放标准后排入大气。 生产废水经污水处理站处理，符合国家排放标准，排入河沟。 粉尘经旋风分离器处理后用麻袋收集，可用于改良建筑材料。1.8 经济技术指标1、本生产线在核心设备上采用先进的设备，对于质量的保证提供了坚实的物质基础。 2、本生产线在糖化、发酵、酵母、瞬时巴氏杀菌等关键部位采用PLC电脑自动控制，操作人员有较高的技术技能。 3、生产线采用了大量的能源节约措施，如煮沸二次蒸汽回收，所有蒸汽冷凝水回收利用，瞬时巴氏杀菌等。 4、本生产线在各工序的物料交接点安装了计量器具，自动记录和生成各项消耗报表，便于管理人员监控和发现生产中存在的问题。2 工艺流程
6、的选择及论证2.1 原料2.1.1 麦芽 大麦是啤酒生产的最重要的原料，先将其制成麦芽，再用于酿酒，麦芽不仅含有较高的淀粉，而且为糖化生产提供了各种丰富的酶系和含氮物质，为后续发酵过程提供良好的物质基础1。 现今社会的社会分工越来越细，各生产要素越来越专业化。本啤酒厂采用优质一级以上浅色麦芽，粒大皮薄，有明显的麦芽香味、无异味。质量指标如下：夹杂物（质量）0.5 水分（质量）5.0 氨基酸mg/100g150 糖化力wk250 糖化时间(min)10 色度EBC 2.53.5 煮沸色度EBC8.0 浸出物%(质量)79.0 粗细粉差%2.0 粘度Mpa*s1.602.1.2 酒花 酒花对啤酒的
7、质量十分重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，影响啤酒的口味和香气，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫的起泡性和泡持性，能增加麦汁和啤酒的生物稳定性，而且有一定的防腐和澄清麦汁的能力。 啤酒厂直接使用酒花的比例越来越少，新的酒花制品不断受到厂家的欢迎。酒花制品具有以下优点：酒花制品所含有效苦味成分酸高，在无氧低温下储存，酸损失小，便于运输和长期储藏，费用低；酒花制品质量稳定；使用酒花制品可以提高有效成分利用率；酒花制品可实现自动计量添加1。 酒花制品包括酒花粉末、颗粒酒花、颗粒酒花等。 酒花粉的体积比整酒花的体积并没有缩小太多，使用不方便，易损失，故较少使用。通常把粉状酒花加工成颗粒酒花
8、。颗粒酒花与粉末酒花相比，体积和质量减少，便于运输和储藏。颗粒酒花已成为世界上使用最广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的50以上1。本设计采用颗粒酒花。2.1.3 酵母酵母在麦汁中起物质转化作用。采用嘉士伯酵母，该酵母是汉生氏从丹麦嘉士伯啤酒厂分离培养出来。使用的酵母为嘉士伯一号，细胞椭圆形，菌体大小为（710）（35）微米，发酵度高。2.1.4 水 工厂用水一部分用于酿造啤酒，包括投料用水、洗槽水、啤酒稀释用水等，而大部分用于冲刷、清洗及冷却系统用水。啤酒含量最多的成分是水。水中各种离子在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。 啤酒厂水源选择的依据是符合我国生活饮用水标准（GB57491
9、985）；水量应充足稳定；冷却用水的水温越低越好；在符合经济性的前提下尽可能采用地下水，地表水水质不稳定。地表水最大的缺点是水中含有盐很少，水质软，缓冲能力差，一般pH值较低，对铁制和钢制设备有腐蚀作用。2.1.5 辅料 啤酒生产中的辅料有大米、玉米、小麦、糖和淀粉糖浆等。辅料的质量对啤酒的品质影响很大2。麦芽的价格远高于不发芽的大米、玉米、小麦等谷物，在麦汁制造过程中采用合适比例的辅料，可提供廉价的浸出物或糖类，虽然增加辅料加工设备，加大热能消耗，有时要添加酶制剂等增大费用，但减少麦芽的使用量，总成本降低，所以使用辅料具有经济性3。辅料在糖化时使用的配比在2050之间。 大部分辅料含很少的可
10、溶性氮，几乎没有增多麦汁中的含氮成分，所以可以降低麦汁总氮，提高啤酒的非生物稳定性2。由于本啤酒厂地处南方地区，盛产大米。而且用大米作辅料生产的啤酒，色度低、口味清爽、泡沫细腻、非生物稳定性高，故采用大米作为辅料。2.2 生产工艺流程的选择及论证 啤酒厂的生产工艺主要包括麦汁的制备和啤酒的发酵。 麦汁的制备主要在糖化车间进行。粉碎后的麦芽和辅料和水混合进入糖化锅和糊化锅，原料中的非水溶性物质在酶作用下，经过糖化、糊化过程被分解为水溶性浸出物。滤槽将麦汁中的水溶性浸出物和非水溶性麦槽等物质分开。麦汁经煮沸加入颗粒酒花，然后经迴旋沉淀槽将热麦汁与热凝固物分离。分离后的麦汁进入薄板冷却器冷却，再利用
11、过滤设备等分离出麦汁中的冷凝固物4。麦芽汁组分直接影响酵母生长、发酵，进而影响啤酒的风格和风味稳定性5。处理后的麦汁进入发酵罐发酵。2.2.1 麦汁的制备 热水 蒸汽 麦槽贮槽大米粉糊化锅 蒸汽 麦槽 7585 热水洗槽 麦芽粉浆糖化锅 板框式压滤机 颗粒酒花 麦汁暂存罐薄板热交换器煮沸锅蒸汽 冰水 供O2 煮沸锅迴转沉淀槽麦汁冷却器发酵罐 二次蒸汽 热凝固物 80 热水罐 冷水冷凝器90 热水罐图2.1 麦汁制备流程图1、原料的粉碎及输送原料经过粉碎后，有较大的比表面积，物质更容易溶解和分散在水中，加速物料的溶解和酶的反应。 麦芽 麦芽立仓 精选筛 除铁器 麦芽定量秤 湿式粉碎机 大米 大米立仓 平面迴转筛 除铁器 大米定量秤 大米粉碎机 大米粉储箱大米和麦芽由斗式提升机和螺旋机送入立仓储藏，然后经过倾斜输送板送至螺旋输送带送入平面迴转振筛除杂，再经除铁器除铁，进入定量秤。满秤后，大米用干法粉碎
