齐齐哈尔大学毕业设计（论文）
第1章 绪论
1.1 设计选题的目的
啤酒最早出现于公元前3000年左右，于古埃及和美索不达米亚（今伊拉克）地区。公元6世纪，啤酒的制作方法由埃及经北非、伊比利亚半岛、法国传入德国。1830年左右，德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地，将啤酒工艺传播到全世界，进而进入亚洲。啤酒作为世界性饮料酒，越来越受到人们的欢迎。目前，我国人均啤酒消费量虽然已接近22升，而世界平均水平目前是30升，欧美国家人均年消费啤酒已超过80升。我国是一个人口众多的发展中国家，经济发展的潜力大，消费品市场发展的潜力也大。啤酒作为营养性、低酒度饮料的消费品，随着城乡居民生活不断改善，啤酒的消费市场必将
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进一步扩大。
1.2 设计工作的意义
啤酒以麦芽，酒花，水为基本原料，经过酵母发酵作用酿造而成的饱和二氧化碳的低酒精度酒。啤酒素有“液体面包”之称，即为营养食品。青岛作为国内最著名的啤酒城由来已久，啤酒也一直作为青岛人消费首选的酒种。虽然作为海滨城市的青岛夏季气温并不是很高，但近年来，夏日的青岛人越来越喜欢喝啤酒，尤其在大排档消费场所，人们更是纷纷争“鲜”，啤酒生意可谓十分火爆，啤酒销售量更是相当可观。
通过这次的选题，查阅资料，现场实习，使我们在设计中进一步掌握了啤酒的工艺方法为今后走上工作岗位打下了坚实的基础。
1.3 课题研究的内容和方法
1.3.1 厂址的选择
1.地理位置一般工厂厂址选在城镇的郊区，考虑微生物发酵工厂对环境因素的特殊要求，需要地势平坦，利于排水，有丰富的水源[2]。
2.气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一。厂址应该接近原料产地，保证供应方便，减少运输损失。 3.环保方案
工厂应有严密的环保方案，远离市中心，由于酿造用水需要指标相对比较高，应远
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离化工厂，避免大气污染和水质污染，三废排除应符合国家要求标准。
1.3.2 工艺选择
1.保证产品质量符合国家的标。
2.尽量采用成熟的，先进的技术和设备。
3.选择生产方法主要依据原料的来源，种类和性质。
1.3.3 设备的选择
保证工艺的安全性和可靠性，经济上的合理性，技术先进，投资省，加工方便，运行费低，操作清洗方便。
1.3.4 设计的范围
本设计重点为糖化车间设计，主要有： 1．啤酒生产工艺流程的确定及论证； 2．全厂的物料、水、气、冷衡算； 3．糖化工段及发酵工段设备的选型及计算； 4．重点设备糊化锅的设计及计算； 5．绘制糖化车间和发酵车间工艺流程图； 6．绘制糖化车间平面、立面图； 7．绘制重点设备糊化锅装配图； 8. 撰写设计说明书 。
1.4 中国啤酒的发展方向
1.4.1 啤酒现状
中国啤酒人均消费水平已接近世界平均水平，但人均啤酒增长率低于国家人均GDP增长率，啤酒产量增长是必然的，但随着产量基数的加大，增长率将呈逐步降低趋势。 当前，我国居民生存型消费需求已基本得到满足并正向享受、发展型消费需求升级过渡。国家统计局2006年统计公报显示，农村居民人均收入比上年增幅提高了1.2个百分点，城镇居民提高了0.8个百分点；恩格尔系数农村43.0，比上年降低2.5个百分点，城镇35.8，比上年降低0.9个百分点。有数据显示：城市家庭恩格尔系数低至37.1%的时候，广大农村市场的启动将是下一步消费增长的主要动力。我国地域辽阔，比较各省市间的啤酒人均占有量，表现出明显的差异，沿海地区及中型城市消费量高，内地尤其是西部地区消费量低；在各省市内，农村的啤酒消费水平又比中小城市低。因此，今后农村和西部市场将成为啤酒产业发展的主要动力之一。随着消费水平的普遍提高，国家开发大西北和支持三农政策的落实，还有2008北京奥运会的举
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办，啤酒产销量近两年仍将持续高速增长。
1.4.2 努力调整产品结构
啤酒产业是朝阳产业，其消费主流是年轻人，18～60岁是啤酒消费的主力人群；其次，2006年我国居民收入的基尼系数从2005年的0.43升至0.45，这表明消费者人群的贫富差距在逐步加大。因此，啤酒产品要拓宽产品结构，增加花色品种，以满足年轻消费者和个性化消费者的层次需求。
啤酒行业要通过产品结构调整带动行业技术进步，据不完全统计，目前我国纯生啤酒的产量已达150万千升，约占全国总产量的4%。“生啤酒”是产品结构调整的一个方向，也是行业技术进步的标志。“生啤酒”生产表现了一定的技术水平，产品口味新鲜，容易被消费者接受，且可促进啤酒企业提高微生物管理水平，以逐步实现“无菌酿造”。通过低氧、高还原性的高档啤酒开发，推动行业采用先进的技术装备，如：新型的麦汁煮沸系统等。
目前，玻璃瓶装仍是我国啤酒产品的主要包装形式，占全国总量的96%，2006年行业统计结果显示，虽然有效容量630～640mL玻璃瓶在啤酒包装中仍占绝对比重，但是，比上年降低了5.4个百分点，500mL以下小容量瓶比上年增加了6.7个百分点。瓶装啤酒减小容量，降低高度，发展500mL以下瓶装酒是国家鼓励的方向，也是市场的需要，今后，这种趋势还将延续，640mL瓶型将逐步淘汰。小瓶啤酒爆瓶率低，低矮瓶在灌装和运输过程中不易倒瓶，相对安全性比较好。目前，国内有的啤酒企业开发了PET瓶装啤酒，多层PET瓶阻隔性已基本能满足要求，PET瓶重量轻，安全性好，是一种世界范围内正在开发的新型包装形式。
1.4.3 啤酒生产的新技术
主要有7种。浓醪发酵:1967年开始应用于生产。是采用高浓度麦汁进行发酵,然後再稀释成规定浓度成品啤酒的方法。它可在不增加或少增加生产设备的条件下提高产量。原麦汁浓度一般为16°P左右。快速发酵:通过控制发酵条件,在保持原有风味的基础上,缩短发酵周期,提高设备利用率,增加产量。快速发酵法工艺控制条件为:在发酵过程某阶段提高温度;增加酵母接种量;进行搅拌。连续发酵:1906年已有啤酒连续发酵的方案,但直到1967年才得到工业化的应用。主要应用国家有新西兰﹑英国等。由于菌种易变异和杂菌的污染以及啤酒的风味等问题,使啤酒连续发酵工艺的推广受到限制。固定化酵母生产啤酒的研究;70年代开始研究,目的在于大幅度缩短发酵周期。实质上是为了克服菌种变异﹑杂菌污染问题,而且是更为快速的连续发酵工艺。已取得的成果为:前发酵由传统法的5～10日缩短为1日,可连续稳定运行3个月。圆柱圆锥露天发酵罐:1966年起开始应用于生产。其主要优点为:可缩短发酵周期,节约投资,回收CO和酵母简便,有利于实现自动控制.目前单罐容积在600Kl的已很普遍,材质一般为不锈钢。纯生啤酒的开发:随著除菌过滤﹑无菌包装技术的成功,自70年代开始开发了不经巴氏杀菌而能长期保存的纯生啤酒。由于口味好,很受消费者欢迎。目前有的国家纯生啤酒已占整个啤酒产量的50％。低醇﹑无醇啤酒的开发:为汽车司机﹑妇女﹑儿童和老年人饮用的一种清凉饮料。它的特点是酒精含量低。无醇啤酒酒精含量一般在0.5～1％,泡沫丰富,口味淡爽,有较好的酒花香味,保持了啤酒的特色.[10]
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第2章 啤酒工艺选择与论证
2.1 啤酒生产工艺流程
糖化车间工艺流程：
麦 芽 大米
↓ ↓
粉 碎 粉碎 ↓ ↓
糖化用水 → 糖 化 ← 糊化←糊化用水
↓
麦糟槽 ← 过 滤← 洗糟用水
↓
酒 花 → 煮 沸
↓ 回旋沉淀
↓ 发酵车间
2.2 啤酒酿造原料
2.2.1 原料的选择
本设计是淡爽啤酒的酿造所以选用70%麦芽和30%大米为原料，酒花，酿造用水。 2.2.1.1 麦芽
麦芽之所以适于酿造啤酒是由于：大麦在谷物中具有较为便宜，易于发芽，酶系统完全，并且含有蛋白质，脂肪，磷酸盐以及其他无机盐，维生素，碳水化合物和其他多种矿物质等优点，因此成为生产啤酒的主要原材料。酿造啤酒用的优质大麦具有籽粒饱满，皮薄，淀粉含量高和发芽率高的4大特点[1]。
大麦首先必须将其制成麦芽，方能用于酿酒。大麦在人工控制和外界条件下发芽和干燥的过程，即称为麦芽制造。大麦发芽后称绿麦芽，干燥后叫麦芽。 麦芽的制造主要分为四个阶段：
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(1)精选后的大麦浸泡在水中，使大麦吸收水分，达到能发芽的要求，此阶段称为浸麦。根据设备和工艺要求的不同，又有好多种方法，这里就不做详细介绍。
(2)然后在人工控制的条件下进行发芽，利用发芽过程中形成的酶系，使大麦的内容物质进行分解，变为麦芽。大麦发芽的主要目的：胚乳细胞壁的部分或全部降解，是干燥后的麦芽变得疏松，更易粉碎，内容物质更容易溶出。
(3)发芽完毕的成为绿麦芽，利用热空气 进行干燥。干燥的主要目的：使绿麦芽停止生长和酶的分解作用，除区多余的水分，防止腐烂，便于运输。使根部干燥便于初去，增加麦芽的色、香、味。
(4)然后经过机械原理将麦芽的根除去。 2.2.1.2 大米
大米为辅料的优点：其特点是价格低廉，淀粉含量高，浸出率高，其蛋白质含量和多酚含量斗低于大麦，用做辅料，可降低生产成本，提高单位混合原料量的麦汁产量，对啤酒口感、色泽、泡持性与保质期都有一定的好处。[1]
2.2.1.3 酒花
学名叫蛇麻，又名忽布，是荨麻科葎草属蔓性宿根多年生草本植物。酒花雌雄异株，酿造上用的均为雌花。当酒花成熟时，前叶和苞时所分泌的树脂和酒花油是酿造啤酒的主要成分，为啤酒提供了芬芳的香味和苦味。
酒花的成分复杂，主要有水分、树脂、酒花精油、蛋白质、多酚、脂和蜡。酒花中溶于乙醚和冷甲醇溶剂的部分为酒花树脂，其中溶于石油醚的部分为软树脂，其余不溶
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部分为硬树脂。 2.2.1.3 酿造用水
水是啤酒生产的重要原料。啤酒酿造用水是糖化用水、洗涤麦糟用水和啤酒稀释用水。这些水直接参与世隔绝工艺反应，是麦汁和啤酒的组成成分。水质状况对整个酿造过程有非常重要的影响，因此，酿造用水首先要符全我国饮用水的标准GB 5749---85，然后再根据酿造啤酒的类型予以调整。改良水质可有针对性地选择过滤、煮沸、加酸、加石膏、离子交换或电渗析、活性炭过滤、紫外线消毒等。[1]
2.2.2 原料的粉碎
2.2.2.1 粉碎的目的
原料的粉碎包括麦芽和辅料的粉碎。粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后，具有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。2.2.2.2 粉碎的方法
本设计采用干法粉碎，设备采用锤式粉碎机。选取的依据是：①具有通用性广。②对原料的温度敏感性弱。③粉碎质量好。④使用维修方便。⑤生产率高。[2]
2.3 糖化原理和方法
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