年产8万吨9度淡色啤酒厂糖化车间煮沸锅锅体设计(2)

2019-04-02 14:39

于氨基酸的产生,调PH,加入耐温α—淀粉酶,保温10分钟。加热至90oC,然后升温至100oC,保温30分钟。

3.糖化:糖化锅料水比为1:3.5,加入39oC的水使其混合后温度为37oC,保持30分钟,升温至51oC,保持75分钟,进行蛋白休止,将换热后的88oC糊化醪打入糖化锅,保持在63oC,保温30分钟,升温至70oC以碘液检查为主,直至变色,表示糖化彻底,升温至78oC,保温5分钟,将醪液泵入过滤槽。由于采用了高辅糖化,所以投料糖化前应加入耐高温的α—淀粉酶。

4.PH值的调整:α—淀粉酶最适PH值是5.6~5.8,β—葡聚糖酶最适PH值是4.6~7.0,则加入磷酸调节PH值控制在5.6。

5.甲醛的加入:在糖化时加入0.025%的甲醛来降低麦汁中花色苷的含量。 6.过滤:过滤时醪液的温度保持不变,(控制在73--76oC),PH值保持在5.5~7.5之间,洗糟水温度为80oC。当洗糟残液浓度达到工艺规定值,过滤结束。

7.酒花的添加:煮沸90分钟,酒花分三次加入

第一次:煮沸5--15分钟,添加总量的5--10%,主要是消除煮沸时的泡沫; 第二次:煮沸30--40分钟后,添加总量的55--60%,主要是萃取α—酸,促其异构; 第三次:煮沸完成前15分钟,加入35%,萃取酒花油,提高酒花香.

3.2.3糖化工艺的控制原理糖化曲线

1.酸休止,利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲订的水解,产生酸性磷酸盐,此工艺条件是:温度为35~37oC,PH在5.2~5.4,时间为30~90分钟

2.蛋白质休止,利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸(?-氨基酸)和利用内切肽酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸为45~50oC,形成可溶性多肽为50~55oC,作用时间为10~20分钟。

3.糖化分解,淀粉分解成可溶性糊精和可发酵性糖,对麦芽中β-淀粉酶催化形成可发酵性糖,最适温度为60~65oC,?-淀粉酶最适活性温度为70oC,这个酶共同作用,最适PH为5.5~5.6,作用时间为30~120分钟。4.糖化终了,糖化终了必须使醪中除了

,此温度为70~80oC,再此温度范围内主要?-淀粉酶以外,其它水解酶会失活(钝化)

依据需保留?-淀粉酶的量及考虑到过滤的要求。采用上限温度,醪黏度小,过滤加快,有害物质溶解多,?-淀粉酶残留少。

4.酶制剂和添加剂的应用,?-淀粉酶,?-淀粉酶,糖化酶,R-酶等酶制剂再卫生规范下,根据工艺要求,适时适量的使用,对改善工艺和麦汁组分有一定的作用。 3.2.4流程论证

本设计引用了的辅料,而辅料都为不发芽谷物,谷物中淀粉是包含在胚乳细胞壁中的生淀粉,只有经过破除淀粉细胞壁,使淀粉溶出,再经糊化和液化,使之形成稀薄的淀粉浆,才能受到麦芽中淀粉酶的充分利用,形成可发酵性糖和可溶性低聚糊精。此未发芽谷物的预处理,一般在糊化加水加麦芽后,生温生至煮沸。而本设计选用的复式浸出糖化法,能很好的完成辅料的酶和煮沸处理。此法对辅料糊化有两大特点:一是大加水比,二是尽可能利用外加?-淀粉酶,协助糊化、液化,避免添加过多的麦芽,再糊化煮沸时,促进皮壳溶解和形成焦糖,类黑精。并且此法采用两段式糖化温度,提高了可发酵性糖的含量。综上所述,复式浸出糖化法对本设计是非常实用的。

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3.3 发酵工艺及设备的选择及论证

3.3.1工艺流程的说明

1.麦汁的冷却过程:采用薄板冷却器。冷却介质为2oC的冷水,经换热后麦汁的温度为8oC,热麦汁进口温度为8oC,水出口温度为80oC,冷却时间为1小时。此流程的优点如下:

(1) 有效解决啤酒生产中生产用水的问题。经过一段冷却后的本身被加热到80oC左右; (2) 可以做为糖化和洗涤用水; (3) 冷却面积大;

(4) 降低能耗。操作简单。

2.麦汁充氧:麦汁冷却到发酵接种温度后,接触氧,此时氧反应微弱,氧在麦汁中成溶解状态,它是酵母前期发酵繁殖所必须的。它可使酵母自身的数量增殖(5~60)3107个/mL,保证发酵顺利进行。通入无菌空气,使麦汁含氧量达到8mg/L麦汁。

3.麦汁的发酵:采用圆筒锥底发酵罐,它同传统发酵罐比有以下优点: (1)加速发酵 由于发酵基质(麦汁)和酵母对流获得强化,可加速发酵 (2)厂房投资节省 发酵和贮酒可以大部分或全部分在户外,而且罐数、罐总容积减少,厂房投资节省

(3)冷耗节省 冷却是直接冷却发酵罐和酒液,而且冷却介质再强制循环下,传热系数高,比传统发酵节省40--50%的冷耗

(4)发酵罐清洗、消毒 依赖CIP自动化清洗消毒,工艺卫生易得到保证 4.麦汁的过滤 : 采用硅藻土过滤机。通过不断的添加助滤剂,使过滤性能得到更新,补充,具有过滤性强,对过滤很浑浊的酒比棉饼过滤省气、省水、省工的特点。 3.3.2发酵工艺

1.麦汁进罐温度,第一锅8.5oC,第二锅是8oC,第三锅是8oC,满锅温度8oC。 2.冷却的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母,直接泵入C.C.T发酵,接种量为0.6~0.8%,接种后细胞浓度为(15±3)3106个/L。

3.麦汁(五锅)在20小时必须满罐。

4.满罐8oC,开始敞口自然发酵,维持8oC 24小时,排冷凝物及死酵母。 5.进冷控制升温,使温度在24小时升至9.59oC,恒温发酵24小时,然后生温,在24小时升至11oC。

6.当糖度降至5.5~5.8BX时封罐保压,11oC恒温3~5天,进行双乙酰还原。 7.当双乙酰降至0.15mg/L以下时,以0.33oC/h速度在12h降至6oC,然后0.25oC/h速度在12h降至5oC,恒温发酵24h,排第一次酵母3~5min.

8.以0.33oC/h速度降温至-1oC(24h),恒温24h,排第二次酵母3~5min .

9.罐压保持在0.15~0.2Mpa,如果压力不够,可通入其它罐旺盛时排出的CO2,使其达到要求,出酒前排第三次酵母。

3.3.3发酵工艺参数的确定

1.进罐方法

以前采用冷却麦汁混合酵母后分批进入繁殖罐,使酵母克服滞缓期,进入对数生长

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期再泵入C.C.T。而现在采用直接进罐法。即冷却通风后的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母,直接泵入C.C.T发酵。操作方便,控制容易。

2.接种量和起酵温度

麦汁直接进罐法,为了缩短发酵时间,大多采用较高接种量,0.6~0.8﹪,接种后细胞浓度为(15±3)3106个/ml,麦汁是分批进入C.C.T,为了减少VDK前驱位置,α-乙酰乳酸的生成量,要求满罐时间在12~18h之内。麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的,一般低于主发酵温度2~3℃,目的是使酵母繁殖在较低温度下进行,减少酵母代谢副产物过多积累。

3.主发酵温度

大罐发酵就国内采用的酵母菌株而言,多采用低温发酵(8~9℃)和中温发酵(10~12℃),低温发酵适用于〈11度麦汁浓度。中温发酵适用于新菌株,酿造淡爽啤酒,而本设计恰好为10度淡爽啤酒,故选用中温发酵。

4.VDK还原

大罐发酵中,后发酵一般称做”VDK”还原阶段。VDK还原初期一般均不排放酵母,就是发酵全部酵母参与VDK还原,这样可缩短还原时间。

5.冷却、降温

VDK还原阶段的终点,是根据成品啤酒应控制的含量而定,现代优质啤酒要求

VDK<0.1mg/L才称还原阶段结束,可降温。再降温、排酵母、贮酒中,VDK有少量下降,则可达到要求。本设计采用C.C.T冷却夹套对啤酒降温,有效的起到了还原,使酵母凝聚和絮凝沉淀的效果。

6.罐压控制

再传统式发酵中,主发酵是在无罐压或微压下进行的。发酵中是酵母的毒物,会抑制酵母繁殖和发酵速率。本设计选用的C.C.T发酵,主发酵阶段均采用微压(<0.01MP~0.02MP),主发酵后期才封罐逐步升高,还原阶段才1~2d才升至最高制,这样一来有效的提高了酵母繁殖和发酵速率。综上所述,本设计选用的圆筒锥底发酵罐大大优越于传统发酵罐。

第四章 工艺计算

4.1 物料平衡计算

4.1.1啤酒生产的物料衡算 糖化车间工艺流程示

4.1.2 工艺技术指标及基础数据:

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表4-1 项 目 定 额 指 标 名 称 无水麦芽 浸出率 无水大米 浸出率 原料利用率 麦芽水分 大米水分 百分比(%) 75 95 98.5 5 11 啤酒损失率(对热麦汁) 项 目 原料配比 名 称 麦 芽 大 米 冷却损失 发酵损失 过滤损失 装瓶损失 总 损 失 百分比(%) 70 30 5 1.5 1 1 8.5 4.1.3糖化物料计算

1.100Kg混合原料中含浸出物的重量(E)

麦芽:Gm=m3(1-Wm)3Em=703(1-5%)375%=49.88kg 大米:Gn=n3(1-Wn)3En=303(1-11%)395%=25.37kg

其中:m为100Kg混合原料中麦芽的质量;n为100Kg混合原料中大米的质量

Wm为麦芽的含水量:Em为麦芽的污水浸出率;En为大米的污水浸出率 则E=Gm+Gn=49.88+25.37=75.25kg

混合原料的收得率=75.25398.5%÷100=74.12% 其中:98.5%为原料的利用率

100kg原料产12度热麦汁量为:74.123100÷12=617.7kg 12度麦汁在20℃时的相对密度为1.084 100℃麦汁比20℃麦汁体积增加1.04倍 热麦汁体积=617.731.04÷1.084=592.6L 冷麦汁量=592.63(1-0.05)=563.0L 发酵液量=563.03(1-0.015)=554.6L 滤过酒量=554.63(1-0.01)=549.1L 成品酒量=549.13(1-0.01)=543.6L 酒花耗用量:(592.6÷543.6)30.2%3100=0.218kg 2.生产100L12度淡色啤酒的物料计算 100kg原料生产成品酒543.6L

生产100L10度啤酒需用混合原料为1003(100÷543.6)=18.40kg 麦芽耗用量=18.40370%=12.88kg

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大米耗用量=18.40-12.88=5.52kg 酒花耗用量 592.6÷543.6310030.2%=0.218 kg 热麦汁量=1003592.6÷543.6=109.0L 冷麦汁量=1003563.0÷543.6=103.6L 成品酒量=100L 3.年产5万吨12度淡色啤酒的物料计算 每年生产300天,旺季170天,每天糖化6次,占生产任务的70%。12度淡色啤酒的密度为1.084Kg/L 旺季产量:50000370%÷170=205.88(吨/ 天) 设每年旺季糖化次数为6次,则总糖化次数为1540次 成品啤酒量=205.88÷6=34.31(吨/天) 计算方法同上,这里不再重述。 表4-2啤酒厂车间物料衡算,列表如下; 物料名称 单位 对100Kg混合原料 100L 12°度淡色啤酒 糖化一次定额量 5万吨每年啤酒生产 混合原料 Kg 大麦 大米 酒花 热麦汁 冷麦汁 发酵液 过滤酒 Kg Kg Kg L L L L 100 70 30 1.54 592.6 563.0 554.6 549.1 543.6 718.40 12.88 5.52 0.218 109.0 103.6 102.02 101.01 100.00 6238 4367 1872 43.91 36954 35124 34588 34246 33903 39.61310 6.73310 2.88310 6.76310 5.69310 5.41310 5.33310 5.27310 5.22310 777775666成品啤酒 L 共生产啤酒:5.22310/1.012=51581吨(备注:12度淡色啤酒的密度为1012kg/m) 4.2 热量衡算

本设计采用二次煮出糖化法糖化工艺流程为:

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