四川理工学院学士学位论文
ABSTRACT
The design is the annual output of 7 million tons of 10 ° P brewery fermentation process design, the production of raw materials for barley malt and rice, production peak season account for 80% of the total production,a year of production days for 300 days, the design of main workshop for fermentation workshop, the main equipment for fermentor. First I through choose all technical parameters to determine the whole process, again through material and heat balance sure saccharification workshop of main equipment of capacity and quantity, then I choose the proper type of accessorial equipments. On this basis, I will finish fermentor design calculations, finally plot fermentation workshop equipment layout, fermentation workshop diagram with control points and the whole process flow block diagram.
KEY WORDS: brewery; fermentation; fermentor; process calculation
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前 言
前 言
啤酒是以大麦经发芽制成的大麦芽为主要原料，以大米或其它谷物为辅助原料，以本地主产淀粉物为主，经麦芽汁的制备、糖化、添加酒花、煮沸、过虑、啤酒酵母发酵等过程，酿造而成含二氧化碳，低酒精浓度的酿造酒。
啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富，人们适量饮用时，酒精对人体的毒害非常小。在1972年世界第九次营养食品会议上，曾推荐啤酒为营养食品，也有人把啤酒称作营养食品、可口食品、卫生食品、方便食品。
据研究显示，啤酒里所含的各种组成成份不但有非常高的营养价值，而且还具有良好的医药疗效，具体表现在以下两个方面：一方面，啤酒中酒精含量较低（10度黄啤酒含酒精3％左右），不仅对胃和肝脏没有损害，还可以平缓地促进人体血液循环。另一方面，啤酒中含有烟酸，在维生素B1和B6维持心脏正常活动的同时，烟酸能扩张血管，加速新陈代谢，因此啤酒对心血管系统有益。
自20世纪90年代，中国啤酒行业进入了快速发展的阶段，行业发展至今，中国的啤酒产量和人均消费量均有大幅度提升。2003-2007年5年间，中国啤酒经济指标取得了一定增长，啤酒产量增加1426万千升，增长56.9%。
中国啤酒消费仍有很大的提升空间。从世界范围看，发达国家啤酒的人均消费量增长缓慢，而在经济增长较快地区，如东欧和中国的啤酒需求量和产量增长速度远远高于世界平均增长速度，增速比发达国家高3%。中国啤酒消费存在着地域分布的不均衡性。中国啤酒行业的发展路径与世界啤酒的发展路径基本一致，也就是从发达地区向不发达地区过渡。
随着社会的发展，啤酒市场的竞争越来越激烈了，并且广大消费者对啤酒种类风味和质量的要求也越来越高，相应的新产品也层出不穷。因而，我个人认为很有必要将啤酒生产方面的技术科学地总结和分析，以推动啤酒产品多样化发展。随着人们，饮食消费结构的不断调整，生活水平的不断提高，啤酒已进入了万户千家。然而调查显示我国人均的啤酒消费却还没有达到世界平均水平。所以只有建设新的、大型的啤酒
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厂，增加产量，才能满足人们日益增长的物质生活需求。因此，对于啤酒厂的设计是有意义的，是很有必要的。
2009年至2012年，啤酒行业面临着较好的发展际遇：国民经济持续快速发展和城市化水平的提高，给行业发展创造了巨大的需求空间；西部大开发、振兴东北地区等老工业基地、促进中部崛起和建设社会主义新农村等重大发展战略，为啤酒行业创造了新的发展机遇；全球经济和区域经济一体化进程的加快，为中国啤酒行业在更大范围内配置资源、开拓市场创造了条件。
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第一章 啤酒工艺选择与论证
第一章 啤酒工艺选择与论证
全厂工艺流程图
麦槽 酒花
↑ ↑
麦芽→粉碎→糖化→过滤→混合麦汁→煮沸→沉淀→冷 却→充氧→ ↑ ↓ ↓ ↓ 大米、麦芽→粉碎→糊化 酒花糟 热凝固 冷凝固物 扩培酵母
↓
→麦芽汁→发酵→贮酒→粗滤→精滤→清酒→装瓶→卸箱→验瓶→
↓ 酵母泥 ↓
剩余酵母
→洗瓶→检验→罐酒→压盖→检验→杀菌→贴标→喷码→检验→装箱
图2-1 全厂工艺流程图
1.1啤酒原料
1.1.1 大麦
自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料，在酿造时先将大麦制成麦芽，再进行糖化和发酵。
大麦按籽粒在麦穗上断面分配形式，可分为六棱、二棱、四棱大麦 我国华北地区都种植六棱大麦，南方都种植二棱大麦。 因此，在本设计中选用二棱大麦。 1.1.1.1大麦的化学成分
1.淀粉
淀粉是大麦的主要贮藏物，存于胚乳细胞壁内。大麦淀粉有大颗粒（20-40微米）和小颗粒（2-10微米）之分。二棱大麦的小颗粒淀粉数占90%，但其质量只占10%左右。淀粉粒中大约有97%的化学纯淀粉，0.5%-1.5%的含氮化合物，0.2-0.7%的无机盐，0.6%的高级脂肪酸。其密度大于水，故在水中下沉。
2.半纤维素和麦胶物质
半纤维素和麦胶物质是胚乳细胞壁的组成部分。胚乳细胞内主要含
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淀粉，发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解之后，其他水解酶才能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。
3.蛋白质
大麦中蛋白质含量的高低及其类型，直接影响制麦和酿造工艺以及成品啤酒的质量。按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀形状分为下列四组。 （1）清蛋白 清蛋白溶于水和稀的中性盐溶液及碱溶液中，因此麦汁中含有清蛋白。加热时从52℃开始，清蛋白从这些溶液中凝固析出，即随着煮沸的进行而加速凝固。
（2）球蛋白 球蛋白是种子的储藏蛋白，占大麦总质量的31%，不溶于纯水，溶于稀酸和稀碱。溶解的清蛋白和球蛋白一样，在90℃以上全部凝固，但是凝固并不完全。
（3）醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于纯水及盐溶液，也不溶于无水乙醇，而溶于体积百分数为50%—90%的无水乙醇溶液或酸碱溶液，经加热不凝固。某些醇溶蛋白是造成啤酒浑浊和氧化浑浊主要成分。
（4）谷蛋白 谷蛋白不溶于中性盐溶液和纯水，溶于稀碱。谷蛋白和醇溶蛋白使构成麦糟蛋白质的主要成分。 1.1.1.2啤酒酿造对大麦的质量要求
1. 感官
（1） 色泽 良好的大麦有光泽，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。 （2） 气味 良好的大麦具新鲜稻草香味，受潮发霉则有霉臭味。
（3） 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。
2. 物理检验
（1）干粒重 以无水物记干粒重应为30-40g。
（2）麦粒均匀度 按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8，2.5，2.2mm三级。2.5mm以上麦粒占85%者属于一级大麦。
3.化学检验
（1）水分 测定水分是计算干物质的基础。原料大麦水分不高于13%，否则不能贮藏，易发生霉变，呼吸损失大。 （2）蛋白质 蛋白质含量一般要求为9%-12%。
1.1.2 啤酒糖化的其他原料
在啤酒麦汁中制造的原料中，除了主要原料大麦麦芽以外，还包括特种麦芽，小麦麦芽及辅助原料。
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