年产10kt啤酒发酵车间毕业设计

年产10kt啤酒发酵车间毕业设计
摘要
啤酒是低酒精度的酒类饮品，⽣产啤酒的原料有⼤麦、酿造⽤⽔、酒花、酵母以及淀粉质辅助原料（⽟⽶、⼤⽶、⼤麦、⼩麦等）和糖类辅助原料等，原料经过酵母的发酵酿制即可得啤酒。

本⽂主要介绍啤酒原料的选择，包括麦芽、酒花、酵母等，发酵⼯艺的选择以及啤酒⼯⼚涉及到的物料衡算，⽔汽量估算等等。

在设计中采⽤锥型罐发酵法进⾏发酵，⽣产所需的11°淡⾊啤酒。

通过⼀系列的选择与估算对啤酒⼯⼚进⾏设计，最终得到⼀个符合实际的经济合理的啤酒⼯⼚。

关键词：啤酒发酵⼯艺物料衡算锥型罐发酵法
Abstract
beer is a low alcohol alcoholic drinks，beer production of raw materials have barley、brewing water, hops, yeast and auxiliary materials of Starch （corn, rice, barley, wheat, etc.）and auxiliary materials of carbohydrate , etc.Materials can be obtained beer through yeast fermentation brewed.This paper describes the beer raw materials of selection,Including malt, hops, yeast, etc,select the fermentation process and Beer Factory relates to material balance, water vapor estimation, etc.In the design we use conical tanks fermentation method for fermented,produce the required 11 °ale.Through a series of selection and estimation to beer factory design,finally get a realistic and reasonable beer factory.
Keywords:beer fermentation process material balance conical tanks fermentation
⽬录
前⾔ (1)
第⼀章综述 (2)
1.1淡⾊啤酒简介 (2)
1.2选题设计⽬的及意义 (2)
1.3 设计依据 (2)
1.4 设计范围 (2)
第⼆章原料选择及⼯艺论证 (3)
2.1啤酒原料 (3)
2.1.1 麦芽 (3)
2.1.2 ⼤⽶ (3)
2.1.3 酒花 (3)
2.1.4 酵母 (3)
2.1.5 酿造⽤⽔ (3)
2.2啤酒发酵 (4)
2.2.1 啤酒酵母 (4)
2.2.2 啤酒发酵⽅法的选择 (5)
2.2.3 啤酒发酵⼯艺 (6)
第三章⼯艺计算 (8)
3.1物料衡算 (8)
3.1.1物料衡算基础数[8] (8)
3.1.2 100㎏原料⽣产10°P啤酒的物料衡算 (8)
3.1.3⽣产100L 10°P啤酒的物料衡算 (9)
3.1.4年产10kt11°P啤酒发酵物料衡算 (11) 3.2耗冷量估算 (14)
3.2.1发酵车间⼯艺流程 (14)
3.2.2⼯艺技术指标及基础数据 (14)
Q (14)
3.2.3⼯艺耗冷量
t
3.2.3.1.麦汁冷却耗冷量
Q (15)
1
3.2.3.2发酵耗冷量
Q (15)
2
3.2.3.3酵母洗涤⽤冷⽆菌⽔冷却耗冷量
Q (16)
3
3.2.3.4酵母培养耗冷量
Q (17)
4
3.2.3.5 发酵车间⼯艺耗冷量 (17)
3.2.4⾮⼯艺耗冷量
Q (17)
nt
3.2.
4.1露天锥形罐冷量损失
Q (17)
5
3.2.
4.2清酒罐，过滤机及管道等散失冷量
Q (18)
6
3.2.
4.3⾮⼯艺总耗冷量 (18)
3.2.5 总耗冷量Q (18)
3.3 耗⽔量计算 (20)
3.3.1 糖化⽤⽔ (20)
3.3.2 洗糟⽤⽔量 (20)
3.3.3 糖化室洗刷⽤⽔ (20)
3.3.4沉淀槽洗刷⽤⽔ (20)
3.3.5麦汁冷却器冷却⽤⽔ (20) 3.3.6麦芽汁冷却器清洗⽤⽔ (20) 3.3.7酵母洗涤⽤⽔ (20)
3.3.8 CIP装置洗涤⽤⽔ (20)
3.3.9 硅藻⼟过滤机洗刷⽤⽔ (21) 3.3.10 清酒罐洗刷⽤⽔ (21)
3.3.11 洗瓶机⽤⽔ (21)
3.3.12 瓶装机洗刷⽤⽔ (21)
3.3.13 杀菌机⽤⽔ (21)
3.3.14包装车间地⾯洗刷⽤⽔ (21) 3.3.15 发酵罐洗刷⽤⽔ (21)
3.3.16 其他⽤⽔ (21)
第四章设备选型及计算 (22)
4.1发酵罐的设计与选型 (22)
4.1.1 发酵罐体积的确定 (22)
4.1.2发酵罐个数的确定 (22)
4.1.3发酵罐的材料选择 (22)
4.1.4发酵罐及封头确定 (22)
4.1.5接管设计 (23)
4.1.6发酵罐冷却器的选取 (25)
排出管及CIP清洗管 (28)
4.1.7 CO
2
4.2贮酒罐的设计与选型 (29)
4.3清酒罐的设计与选型 (30)
4.4 酵母扩⼤培养罐 (30)
4.5过滤设备 (31)
4.6 泵的选取 (31)
4.6.1 离⼼泵 (31)
4.6.2 齿轮泵 (32)
4.7 CIP清洗设备 (33)
4.8 设备⼀览表 (34)
4.9 ⼈员配备 (34)
第五章车间布置设计 (34)
总结 (35)
谢辞 (36)
参考⽂献 (37)
前⾔
啤酒是⼈类最古⽼的酒精饮料，是⽔和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。

啤酒以麦芽、酒花、⽔为主要原料，经酵母发酵作⽤酿制⽽成的饱含⼆氧化碳的低酒精度酒。

啤酒含有丰富的营养物质，因此有“液体⾯包”之称。

啤酒是在⼗九世纪末传⼊中国的，在当时发展较为缓慢，直到建国以后，我国的啤酒⼯业发展较迅速，并逐步摆脱了原料依赖进⼝的落后状态。

我国的啤酒于1954年开始进⼊国际市场。

啤酒酿造主要经过糖化、发酵和贮酒后熟三个阶段，其中发酵是啤酒酿造的精髓。

传统的啤酒发酵主要在正⽅形或长⽅形的发酵池中进⾏，发酵体积有限并且发酵周期长，随着经济的迅猛发展，⼈们对啤酒的需求量增加，啤酒⽣产的规模逐步扩⼤，依靠传统发酵啤酒已经满⾜不了⼈们的需求，应运⽽⽣的是啤酒的新型发酵即⼤容量发酵罐发酵，其中包括圆柱锥形发酵罐、朝⽇罐、通⽤罐和球形罐。

圆柱锥形发酵罐是⽬前世界通⽤的发酵罐，该罐主体呈圆柱形，罐顶为圆弧状，底部为圆锥形，具有⼀定的⾼度（⾼度⼤于直径），罐体设有冷却和保温装置，为全封闭发酵罐。

圆柱锥形发酵罐既适⽤于下⾯发酵，也适⽤于上⾯发酵，加⼯⼗分⽅便。

锥型罐发酵法发酵啤酒有很多的优点，采⽤仪表和电脑控制，操作简捷、理⽅便并采⽤CIP⾃动清洗装置，清洗⽅便，⽬前国内啤酒⾏业⼏乎全部采⽤锥形罐发酵法发酵啤酒。

锥型罐发酵⼯艺包括贮酒式、后处理式和后调整式。

贮酒式即对于两罐的要求不同，所以在现代的酿造⼯业中意义不⼤。

后处理式的即⼀个罐进⾏发酵，另⼀个罐为后熟处理。

对发酵罐⽽⾔，将可发酵性成分⼀次完成，基本不保留可发酵性成分，发酵产⽣的CO2全部回收并贮存备⽤，然后转⼊后处理罐进⾏后熟处理。

其过程为将发酵结束的发酵液经离⼼分离，去除酵母和冷凝固物，再经薄板换热器冷却到贮酒温度，进⾏1-2天低温贮存后开始过滤。

后调整式即前⼀个发酵罐类似⼀罐法进⾏发酵、贮酒，完成可发酵性成分的发酵、回收酵母、进⾏CO2洗涤，经适当的低温贮存后，在后调整罐内对⾊泽、稳定性、CO2含量等指标进⾏调整，再经适当稳定后即可开始过滤操作[1]。

第⼀章综述
1.1淡⾊啤酒简介
淡⾊啤酒的⾊度在5-14EBC单位，如⾼浓度淡⾊啤酒，是原麦汁浓度13%以上的啤酒；中等浓度淡⾊啤酒，原麦汁浓度10-13%的啤酒；低浓度淡⾊啤酒是原麦汁浓度10%以下的啤酒；⼲啤酒（⾼发酵度啤酒），实际发酵度在72%以上的淡⾊啤酒；低醇啤酒，酒精含量2%以下的啤酒。

1.2选题设计⽬的及意义
本课题是根据⾷品科学与⼯程专业的培养⽅向，结合毕业实习的情况选择。

啤酒是⾷品⼯程专业中⼀个具有代表性的产品，其⽣产⼯艺过程涉及制麦、糖化、发酵、罐装等过程，包含了⼀些重要的单元操作和⼯程概念，通过对啤酒车间的⼯艺设计，进⼀步巩固加深并应⽤所学，通过对啤酒车间的⼯艺设计，可以加强对我们所学知识的综合利⽤能⼒的培养，提⾼理论联系实际的能⼒。

1.3 设计依据
本设计是根据学校下达的内蒙古⼯业⼤学本课设计任务书要求来完成的。

1.4 设计范围
本设计为10kt/a11°啤酒发酵车间⼯艺设计。

设计包括⽂字部分和图纸部分。

本设计⽂字部分主要包括⼯艺⽅法及流程的选择和论证、物料衡算、耗冷量估算、耗⽔量估算、设备选型。

绘制图纸部分包括物料流程图、PID管道流程图、车间设备平⾯布置图。

第⼆章原料选择及⼯艺论证
2.1啤酒原料
2.1.1 麦芽
采⽤淡黄⾊⽽有光泽的麦芽，麦芽外观短胖，除根⼲净，不含杂草、杂⾕、尘埃、半粒、霉粒、损伤残粒和未发芽颗粒等杂质。

麦芽⾹味应纯净，具有麦芽⾹，不应有霉味、潮湿味、酸味、烟熏味等[2]。

2.1.2 ⼤⽶
我国⽣产⼤⽶，所以⼤⽶⼀直是我国啤酒酿造⼴泛采⽤的⼀种辅助原料。

原则上凡⼤⽶不论品种均可⽤于酿造，但从啤酒风味⽽⾔，⽶的⾷感越好，酿造的啤酒风味也越好。

⼤⽶淀粉含量可达75%-82%，⽆⽔浸出率⾼达90%-93%，⽆花⾊苷，含脂肪低（0.2%-1.0%），并含有较多泡持蛋⽩，⽤它做辅料酿造啤酒，啤酒的⾊泽浅、⼝味爽净、泡沫细腻、酒花⾹味突出、⾮⽣物稳定性⾼，它是优良的啤酒辅料[3]。

2.1.3 酒花
酒花的主要作⽤是能够赋予啤酒爽⼝的苦味和酒花⾹味，能够促进麦汁和啤酒的澄清、有利于啤酒的泡沫、也能增加麦汁和啤酒的⽣物稳定性。

本设计选择浅黄绿⾊，有光泽，富有浓郁的啤酒花⾹⽓，⽆异杂⽓味，花体基本完整的颗粒酒花。

2.1.4 酵母
在实际⽣产中最常⽤的酵母有两⼤类：上⾯酵母和下⾯酵母。

⼆者形态上存在明显的差别。

上⾯酵母⼜叫表⾯酵母，其母细胞和⼦细胞能够长时间相互连接，形成多枝的⽛簇，下⾯酵母⼜叫底⾯酵母、贮藏酵母，其母细胞和⼦细胞增殖后彼此分开，⼏乎都是单细胞或⼏个细胞连接。

本设计设计的是经典型啤酒，⾊泽浅，采⽤的是下⾯发酵技术，故选⽤下⾯酵母。

2.1.5 酿造⽤⽔
啤酒的酿造⽤⽔主要包括糖化⽤⽔和洗糟⽤⽔，由于这两部⽔直接参与了啤酒的⼯艺反应，是麦汁和啤酒的组成成分，啤酒酿造⽤⽔的性质，重要取决于⽔中溶解盐类的种类和含量。

酿造⽤⽔要求⽆⾊透明、⽆悬浮物、⽆沉淀物，将⽔加热到20-50℃时，⽤⼝长有清爽的感觉，⽆异味、⽆异臭，如有咸味、苦味、涩味则不能采⽤，总溶解盐类在150-200mg/L，PH值在6.8-7.2之间，有机物含量在3mg/L以下，总硬度在8°dH以下，⽔中含铁量在0.3mg/L以下，铵盐类不得超过0.05mg/L，硝酸盐不得超过5mg/L，亚硝酸亚不得超过0.05mg/L，氯化物含量在20-60mg/L为宜，硅酸盐要求在30mg/L以下，⽔中的细菌总数和⼤肠杆菌数要符合⽣活饮⽤⽔标准[4]。

2.2啤酒发酵
2.2.1 啤酒酵母
1. 啤酒酵母的介绍
啤酒酵母在分类学上属于真菌，为⼦囊菌亚门、酵母属[5]。

啤酒酵母⼜称酿造酵母，细胞多为圆形、卵圆形或卵形。

能发酵葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、蔗糖和1/3棉籽糖，不能发酵乳糖和蜜⼆糖，不同化硝酸盐。

2.啤酒酵母的种类[6]
根据发酵结束后酵母细胞在发酵液中存在的状态可分为上⾯酵母和下⾯酵母。

上⾯酵母和下⾯酵母有很⼤的区别，上⾯酵母呈圆形，发酵过程中酵母容易吗、凝聚在⼀起，的最适发酵温度为20-25℃发酵时间为5-7天，可发酵1/3棉籽糖，不能发酵蜜⼆糖，发酵度较⾼。

下⾯酵母呈圆形或卵圆形，⼀般不形成⼦囊孢⼦，最适发酵温度为6-10℃，发酵时间为8-14天，发酵度较低，可发酵全部棉籽糖。

2. 啤酒酵母的扩⼤培养
啤酒酵母纯正与否，对啤酒发酵和啤酒质量的影响很⼤。

啤酒⼯⼚⽣产使⽤的酵母由保存的纯种酵母，经过扩⼤培养，达到⼀定数量后，供⽣产现场使⽤。

每个啤酒⼚都应保存适合本⼚使⽤的纯种酵母，以保证⽣产的啤酒具有稳定的风格和特性。

酵母扩⼤培养分两个阶段：由斜⾯试管到卡⽒罐培养为实验室扩⼤培养阶段，汉⽣罐以后为⽣产现场扩⼤培养阶段。

啤酒酵母扩⼤培养的顺序如下：
斜⾯试管（原菌种）→液体试管培养（2-3天、25-27℃）→巴⽒瓶或三⾓瓶培养（2天、25-27℃）→卡⽒罐培养（2天、25-27℃）→酵母扩⼤培养罐→发酵罐[7]。

3. 接种量
表2-1 不同麦汁浓度的酵母添加量
麦汁浓度酵母泥添加量
7～9 0.3～0.4
10～12 0.4～0.6
13～15 0.5～0.7
16～20 0.6～1.0
4．酵母的选择
在实际⽣产中最常⽤的酵母有两⼤类：上⾯酵母和下⾯酵母。

⼆者形态上存在明显的差别。

上⾯酵母⼜叫表⾯酵母，其母细胞和⼦细胞能够长时间相互连接，形成多
枝的⽛簇，下⾯酵母⼜叫底⾯酵母、贮藏酵母，其母细胞和⼦细胞增殖后彼此分开，⼏乎都是单细胞或⼏个细胞连接。

本设计设计淡⾊啤酒，采⽤的是下⾯发酵技术，故选⽤下⾯酵母。

2.2.2 啤酒发酵⽅法的选择
啤酒发酵的主要⽅法有以下⼏种：传统发酵：连续发酵法、分批式发酵法、上⾯发酵法、下⾯发酵法。

锥形罐发酵：⼀罐发酵法、两罐法发酵。

本设计选⽤的是两罐式下⾯发酵法。

以下就对这⼏种发酵⽅法进⾏分析和⽐较。

1.连续发酵
连续发酵主要有多罐式连续发酵和塔式连续发酵，这种连续发酵系统都可⼤⼤缩短发酵周期，提⾼设备利⽤率，降低了投资，减少了酒损，降低了蒸汽、劳动⼒和洗刷费⽤，提⾼了酒花利⽤率，且产⽣的成品啤酒质量稳定。

但是这⼏种连续体系也各有不⾜：多罐式系统需搅拌，动⼒消耗⼤。

塔式系统对酵母要求⾼，使⽤的酵母不仅要求发酵度⾼，⽽且要求凝聚性强。

并且塔式观造价⾼，不利于⼩规模⽣产。

更重要的是，连续发酵法啤酒从风味上品评与间歇法啤酒差别⼤，难以被消费者接受。

⼋⼗年代后，锥形罐发酵取代了传统发酵，⽣产周期得到了缩短，⽽连续发酵由于污染和风味（特别是双⼄酰）控制的困难逐步停⽌了使⽤。

从实际情况出发，故本设计不采⽤此法。

2.上⾯发酵
啤酒发酵⼀开始是以上⾯发酵为开始的，⽽后由于选⽤的纯粹培养酵母不同，划分为上⾯发酵与下⾯发酵两种类型。

上⾯发酵在技术操作和发酵设备⽅⾯与下⾯发酵有所不同，但两者的发酵机理是⼀致的。

上⾯发酵⼯艺的特点
a．上⾯发酵采⽤上⾯酵母，是在 15～20℃下进⾏的。

酵母起发快，接种量可以相对较少，发酵结束后，⼤部分酵母浮在液⾯，所以酵母回收⼯作⽐下⾯发酵复杂，但酵母使⽤代数⽐下⾯发酵为多，长久没有衰退现象。

b．上⾯发酵的麦汁接种温度为13～16℃，⽐较⾼。

发酵2～3天，当酵母升⾄液⾯时，为发酵旺盛阶段，此时应开始降低液温，在酵母形成泡沫盖时应⽴即回收，发酵4-6天结束。

c. 发酵结束后，酵母紧密的结合，⼀浮在液⾯上，厚度为3-4cm。

d. 上⾯发酵在发酵过程中通风时间长。

e. 上⾯发酵⼀般不采⽤后发酵，主发酵的发酵度接近最终发酵度。

分离酵母后，
加胶处理，贮藏澄清⼀阶段，采⽤⼈⼯充⼆氧化碳，使其达到饱和。

f．上⾯发酵酿制的啤酒成熟快，设备周转快，啤酒有独特的风味，但保存期短。

3.下⾯发酵
传统的下⾯发酵，室温保持5～6℃；采⽤开放式或密闭式、圆形或⽅形的主发酵容器。

后发酵则设置在单独的贮酒室内，贮酒室温应保持在O～l℃。

下⾯发酵的⼯艺特点是：
a．采⽤下⾯酵母，主发酵温度较低，发酵⽐较缓慢，发酵产⽣的副产物相较少。

主发酵完毕后，⼤部分酵母沉降在发酵罐底部。

b. 下⾯发酵啤酒的后发酵和贮酒期⽐较长，酒液澄清良好。

⼆氧化碳饱和稳定，酒的泡沫细微，风味柔和，保存期较长。

从啤酒的保存与实际结合进⾏考虑，本设计选⽤下⾯酵母发酵。

4.⼀罐法发酵
⼀罐法发酵即发酵贮酒在⼀个罐中进⾏。

随着啤酒⼯业的发展，现有啤酒⼚普遍采⽤⼀罐发酵⼯艺，即麦汁的主发酵、双⼄酰还原、降温以及贮酒阶段在同⼀个露天发酵罐中进⾏。

⼀罐法⼯艺有⼀定的优点：清洗消耗少；转⼊空罐时CO2损失少；酒损少；所需的⼯作时间少；节能等。

⼀罐法发酵⼯艺简单, 便于操作, 能够节省投资, 但由于麦汁整个发酵过程都在同⼀个发酵罐中进⾏, 使得冷凝物的排放及酵母沉淀效果不⼗分理想。

由于露天发酵罐⼀般直径较⼤, 若酒液缺少对流, 就会使其温度分布不均匀, 罐中⼼酒液温度与罐壁处酒液温度需长时间才能达到平衡, 从⽽影响啤酒风味。

同时, ⼀罐法发酵⼯艺发酵周期较长, ⽣产旺季难以满⾜市场需求。

故本设计采⽤两罐法。

最终本设计所选的发酵⽅法为两罐法下⾯发酵法
2.2.3 啤酒发酵⼯艺
传统的下⾯发酵法，采⽤下⾯的酵母，主发酵温度较低，发酵进程⽐较缓慢。

主发酵完毕后，⼤部分酵母沉降容器底部。

下⾯发酵啤酒的后发酵期较长，酒液澄清良好，酒的泡沫细致，风味柔和，保存期较长。

经过前发酵（酵母增殖），主发酵，后发酵和贮酒等阶段。

⼀般为前酵期（5～8℃），主酵期（7.5～9℃），后酵和贮酒期（0～-2℃）。

1.圆筒体锥底发酵罐发酵及其⼯艺:
（1）锥形罐发酵法特点：
a.排放酵母⽅便，要求采⽤凝聚性酵母。

b.易于发酵温度的控制。

⽣产易控制，发酵周期缩短，不易染菌，啤酒质量稳定。

c.罐体外设有保温装置，可将罐体置于室外，经济节约,便于扩建。

d.采⽤密闭罐，便于CO2洗涤与CO2回收。

e. 由于存在对流，使酵母发酵能⼒提⾼，发酵速度快，发酵周期短。

f.发酵罐可采⽤仪表或微机控制，操作、管理⽅便。

g.适⽤于下⾯发酵，同时也适⽤于上⾯发酵。

h.可采⽤CIP⾃动清洗装置，清洗⽅便。

i．设备容量可根据⽣产需要灵活调整
在本设计中选⽤的是圆筒锥底发酵罐，详尽介绍如下：
(2) 圆筒体锥底发酵罐发酵⼯艺：
采⽤直接进罐法。

为了缩短起酵时间，⼤多采⽤较⾼接种量，0.6%～0.8%，接种后细胞浓度为（15±3）×106个/ml。

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℃。

本设计是11°P的淡⾊啤酒，采⽤低温发酵6-
9°C。

在⼤罐发酵中，后发酵⼀般称VDK还原阶段。

双⼄酰还原初期⼀般不排放酵母，也就是发酵全部酵母参与双⼄酰还原，这可缩短还原时间。

(3)酵母接种量和添加⽅法
1．酵母接种量：本设计分批发酵采⽤低温，缓慢发酵，因此接种量⽐较⼩，接种后细胞浓度控制在（5-12）×6
10个/ml。

2. 酵母添加⽅法：a.⼲道和湿道添加法；b.倍量添加法；c.分割法；d.递加法。

本设计采⽤⼲道法添加酵母：在酵母添加器中加⼊每批麦汁所需的酵母，再加上⼆倍量的冷麦汁，⽤⽆菌压缩空⽓充分混合，压到前酵池中，再⽤⽆菌空⽓搅拌均匀即可。

(4)发酵设备的降温控制
本设计采⽤的发酵设备为应⽤极为⼴泛的露天锥形发酵罐，酵母在发酵过程中会产⽣热量，为使发酵和后熟在设计的⼯艺温度下进⾏，必须进⾏冷却。

常⽤的冷却⽅式有两种：间接冷却法和直接冷却法，由于直接冷却的冷却介质是液氨，存在很多危险因素与不⾜，同时对于发酵罐的要求很⾼，故本设计采⽤间接冷却⽅式。

间接冷却⽅式其冷溶剂是⼄⼆醇与⽔的混合溶液，它在氨制冷的蒸发器箱中进⾏冷却，温度⼀般控制在-5℃左右，它主要⽤于麦汁冷却和发酵罐的降温，⼀般情况下，发酵罐冷却系统有两种介质循环，即液氨吸热蒸发制冷循环系统和冷却发酵罐酒液的酒精⽔循环系统。

第三章⼯艺计算
3.1物料衡算
3.1.1物料衡算基础数[8]
根据表4-1的基础数据，先进⾏100kg 原料⽣产11°淡⾊啤酒的物料衡算，然后进⾏100L 11°淡⾊啤酒的物料衡算，最后进⾏8kt/a 啤酒⼚的物料衡算。

表3-1啤酒⽣产基础数据
3.1.2 100㎏原料⽣产10°P 啤酒的物料衡算
1.热麦汁量
根据表2-1可得原料收得率分别为：原料麦芽浸出物收得率为： 71.25%%010100)
5100(75.0=?-
原料⼤⽶浸出物收得率为： 81.84%%010100
)
12100(0.93=?-
混合原料浸出物收得率为：
73.31%98.5%81.84%)0.371.25%(0.7=??+?
由上述可得100kg 混合原料⽣产11°淡⾊啤酒热麦汁量为：
73.31
100666.454511
kg ?=（）
查《啤酒⼯业⼿册》得11°啤酒麦汁在20°C 的密度为1.0442kg/L 。

⽽100°C 热麦汁⽐20°C 时的麦汁体积增加1.04倍。

故热麦汁（100°C ）体积为： )663.7739(L 04.10442
.1666.4545
=?
2.冷麦汁量为：
)(5852.630%)51(7739.663L =-?
3.发酵液量为：
)(9735.617%)21(5852.630L =-?
4.过滤酒量为：
)(6140.605%)21(9735.617L =-?
5.成品啤酒量：
)(5017.593%)21(6140.605L =-?
3.1.3⽣产100L 10°P 啤酒的物料衡算
根据上述衡算结果知，100kg 混合原料可⽣产11°淡⾊啤酒约593.5017L ，那么⽣产100L11°淡⾊啤酒可得到
1.混合原料⽤量： )(849
2.161005017
.593100
kg =?
2.麦芽耗⽤量：
)(7944.117.08492.16kg =?
3.⼤⽶耗⽤量：
)(0547.53.08492.16kg =?
4.酒花耗⽤量：
对浅⾊啤酒，100L 热麦汁中加⼊的酒花量为0.17-0.34kg ，取0.3kg ，故酒花耗⽤量为：
)(3355.03.05017
.5937739
.663kg =?
同理，100kg 原料耗酒花： )(9912.13355.01005017
.593kg =? 5.热麦汁量：
)(8042.1111005017
.5937739
.663L =?
6.冷麦汁量： )(2483.1061005017
.5935852.630L =? 7.发酵液量： )(1223.1041005017
.5939735.617L =? 8.滤过酒量: )(0408.1021005017
.5936140
.605L =?
9.成品酒量： )(1001005017.5935017.593L =? 10.湿糖化糟量：
设排出的湿麦糟含⽔分80%
湿麦芽糟量：
)(0059.14%801%)
751(%)51(7944.11kg =--?-?
湿⼤⽶糟量：
)(5568.1%801%)
931(%)121(0504.5kg =--?-?
故湿糖化糟量：
)(5627.155568.10059.14kg =+
同理，100kg 原料产⽣湿糖化糟： )(3649.925627.151005017
.593kg =? 11.酒花糟量：
设酒花在麦汁中的浸出率为40%，酒花糟含⽔分以80%，则酒花糟量为： )(0065.1%801%)
401(3355.0kg =--?
同理，100kg 原料产⽣湿酒花糟： )(9736.50065.11005017
.593kg =? 12.商品⼲酵母量
⽣产100L 啤酒可得2kg 湿酵母泥，其中⼀半作⽣产接种⽤，⼀半作商品⼲酵母
⽤，即为1kg 。

湿酵母泥含⽔分85%
酵母含固形物量：
)(3.0%)851(2kg =-?
则含⽔分7%的商品⼲酵母量： )(1395.02%)
71(3.0kg =-?
13.⼆氧化碳量：
因11°P 冷麦汁密度为1.0442kg/L ，则 106.2483L 冷麦汁质量为：
)(9444.1100442.12483.106kg =? 那么，
11°P 冷麦汁中浸出物量：
)(2039.12%119444.110kg =?
设麦汁的真正发酵度为60%，则可发酵的浸出物量：
)(3223.7%602039.12kg =?
麦芽糖发酵的化学反应式为： C 12H 22O 11+H 2O →2C 6H 12O 6
2C 6H 2O 6→4C 2H 5OH+4CO 2+56KJ
设麦芽汁中的浸出物均为麦芽糖构成，则CO 2⽣成量： )(7682.33223.7342
44
4kg =?? 式中 44—CO 2分⼦量
342—麦芽糖（C 12H 22O 11）分⼦量
设11°P 啤酒含CO 2量在0.35%-0.6%之间，取0.4%，则啤酒中其含量有：
)(4249.0%4.02483.106kg =?
则释放出的CO 2量：
)(0433.34249.07682.3kg =-
⽽1m 3 CO 2在20°C 常压下重1.832kg 故释放出的CO 2的体积为：
m 36612.1832.10433.3=÷
3.1.4年产10kt11°P 啤酒发酵物料衡算
⽣产旺季以160天，每天糖化5次，淡季120，每天糖化3次，总糖化次数： 116031205160=?+?次每天每次糖化量：
)(8621)(6207.8116010000kg t ≈=÷
10-15°淡⾊啤酒密度为1.012，那么 1.啤酒灌装后体积：)(7747.8518012
.18621
L = 2.过滤酒量： )(6275.86926140.6055017
.5937747
.8518L =?
3.发酵酒量： )(0285.88709735.6175017
.5937747
.8518L =?
4.冷麦汁量： )(049
5.90515852.6305017
.5937747
.8518L =?
5.热麦汁量： )(420
6.95277739.6635017
.5937747
.8518L =?
6.麦芽⽤量： )(7389.1004705017
.5937747
.8518kg =?
7.⼤⽶⽤量： )(6024.430305017
.5937747
.8518kg =?
8.混合原料⽤量：
)(3413.14356024.4307389.1004kg =+
9.湿酒花量：
)(5805.289912.15017
.5937747
.8518kg =?
10.湿酒花糟量： )7415.859736.55017.5937747
.8518kg =?
11.湿糖化糟量：
)(7515.13253649.925017
.5937747
.8518kg =?
以单次糖化⽣产做基准，可算得各个项⽬全年状况如下：
1.全年混合原料需要量：
)(10665.111603413.14356kg ?=? 2.全年麦芽耗⽤量：
)(101655.1%7010665.166kg ?=?? 3.全年⼤⽶耗⽤量：
)(10995.4%3010665.156kg ?=?? 4.全年酒花耗量：
)(103153.311605805.284kg ?=? 5.全年湿酒花糟量：
)(10946.911607415.854kg ?=? 6.全年湿糖化糟量：
)(105379.111607515.13256kg ?=? 7.全年热麦汁量：
)(101052.111604206.95277L ?=? 8.全年冷麦汁量：
)(100499.111600495.90517L ?=? 9.全年发酵液量：
)(100289.111600285.88707L ?=? 10.全年过滤酒量：
)(100083.111606275.86927L ?=? 11.全年成品啤酒量：
)(108818.911607747.85186L ?=? )(381.10000012.1/8815.9t =把前述的有关啤酒物料衡算计算结果整理见下表3-2：
表3-2 8kt/a啤酒⼚糖化车间物料衡算表
物料名称单
位
对100㎏
混合原料
对100L
11°P啤酒
糖化⼀次定额
8kt/年
啤酒⽣产
混合原料麦芽
⼤⽶
酒花
湿糖化糟湿酒花糟热麦汁冷麦汁发酵液过滤酒成品啤酒㎏
㎏
㎏
㎏
㎏
㎏
L
L
L
L
L
100
70
30
1.9912 9
2.3649 5.9736 66
3.7739 630.5852 617.9735 605.6140 593.5017 16.8492 11.7944 5.0547 0.3355 15.5627 1.0065 111.8042 106.2483 10
4.1223 102.0408 100 143
5.3413 1004.7389 430.6024 28.5805 1325.7515 85.7415 9527.4206 9051.0495 8870.0285
8692.6275
8518.7747
1.665×106
1.1655×106
4.995×105
3.3153×104
1.5379×106
9.946×104
1.1052×107
1.0499×107
1.0289×107
1.0083×107
9.8818×106
备注：11°P啤酒的密度为1012kg/m3，实际年⽣产啤酒：10000.381t
3.2耗冷量估算
3.2.1发酵车间⼯艺流程
96℃热麦汁→冷麦汁（6℃）→锥形罐发酵→过冷却-1℃→贮酒→过滤→清酒罐3.2.2⼯艺技术指标及基础数据年产11°淡⾊啤酒10kt吨
旺季每天糖化5次，160天，淡季糖化3次，120天，全年共糖化1160次
主发酵时间6天
5锅麦汁装⼀个发酵罐
1度麦汁⽐热容c
1
=3.8498[kJ/(kg.K)]
冷媒⽤15%酒精稀溶液，⽐热容可视为c
2
=4.18[kJ/(kg.K)]
麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/kg
麦汁发酵度为60%
根据发酵车间耗冷性质，可分为⼯艺耗冷量和⾮⼯艺耗冷量两类。

即：Q=Q
t +Q
nt。

3.2.3⼯艺耗冷量
t
Q。