年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算

年产30万吨啤酒厂工艺设计和物料衡算热凝固物回收主要是在煮沸锅中，达到一定煮沸强度后，麦汁会产生热凝固物，，这其中含有大量酒花物质，可以将其加入过滤槽中，随着麦汁的过滤，就可以使一部分酒花物质进入麦汁……酵母中回收啤酒主要有板筐压虑机，振动式膜分离机和叉流过滤机，前者酵母破碎严重，第二个价格太贵，第三个即便宜又好用。

主要是使酵母液在陶瓷膜孔上做切向运动，清液能从孔中滤出，叉流过滤机主要通过压差控制回收量2.1.1原料加工处理；啤酒酿造需要四种原料：大麦、酒花、水和酵母。

这些原料的质量决定着所生产啤酒的质量。

了解这四种原料的特性及其对工艺的影响，是对起进行加工处理的前提，只有这样才能有针对性地进行工艺控制。

2.1.1.1麦芽的制备大麦为啤酒酿造提供必需的淀粉，这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物。

种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要，因为这些这些大麦制成的麦芽，浸出物含量很高。

麦芽有大麦制成，制麦芽的目的是在大麦颗粒中形成酶并使大麦颗粒中的某些物质发生转化。

因此大麦需要发芽并只能发芽一段时间。

有大麦制成的麦芽，其外表几乎和大麦一样。

麦芽的制造包括如下几个步骤：大麦进厂接受，清选，分级和输送；大麦的干燥与储存；大麦浸泡；发芽；麦芽干燥；干燥后的麦芽处理；2.1.1.2原料的称量本设计的投料量比较大，所以用传统的倾翻计量称就不再适用，本设计里面使用的是电子计量称，该称为了能够准确的称量，投料过程不能太快，它分为：前容器，称重容器和后容器。

2.1.1.3麦芽的粉碎糖化是为使麦芽中的酶尽可能作用并分解麦芽中的内容物，麦芽必须粉碎。

粉碎是一个机械破碎过程。

在这一过程中，必须保护麦皮，因为麦皮将作为过滤槽中的过滤介质。

糖化是要尽可能是酶与麦芽内容物接触并分解。

对此需将麦芽粉碎，粉碎的越细，则酶的作用面就越大，也能更好地对内容物进行分解。

麦芽粉碎越细，麦糟体积就越小；麦芽粉碎越细，麦糟层的渗透性就越差，麦糟就越快被吸紧，过滤时间就越长。

所以麦芽的粉碎不可以过细。

粉碎大体上可分为干法粉碎和湿法粉碎,本设计采用的是湿法粉碎，麦芽粉碎前，若对麦芽进行浸泡处理，那么麦皮以及麦芽内容物就会吸水分，变得有弹性，麦芽内容物也能从麦皮中被分离出来并被粉碎，而麦皮几乎没有损伤，使过滤能力得以改善，粉碎得很细的麦芽内容物能更好地被分解。

湿法粉碎机的上部有一个出口为锥型的麦芽仓，在麦仓中进行浸泡。

粉碎质量的好坏会影响：糖化工艺，碘检时间，麦汁过滤，糖化车间收得率，发酵，啤酒的可滤性，啤酒的色泽、口味和总体风味。

2.2糖化糖化是麦汁制备中最重要的过程。

在糖化过程中，水与麦芽粉碎无进行混合，由此使麦芽的内容物溶出，获得浸出物。

2.2.1糖化过程中的物质变化2.2.1.1糖化的目的`麦芽粉碎物中的内容物大多是非水溶性的，而进入啤酒中的物质，只能是水溶性的物质，因此我们必须通过糖化，使粉碎物的不溶物转变为水溶性物质。

我们把所有进入溶液的物质称为浸出物。

糖化的目的就是，尽最大的可能形成多的、质量好的浸出物。

而浸出物的主要数量只能在糖化中通过酶的作用产生。

酶在其最佳温度范围内发挥作用。

2.2.1.2酶的特性酶的在重要特性是它分解底物时的活力。

这种活力取决于各种因素：1.温度：酶的活力取决于温度。

在一定温度下酶的活力是可以改变的。

在低温下，酶活力几乎可以无限度地保持，但随着温度的上升，酶的活力迅速下降。

2.PH值：因为随着PH值的变化，酶的卷曲结构也会发生改变，所以酶的活力也取决于PH值。

以下物质的分解过程对酿造来讲十分重要：淀粉分解；β—葡聚糖（麦胶物质）的分解；蛋白质的分解。

2.2.1.3淀粉的分解2.2.1.3.1淀粉必须彻底分解成糖以及不使碘液变色的糊精。

淀粉的彻底分解，不仅仅是因为经济原因，而且不可分解的残余淀粉还会导致啤酒出现糊化浑浊。

淀粉分解分为三个过程：糊化，液化，糖化。

1.糊化：就是指淀粉颗粒在热水溶液中膨胀、破裂。

在这种粘性溶液中的游离淀粉分子相对未糊化的淀粉来说，淀粉酶可较好的将其分解。

糊化后的淀粉不再聚结成固体淀粉颗粒，因此在液体中含有的酶可以直接将它们很快分解。

相反，未糊化淀粉的分解则需要很多天。

2.液化：液化就是通过α—淀粉酶的作用，使已糊化过的淀粉液粘度降低。

3.糖化：含义是通过淀粉酶的作用，把已液化的淀粉分解成麦芽糖和糊精。

它的检查是通过“碘检”进行的。

检查淀粉分解可借助于0.02mol/L的碘液(碘和碘化钾的酒精溶液)进行，称为“碘检”。

碘检时，一定要先将醪液样冷却后才能进行。

碘检原理：在室温下，碘液遇到淀粉分子和较大的糊精时，呈蓝色至红色，而所有堂分子和较小分子的糊精则不能使碘液变色。

碘液遇到高分子和中分子的分支糊精后还会呈现紫色至红色。

这一变色过程并不很容易辨认，但能表明麦汁碘检不正常。

在糖化过程中，重要产生以下可被啤酒酵母发酵和不可被啤酒酵母发酵的淀粉分解物：1糊精：不可发酵；2.麦芽三糖：能被所有高发酵度酵母发酵。

只有当麦芽糖发酵完后，酵母才能分解它，即只有在后酵储存时分解（后发酵性糖）；3.麦芽糖及其他双糖：能被酵母又好又快地发酵（主发酵性糖）；4.葡萄糖：最先被酵母分解（起发酵性糖）；2.2.1.3.2各种因素对淀粉分解的影响1．温度：在62~64℃长时间的糖化，可以得到最终发酵度较高的啤酒；若超过此温度，在72~75℃长时间糖化，则得到最终发酵度低、含糊精丰富的啤酒。

糖化温度的影响是非常大的，所以糖化时在各种淀粉酶的最佳作用温度下进行休止，即：形成麦芽糖的休止温度在62~65℃β—淀粉酶的最佳作用温度；糖化休止温度在72~75℃α—淀粉酶的最佳作用温度；糖化终止并醪温度在76~78℃。

2.时间：在糖化过程中，酶的作用并不是均匀的。

可将酶的活力划分为两个时间阶段：（1）10~20min后达到酶的最大活力。

在温度62~68℃之间，酶的最高活力较大。

（2）40~60min后，酶的活力下降较快，然后下降变慢。

1.PH值：醪液的PH值在5.5~5.6时，可以看作是两种淀粉酶的最佳PH值范围。

与较高的醪液Ph值相比较，在此PH值下可提高浸出物浓度。

形成叫多的可发酵性糖，提高最终发酵度。

2.2.1.4淀粉分解的检查糖化时，必须将淀粉彻底分解致碘检正常状态；糖化终了时，借助碘检检查淀粉分解情况。

由于碘液遇到淀粉和较大的糊精仅在冷醪中显色，因此必须将碘检醪液样品冷却。

将冷醪液放在白瓷盆上或石膏棒上，然后滴入一滴0.02mol/L的黄色碘液。

糖化终了的醪液，碘检时绝对不能出现变色；在麦汁煮沸终了，还必须进行碘检（后糖化）。

如果碘检是出现变色现象，则说明此麦汁碘检不正常。

人们称此为“蓝色糖化”。

那么由此生产的啤酒会出现“糊化浑浊”，因为较大分子的糊精是非溶性的。

采取的不久措施是：取麦芽浸出液或头道麦汁添加到发酵中的麦汁里。

2.2.1.5β—葡聚糖的分解β—葡聚糖在啤酒酿造中有重要意义，因为它导致过滤困难。

而高分子的β—葡聚糖凝胶具有举足轻重的意义，糖化过程中出现的各种剪切力会将β—葡聚糖分子扩展开来彼此联结在一起，通过氢键形成β—葡聚糖螺旋体，此螺旋体具有形成凝胶的趋势，导致过滤困难。

β—葡聚糖通过β—葡聚糖酶分解，最佳作用温度为45~50℃。

在60~65℃下通过β—葡聚糖溶解酶的作用仍能形成β—葡聚糖。

β—葡聚糖溶解酶十分耐热，在麦芽干燥时受损不大，在65~70℃时，β—葡聚糖不能再分解，此时β—葡聚糖酶已经失活，未分解的β—葡聚糖会给糖化过程带来问题。

2.2.1.6生物酸化醪液的PH值是酶促反应的一个重要参数。

将醪的PH降至5.5~5.6会有以下好处：较高的最终发酵度；蛋白溶解完全，由此形成更多的高分子蛋白分解物和低分子蛋白分解物；黏度降低；加速麦汁的过滤；减轻麦汁煮沸时的升色。

醪液和麦汁酸化的优点：缩短或优化糖化时间；麦汁过滤快、迅速；麦汁制备过程中色度上升较少；糖化收得率较高，不过苦味物质收得率会降低；醪液中的锌离子稳定性有所提高；主酵和后酵迅速；起泡性和泡持性好；啤酒口味柔和；口味稳定性好。

降低PH的方法：对酿造用水进行脱CO2处理；添加“酸麦芽”；生物酸化。

2.2.2糖化容器本设计的糖化车间所需要的容器是，糖化锅两个，糊化锅两个，压率机一个，煮沸锅两个，回旋沉淀槽两个，待槽一个。

各个容器的计算如下：2.2.3糖化下料糖化下料是指尽最大可能使麦芽粉碎物，在预定温度下与糖化用水强烈混合。

2.2.3.1糖化用水麦芽粉碎物与糖化用水的混合比例非常重要，它决定头道麦汁的浓度。

100kg糖化投料加上300L糖化用水，可得到浓度为20%的头道麦汁。

生产浅色啤酒：应选择较多的糖化用水，料水比为1：4~1：5。

由此是酶促反应加快。

2.2.3.2投料温度原则上可在任何温度下投料。

但是，由于酶有最佳温度的特性，投料温度也就显得很重要，以使酶能充分发挥作用。

2.2.3.3糖化用水和麦芽粉碎物的混合糖化投料时，糖化用水必须和麦芽粉充分混合，决不能结块。

为使糖化用水与麦芽粉充分混合，应在下料管在中安装麦水混合器。

在麦水混合器中，投料温度下的糖化用水以水雾形式喷出，而麦芽粉从上向下穿过此水雾区，两者得到均匀混合，没有结块产生。

无结块的糖化投料及搅拌器的工作好对此具有重意义。

2.2.4糖化工艺2.2.4.1糖化就是将醪液的温度提高到酶的最佳作用温度休止，使酶充分发挥作用。

休止温度阶段如下：50℃蛋白休止；62℃～65℃麦芽糖形成休止；70℃～75℃糖化休止；78℃并醪糖化终止。

根据升温的方式不同，人们把糖化的工艺划分为两类：浸出法和煮出法。

在浸出法工艺中，就是把总醪液加热至几个温度休止阶段进行休止，最后达到并醪糖化终止温度。

在此工艺中没有分醪煮费过程。

在煮出法工艺中，通过分出一部分醪液，并煮费，然后把煮费的醪液重新泵入到余下的未煮费醪液中，这样使混合醪液的温度达到下一步较高的休止温度。

2.4.2糖化工作的几个要点选择糖化工艺时，为使生产出的醪液，麦汁在组成上要达到所期望的啤酒类型要求，这样就要注意以下几点：2.4.3麦芽质量特别是用新大麦品种制成的麦芽，起蛋白溶解度常常很高。

如果将这样的麦芽在50℃进行长时间的休止，就回导致过多的高分子蛋白质别分解，啤酒口味将过于淡薄，且泡持性能差。

若麦芽的细胞溶解很好，那么就不要在45℃～50℃度休止，而选择58℃～62℃度的糖化投料温度。

如果麦芽细胞壁溶解不足，在糖化是欲促进其继续分解，而又不使蛋白质分解继续进行，则糖化下料温度应选在35℃。

应为在此温度下对温度敏感的β-葡聚糖酶可以作用，是胚乳得到很好的分解，而蛋白质去不被分解。

2.4.4添加热水升温在制作浅色啤酒时，料水比为1：4～1：5。

如果在35℃（或50）进行浓醪投料（麦芽：水=1：2.5），然后在醪液中加入82~85度的热水，使醪液温度升到下一次的休止温度50度（或63度），分解过程，特别是蛋白质分解过程，也因此而受到抑制。