发酵工厂工艺设计样本

发酵工厂工艺设计

题目: 年产17.4万吨啤酒工厂工艺设计学院: 嘉兴学院南湖学院

专业: 生物工程

班级: 生物N21

学号: 45849215

姓名: 黄运佑

指导教师:

前言

酒是全世界分布最广, 也是历史最悠久的酒精性饮料, 它的酒精度低、营养丰富、有益于人的健康, 因而有”液体面包之美称, 受到众人的喜爱。啤酒也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。啤酒于二十世纪初传入中国, 属外来酒种。啤酒是根据英语Beer译成中文”啤”, 称其为”啤酒”, 沿用至今。啤酒以大麦芽﹑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。

中国最新的国家标准规定: 啤酒是以大麦芽( 包括特种麦芽) 为主要原料, 加酒花, 经酵母发酵酿制而成的、含二氧化碳的、起泡的、低酒精度( 2.5％7.5％, V/V) 的各类熟鲜啤酒。当前, 中国人均啤酒消费量虽然已接近22升, 但中西部地区仅在10升左右, 8亿多人口的农村人均连5升不到。因此, 中国啤酒市场还拥有很大的挖掘潜力, 消费量仍将保持增长, 因此建设新的、大型的啤酒厂, 增加产量, 就能够满足人们将来物质生活的需求。

全厂工艺论证

本设计是年产17.4万吨12°P啤酒发酵车间的工艺设计。此啤酒的酿造方法采用采用下面发酵法, 原料选取75%的麦芽, 25%的大米, 经过糊化、糖化、煮沸、过滤、冷却、发酵而成。发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐,体积为479m3, 发酵周期为24天。糖化设备采用六器组合即糊化锅一只、糖化锅一只、过滤槽两只、煮沸锅两只。

采用锥形罐一罐法下面酵母发酵( 即发酵温度为5~10℃) 。一罐法发酵由于操作简单, 温度, 压力和风味能够很方便的进行自动控制, 回收酵母液比较

方便, 而且一罐法生产啤酒能够省去两罐法的倒灌操作, 较少了接触空气的机会, 清洗消耗少, 酒损失低。

啤酒发酵工艺流程简介: 传统的下面发酵法, 发酵容器安置在空气过滤, 绝热良好和清洁卫生的发酵室内, 保持室温5～6℃, 采用开放式或密闭式发酵容器: ①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。②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。传统式分批发酵, 每批( 一锅或两锅) 定型麦汁, 经过添加酵母, 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( 10.5～11℃) , 主酵期( 12.8～13℃) , 后酵和贮酒期( 0～-1℃) 。

1.前发酵: 所谓前发酵, 就是指接种酵母泥处于休眠阶段, 酵母和麦汁接触后, 有较长( 数小时至十小时) 的生长滞缓期, 之后才能加入出芽繁殖, 当酵母克服生长缓滞期, 出芽繁殖细胞浓度达到20×106个/ml, 发酵麦汁表面开始气泡, 此阶段即为前发酵。但由于工艺改进, 前发酵时期已缩短至20～30个小时。

2. 主发酵: 主发酵前期酵母吸收麦汁中氨基酸和营养物质, 应用糖类发酵合成细胞并产生热量。此时糖降比较缓慢, 而氨基酸下降迅速。由于有机酸和麦汁缓冲物质减少, PH下降迅速。酵母达到最高浓度时, 糖降最快, 每天外观浓度降可达1.5～2.0°P。此阶段大量废热产生, 必须进行冷却。发酵度达到酵母凝聚点时( 一般发酵度在35%～45%) , 酵母开始凝聚, 发酵液中悬浮酵母细胞数开始下降, 糖降速率随之降低。为凝聚和保存凝聚酵母的活性, 发酵后期应逐步降低温度, 使发酵温度趋近后酵母温度。

3．后发酵和储酒: 过滤麦汁经主发酵后的发酵液较嫩啤酒, 又叫新啤酒。此时酒的二氧化碳含量不足, 口味不成熟, 不适于饮用。啤酒的成熟和澄清均在后发酵期中完成。后发酵的作用:①嫩啤酒中残留的可发酵性糖性糖继续发酵, 产生

的二氧化碳在密闭的贮酒容器中, 不断溶解酒内, 使之达到饱和状态。②后发酵初期产生的CO2 在排出贮酒罐外时, 降去酒内所含的一些酒类的挥发性成分, 如乙醛, 硫化氧, 双乙酰等同时排出, 减少啤酒的不成熟味觉, 加快啤酒成熟。

③在较长的后发酵期中, 悬浮的酵母, 冷凝固物和酒花树脂等。在低温和低PH 值的情况下, 缓慢沉淀下来, 使啤酒逐渐澄清。④在较低的贮酒温度下, 一些易形成混浊的蛋白质－单宁复合物逐渐析出而先行沉淀下来或被过滤除去, 改进了啤酒的非生物稳定性, 从而提高了成品啤酒的保存期。

4.圆筒体锥底发酵罐发酵及其工艺: ①发酵方法分类: 主要分单酿罐发酵和两罐法发酵两种。本次设计选择单酿罐法发酵。②设备的结构特点: ⑴设备的外型特点: 外筒体蝶形或拱形盖, 锥形体底, 罐筒体壁和锥底有各种形式的冷却夹套。单酿罐一般的D: H=1:1-5。发酵罐底角, 考虑到发酵中酵母自然沉降最有利, 取排出角73-75°。⑵罐材料: 大型C.C.T均采用碳钢加涂料或是不锈钢两种材料。⑶冷却夹套: 国内C.C.T大多用低温低压( -3℃,0.03MPa) 液态冷媒在半圆管, 弧形管的夹套, 或米勒板式夹套内流动换热。冷却夹套的单酿罐内一般分三段: 上段距发酵液面15cm向下排列, 中段在筒体的下部距支座15cm向上排列, 锥底段尽可能接近排酵母口, 向上排列。⑷隔热层和防护层: 绝热材料常见绝热材料聚酰氨树脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。外防护层采用0.7-1.5mm厚的合金铝板或0.5-0.7mm的不锈钢板, 特别是瓦楞型板更受欢迎。⑸罐主要附件: 智能型铂温度传感器, 清洗取样阀, 安全阀, 真空破坏阀, CIP执行机构, 上视镜, 灯镜, 空气和二氧化碳排出管装置。圆筒体锥底发酵罐发酵工艺: ⑴进罐方法: 采用直接进罐方法。⑵接种量和起酵温度: 麦汁直接进罐法, 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加或减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℃。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。⑶主发酵温度: 采用低温发酵⑷VDK还原: 在大罐发酵中, 后发酵一般称VDK还原阶段。VDK还原初期一般不排放酵母, 也就是发酵全部酵母参与VDK还原, 这可缩