1、北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计I年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计摘 要啤酒是仅次于水和茶的三大饮料，同时也是目前世界上消费量最大的酒精饮料。啤酒是用含有淀粉的谷类（主要是大麦）酿造而成的，多数添加啤酒花来调味。本次设计是对年产 20 万吨淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计。主要包括啤酒生产的工艺流程设计，工艺计算，糖化车间物料衡算、糖化车间热量衡算（糖化用水消耗热量、第一次米醪煮沸消耗热量、第二次煮沸前混合醪升温耗热量、第二次米醪煮沸消耗热量、洗槽水耗热量、麦汁煮沸耗热量、糖化一次总耗热量、糖化一次耗用蒸汽量、蒸汽单耗） ，设备的设计与选型（主要设计糖化锅）等。关键词：
2、啤酒 工艺 糖化锅北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计IIMash tun design of Brewhouse in the Annual output of 200,000 tons light beer workshopABSTRACTBeer ranked the third popular drink after water and tea, at the same time, it sells best among the worlds alcoholic beverages. Beer is brewed from starch grains (containing
3、 is mainly a barley), most add hops to taste.The design is aimed at the mash tun design of Brew house in the Annual output of 200,000 tons light beer workshop. Including the design of beer production process, calculation process, glycosylated plant material balance, heat balance saccharification wor
4、kshop (calories for glycosylated water , heat dissipation for the first mash boiled rice , and the heat dissipation for the second mixed mash temperature before boiling heat loss, the secondsub-meter heat consumption of boiled mash, wash water tank heat loss, heat loss wort boiling, consumption of h
5、eat for mashing a total, mashing a steam consumption, steam consumption per unit), the design and selection for equipment (the main design is mash tun), etc.Key words: beer calculation mash tun北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计III目 录摘 要 .IABSTRACT.II1.绪论 .11.1 啤酒定义 .11.2 啤酒的起源 .11.3 我国啤酒工业发展趋势 .11.4 营养成分 .21.
6、5 啤酒的分类 .21.5.1 根据啤酒的色泽分类 .21.5.2 根据发酵性质划分 .21.5.3 根据原麦汁浓度分类 .31.5.4 根据是否巴氏杀菌分类 .31.5.5 根据生产方法分类 .32.全厂工艺流程 .42.1 产品设计标准 .42.1.1 感官标准 .42.1.2 理化标准 .42.1.3 卫生标准 .52.2 原料简介 .52.2.1 大麦和麦芽 .62.2.2 大米 .6北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计IV2.2.3 啤酒花 .62.2.4 酵母 .72.2.5 水 .72.3 生产工艺流程图 .72.4 生产工艺要点 .82.4.1 麦芽制备 .82.4
7、.2 麦汁制备 .92.4.3 发酵 .102.4.4 后处理及包装 .103.设计工艺计算 .123.1 全场物料衡算 .123.1.1 工艺指标 .123.1.2 对 100Kg 原料（75%麦芽、25%大米）生产啤酒物料衡算 .123.1.3 生产 100L 啤酒物料衡算 .133.1.4 年产 20 万吨啤酒糖化一次物料衡算 .143.2 糖化车间热量衡算 .163.2.1 糖化工艺流程图 .163.2.2 糖化用水消耗热量 Q1 .163.2.3 第一次米醪煮沸耗热量 Q2 .173.2.4 第二次煮沸前混合醪升温到 70的耗热量 Q3 .183.2.5 第二次煮沸混合醪的耗热量 Q
8、4 .193.2.6 洗糟水耗热量 Q5 .19北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计V3.2.7 麦汁煮沸过程耗热量 Q6 .193.2.8 糖化一次总耗热量 Q 总 .203.2.9 糖化一次耗用蒸汽量 D .203.2.10 糖化过程每小时最大蒸汽量 Qmax .203.2.11 蒸汽单耗 .214.糖化车间相关设备设计计算与选型 .224.1 糊化锅 .224.2 过滤槽 .224.3 煮沸锅 .234.4 回旋沉淀槽 .235.糖化锅的结构设计和强度计算 .245.1 糖化锅的结构设计 .245.1.1 糖化锅尺寸计算 .245.1.2 搅拌器设计 .255.1.3 糖化锅
9、排醪管径（至滤过槽） .275.1.4 糖化醪出口管径 .275.1.5 糖化锅进水管径 .275.2 糖化锅锅体设计及强度计算 .285.2.1 锅体结构设计 .285.2.2 锅身壁厚的计算及强度校核 .28设计总结 .30参考文献 .31北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计VI附 录 .32谢 辞 .34北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计11.绪论1.1 啤酒定义 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
10、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（2.5%-7.5%）的饮料酒。 。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的 50。在德国，除出口啤酒外，德国国内销售啤酒一概不使用辅助原料。1.2 啤酒的起源啤 酒 的 起 源 与 谷 物 的 起 源 密 切 相 关 。 人 类 食 用 谷 物 制 造 酒 类 饮 料 已 有 8000 多 年的 历 史 。 已 知 最 古 老 的 酒 类 文 献 ， 是 公 元 前 6000 年 左 右 巴 比 伦 人 用 黏 土 板 雕 刻 的 献祭 用 啤 酒 制 作 法 。 公 元 前 4000 年 美
11、索 不 达 米 亚 地 区 已 有 用 大 麦 、 小 麦 、 蜂 蜜 制 作 的16 种 啤 酒 。 公 元 前 3000 年 起 开 始 使 用 苦 味 剂 。 公 元 前 18 世 纪 ， 古 巴 比 伦 国 王 汉 穆拉 比 颁 布 的 法 典 中 ， 已 有 关 于 啤 酒 的 详 细 记 载 。 公 元 前 1300 年 左 右 ， 埃 及 的 啤 酒 作为 国 家 管 理 下 的 优 秀 产 业 得 到 高 度 发 展 。 拿 破 仑 的 埃 及 远 征 军 在 埃 及 发 现 的 罗 塞 塔石 碑 上 的 象 形 文 字 表 明 ， 在 公 元 前 196 年 左 右 当 地
12、已 盛 行 啤 酒 酒 宴 。 苦 味 剂 虽 早 已 使用 ， 但 首 次 明 确 使 用 酒 花 作 为 苦 味 剂 是 在 公 元 768 年 。 啤 酒 的 酿 造 技 术 是 由 埃 及 通 过希 腊 传 到 西 欧 的 。 1881 年 ， E.汉 森 发 明 了 酵 母 纯 粹 培 养 法 ， 使 啤 酒 酿 造 科 学 得 到 飞跃 的 进 步 ， 由 神 秘 化 、 经 验 主 义 走 向 科 学 化 。 1874 年 林 德 冷 冻 机 的 发 明 ， 使 啤 酒 的工 业 化 大 生 产 成 为 现 实 。 目 前 全 世 界 啤 酒 年 产 量 已 居 各 种 酒 类
13、之 首 。1.3 我国啤酒工业发展趋势我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技术的日益成熟，北京理工大学珠海学院 2010 级
14、本科生课程设计2人们开始运用组态软件进行啤酒生产过程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵活性，控制过程精度也有了很大的进步。生产过程历史数据的有效保存，也为厂家进行控制过程分析，控制曲线改进，进一步提高产品质量，提供了良好的原始数据参考。本设计内容为：了解啤酒的种类和生产的原料，啤酒的生产方法和生产工艺。并进行生产的物料衡算，热量衡算，还有糖化设备的设计及选型。本设计采用最为普遍的11P 淡色啤酒，其原料配比为：麦芽 70%，大米 30%。1.4 营养成分啤酒是以发芽大麦为主要原料酿造的一类饮料。含酒精度最低，营养价值高，成分有水分、碳水化合物、蛋白质、二氧化碳、维生素及钙、磷等物质
15、。含 17 种氨基酸，包括 8 种人体“必需氨基酸”。还富含 V B1、B 2、B 6、PP、泛酸、叶酸等。1.5 啤酒的分类1.5.1 根据啤酒的色泽分类啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标，按色度的深浅可将啤酒分为三类。（1）淡色啤酒：色度为 5.0-14.0EBC 单位，是产量最大的啤酒品种, 约占 98%,根据地区的嗜好，淡色啤酒又分为淡黄色啤酒、金黄色啤酒和棕黄色啤酒三种类型。（2）浓色啤酒：色度为 15.0-40.0EBC 单位，色泽呈红棕色或红褐色，特点是麦芽香突出、口味醇厚、酒花苦味较轻。酿制浓色啤酒除采用溶解度较高的浓色麦芽外，尚需加入部分特种麦芽，如焦香麦芽、巧克力麦芽等。（3
16、）黑色啤酒：色度为大于 40.0EBC 单位，色泽深红褐色乃至黑褐色。特点是一般原麦汁浓度较高、麦芽香味突出、口味醇厚、泡沫细腻，苦味则根据产品的类型有较大的差异。1.5.2 根据发酵性质划分 （1）顶部发酵。使用该酵母发酵的啤酒在发酵过程中，液体表面大量聚集泡沫发酵。这种方式发酵的啤酒适合温度高的环境 16-24 C，在装瓶后啤酒会在瓶内继续发酵。这类啤酒偏甜，酒精含量高。 （2）底部发酵。顾名思义，该啤酒酵母在底部发酵，发酵温度要求较低，酒精含量较低，味道偏酸。北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计31.5.3 根据原麦汁浓度分类低浓度啤酒，原 麦 汁 浓 度 在 2.5%-9.
17、0%之 间 ,酒 精 含 量 0.8%-2.5%之 间 的 属 低 浓 度啤 酒 。中浓度啤酒，原 麦 汁 浓 度 在 11%-l4%之 间 ,酒 精 含 量 3.2%-4.2% 之 间 的 属 中 浓 度啤 酒 。高 浓 度 啤 酒 ，原 麦 汁 浓 度 在 14%-20%之 间 ,酒 精 含 量 4.2%- 5.5%,少 数 酒 精 含 量高 达 7.5%,这 种 啤 酒 均 属 高 浓 度 啤 酒 。1.5.4 根据是否巴氏杀菌分类 （1）生啤酒：指不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，而采用物理过滤方法除菌，达到一定生物稳定性的啤酒。（2）鲜啤酒：指不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，成品中允许含有一
18、定量的活酵母菌，达到一定生物稳定性的啤酒。鲜啤酒是地销产品，口感新鲜，但保质期较短。多为桶装啤酒，也有瓶装者。（3）熟啤酒：指经过巴氏杀菌或瞬时高温灭菌的啤酒。多为瓶装或罐装，保质期可达 180 天。1.5.5 根据生产方法分类 （1）干啤酒：干啤酒除符合淡色啤酒的技术要求外，真正（实际）发酵度不低于72%，口味干爽。（2）冰啤酒：除符合淡色啤酒的技术要求外，在滤酒前须经冰晶化处理，其口味纯净，保质期浊度不大于 0.8EBC。（3）低热量啤酒：低热量啤酒适用于那些必须或希望摄取低营养物质的消费者。其重要要求是：脂肪和酒精的含量不得高于同类的普通食品，可利用的碳水化合物含量不得高于 0.75g/
19、100L。（4）淡爽啤酒：其特点是相对于其他常见啤酒酒精含量少，热量也较少。（5）无醇啤酒：无醇啤酒是指酒精浓度低于 0.5%(体积分数)的啤酒。司机可以饮用无醇啤酒而不用担心不利的影响。（6）纯生啤酒：纯生啤酒即生啤酒。由于在生产过程中没有经过巴氏杀菌或瞬时杀菌，避免了加热造成的风味物质和营养成分的破坏，保持了啤酒的新鲜口味和营养成分，而且保质期相对较长，可达 180 天，兼顾了鲜啤酒和熟啤酒各自的优点。北京理工大学珠海学院 2010 级本科生课程设计42.全厂工艺流程2.1 产品设计标准本课题设计淡色啤酒，采用国家标准 GB49272001 作为依据。标准定义：淡色啤酒色度 5EBC14E
20、BC 的啤酒。2.1.1 感官标准表 21 感官标准表项目 优级 一级 二级透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物 无明显沉淀物外观浊度，EBC 0.9 1.2 1.5形态 泡沫细腻，挂杯 泡沫较细腻，挂杯 泡沫较粗瓶装 200 170泡沫 泡特性， s 罐装 170 150120香气口味有明显的啤酒花香气，口味纯正，酒体协调柔和，无异味。有较明显啤酒花香气，口味纯正，酒体协调柔和，无异味。有酒花香气，无异味。1. 对非瓶装的鲜啤酒无要求。2. 对桶装啤酒无要求。2.1.2 理化标准表 22 理化标准表项目 优级 一级 二级14.4P 5.5（4.3） 5.2（4.1）酒精度，%（V/V ）或%（m/m）12.1 P-14.0 P 4.7（3.7） 4.5（3.5）
