5万吨8°p啤酒厂设计(发酵罐)(4)

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外加加热器和搅拌器。

2.4.2 麦汁煮沸工艺

内加热式麦汁煮沸锅又可分为常压煮沸和低压煮沸。本设计采用常压煮沸工艺，具体为进锅麦汁在15-20min从75℃升至100℃，在100℃煮沸维持30min，总煮沸时间为70-90min，总蒸发量为8%-12%，其温度变化曲线如下表2-5。

表2-5 煮沸过程中的温度变化曲线1051009590858075705

温度/℃15253545556575时间/min8595105120

2.5 麦汁后处理

2.5.1 热凝固物及冷凝固物的分离

麦汁煮沸后应尽快将麦汁中的热凝固物进行有效的分离，以获得澄清的麦汁，然后将麦汁冷却至工艺要求的温度，冷却的同时，要进行通风，为酵母繁殖提供足够的氧气。漩涡成沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，与其它设备相比，她的分离效果最佳。漩涡沉淀槽是立式柱形槽，麦汁沿切线方向泵入，形成旋转流动，并使热凝固物以锥丘状沉降于槽底中央，清亮麦汁从侧面麦汁出口排出。

麦汁在冷却过程中会形成冷凝固物，并逐渐沉淀下来，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮选法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮选法是麦汁在去除热凝固物后，通入无菌空气就会吸附在细密的小气泡上，随气泡升至液面，并加以除去。

2.5.2 麦汁的冷却

常用的麦汁冷却器为板式换热器，换热效率很高。麦汁冷却的基本要求有：麦汁

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和冷却水流经部位要便于清洗，密封性要好，严防冷却水和麦汁的渗漏。要有足够的冷却面积，冷却时间要短，冷凝固物析出的量多。

麦汁冷却有一段式和两段式两种冷却方式，本设计采用一段式冷却方式。即先采用氨直冷方式将酿造用水冷却至3-4℃，然后与热麦汁在板式换热器内进行一次性热交换，在麦汁冷却至发酵温度同时，冷水则被加热至75-80℃，此水可以直接作为洗糟水使用。

2.5.3 麦汁的充氧

发酵需要大量的酵母，而酵母繁殖需要氧气，以利于酵母增殖并同时进入发酵阶段。为使空气溶解至冷麦汁中，必须通入很细小的空气泡，并以涡流形式与麦汁进行混合[4]。

2.6 啤酒发酵

2.6.1 啤酒发酵方法的选择

根据传统生产方法，啤酒发酵过程分主发酵和后发酵两个阶段，（又可分为上面发酵和下面发酵，下面发酵生产的啤酒柔和、色淡，本设计采用下面发酵方法），酵母繁殖和大部分可发酵性糖类的代谢以及发酵产物的形成，均在主发酵阶段完成，后发酵是前发酵的延续，必须在密闭的容器中进行，残唐进一步进行分解，形成二氧化碳，并充分溶于啤酒中，达到饱和，啤酒在低温下陈贮，进一步得到成熟后澄清。

2.6.2 一罐法发酵工艺的论证

一罐法发酵由于操作简单，温度，压力和风味可以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可以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。缺点是：由于酒液对流强烈，许多本应分离的杂质不能排出去而溶于酒中。本设计采用一罐法高温发酵工艺进行发酵。高温发酵工艺与低温发酵工艺相比，可在质量不变的前提下提高设备利用率，生产周期也明显缩短，生产成本大大降低[5]。工艺方法如下：热麦汁经回旋沉淀槽除去冷凝固物和粉碎酒花渣后，以薄板冷却器冷至9.5-10℃，在以硅藻土过滤除去冷凝固物，并充无菌空气使溶氧达到7-8mg/L,原麦汁浓度为12°P，添加0.6%-0.8%的泥状酵母。麦汁在发酵罐内10-11℃保持36h，进行酵母增殖，而后使温度升至12℃，进入主发酵。经过大约两天的发酵后，外观发酵度降至6°P时，使罐压升至0.08-0.1Mpa，并逐步自然升温至16℃，继续发酵并还原双乙酰。约在满罐后的第5天，外观发酵度降至最低点（2.2-2.5°P）；满罐后大约7-9天，双乙酰的含量可降至0.1mg/L以下。这时可缓慢

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降温，直至0℃，进行后熟及饱和二氧化碳，时间为4-5天。在降温至0℃的第2天，排放酵母并进行回收。滤酒前一天在排一次酵母和冷凝固物。一罐法高温发酵工艺的总时间为12-15天。

2.6.3 酵母的添加与回收

在麦汁进行充氧同时添加酵母，为了使酵母均匀分布在发酵罐中，酵母应在整个麦汁流入过程中均匀添加，接种量一般为（1.5-1.8）×107/mL麦汁，即约0.6-0.8L浓酵母泥/hL麦汁。种酵母要求：外观色泽洁白，凝聚性良好，无黏着现象，无杂质，无变异，镜检酵母细胞大小整齐，健壮，无杂菌感染，细胞活性97%以上，冷水低温保存时间不超过3天，使用代数不超过7代。沉降于发酵罐底的酵母可以分为三类：上层为轻质酵母，主要由落下的泡盖和最后沉降下来的酵母细胞组成，可做饲料或经行其它综合利用。中层为核心酵母，由健壮、发酵力强的酵母细胞组成，其量占65%-70%,可留作下批种酵母用。下层为弱细胞或死细胞，由最初沉降下来的颗粒组成，可作饲料或弃置不用。

2.6.4 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，即液氨直接在锥形罐的冷却夹套中蒸发并吸热，在实际生产中需要注意一下几个方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定条件下可燃可爆，二是液氨工作压力较高，且渗透性很强，因而发酵罐的夹套焊接要求也较高，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。

2.7 啤酒过滤

2.7.1 啤酒过滤理论

经过发酵或后处理的成熟啤酒，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，这些物质在以后的贮存期间会从啤酒中析出，导致啤酒浑浊。所以，必须经过过滤工序将其除去。

啤酒过滤式一种物理分离过程，是啤酒生产过程中非常重要的生产工序。经过过

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滤后，啤酒外观清亮透明，富有光泽，使其更富有吸引力，同时，可赋予啤酒以良好的生物稳定性与非生物稳定性，使其至少在保质期内不出现外观的变化，从而保证了啤酒外观质量的完美。

2.7.2 啤酒过滤方式的选择与论证

对于啤酒过滤来说，现在使用较普遍的过滤设备主要有硅藻土过滤机、纸板过滤机和膜过滤机，硅藻土过滤机作为啤酒的粗滤，膜过滤主要用于生产纯生啤酒，由于发酵成熟的啤酒中含有大量的酵母，酒液十分浑浊。所以，一般先要进行粗虑，然后再进行精滤。本设计为8op经典啤酒，啤酒的粗虑采用硅藻土过滤机，啤酒的精滤采用纸板过滤机。由于烛式过滤机具有过滤面积大，过滤效率高等特点，本设计采用烛式硅藻土过滤机。

2.8 啤酒的包装

啤酒的包装形式有瓶装、易拉罐装和桶装三种形式，本设计生产的主要是瓶装啤酒。一瓶啤酒质量的好坏，对消费者来说，首先看到的是这瓶啤酒的包装。产品包装既是产品的卖点，又是市场的亮点，新颖独特的包装设计往往最容易打动消费者的心。因此，啤酒企业不仅要生产合乎标准和品质上乘的产品，而且要有端庄美观的商标和包装，如此才能使其产品更具吸引力和竞争力，使其品牌更加深入人心。啤酒包装的基本功能有以下几点。

（1）保护功能。包装应该保证产品的安全和清洁卫生，使其在储存、运输和销售过程中不致散失、损坏和变质，这是包装最基本的作用。

（2）美化增值功能。美观大方的包装造型、生动形象的图案和新颖别致的装潢可以衬托产品形象，提高产品的附加价值。

（3）促销功能。包装是“无声的推销员”，消费者通过包装可以了解产品，引起消费兴趣，激发购买动机，从而有利于扩大商品销售。

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第3章 物料衡算

3.1 物料衡算的意义

物料衡算是指理论上进行生产时，所要消耗的物料和可以得到的产品以及副产品的量，物料衡算的准确与否关系到整个生产工艺的合理性和设计的可行性，是整个设计阶段的重要一环。

3.1.1 物料衡算基础数据

根据表3-1的基础数据，先进行100kg原料生产8°P啤酒的物料衡算，然后进行100L8°P啤酒的物料衡算，最后进行50000t/a啤酒厂的物料衡算。

表3-1啤酒生产基础数据

项目 定 额 指 标 大米水分 无水麦芽浸出率 无水大米浸出率 原料 配比 损 失 率 总损失率 麦芽 大米 冷却损失 发酵损失 过滤损失 装瓶损失 啤酒总损失率 名称 原料利用率 麦芽水分 百分比﹪ 98.5 6 13 75 95 75 25 3.5 1.5 1.0 1.0 7.0 说明 对热麦汁而言 对热麦汁而言 3.1.2 以100kg原料为基准

（1）热麦汁量

根据表3-1可得原料收得率分别为： 原料麦芽收得率为：

0.75(100-6)÷100=70.5%

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