2022年产20万吨啤酒厂糖化车间的设计.docx
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1、精品学习资源年产 20 万吨啤酒厂糖化车间地设计摘要本设计为一个年产20 万吨啤酒厂地糖化车间设计,该设计接受三锅三槽体系并重点介绍一种名为 MERLIN地新技术 .以下所述地德国斯坦尼克公司煮沸系统可以保证,即使总蒸发率为4% 左右也可得到很好地麦汁分析值 .为此人们第一设计了试验设备,然后用它对新工艺进行了详尽地测试.本文将介绍这种工艺 .新地煮沸系统结构特别简洁,主体设备是名为MERLIN地煮沸锅,在锅底安装一个锥形加热面,对麦汁进行煮沸和蒸发,回旋沉淀槽安装在MERLIN煮沸锅地下面,作为麦汁收集槽,另外仍需要象传统打出麦汁泵一样依据功率安装一个循环泵,酒花添加使用传统设备 .该设计方
2、案使糖化车间地热能得到了较为充分地利用,与传统糖化设计相比节能在60% 以上,由于接受了热冷凝水作为热媒,既节约了水源,为企业赢得了经济效益,又爱护了环境,因而具有现实意义.AbstractThis design is a design of a brewerys mashing workshop which can produce 200,000t beerin a year . It is a system of three-copper-three-tank and the mostimportantpoints are energy saving.With the natural ci
3、rculation system, some energy is saved and the wort quality欢迎下载精品学习资源is improved . The energy saving system can recover the vapor by condensation and use the energy for wort preheating via energy storage.The boiling process described as follows ensures very good analytical valueswith a total evapora
4、tion rate of about 4 %. First of all a pilot plant was conceived, with which the new process was fully tested. The new process will be first of all described and the results of the pilot plant presented.The construction of the new boiling system is simple. The main component is the MERLIN, a vessel,
5、 in which a conical heating surface is placed to serve for boiling and evaporation of the wort. The whirlpool, below the MERLIN vessel, serves as a collector for the wort. In addition, a circulation pump is required of the same size as the casting pump. For hop addition, the usual equipment is used.
6、In all, the design can make the best use of the energy of mashing workshop .The total saving of energy compared to conventional boiling can be up to 60%.Now, its the key period for most breweries to make innovations. So, to design a mashing workshop of a brewery with the capacity of 200,000t per yea
7、r in a new idea is voluble.目录中英文摘要目录第一章前言 1 其次章工艺流程论证 2 一 原料粉碎 2 二 糖化工艺 2 三 糖化工艺曲线 4欢迎下载精品学习资源四 麦芽醪地过滤 4 五 麦汁煮沸及酒花添加 5 六 麦汁处理 8 七 酵母地扩大培育 9 八 发酵 10九 发酵车间地 CIP 清洗系统 12十 过滤前高浓啤酒地稀释13十一 过滤 14 十二 包装 15 第三章 物料衡算 17一 物料衡算 17二 耗水量运算 22三 热量衡算 23 第四章糖化车间设备地设计及运算 25 一 新型麦汁煮沸系统地设计及运算 25二 其它设备设计及运算 32 第五章糖化车间平面
8、立面布置35 开题报告 36翻译 40参考文献 43致谢 44第一章 前 言我国是啤酒生产大国,啤酒在我国有庞大地消费市场.目前全国啤酒厂家正处于企业调整地关键时期.能否利用先进技术,高效节能地生产出优质啤酒已成为企业竞争地关键 .在啤酒生产各工段中,糖化工段无疑是极其重要地一环 .由于其工艺比较复杂,耗能多,并且打算了麦汁质量地好坏,所以设计一个年产 20 万吨啤酒厂地糖化车间具有现实意义.为了适应当前啤酒业地猛烈竞争机制,在设计上要求日益严格欢迎下载精品学习资源化、合理化 .本设计设备接受三锅三槽体系,在设计合理化、严密性地基础上,本设计将侧重于低压煮沸锅地设计,能源及二次蒸汽地利用,力求
9、接受最新地技术设备,节约能源,高效合理地生产出优质麦汁 .本设计接受德国斯坦尼克公司地新型麦汁煮沸系统Merlin.在 Merlin煮沸系统中可有针对性地掌握麦汁地热负荷和蒸发,通过循环泵地功率也可以改变麦汁地热负荷,由于随着流量地提高,麦汁液层地厚度会增加,麦汁地热负荷就会降低. 对麦汁质量 主要指对冷、热凝固性氮地含量影响 以及啤酒风味地都有好地影响.另外,在设计过程中,与糖化车间相关地土建工程均接受国家标准设计,从而使该设计具有合理地经济性 .其次章生产工艺论证一 原料粉碎原料选用优级麦芽 .麦芽在进行糖化前必需先经粉碎,粉碎后地麦芽,增加了比表面积,可溶性物质简洁浸出,也有利于酶地作用
10、,使麦芽地不溶性物质进一步分解.麦芽粉碎只是简洁地机械过程,但其粉碎程度对糖化时地生化变化,对麦汁地组成成分,对麦汁过滤速度以及对提高原料利用率都是特别重要地,粉碎过细会增加麦皮中有害物质地溶解,影响啤酒质量,也会增加麦汁过滤地难度,粉碎过粗就会影响麦芽有效成分地利用,降低麦汁浸出率 .目前国内有四种方法 .1. 干法粉碎:此法虽然粉碎成效好,但麦皮破坏多,且车间环境粉尘及噪音较大,有尘爆地危急 .2. 回潮粉碎:也叫增湿干粉碎,回潮后地麦芽,麦皮具有韧性,其粉碎物谷皮完整,麦汁收得率低,掌握方法困难,操作不易.3. 麦汁湿法粉碎:优点:谷皮较完整,过滤时间缩短.缺点:电负荷高,对麦汁纯洁度要
11、求较高,且糖化不匀称.4. 连续浸渍湿法粉碎:优点:糖化收得率高,麦汁组成有较好地改善,却设备结构复杂,价格高,但是此法改进了全湿法粉碎地缺点,于工艺要求上来说目前是最完善地.由于考虑到啤酒质量地方面,我们选用连续浸渍湿法粉碎.辅料选用高麦芽糖浆和大M 各 50%混合 .大 M 可经干法粉碎 .高麦芽糖浆成分与麦芽麦汁比较接近,可直接在煮沸锅中直接添加.二 糖化工艺糖化是指利用麦芽所含地各种水解酶,在相宜地条件(温度,PH 值,时间)下,将麦芽和麦汁帮助原料中地不溶性高分子物质(淀粉,蛋白质,半纤维素及其中分解产物等)欢迎下载精品学习资源逐步分解为可溶性地低分子物质.麦汁地组成成分,颜色将直接
12、影响到产品啤酒地品种和质量;糖化工艺和原料,水, 电,汽地消耗,将影响到啤酒地成本,因此糖化过程是啤酒生产中地重要环节.糖化过程是原料地分解和萃取过程,它主要是依靠麦芽中各种水解酶促分解,而水和热力作用是帮助酶促分解和浸取过程.糖化中地工艺掌握,主要通过下述环节来进行:( 1) .选择麦芽地质量,辅料地种类及其配比、配料.( 2) .麦芽及非发芽谷物地粉碎度.( 3) .掌握麦芽中各种水解酶地作用条件,如温度、PH、底物浓度(加水比)、作用时间.( 4) .加热地温度和时间 .( 5) .有时仍需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调剂掌握.糖化方法传统地糖化方法有两大类,煮出糖化法和浸出糖化法,其
13、他地方法都是从这两大类演化而来地 .煮出糖化法是指麦芽醪利用酶地生化作用和热力地物理作用使其有效成分分解和溶解,通过部分麦芽醪地热煮沸,并醪,使醪逐步梯级升温至糖化终了.部分麦芽醪被煮沸次数即几次煮出法 .浸出糖化法是指麦芽醪纯粹利用其酶地生化作用,用不断加热或冷却调剂醪地温度, 使之糖化完成 .复式糖化法是源于以上两种方法而形成地,当接受大M 等不发芽谷物时,进行糖化时必需第一对添加地辅料进行预处理、糊化、液化.本设计接受复式浸出法,由于没有部分醪液地煮沸,麦皮中多酚物质,麦胶物质等地熔出相对较少,所制麦汁色泽浅,粘度低,口味柔和,且发酵度高,残余可发酵性糖少.啤酒泡沫好,适于酿造浅色淡爽型
14、啤酒.此法仍有一优点是操作简洁,糖化周期短.操作时在并醪后不再有煮沸阶段,而是在糖化锅内直接升温,达到糖化各阶段所需要地温度.本工艺使用大M20% ,需要对辅料进行糊化液化,辅料糊化有两大特点:一是大加水比,二是尽可能利用外加-淀粉酶,帮助糊化、液化,防止添加过多麦芽,在糊化煮沸时,促进皮壳,溶解和形成焦糖,类黑色素.接受外加耐高温 -淀粉酶地方法促进糊化,加水比为 1:6,高温 -淀粉酶用量为4/g 大 M.糊化起始温度为 50, 10 分钟后升温至 90( 1.5/min ) .加入耐高温 -淀粉酶,同时加入肯定量石膏,有助于排除重碳酸盐引起地碱度,掌握Ca2+浓度在 4070mg/L ,
15、爱护-淀粉酶,提高耐热性,增加酵母凝结性,保温20min 快速升至 101,煮沸 10min ,即完成辅料地糊化、糖化,醪在47保温 50min ,然后并醪至63保温 40min ,升至 70,保温 20min. 碘试完全后,升至75 .糖化终了 .糖化温度 63为糖化阶段温度,有利于-淀粉酶地作用,生成大量地可发酵性糖、麦 芽糖,适合制造高发酵度地啤酒.76为糊精化阶段温度,此温度下-淀粉酶进一步分解残留淀粉,生成大量短链糊精,而-淀粉酶、内肽酶、磷酸酶等酶失活或受到抑制,不起作用.接受二段式糖化温度,可提高可发酵性糖含量,对酵母地生长繁衍有利.糖化终点由淀粉分解程度打算,对此检验和掌握标准
16、可以为殿试反应,也可以是糖含量:非糖低于 1: 0.35.欢迎下载精品学习资源糖化醪 PH 值一般在 5.05.3 之间,为改善酶地作用,可以接受处理酿造用水、生物酸化或添加乳酸麦芽等方法调剂醪液地PH 值.由于接受浸出法制造,淡爽型啤酒帮助糊化地加水比较大,麦芽加水比可相应较少, 接受大 M 加水比 1: 6,麦芽加水比1: 3.120100度温化糖806040200020406080100120140160180200糖化时间 min糖化工艺曲线三 糖化工艺曲线地论证:1. 麦芽质量地影响 .优级麦芽糖化力为250wk/100g 干麦芽2. 混合透料地糖化力.1000 60%250/100
17、=1500wk1000 75%250/100=1875wk3. 麦汁总氮 -氨基氮地估算设 100g 混合投料可得 14.5oP 定型麦汁 0.6L ,就: 每 100g 混合麦芽-氨基氮地含量: 150mg/100g 麦芽每 L 麦汁-氨基氮地含量: 设工艺参数为 1.2欢迎下载精品学习资源100 1-6.0%100 1-6.0%60%150 1.2/10075%150 1.2/1000.6=169.2 mg/L0.6=211.5 mg/L欢迎下载精品学习资源符合麦汁-氨基氮含量要求 .四 麦醪过滤欢迎下载精品学习资源在最短地时间内将糖化醪中从原料溶出地物质与不溶性地麦糟分别,得到澄清地麦汁
18、并获得良好地浸出物收得率.麦芽醪地过滤包括三个过程:( 1) .残留地耐热性 -淀粉酶进一步液化,提高原料浸出物地收得率( 2) .用热水将残留于麦糟中地麦汁洗出.工艺基本要求是:快速和较完全地分别可溶性浸出物,尽可能削减有害于啤酒气味地麦壳多酚、色素、苦味物,以及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸、 -葡聚糖等物质被萃取,尽可能获得澄清透亮地麦汁.目前地过滤设备有三类:( 1) .依靠于液柱静压力为推动力地过滤槽法.( 2) .依靠泵送地正压为推动力地压滤机法.( 3) .依靠于液柱正压和麦汁泵抽吸局部负压地渗出过滤槽法.接受最普遍使用地过滤槽过滤麦汁用不锈钢制作保温绝缘以防降温,以筛孔和麦糟
19、构成过滤介质,用麦醪地液柱高度产生静压力为推动力来实现过滤.过滤槽过滤法时间长,但过滤完全,所含对啤酒有害物质少.过滤槽滤过程序 在进醪前,从麦汁引出管进78热水直至溢过滤板,籍此预热槽及排除管、筛底地空气. 泵送糖化醪,送完后开动耕糟机,转35r,使糖化醪在槽内匀称分布. 静置 1030min ,使糖化醪沉降,形成过滤层. 通过麦汁阀或麦汁泵抽取浑浊麦汁回至槽内,直至麦汁澄清,一般为1015min. 进行正常过滤,留意调剂麦汁流量(逐步削减),收集滤过头号麦汁,一般需4590min. 待麦糟露出或将露出时,开动耕糟机耕糟,疏松麦糟层. 喷水洗糟,接受连续式或分23 次洗糟,同时收集“二滤麦汁
20、 ”开.始较浑浊,需回流至澄清,在洗糟时,假如麦糟板结,尚需耕糟数次. 待洗糟残留液流出浓度达到工艺规定值,过滤终止,旋转耕糟机刀或出糟刀,开头排糟,糟排空后,用槽内CIP 洗糟及过滤筛板,收集底,同时清洗排污.五 麦汁地煮沸以酒花添加麦汁经过滤后,需要添加酒花进行煮沸.这样可以蒸发水分,钝化全部酶活和麦汁杀菌,使蛋白质变性地絮凝,浸出酒花地有效组分,排除麦汁中特异地异杂臭气,形成香味物质 .在啤酒生产中,总热消耗约为145285 兆焦 /百升成品啤酒 .其中麦汁制剂消耗地能量最多,约 81128 兆焦 /百升成品啤酒 .而麦汁煮沸消耗地能量约为2454 兆焦/百升成品啤酒 .由此可见,仅仅通
21、过削减总蒸发率便可以节约大量地能耗.低温煮沸时,麦汁中地高分子蛋白质得到了爱护,由此也爱护了对泡沫有利地物质, 但同时游离 DMS 地排除就不够充分 .煮沸时间地转变也会引起同样地问题,长时间煮沸虽然有利于蒸发,但却会降低煮沸终了麦汁中地可凝固性氮含量,而短时间麦汁煮沸虽然保 证了头号麦汁中可凝固性氮地含量很高(对泡沫有利),但同时也增加了头号麦汁中地 DMS 量.欢迎下载精品学习资源本设计接受德国斯坦尼克公司地新型麦汁煮沸系统 Merlin.新型煮沸系统结构特别简洁,主体设备是名为 Merlin 地煮沸锅,在锅底安装一个锥形加热面,对麦汁进行煮沸和蒸发 .回旋沉淀槽安装在 Merlin 煮沸
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