发酵工厂设计

1发酵工厂工艺设计设计题目：年产14万KL啤酒厂设计姓名：孙垚专业：生物工程121学号：2012031114联系方式：18840875583完成日期：2015年5月大连民族学院生命科学学院生物工程系成绩2前言................................................................3第一节啤酒工业的发展...........................................3第二节啤酒的分类..............................................4一、按啤酒是否杀菌分类.......................................4二、按啤酒色泽分类...........................................4三、特种啤酒.................................................5第三节啤酒生产工艺流程........................................6第一章啤酒厂设计依据..............................................8第一节设计的任务要求和依据....................................8一、设计的任务及要求.........................................8二、设计的依据...............................................8第二节设计的原则、特点........................................8一、设计原则.................................................8二、设计特点.................................................9第三节设计的目的、可行性......................................9一、目的.....................................................9二、现实意义和可行性分析.....................................9第二章厂址的选择.................................................10第一节厂址选择的重要性及原则.................................10一、厂址选择的重要性........................................10二、厂址选择的原则..........................................10三、厂址的选择依据..........................................11第三章啤酒厂总平面设计............................................12第一节总平面的设计的基本原则..................................12第二节啤酒厂的组成...........................................12第四章啤酒工艺计算...............................................13第一节啤酒工艺流程设计.......................................13第二节物料平衡计算...........................................13第三节热量平衡计算............................................17第五章发酵罐的设计与选型.........................................23第一节发酵罐数量的确定.......................................23第二节发酵罐体积的确定........................................23第三节发酵罐材料的选择及尺寸确定..............................24第六章车间布置设计.................................................29第一节概述...................................................29一、车间布置设计的目的与重要性..............................29二、车间布置设计的依据......................................29三、生产车间的组成..........................................29第二节车间布置设计的原则.....................................29参考文献：.........................................................303前言啤酒是世界上产量最大，酒精含量最低，营养非常丰富的酒种。早在1977年7月2日在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上就被正式列为营养食品。由于每个国家的国情不同，啤酒原料以及工艺生产流程也有差别。啤酒酿造以麦芽为主要原料、添加啤酒花、酵母发酵基本上是一致的，区别在于辅料及添加剂的使用上，如德国于1516年制定并沿用至今的纯度法规定啤酒酿造不允许添加任何辅料，非洲国家用高粱做原辅料，我国则多采用大米、也有用玉米及糖浆等作辅料。国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会对我国啤酒做了如下定义：以麦芽、水为主要原料，加啤酒花，经酵母发酵酿制而成的、含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度的发酵酒，包括无醇啤酒。该定义阐明了啤酒酿造所用的原料、生产方式及产品形式。第一节啤酒工业的发展1.创立时期(1900—1949年)1900年，俄国技师在哈尔滨建立了第一家作坊式啤酒厂—乌卢布列夫斯基啤酒厂（哈尔滨啤酒厂前身），年产300吨；1903年，英德资本家合资在青岛开设英德啤酒公司（青岛啤酒厂前身），年产2000吨；随后，东北、上海、北京、天津等地建厂。2.整顿发展时期（1950—1979年）开始引种啤酒酿造大麦，逐渐掌握麦芽生产和啤酒酿造技术，50年代末期建立了一批轻工院校，培养本国的工程技术人才。1979年，全国啤酒厂达150家，啤酒年产量近50万吨，啤酒的消费在城镇中开始普及。3.高速发展期（1980—1990年）改革开放后，国家对轻工食品开始重视，啤酒厂规模不断扩大，产量逐年递增，递增速率达到30％左右，技术装备水平不断提高，国外先进设备和技术开始向国内输入4.整合发展时期（1991—至今）90年代中期以来，随着市场竞争的日趋激烈，国内啤酒行业向着集团化方向发展，以提高综合竞争力，扩大市场份额。经过资源整合、资产重组，目前形4成了以华润啤酒（年产约1000万吨）、青岛啤酒（年产约700万吨）、燕京啤酒（年产约550万吨）等为主体的大型啤酒集团公司。第二节啤酒的分类啤酒分类方式有很多，综合起来有如下几种。一、按啤酒是否杀菌分类1.熟啤酒经巴氏灭菌或瞬时灭菌的啤酒称为“熟啤酒”。巴氏灭菌是将啤酒在较低温度下维持一段时间，杀死啤酒中的微生物细胞，达到较长时间保存的目的。瞬时灭菌是采用较高的温度维持很短的杀菌时间。经杀菌后的熟啤酒保质期能达到半年甚至一年，但杀菌的同时也会影响啤酒口味和破坏营养物质。我国绝大部分瓶装啤酒和罐装啤酒都属于熟啤酒。2.生啤酒不经巴氏灭菌，而采用其他除菌方式达到一定生物稳定性的啤酒，除菌方式有膜过滤和瞬时灭菌。由于生啤酒未经长时间灭菌，所以保持了啤酒的新鲜口感，营养物质更丰富，但生啤酒的保质期较熟啤酒短，一般为2—3个月。一些桶装啤酒和标有“纯生啤酒”或“原生啤酒”的瓶装啤酒或罐装啤酒属于此类。虽然目前熟啤酒仍然占主导地位，但消费者越来越倾向于饮用生啤酒。3.鲜啤酒不经巴氏灭菌的新鲜啤酒。啤酒在澄清过滤后，既不经巴氏灭菌，又不经任何除菌方式处理新鲜的啤酒，又称“散啤酒”。由于鲜啤酒未经杀菌和除菌处理，所以保质期更短，最长不超过一个星期。鲜啤酒采用桶装，一般在附近区域销售，夏季饮用多与冬季。二、按啤酒色泽分类1.淡色啤酒色度为2—14EBC单位、外观呈淡黄色的啤酒。目前市场上绝大多数为淡色啤酒。淡色啤酒按原麦汁浓度的不同又可分为三种。（1）高浓度淡色啤酒原麦汁浓度大于12°P的淡色啤酒。（2）中等浓度淡色啤酒原麦汁浓度为10—12°P的淡色啤酒。（3）低浓度淡色啤酒原麦汁浓度小于10°P的淡色啤酒。52.浓色啤酒色度为15—40EBC单位的啤酒。色泽介于淡色啤酒与黑色啤酒之间，为棕红色，适合天冷的季节饮用。淡色啤酒按原麦汁浓度的不同可分为两种。（1）高浓度浓色啤酒原麦汁浓度大于12°P的淡色啤酒。（2）低浓度淡色啤酒原麦汁浓度小于12°P的淡色啤酒。3.黑啤酒色度大于41EBC单位的啤酒。黑啤酒突出麦芽香味（焦香味），原麦汁浓度相对较高，一般高于12%，适合于天冷的季节饮用，但产量都不大。三、特种啤酒在原辅材料或生产工艺方面有某些重大改变。改变了上述原有啤酒的风味，成为了具有独特风格的啤酒。1.干啤酒高发酵度啤酒，实际发酵度不低于72%，口味干爽的啤酒。2.冰啤酒在酿制过程中经过冰晶化工艺处理，色度小于0.8EBC的啤酒。3.低醇啤酒酒精度为0.6%—2.5%的啤酒。4.无醇啤酒酒精度不超过0.5%，原麦汁浓度不低于3.0°P的啤酒。5.小麦啤酒以小麦、水为主要原料酿制，具有小麦麦芽经酿造产生的特殊香气的啤酒。6.浑浊啤酒在成品啤酒中含有一定量的活酵母菌或显示特殊风味的胶体物质，色度不低于2.0EBC单位的啤酒7.果蔬类啤酒（1）果蔬汁型啤酒添加一定量的果蔬汁，具有其特征性理化指标和风味并保持啤酒基本口味的啤酒。（2）果蔬味型啤酒在保持啤酒基本口味的基础上，添加少量食用香精，具有相应的果蔬风味的啤酒。6第三节啤酒生产工艺流程啤酒酿造工艺流程如下：糖化用水洗糖用水酒花↓↓↓原料（麦芽，大米）→粉碎→糖化→麦汁过滤→麦汁煮沸↓装箱←贴标←除菌罐装←啤酒过滤←发酵←麦汁冷却↑↑酵母冲氧1.麦芽制造麦芽制造（简称“制麦”）是指啤酒大麦经过一系列加工制成麦芽的过程，是啤酒生产的开始，是啤酒酿造原料—麦芽的生产过程。制麦的主要目的是使大麦吸收一定的水分后，在适当的条件下发芽，产生一系列的酶，以便在后续处理过程中使大分子（如淀粉、蛋白质）物质溶解和分解。发芽后的新鲜麦芽称绿麦芽。绿麦芽通过干燥会产生啤酒所必需的色、香、味等成分。绿麦芽经干燥后称干麦芽。麦芽制造过程如下：大麦→预处理→浸麦→发芽→干燥→除根→成品麦芽2.麦汁制备麦汁制备通常在工厂又称为糖化。麦芽及辅料必须经过这个过程，制成各种成分含量适宜的麦汁，才能由酵母发酵酿成啤酒。麦汁制造的全过程，可分为麦芽及辅料的粉碎、醪的糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷却五道工序。原料粉碎后进行糖化。在糖化锅中，将难溶性的淀粉和蛋白质转变成为可溶性麦芽汁。麦芽汁在被泵入煮沸锅之前需要先在过滤槽中去除其中的麦糟。过滤后的麦汁进入煮沸锅后，混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，加入酒花的麦芽汁被泵入回旋沉淀槽，除去不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白质。洁净的麦芽汁从回旋沉淀槽中泵出后，被送入热交换器冷却。随后，麦芽汁中被加入酵母，开始进入发酵工序。3.啤酒发酵7冷麦芽汁添加酵母后，开始发酵作用。啤酒发酵是一项非常复杂的生化变化过程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要变化产物是酒精和二氧化碳，另外还有一系列的发酵副产物，如