年产8万吨12度淡色啤酒厂糖化车间设计-毕业设计.doc

年产8万吨12度淡色啤酒厂糖化车间糖化锅设计

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前 言

啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。
啤酒已经是现代社会最主要的酒精性饮品，全世界对啤酒的消耗量长久以来占据着酒精性饮料消耗量第一的位置。并且，在我国啤酒消耗量相对国外的来讲还有相当大的差距，我国的啤酒市场具有相当大的发展空间。
啤酒营养丰富，含17种氨基酸，包括8种人体“必需氨基酸”。还富含VB1、B2、B6、PP、 泛酸、叶酸等，所以又有“液体面包”之称。啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，中国啤酒消费市场以淡色啤酒为主。随着人们生活水平的提高啤酒消耗量越来越大，上世纪九十年代末以来，由于啤酒产量的基数越来越大，年增长率减少到5%左右，但从2006年开始，啤酒产量增长又出现新的高峰， 2007年继续保持大幅增长的势头，完成啤酒产量3931.37万KL，比上年同期（调整数）增长13.8%。所以我国啤酒市场前景广阔，而现在我国中西部地区大多数啤酒生产厂都是小型的生产企业。这种生产方式的原料利用率相对较低，并且能耗损失也较大。
本次设计年产10万吨淡色啤酒厂，属于中型啤酒生产厂的规模。正是适应西部地区啤酒供销现状的。本次设计主要设计生产瓶装熟啤酒，既能够及时销售也可以较长时间保藏。适合啤酒这种随季节消耗量有巨大差异的饮品特点。在这种规模的生产，既满足了大部分市场需求，又能够作到对资源能源的合理利用。适合构建节约型社会的发展理念。
在设计中结合现有的工厂的实际情况综合考虑各方面的因素因地制宜的原则。大量查阅了相关的文献资料。采用大米为辅料生产淡色啤酒。麦汁生产采用二次煮出糖化法。在生产中，糖化结束时选用冷水采用一段式逆流冷却法冷却麦汁。发酵车间采用下面发酵法发酵生产。生产中采用锥形大罐一罐式发酵的方法。
本次设计查阅了我院图书馆中关于啤酒厂设计方面的部分资料，还采用了一些来自于工厂实际生产中的技术参数。主要进行了全厂工艺参数的选择及简单的论证，全厂的工艺计算，糖化车间相关设备的计算校核与选型，以及车间的布置。这些资料中的设计参数大部分都是目前生产中仍然在沿用的，但也有一些内容已经被更先进的技术所取代，而且现在的行业技术更新、进步是很快的。我在设计过程中难免会出现一些错误，和设计不足的地方。恳请各位老师、专家指正，并提出宝贵的改进意见。谢谢你对这次设计的评阅。

第1章 全厂工艺流程及工艺参数的选择及论证

1.1 麦芽制备
1.1.1 制麦的目的
制麦即是指原料大麦制成麦芽。
制麦的目的：使大麦发芽，产生多种水解酶类，以便通过后续的糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出。绿麦芽经过烘干将产生必要的色、香和风味成分。
1.1.2 制麦的工艺流程
原料大麦→粗选→精选→分级→浸麦→发芽→干燥→除根→计量、打包→贮存→成品麦芽
1.1.3 原料的选取
1.自古以来酿造啤酒的主料为大麦，大麦分为六棱、四棱和二棱。我国华北地区种植的六棱大麦，南方种植二棱大麦。
我们设计生产淡色啤酒，选用二棱大麦。
二棱大麦是六棱大麦的变种，淀粉含量较高，蛋白质的含量相对较低，浸出物收率高于六棱大。
2.大麦的质量标准
原料大麦的质量标准应符合QB－1416－87的质量标准。具体指标如下：
(1)感观指标：（一、二、三级相同）淡黄色，具光泽，无病斑粒，无霉味和其他异味。
(2)理化指标

表1—1啤酒大麦标准理化指标
项目
二棱
多棱
优级
一级
二级
优级
一级
二级
水分％≤
13
13
13
13
13
13
粒含无水物
42
40
36
40
35
30
千粒重/g(无水物质)
95
90
85
96
92
85
发芽率％≥
97
75
90
97
95
90
大麦浸出物含量
50
76
74
76
72
70
蛋白质含量（无水）%
12
12.5
13.5
12.5
13.5
14
选粒试验（2.5mm以上）%
85
80
76
75
70
65
夹杂物含量%
0.5
1.5
3
0.5
1.5
2
破损粒含量%
0.5
1
3
0.5
1
2

1.1.4 物料输送方式选择与比较
大麦的输送方式分为气力输送和机械输送。
1.气力输送
(1)气力输送方式的特点：
设备简单，占地面积小，设备费用及维修费用低。
在其他输送装置由于受路径条件限制而不能设置和输送的场所，也能进行输送。
可以进行长距离的集中或分散输送。
向低压或高压容器也能供料输送。
(2)气力输送装置的型式
主要类型有吸引式和压送式
吸引式：吸引式气力输送装置是将空气吸入输料管，并将物料混入空气中进行输送。
压送式：压送式气力输送装置是靠从压气机械排出的气流，通过输料管时，加入物料进行输送。
气力输送总发展趋势是：设法降低功率，继续向大容量及长距离方向努力。
2.机械输送
在制麦厂常用的机械输送方式有带式输送、螺旋输送，斗式提升等输送方式。
(1)带式输送特点及用途
带式输送广泛用于水平方向或倾斜方向运送的散粒或成品物品，设备结构简单，操作方便，效率高，动力消耗低。
(2)螺旋输送的特点及用途
螺旋运送机在制麦厂中广泛用于输送大麦和麦芽，但只适用于短距离运输（60m以内）不能长距离输送。
(3)斗式升运的特点及用途
用于提升输送谷物
3.气力输送与机械输送的比较
表1—2气力输送与机械输送对比
项目
气力输送
螺旋输送
带式输送
斗式升运
输送物飞散
无
有可能
有可能
有可能
混入异物污损
无
无
有可能
无
输送物残留
无
有
无
有
输送路线
自由
直线
直线
直线
分叉
自由
困难
困难
不能
倾斜、垂直输送
自由
可能
斜度受限制
可能
输送断面
小
大
大
大
维修量
容易，主要是弯头
全面的
比较小
提斗，链条
输送最高温度
600
150
50
150
输送物最大粒径
30

无特殊限制
50
最大输送距离
2000
50
8000
30
一般短距离输送采用机械输送，其中带式输送广泛用于水平方向或倾斜方向运送的散粒或成品物品，设备结构简单，操作方便，效率高，动力消耗低特点。
气力输送主要用于长距离输送，并且消耗功率大，但在设备费用方面，采用气力输送有利。
大麦输送属于短距离低温直线输送。比较两者的特点，本设计采用带式输送
1.1.5 粗选
粗选的目的：除去进厂大麦中的大土石块，杂草，野生植物种子。细小杂物等。为精选做准备。
采用风力粗选机进行大麦粗选。
1.1.6 精选
精选的目的：经粗选的大麦仍含有和种子横截面大小相等的杂质需要利用种子长度的不同将其分离。
采用杂谷分离机进行大麦精选
1.1.7 分级
1.分级的目的：
(1)为浸渍均匀，发芽整齐，创造条件。
(2)颗粒整齐的麦芽，粉碎后能得到粗细均匀的麦芽粉。
(3)分级捡出颗粒从而提高麦芽的浸出率。
2.分级标准
表1—3大麦分级标准

分级标准

筛控规格

颗粒长度

用途
Ⅰ号大麦
2.5×2.5
2.5以上
制麦用
Ⅱ号大麦
2.5×2.5
2.5以上
制麦用
Ⅲ号大麦
—
2.2以下
饲料用
3.分级设备
分级设备为圆筒分级筛。
1.1.8 浸麦
1.目的
(1)使大麦吸收充足的水分。
(2)在水浸的同时，可充分洗涤、除尘、出菌。
(3)在浸麦水中适当加石灰乳，等化学药物可以加速酚类，谷皮酸等有害物质的浸出。明显促进麦芽和缩短制麦周期，能适当提高浸出物量。
2.浸麦度
浸渍后的大麦含水率叫浸麦度，一般为43%～48%
3.浸麦要点
浸麦时间为 34h～35h。 水温：13～18℃
采用浸喷结合法。
浸麦设备：浸麦槽
1.1.9 发芽
1.发芽的目的：使麦粒生成大量的酶，并使麦粒中一部分非激活酶得到活化和增长。
2.发芽的技术条件：
(1)温度：发芽有低温发芽，高温发芽，低高温结合发芽。本设计采用低温发芽。温度控制在12～16℃。
(2)水分：本设计制造浅色麦芽，控制麦芽水分在43%～48%。
(3)通风量：取500～600m3/T.h。且应避免阳光直射。
(4)发芽时间：4～5day
3.发芽设备：通风发芽箱
1.1.10 干燥
1.干燥的目的：
(1)停止绿麦芽的生长和酶的分解作用。
(2)除去多量的水分，防止麦芽腐败变质，便于贮藏。
(3)使麦芽干燥，便于脱落。
(4)除去绿麦芽的生腥味，增加麦芽的色香味。
2.干燥设备：采用双层水平式干燥炉。
1.1.11 除根
1.目的：根芽吸湿性强，贮藏时容易吸收水分而腐烂。根芽有苦味，带入啤酒将破坏啤酒口味，根芽易使啤酒改变色泽。
2.设备：采用麦芽除根机
1.1.12 贮藏
1.目的
(1)在干燥操作不当时产生的玻璃质麦芽，在贮藏期间产生变化，向好的方面转变。
(2)蛋白酶活性提高，增进含氮物质的溶解。
(3)增高麦芽酸度，有利于糖化。
(4)淀粉酶活性提高，提高麦芽的糖化力。
(5)麦芽贮藏吸水后，麦皮失去原来的脆性。粉碎是破而不碎。有利于麦汁过滤。
2.贮藏时间
最短一个月，最长半年
1.2 麦芽汁制备
糖化的定义：利用麦芽所含酶将麦芽和麦芽辅助原料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性的低分子物质的过程。

糖化的工艺流程：
麦糟 酒花 冷凝固物
↑ ↓ ↑
麦芽→粉碎→糖化→过滤→混合麦汁→煮沸→澄清→冷却→充氧→麦汁
↑ ↓
大米→粉碎→糊化 酒花糟 热凝固物
1.2.1 辅助物料选取
1.选取原因
(1)大麦制成麦芽，其价格增加70%～100%。浸出物含量减少10%。麦芽的价格远远高于不发芽的大麦。在麦汁制造中采用适当的比例（本设计采用30%）的辅料。虽增加加工设备，有热能消耗，还需要增加酶制剂等费用，但总成本降低，具有经济性。
(2)辅助物料含可溶性氮少，只提供麦汁浸出物中的糖类。可以降低麦汁总氮。相对减少麦汁中高分子含氮化合物的比例。提高啤酒的非生物稳定性和降低啤酒的色泽。
(3)使用大米含有丰富的糖蛋白。故提高啤酒的泡持性。
2.大米的特点：
价格较廉，而淀粉含量远高于麦芽。多酚物质和蛋白质含量则较麦芽为低，添加大米的啤酒色泽浅，口味清爽，泡沫细腻。酒花香味突出。非生物稳定性比较好。特别是以制造底面发酵的淡色啤酒。
3.大米比例： 本设计采用30%的大米比例。
1.2.2 酒花
1.作用
酒花在啤酒酿造中最主要的成分是酒花树脂。酒花精油和多酚物质。赋予啤酒以特有的苦味和香味。酒花树脂还具有防腐能力。多酚物质中的单宁则具有澄清麦汁的作用。
2.酒花的选择
本设计选用颗粒酒花。
3.选取原因
颗粒酒花是将酒花粉压制成直径2～8mm，长约15mm的短棒状，增加了酒花的密度，减小体积，同时降低了它的比表面积。利于贮藏和防止氧化。
1.2.3 水
1.水处理的原因
从天然水源得到水都是含有大量的各种杂质的非纯水。需要处理后才能满足生产要求，用于生产。
2.酿造水处理工艺流程：
自来水（井水）→普通过滤器→活性碳过滤器→离子交换树脂过滤器→精密过滤器→酿造用水
3.酿造水质量指标
色：无色 透明度：透明 味：无味
溶解盐 150～200mg/l ph 6.00～6.30
总碱度 10～50mmol/l 碳酸盐硬度 0～2°
总硬度 2～7 非碳酸盐硬度 2～5
细菌数 ≤100个/ml 大肠菌群 ≤3个/L
1.2.4 粉碎
1.粉碎的目的：可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用。使麦芽的不容性物质进一步溶解。
2.粉碎方法：湿粉碎
3.技术条件
麦芽粉碎度愈粗，浸出率愈低
要求：谷皮破而不碎，胚乳部分愈细愈好。对溶解不良的麦芽更应如此。
4.粉碎设备
大米、麦芽均用湿法粉碎机
1.2.5 糖化
糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物(淀粉、蛋白质、核酸、半纤维素等及其分解中间产物)，通过麦芽中各种水解酶作用以及水和热力作用使之分解并溶于水的过程。原料麦芽的冷水浸出物，仅占17％左右，非发芽谷物更少。经过糖化过程的酶促分解和热力的作用，麦芽的浸出率提高到75％～80％，大米的无水浸出率提高到90％以上糖化过程提高了原料和辅料的浸出率。糖化过程中原料和辅料的分解深度即分解产物的基本要求是：
淀粉被最大限度的分解成可溶性无色糊精和麦芽糖等可发酵性糖类，二者之间有一定的比例。
淀粉的分解产物站到麦汁组成的90％以上。麦汁中以麦芽糖为主的可发酵糖类供酵母发酵产生酒精及副产物，低聚糊精是构成啤酒残余浸出物的主体，它给啤酒带来粘度和口味的浓醇性。啤酒原料的利用率主要取决于淀粉的利用率，优良的糖化工艺可使淀粉分解以后99％进入麦汁。
麦芽中高分子物质和肽类，在糖化时得到进一步分解，但分解程度及比例远远低于发芽过程。
糖化方法有多种。煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪液逐步梯级升温至糖化完毕。部分麦芽被几次煮沸即为几次煮出法。
2.糖化工艺技术条件

(1)糖化温度：

表1—4 糖化温度的阶段控制
温度
控制阶段与作用
1.35～40℃
浸渍阶段：此时的温度称浸渍温度，有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于β-葡聚糖的分解
2.45～55℃
蛋白质分解阶段：此时的温度称为蛋白分解温度，其控制方法如下：①温度偏向下限，氨基酸生成量相对地多一些；温度偏向上限可溶性氮生成量较多一些。②对溶解良好的麦芽来说，温度可以偏高一些，蛋白分解时间可以短一些。③对溶解特好的麦芽，也可放弃这一阶段。④对溶解不良的麦芽，温度应控制偏低，并延长蛋白质分解时间在上述温度下β-葡聚糖的分解作用继续进行
3.62～70℃
糖化阶段：此时的温度通称糖化温度，其控制方法如下：①在62～65℃下，生成的可发酵性糖比较多，非糖的比例相对较低，适于制造高发酵啤酒②若控制在65～70℃，则麦芽的浸出率相对增多，可发酵性糖相对减少，非糖比例增加，适于制造低发酵度啤酒③控制65℃糖化，可以得到最高发酵浸出物收得率④通过调整糖化阶段的温度，可以控制麦汁中糖与非糖之比⑤糖化温度偏高，有利于α-淀粉酶的作用，糖化时间（指碘反应完全的时间）缩短，生成的非糖比例偏高
4.75～78℃
糊精化阶段：在此温度下，α-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉可进一步分解，而其他酶则受到抑制或失活
(2)麦芽的α-淀粉酶作用于糖化醪的最适PH为5.8～6.0。β-淀粉酶为5.0～5.5。一般在63～70℃温度范围内，α和β-淀粉酶的最适PH范围选用5.2～5.8
(3)化醪浓度：糖化醪浓度以20%～40%。超过40%会降低浸出物的收率。
3.糖化设备：糖化锅
1.2.6 麦汁煮沸与酒花添加
1.麦汁煮沸的目的
(1)蒸发水分、浓缩麦汁　过滤后的麦汁其浓度低于需定型浓度（约1.0～1.5°P），通过煮沸、蒸发浓缩，方可达到规定浓度。
(2)灭酶和杀菌　过滤后麦汁中残留有少量酶类，为保证酿造过程中麦汁组分的一致，需通过加热使酶钝化。同时杀菌，以保证发酵的安全性。
(3)蛋白质变形和絮凝　煮沸时利用蛋白质热变性与单宁结合等反应使麦汁中高分子蛋白质变性和絮凝以便除去。
(4)浸出酒花中物质。
(5)排除麦汁异杂臭气；降低pH；还原物形成。
2.煮沸方法：
采用传统的煮沸方法。
3.技术条件
煮沸强度：10～12％ 煮沸时间：90min ph：5.2～5.6
4.设备：麦汁煮沸锅
5.添加酒花的作用：
(1)赋予啤酒特有的香味
(2)赋予啤酒特有的苦味
(3)增加啤酒的防腐能力
(4)提高啤酒的非生物稳定性
6.添加酒花方法：全酒花添加
在煮沸35min后添加一次酒花，主要是加苦花;
在煮沸结束前5min再添加一次酒花，主要添加香花。
1.2.7 麦汁的澄清
将麦汁的热冷凝固物分离，主要是分离酒花糟和不溶性蛋白。
本设计中采用回旋沉淀槽沉淀法分离热凝固物，利用麦汁离心力分离实现分离。
1.热凝固物的分离
(1)热凝固物的成分
糖化醪过滤后得到的麦汁中含有水溶性的清蛋白和少量盐溶性蛋白质以及肽段，这些物质在煮沸时变性和多酚结合形成热凝固物，主要成分为：
粗蛋白质：　50%～60%
酒花树脂：　16%～20%
灰　　分：　2%～3%
多酚有机物：20%～30%
(2)原理
热麦汁经泵加速，由槽切线方向进槽，麦汁在槽内旋转，产生的离心力，由于槽壁作用产生离心力反作用力将热凝固物推向槽底部中央。
热凝固物在槽内的沉淀情况和以下因素有关：麦汁切线速度、热凝固物和大小麦汁粘度。
2.酒花分离
使用酒花球果，并加入到煮沸锅的工艺，在煮沸结束后应尽快分离出酒花糟。我国广泛使用带筛孔的酒花分离器。每千克酒花球果，在废酒花糟中，吸附约6～7L麦汁。为使损失降低，可用热水洗涤，降低酒花糟中残余物浓度。每千克酒花约产生含水85％的废糟3千克。
1.2.8 麦汁冷却
目的：冷却至发酵所需的温度，采用的是中温发酵，但是是低温接种，冷却到6℃
冷却方法：本设计采用现在最常用的一段式逆流冷却。
设备：薄板冷却器
1.2.9 麦汁充氧
麦汁冷却至发酵接种温度以后，即使与氧接触，氧化反应也较微弱，氧在麦汁中呈溶解状态，是酵母前期繁殖必需的。麦汁中氧气的溶解度，与麦汁中氧分压成正比，与麦汁温度成反比。麦汁浓度增加将减少饱和溶氧量。
麦汁充氧的目的：麦汁在去发酵时，发酵前期酵母需要繁殖，充氧可以为酵母前期繁殖提供足够的氧气。
麦汁充氧的设备:文丘里管
1.3 啤酒发酵
本设计采用下面发酵法生产啤酒
下面发酵法的特点
1.采用下面发酵法主发酵温度较低，发酵进程比较缓慢，主发酵完毕大部分酵母沉降到容器底部。
2.下面发酵法的后发酵期较长，酒液澄清良好，酒的泡沫细致，风味柔和，保存期长。
1.3.1 酵母菌的选择
1.扩大培养
啤酒酵母的扩大培养顺序
斜面试管→富氏瓶或试管培养→巴氏瓶或三角瓶培养→卡式罐培养→一级扩大培养→二级扩大培养（酵母繁殖罐）→发酵罐
2.酵母回收方法
(1)人工回收：劳动强度大 工厂一般不采用
(2)利用酵母离心机回收
利用酵母和发酵液的不同比重，用离心机分离酒液和酵母。分离啤酒和酵母的离心机多采用自开式盘式
为了保持下酒时酒液中的酵母液浓度。采用此法：部分酒液不经离心，直接与其他离心后的酒液混合。使酵母浓度保持在5～10×106细胞数/ml左右离心后酵母泵于贮存罐内进行处理。
特点：操作方便，但离心机及所属设备不易灭菌，而且离心过程中酒液容易摄取多量的氧。
3.接种量
不同麦汁浓度的酵母添加量：
表1—5麦汁浓度与酵母添加量的关系
麦汁浓度
酵母泥添加量
7～9
0.3～0.4
10～12
0.4～0.6
13～15
0.5～0.7
16～20
0.6～1.0
4.接种方法
主要接种方法有：干加法 湿加法 逆加法 倍加法
国内主要啤酒厂采用湿加法。
1.3.2 啤酒发酵
传统式分批发酵，每批定型麦汁，经过添加酵母、前发酵、主发酵、后发酵和储酒等阶段。相应的设备是：酵母添加器、酵母罐、发酵罐。各段发酵均在有温度调节的厂房内进行，一般分为前酵室（7～8°Ｃ）、主酵室（9.9～10.5°Ｃ）、后酵和储酒室（-0.6～-1.5°Ｃ）等部分。
1．酵母的添加和前发酵
(1)酵母添加量
本设计分批发酵采用低温、缓慢发酵，因此接种量比较小，接种量后细胞浓度控制在（5～12）×10６个/ml。
(2)酵母添加法
本设计采用流加法添加酵母。
(3)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，发酵麦汁表面开始起泡，此阶段即为前发酵。
2．啤酒的主发酵
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，而氨基氮下降迅速。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1.5～2.0oP。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温度。
主发酵后期每日糖降小于0.3 oP时，发酵缓慢，泡沫消失，逐步形成泡盖。泡盖是CO2带至发酵液面的多酚、酒花树脂、蛋白质等被氧化、聚合形成的。在主发酵结束前，捞去泡盖，即可进行后发酵和回收凝聚酵母泥。
灭菌的目的：啤酒灭菌的目的是为了保证啤酒的生物稳定性，有利于长期保存。采用巴氏灭菌法。巴氏灭菌法，亦称低温消毒法，冷杀菌法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法。
本设计采用62-65℃温度灭菌25min，这样较好地保存了啤酒的营养与天然风味，又可以杀死啤酒里的乳酸杆菌和芽孢。
啤酒灭菌的工艺技术条件：
1.酒不得发生酵母浑浊。
2.的啤酒，色、香、味不得与原酒有显著变化。
3.在65℃灭菌温度时，二氧化碳含量为4～5克/升的条件下，瓶颈空间容积应保持为瓶容积的3%，杀菌温度超过65℃应保持瓶容积的4%。
4.加热水温与酒温差、保持2～3℃，以防局部过热。
5.升降温度应和缓，防止骤升骤降，引起瓶子破损而造成酒和瓶子的损失。
杀菌方式可分装瓶前杀菌和装瓶后杀菌两种，在此采用装瓶后杀菌。
第2章 全厂物料衡算、糖化车间热量衡算、耗水、耗冷计算

2.1 全厂物料衡算
基础数据：
项目 名称 百分比 项目 名称 百分比
原料利用率 96 原料 麦芽 70
定 麦芽水分 6 百分比 大米 30
额 大米水分 12 啤酒损 冷却损失 7
指 无水麦芽浸出率 76 失率 发酵损失 1.5
标 无水大米浸出率 90 （对热 过滤损失 1.5
麦汁） 装瓶损失 2
总损失 12
根据基础数据，先进行100kg原料（麦芽、大米）生产12°P淡色啤酒的物料计算，然后进行100L12°P淡色啤酒物料衡算最后进行10万吨/年 啤酒厂的物料衡算
2.1.1. 100kg原料（70％麦芽、30％大米）生产12°P淡色啤酒的物料衡算
1.热麦汁量：由基础数据可得原料收得率分别为
麦芽收率：0.76（100－6）÷100＝70.6％
大米收率：0.90（100－12）÷100＝79.2％
混合原料收率为：0.98（0.70×70.6％＋0.30×79.2％）×100％＝72.94％
由此，100kg混合原料可制得10°P热麦汁量为：72.94/10 ×100 ＝
又知12°P麦汁在20℃时的相对密度为1.04，而100℃热麦汁比20℃时的体积增加1.04倍，故100℃热麦汁体积为：663.09/1.04×1.04＝
2.冷麦汁量：660.42×（1－4.5％）＝630.70 L
3.发酵液量：630.70×（1－1％）＝624.39L
4.过滤酒量：624.39×（1－0.8％）＝619.39 L
5.成品啤酒量：619.39×（1－0.7％）＝615.05 L
6.酒花耗用量：每100L热麦汁加入酒花量定为0.28kg
则100Kg原料耗用酒花量为: 660.42/100　×0.28＝1.85 kg
7.湿糖化糟：设排出湿麦糟含水80％
麦糟70×[（1－6％）（100－75）/（100－80）]＝82.25 kg
大米糟30×[（1－12％）（100－95）/（100－80）]＝6.6 kg
湿糖化糟82.25＋6.6＝88.85 kg
8.酒花糟：设酒花糟在麦汁中浸出率40％，酒花糟含水量按80％计算，
则酒花糟　1.85×（1－40％）/（1－80%）＝5.55kg
9.酵母量(以商品干酵母计)：
生产100L啤酒可得商品酵母1kg，则生产615.05L啤酒可得6.1505kg干酵母
湿酵母含水分85％，酵母固形物6.15×（1－85％）＝0.92 kg
含水分7％的商品干酵母0.92×1/（1－7％）＝0.99kg
10. CO2：12°P冷麦汁658.6576kg中浸出物11％×630.70×1.0442＝72.44 kg
设麦汁的真正发酵物60％，则可发酵的浸出量72.44×60％＝43.47 kg
麦芽糖发酵的化学反应式 C12H22O11 + H2O→2 C6H12O6
2 C6H12O6 → 4 C2H5OH ＋ 4 CO2 ＋ 56 kcal
设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，则CO2生成量
43.47× （4×44）/342 ＝22.37 kg
其中，44为CO2分子量，342为麦芽糖C12H22O11分子量
设12°啤酒含CO2为0.4％，
酒中含CO2 615.05×1.012× 0.4％＝2.49 kg
释出CO2量 22.37－2.49＝19.88 kg
所以得 Vco2=19.88∕1.832=10.85m3
13.空瓶需用量（以规格为640ml瓶计）：
615.05/0.64 ×1.005＝965.9≌966个
14.瓶盖需用量： 615.05/0.64 ×1.01＝970.6≌971个
15.商标需用量： 615.05/0.64 ×1.001＝962.0≌962张
2.1.2. 生产100L12°P淡色啤酒需进行的物料衡算
由上面计算可知100kg混合原料可生产11°P成品啤酒615.05L
1.生产100L12°P淡色啤酒需耗混合原料为：100/615.05 ×100＝16.26kg
2.麦芽耗用量：16.26×70％＝11.38kg
3.大米耗用量：16.26×30％＝4.88kg
4.酒花耗用量：100L麦汁中加入酒花量为0.28kg，
则100L12°P啤酒耗用酒花量 660.42/615.05×0.28=0.3kg
5.热麦汁量：660.42/615.05×100＝107.38 L
6.冷麦汁量：630.70/615.05×100＝102.54 L
7.发酵液量：624.39/615.05×100＝101.52 L
8.过滤酒量：619.39/615.05×100＝100.71 L
9.湿糖化糟量：
设排出的湿麦糟水份含量为80％，则
湿麦糟量 [（1－0.06）（100－75）/（100－80）]×11.38＝13.37 kg
湿大米糟量 [（1－0.12）（100－95）/（100－80）]×4.88＝1.07 kg
综上可得湿糖化糟量 13.37＋1.07＝14.44 kg
10.酒花糟量：
设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40％，且酒花糟水份含量为80％，则 酒花糟量
[（100－40）/（100－80）]×0.3＝0.9 kg
11.酵母量(以商品干酵母计)：
生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥，
其中一半作生产接种用，一半作商品酵母用即1kg，湿酵母泥含水分85％
酵母固形物量： 1× （100－85）/100＝0.15 kg
那么含水分7％的商品干酵母量为：0.15× 100/（100－7）＝0.16 kg
12.CO2量：
12°P冷麦汁104.6385L中溶出物量11％×102.54×1.0442＝11.78 kg
麦汁真正发酵度为60％时，则可发酵的浸出物量11.78×60％＝7.07 kg
麦芽糖发酵的化学反应式 C12H22O11 + H2O→2 C6H12O6
2 C6H12O6 → 4 C2H5OH ＋ 4 CO2 ＋ 56 kcal
设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，
则CO2生成量 7.07×（4×44）/342 ＝3.64kg
其中，44为CO2分子量，342麦芽糖C12H22O11分子量
设12°P啤酒含CO2为0.4％，
酒中含CO2 100×1.012×0.4%＝0.4048 kg
释出CO2量 3.64－0.4048＝3.24kg
1m3 CO2在20℃常压下重1.832kg/ m3；
释放容积为3.24/1.832＝1.77 m3
13.空瓶需用量（以规格为640ml瓶计）：
100/0.064 ×1.005≌157个
14.瓶盖需用量：100/0.64 ×1.01≌158个
15.商标需用量：100/0.64 ×1.001≌157张
2.1.3. 年产10万吨12°P啤酒厂的物料衡算
生产旺季每天糖化8次，旺季以160天计，占年产量70％，淡季每天糖化4次，均留10天检修，以140天计。
则每年总糖化次数8×160+4×140＝1870次
10万吨12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算：
旺季二、三季度，预留10天检修，按160天算，设每天糖化8次，共糖化1190次，旺季产量占全年70％（12°P淡色啤酒密度1012 kg/m3）
1.糖化1次成品酒定额量（10×104×103×103×70%）/（1012×1190）＝58126.02L
2.消耗混合原料　58126.02×16.26/100＝9451.29 kg
3.麦芽　9451.29×70％＝6615.9 kg
4.大米　9451.29×30％＝2835.39kg
5.酒花　0.3×58126.02/100＝174.38 kg
6.热麦汁　107.38×58126.02/100＝62415.72 L
7.冷麦汁　102.54×58126.02/100＝59602.42 L
8.湿糖化糟 14.44×58126.02/100＝8393.40 kg
9.湿酒花糟 0.9×58126.02/100＝523.13 kg
10.发酵液　101.52×58126.02/100＝59009.54 L
11.过滤液　100.71×58126.02/100＝58538.71 L
12.成品酒　100×58126.02/100＝58126.02 L
13.商品干酵母　0.16×58126.02/100＝93 kg
14.CO2释放量　1.77×58126.02/100＝1028.83 m3
15.空瓶　157×58126.02/100＝91257.9≌91258
16.瓶盖　158×58126.02/100＝91839.1≌91840
17.商标　157×58126.02/100＝91257.9≌91258

由前可得出整个物料衡算表：

表2—1全厂物料衡算表
物料名称
单位
100㎏混合原料
100L10°淡色啤酒
糖化一次定额
10万吨/年啤酒生产
混合物料
Kg
100
16.26
9451.29
1.77×107
麦芽
Kg
70
11.38
6615.9
1.24×107
大米
Kg
30
4.88
2835.39
1.47×107
酒花
Kg
1.85
0.3
174.38
3.26×105
热麦汁
L
660.42
107.38
62415.72
1.17×108
冷麦汁
L
630.70
102.54
59602.42
1.11×108
发酵液
L
624.39
101.52
59009.54
1.10×108
过滤液
L
619.39
100.71
58538.71
1.09×108
湿糖化糟
Kg
88.85
14.44
8393.40
1.57×107
湿酒花糟
Kg
5.55
0.9
523.13
9.78×105
商品干酵母
Kg
0.99
0.16
93
1.74×105
游离CO2量
m3
10.85
1.77
1028.83
1.92×106
空瓶
个
966
157
91258
180995600
瓶盖
个
971
158
91840
182148200
商标
张
962
157
91258
180995600
成品啤酒
L
615.05
100
58126.02
1.09×108

全年实际生产啤酒量为：1.09×108×1.012＝110308吨

表2—2全厂糖化车间热量衡算表
名称
规格MPa
每吨产品消耗定额kg
每小时最大用量kg/h
每天耗量kg/d
年耗kg/a
蒸汽
0.2
610.23
10563.97
251973.96
67313052.15

表2—3全厂用水衡算表
编号

用水项目

水质需要
用水量
最大用水量t/h
吨/次
吨/日
1
糖化用水
自来水或深井水
75.61
37.81
75.61
2
洗槽用水
自来水或深井水
28.35
42.53
85.06
3
糖化室洗刷用水
自来水或深井水
3
6
12
4
沉淀槽冷却用水
深井水
106.43
106.43
212.86
5
沉淀槽洗刷用水
自来水或深井水
7
3.5
7
6
麦汁冷却器冷却用水
深井水
63.6
63.6
127.2
表2—4发酵车间耗冷量衡算表
耗冷分类
耗冷项目
每小时耗冷量kJ/h
冷媒用量
kg/h
每罐耗冷
kJ
年耗冷量
kJ
工

艺

耗

冷

量
麦汁冷却Q1
22081117.21
63645.35（2℃冷水）
66243351.62
4.13×1010
发酵耗
Q2
432162.72
12923.53
12511051.56