年产8万吨14度黑色啤酒厂糖化车间初步设计

四川理⼯学院毕业设计

年产8万吨14°P⿊⾊啤酒⼚糖化车间⼯艺初步设计学⽣：学号：专业：班级：指导教师：

四川理⼯学院⽣物⼯程学院2015年6⽉摘要摘要

本设计是年产8万吨14°P⿊⾊啤酒糖化⼯艺及车间布置设计。此⿊⾊啤酒采⽤全麦芽发酵，酿造原料选择⼆棱优质⼤麦、颗粒酒花、下⾯啤酒酵母。麦芽粉碎⽅法选择连续浸湿粉碎，糖化⽅法选择⼀次浸出糖化法，过滤⽅法选择过滤槽法，煮沸⽅法选择外加热式煮沸，酒花分三次加⼊。设计从实际⽣产出发，确定出⽣产8万吨14°P⿊⾊啤酒所需要的物料量，热量以及耗⽔量。并对糖化车间内的主要设备糖化锅、过滤槽、煮沸锅、沉淀槽、麦汁暂贮罐以及其他辅助设备、管道的主要尺⼨进⾏了计算、选型。同时对整个车间的布局进⾏了设计包括设备平⾯、⽴⾯布置图、糖化车间带控制点流程图、全⼚⼯艺流程⽅框图和全⼚平⾯布置图。

关键词：⿊⾊啤酒，糖化车间，⼯艺设计，设备选型四川理⼯学院毕业设计ABSTRACT

This design is the annual output of 80000 tons of 14 ° P black beer saccharification process and plant layout design. Theblack beer malt fermentation used to brew of edge quality barley raw materials selection, granular hop, the beer yeast.Choose continuous wet crushing malt crushing methods, saccharifying methods choose a leaching method of

saccharification, filtration methods selection filter tank, boiling method to select heating boiling, wine HuaFen join three

times. Design based on the actual production, determine the production of 80000 tons of 14 ° P black beer required amountof material, heat and water consumption. And within the saccharification workshop on main equipment mash tun, filter tank,boiling pot, sedimentation tank, wort and temporary storage tank and other auxiliary equipment main dimensions of thepipeline, the calculation and selection. At the same time to design the layout of the whole workshop including equipmentlayout, elevation layout, saccharification workshop with flow chart of control points and corresponding process block diagramand factory floor plan.

Keywords: black beer，saccharification，Process design of asccharification，equipment selection⽬录⽬录

摘要..................................................................... I 前⾔. (1)第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择 (2)1.1糖化原料的论证和选择 (2)1.1.1 ⼤麦 (2)1.1.2 酿造⽤⽔ (3)

1.1.3酒花 (5)

1.2糖化⽣产⼯艺的选择和论证 (6)1.2.1 麦芽制造过程 (6)1.2.2 焦麦芽的制作 (6)1.2.3 ⿊麦芽的制作 (6)1.2.4 麦芽的粉碎 (7)1.2.5 糖化⽅法 (7)1.2.6 麦汁的过滤 (10)

1.2.7 麦汁的煮沸和酒花添加 (11)1.2.8 麦汁的沉淀与冷却 (14)1.2.9 麦汁的充氧 (16)1.3发酵 (17)

1.3.1 酵母的选择 (17)1.3.2 发酵⽅法的选择 (18)1.4啤酒的过滤与分离 (19)1.5啤酒的包装和灭菌 (19)1.5.1 啤酒的包装 (19)1.5.2 啤酒的灭菌 (20)1.6⿊⾊啤酒的稳定性 (20)1.6.1 ⿊⾊啤酒的⽣物稳定性 (20)1.6.2 ⿊⾊啤酒的⾮⽣物稳定性 (20)1.6.3 提⾼⿊⾊啤酒⾮⽣物稳定性的⽅法 (20)1.7酒⼯⼚废⽔和副产物的利⽤ (23)四川理⼯学院毕业设计1.7.1 废⽔的处理 (23)1.7.2 麦槽的利⽤ (23)1.7.3 ⼆氧化碳的回收 (23)1.7.4 酵母的回收与利⽤ (23)1.8全⼚⼯艺流程 (23)第⼆章糖化车间⼯艺计算 (25)2.1⼯艺技术指标及基础数据 (25)2.2糖化物料计算 (25)

2.2.1利⽤100kg原料⽣产⿊⾊14°P⿊⾊啤酒的物料衡算 (25)2.2.2⽣产100L14°P⿊⾊啤酒的物料衡算 (26)2.2.3年产8万吨14°P ⿊⾊啤酒糖化车间物料衡算 (28)

2.3糖化车间热量衡算 (30)2.3.1 糖化⽤⽔耗热量 (30)2.3.2 麦醪煮沸过程耗热量 (30)2.3.3 洗槽⽔耗热量 (31)2.3.4麦汁煮沸过程耗热量 (32)2.3.5糖化⼀次总耗热量 (32)2.3.6 糖化⼀次耗⽤蒸汽量 (32)

2.3.7 糖化过程每⼩时最⼤蒸汽耗量 (32)2.3.8全年蒸汽消耗量 (33)

2.3.9每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化） (33)2.3.10每昼夜耗蒸汽量（⽣产旺季算） (33)2.3.11糖化车间热量衡算表 (33)

2.4糖化车间⼯艺耗⽔量计算（含冷却⽔） (33)2.4.1 糖化⽤⽔ (33)2.4.2 洗糟⽔⽤量 (33)2.4.3 糖化室洗刷⽤⽔ (33)2.4.4 麦汁冷却器冷却⽤⽔ (34)2.4.5 澄清槽洗刷⽤⽔ (34)2.4.6 麦芽汁冷却器清洗⽤⽔ (34)2.4.7 CIP装置洗涤⽤⽔ (34)⽬录

2.4.8 CIP系统配洗液⽤⽔ (34)2.4.9 过冷却器洗涤⽤⽔ (34)2.4.10 硅藻⼟过滤机洗刷⽤⽔ (34)2.4.11 清酒罐洗刷⽤⽔ (35)2.4.12 洗瓶机⽤⽔ (35)2.4.13 装酒机洗刷⽤⽔ (35)2.4.14 杀菌机⽤⽔ (35)

2.4.15 包装车间地⾯洗刷⽤⽔ (35)2.4.16 发酵罐洗刷⽤⽔ (35)2.4.17 其他⽤⽔ (35)2.5糖化车间耗冷量计算 (35)2.5.1 发酵⼯艺流程 (35)

2.5.2 ⼯艺技术指标及基础数据 (35)2.5.3 ⼯艺耗冷量 (36)

2.5.4 ⾮⼯艺耗冷量 (38)2.5.5 年耗冷量计算 (39)

2.5.6 啤酒发酵车间耗冷量衡算表 (40)第三章主体设备计算及选型 (41)3.1糖化锅 (41)3.2麦汁过滤设备 (42)3.3麦汁煮沸设备 (42)3.4麦汁澄清设备 (43)3.5麦芽粉碎设备 (43)3.6麦芽暂贮箱 (43)3.7麦芽粉贮箱 (44)3.8麦汁暂贮罐 (44)3.9麦汁冷却器 (45)

3.10管道管径及主要泵的选型 (45)3.10.1管道选型 (45)3.10.2 主要泵的选型 (46)3.11糖化车间主体设备尺⼨表 (46)四川理⼯学院毕业设计3.12清洗设备 (46)

第四章糖化车间布置设计 (48)设计总结 (49)参考⽂献 (50)致谢 (51)前⾔前⾔

1．⿊⾊啤酒概述

啤酒是全世界分布最⼴，也是历史最悠久的酒精性饮料，它的酒精度低、营养丰富、有益于⼈的健康，因⽽有“液体⾯包”之美称，受到众⼈的喜爱。

⿊啤酒,⼜叫浓⾊啤酒,酒液⼀般为咖啡⾊或⿊褐⾊,原麦芽汁浓度12⾄20度,酒精含量在3.5%以上,其酒液突出麦芽⾹味和麦芽焦⾹味,⼝味⽐较醇厚,略带甜味,酒花的苦味不明显。

该酒主要选⽤焦麦芽,⿊麦芽为原料,酒花的⽤量较少,采⽤长时间的浓糖化⼯艺⽽

酿成。⿊啤酒的营养成份相当丰富，除含有⼀定量的低分⼦糖和氨基酸外，还含有维⽣素C，维⽣素H，维⽣素G等。其氨基酸含量⽐其它啤酒要⾼3⾄4倍，⽽且发热量很⾼。每100毫升⿊啤酒的发热量⼤约100千卡。因此，⼈们称它是饮料佳晶，享有“⿊⽜奶”的美誉。起源于德国，以慕尼⿊啤酒最为著名。

⿊啤酒⽬前在国内还⽐较少见，但是其越来越受到⼈们的重视，不仅是因为西风东渐使得⿊啤酒成为⼀种新潮的时尚，并且⿊啤酒还是具有丰富营养成份的啤酒。2.设计选题的⽬的与意义

中国啤酒的消费仍有很⼤的提升空间，随着社会经济的不断发展，⼴⼤消费者对啤酒种类风味和质量的要求相应也越来越⾼，啤酒市场的竞争也越来越激烈了，新的产品也是层出不穷。因⽽，我个⼈觉得：把啤酒⽣产⽅⾯的技术科学地总结和分析，这是⾮常有必要的，进⽽推动啤酒产品多样化发展。随着⼈们，饮⾷消费结构的不断调整，⽣活⽔平的不断提⾼，啤酒已进⼊了万户千家。然⽽调查显⽰我国⼈均的啤酒消费却还没有达到世界平均⽔平。所以只有建设新的、⼤型的啤酒⼚，增加产量，才能满⾜⼈们⽇益增长的物质⽣活需求。因此，对于啤酒⼚的设计是有意义的，是很有必要的。

中国虽是啤酒第⼆⼤⽣产国，但⽣产的啤酒种类还很少，国际市场竞争⼒还不⾜。所以对⿊⾊啤酒、全麦芽啤酒、特种啤酒以及其他种类啤酒⽣产⼯艺的研究探讨，应当成为我国今后啤酒产业发展的⼀个重要课题和重要⽅向。四川理⼯学院毕业设计

第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择1.1 糖化原料的论证和选择

根据任务书所给产品规格和⾃⼰的相关设计，本次⿊⾊啤酒采⽤全麦芽发酵，全麦芽啤酒糖化⼯艺所需的原料主要是⼤麦、酒花、⽔。1.1.1 ⼤麦

⼤麦是酿制啤酒的主要原料，是先将其制成麦芽，再⽤于酿酒。⼤麦在⼈⼯控制的外界条件下进⾏发芽和⼲燥的过程，即为麦芽制造，简称“制麦”。发芽后的新鲜麦芽称绿麦芽。绿麦芽经⼲燥后称⼲麦芽。1.啤酒酿造选⽤⼤麦的原因

(1)产量⼤且是⾮⾷⽤主粮，位于⼩麦、⽔稻、⽟⽶之后，居第四位。(2)酶类全⾯各种营养成分溶解性好，发芽条件易于控制，适合酿造啤酒。(3)具有独特的风味。

(4)⼤麦是啤酒⽣产中最重要的原料，他发芽不仅含有较⾼的淀粉，同时也为糖化⽣产提供了各种丰富的酶系和含氮物质。2.⼤麦的分类

⼤麦分为⼆棱、多棱（四棱、六棱）⼤麦，⼆棱由于淀粉含量⾼，蛋⽩质含量低，有利于制麦汁和提⾼啤酒的稳定性，因此，成为啤酒酿造专⽤⼤麦。3.⼤麦的主要化学成分

啤酒酿造⽤⼤麦喊浸出物72%—80%，其中56%—65%是淀粉。

在糖化过程中被α-淀粉酶和β-淀粉酶⽔解为麦芽糖等。麦芽糖是啤酒酵母发酵主要可利⽤的碳源。4.本设计对⼤麦的选⽤

由于⼆棱由于淀粉含量⾼，蛋⽩质含量低，有利于制麦汁和提⾼啤酒的稳定性，本设计选⽤⼆棱⼤麦作为全麦芽啤酒的酿造原料。

⼆棱⼤麦应符合表1-1的规定：第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择表1-1 ⼆棱⼤麦理化要求项⽬⼆棱⼤麦

优级⼀级⼆级夹杂物≤ 1.0 1.5 2.0破损率≤0.5 1.0 1.5

⽔分≤12.0 13.0 ⼲粒重/kg≥38.0 35.0 32.0三天发芽率/%≥95 92 85

五天发芽率/%≥97 95 90 蛋⽩质（以⼲基计）10.0—12.5 9.0—13.5 饱满粒（腹径）≥2.5mm/% 85.0 80.0 70.0瘦⼩粒（腹径）≤2.0mm/% 4.0 5.0 6.0 1.1.2 酿造⽤⽔

⽔是啤酒⽣产的重要原料，酿造⽤⽔杯称为“啤酒的⾎液”。1.啤酒⽣产⽤⽔的范围

酿造⽤⽔：直接进⼊啤酒产品中，如糖化⽤⽔，啤酒稀释⽤⽔等。锅炉⽤⽔：锅炉产⽣蒸汽⽤⽔。洗涤⽤⽔：设备洗涤冷却⽤⽔：降温⽤⽔2.酿造⽤⽔的要求

(1)⾸先需要符合国家饮⽤⽔标准。

(2)还要符合酿造⽔要求，如硬度、碱度等。3.⽔中⽆机离⼦对啤酒酿造的影响(1)⽔中碳酸盐和重碳酸盐有降酸作⽤。(2)⽔中钙、镁离⼦有增酸作⽤。

(3)Na+、K+的影响：啤酒中的钾、钠主要来⾃于原料、其次才是来源于酿造⽔。

(4)Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影响：重⾦属离⼦是酵母的毒物，会使酶失活，并使啤酒浑浊。(5)NH4+的影响：⽔中NH4+＞0.5mg/L，认为是污染⽔。

(6)SO42-的影响：过多会引起啤酒⼲苦和不愉快的味道，使啤酒的挥发性硫化物含量增加。四川理⼯学院毕业设计

(7)Cl-的影响：对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作⽤，能赋予啤酒丰满的酒体和爽⼝、柔和的风味。(8)NO2-、NO3-的影响：NO2-是公认的强烈致癌物质，也是酵母的强烈毒素，会改变酵母的遗传和发酵性状，甚⾄抑制发酵。

(9)F-的影响：含量太⾼会引起⽛⾊斑病和不愉快的⽓味。(10)SO32-、SO2的影响：含量⾼的硅酸是酿造⽔的有害物质。

(11)余氯的影响：是强烈氧化剂，会破坏酶的活性，抑制酵母，并和麦芽中的酚类结合，形成强烈的氯酚臭。啤酒酿造⽔中绝对避免有余氯的存在。4.⽔处理(1)⽔处理的原因

从天然⽔源得到的⽔都含有⼤量的杂质，需要经过处理才能⽤于⽣产。(2)啤酒酿造⽔的改良和处理⽅法

①加⽯膏改良国内啤酒⼚在投料⽔中普遍采⽤加⽯膏改良。②加酸改良。③离⼦交换法处理⽔。④离⼦交换膜电渗析法处理。(3）酿造⽔的质量指标

⾊：⽆⾊透明度：透明味：⽆味溶解盐：150—200mg/l ph: 6.0—6.3

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：⼩于或等于100个/ml ⼤肠杆菌数：⼩于或等于3个/L5.⽔源和⽔源选择（1）浅层地下⽔（2）深沉地下⽔（3）城市⾃来⽔（4）湖泊⽔、⽔库⽔（5）河流⽔

⽆论哪⼀种⽔源，得到的都是含各种杂质的天然⽔。我国⼯业界⽬前主要采⽤浅层或深层地下⽔为⽣产⽔源，本设计采⽤浅层地下⽔作为⽣产⽔源。

第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择1.1.3酒花

1.酒花在啤酒酿造中的作⽤

（1）酒花是啤酒⽣产过程中的主要原料，酒花赋予啤酒⾹⽓。（2）赋予啤酒爽快的苦味。

（3）啤酒花中的苦味物质使啤酒具有防腐能⼒。（4）形成啤酒优良的泡沫。（5）有利于麦汁的澄清。2.酒花的成分

啤酒花的成分已知的有200多种，对啤酒酿造有特殊意义的化学成分包括酒花精油、苦味物质和多酚。

（1）酒花精油：酒花精油含于酒花腺体中，经蒸馏后呈黄绿⾊油状液体，是啤酒重要的⾹⽓来源。主要成分是萜烯类化合物。

（2）苦味物质：包括α酸、β酸以及其⼀系列氧化物、聚合产物。（3）多酚物质：多酚是⼀种多种物质的总称，对啤酒酿造影响较⼤的有：①花⾊素原：是啤酒的⾮⽣物浑浊物质，也是啤酒的主要⾊泽物质。

②⽔解性单宁化合物：单宁易于蛋⽩质结合形成沉淀，在麦汁过程中可除去多余的蛋⽩质。3.酒花的品种（1）优质⾹型酒花（2）⾹型酒花

（3）没有明显特征的酒花（4）苦型酒花4.酒花制品

（1）酒花粉：使⽤前把压榨酒花粉碎成1mm以下的酒花粉。

（2）颗粒酒花：把酒花粉压制成直径2—8mm、长15mm的短棒状。啤酒⼚主要使⽤这种酒花。

（3）酒花浸膏：⽤有机溶剂或⼆氧化碳萃取酒花中的有效成分。世界酒花产量的25%—30%加⼯成浸膏。

5.本设计对酒花的选⽤

本设计选⽤颗粒酒花。颗粒酒花是将酒花粉压制成直径2—8毫⽶，长约15毫⽶的柱状，从⽽减⼩酒花的体积，增⼤计划的密度，这样使酒花的表⾯积降低，提⾼了酒花四川理⼯学院毕业设计

的利⽤率，便于防⽌氧化，易于运输和贮藏1.2糖化⽣产⼯艺的选择和论证

本次设计是⿊⾊啤酒，原料全部采⽤麦芽，即不添加任何辅料。这样⽣产出来的啤酒麦芽味浓厚，⼝感厚重，符合⿊⾊啤酒的⼝感要求。全麦芽啤酒营养⽐普通啤酒的营养更为丰富些，氨基酸含量也是普通啤酒的2.8倍，维⽣素B1、B2、B6含量是普通啤酒的1.7倍，⽽碳⽔化合物仅为普通啤酒的0.76倍，因此可以放⼼⼤胆的痛饮，⽽没有发胖的顾虑。符合现代⼈的健康需求。且在⽬前⼈们的意思中，对于纯度越⾼的产品越有好感，采⽤全麦芽可以很好的抓住消费者的消费⼼理，即使价格稍⾼，但是消费⿊⾊啤酒的⼈群都属于收⼊较⾼的⼈群，他们更愿意买到好的体验。且全麦芽发酵符合外国⼈的⼝味，可以打开外国⼈的市场，如今的中国，有越来越多的外国⼈来⼯作来创业，他们也是⼀个巨⼤的消费市场。全麦芽发酵也有其他问题，对于其稳定性，特别是⾮⽣物稳定性有较⾼的要求，这⼀点在本设计后⾯均有论证。1.2.1 麦芽制造过程

(1)麦贮存：刚收获的⼤麦有休眠期，发芽⼒低，要进⾏贮存后熟(2)⼤麦精选：按麦粒⼤⼩筛分成⼀级、⼆级、三级。

(3)浸麦：在浸麦槽中⽤⽔浸泡2～3⽇，同时进⾏洗净，除去浮麦，使⼤麦的⽔分（浸麦度）达到42～48％。

(4)发芽：浸⽔后的⼤麦在控温通风条件下进⾏发芽，形成各种酶，使麦粒内容物质进⾏溶解。发芽适宜温度为13～18℃，发芽周期为4～6⽇,根芽的伸长为粒长的1～1.5倍。长成的湿麦芽称绿麦芽。

(5)焙燥：⽬的是降低⽔分，终⽌绿麦芽的⽣长和酶的分解作⽤，以便长期贮存;使麦芽形成赋予啤酒⾊、⾹、味的物质;易于除去根芽，焙燥后的麦芽⽔分为3～5％。

(6)贮存：焙燥后的麦芽，在除去麦根，精选，冷却之后放⼊混凝⼟或⾦属贮仓中贮存。1.2.2 焦麦芽的制作

将回潮成品淡⾊麦芽⽔浸8-10h，捞出沥⼲，然后装⼊转筒炒炉，慢慢升温⾄50℃-55℃保持60min，使蛋⽩质分解，再升温⾄65℃-70℃保持60min，然后在30min内升温⾄170℃-200℃15-20min，使之产⽣类似⿊精物质，再⽤⽂⽕炒20-30min，直⾄麦芽外观完全符合规定标准。1.2.3 ⿊麦芽的制作

将⼲麦芽加⽔浸渍6-8h，沥⼲后，加⼊炒炉，缓慢升温⾄48℃-52℃维持30-40min，进⾏蛋⽩质分解。然后升温到60℃-68℃，进⾏20-30min的糖化，再在30min内加热第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择

到160℃-180℃。随后加热⾄200℃-210℃保持30min。当闻到浓郁的焦⾹味时，再加热麦芽⾄220℃-230℃保持10-20min，即可出炉摊冷。1.2.4 麦芽的粉碎

麦芽的粉碎是为了使整粒⾕物经过粉碎后，⼀较⼤的⽐表⾯积，使物料中储藏的物质增加和⽔、酶的接触⾯积，加速酶促反应及物料的溶解。

在啤酒⽣产中，不单要考虑物料粉碎操作的经济性，更应考虑啤酒酿造特殊要求：(1) 麦芽⽪壳若粉碎过细，会增加⽪壳有害物质的溶解，影响啤酒风味。(2) ⽪壳和原料物质中不溶性物质粉碎过细，会增加过滤阻⼒，影响过滤操作。

(3)淀粉等储藏物质的粉碎细度，不但影响酶促反应速率，也影响到反应深度即影响到麦汁组成。

粉碎虽然属简单的物理操作，但在啤酒酿造过程中特别重视麦芽粉碎度的控制，麦芽的粉碎⽅法也不断地得到改造。长期以来，麦芽的粉碎采⽤⼲法粉碎，直⾄60年代起相继出现了湿法粉碎、回潮⼲法粉碎以及连续调湿粉碎。

本设计中淡⾊麦芽湿法粉碎，要求⾕⽪破⽽不碎；焦麦芽和⿊麦芽粉碎时，需适度喷⽔，要求粉碎的粗细均匀。1.2.5 糖化⽅法1.糖化⽅法的种类三次煮出糖化法

煮出糖化⼆次煮出糖化法⼀次煮出糖化法升温浸出糖化法

糖化⽅法浸出糖化法降温浸出糖化法复式⼀次煮出糖化法复式煮浸糖化法

其它⽅法⾕⽪分离糖化法外加酶制剂糖化法其他特殊糖化法图1-1糖化⽅法的种类四川理⼯学院毕业设计

糖化⽅法是指麦芽和⾮发芽⾕物原料中不溶性固形物转化成可溶性的、并有⼀定组成⽐例的浸出物，所采⽤的⼯艺⽅法和⼯艺条件：包括配料浓度、各物质分解温度、pH、热煮出的利⽤等，还包括酶制剂、添加剂的选择使⽤等。

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，使其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。部分麦芽醪被煮沸⼏次即为⼏次煮出法。

浸出糖化法是指麦芽醪只利⽤酶的⽣化作⽤，⽤不断加热或冷却调节醪液的温度，使之糖化完成。麦芽醪未经煮沸。

其他糖化⽅法都由以上两种⽅法演变⽽来，以上两种⽅法⽤于最初的纯麦芽糖化，当采⽤不发芽⾕物做辅料，在进⾏糖化时必须先对辅料进⾏预处理，即糊化和液化。这就是复式糖化法。

在各种糖化⽅法中物料的主要变化是依据麦芽中各类⽔解酶的催化，糖化控制就是创造适合酶作⽤的最佳条件，各种糖化⽅法中有⼏段控制原理是相似的。

(1) 酸休⽌利⽤麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀的⽔解，产⽣酸性磷酸盐，有时还利⽤乳酸菌繁殖产乳酸，此⼯艺条件是：温度为35～37O C，pH5.2～5.4，时间为30～90分钟。

(2) 蛋⽩质休⽌利⽤麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸和利⽤内切肽酶分解蛋⽩质⽣成多肽和氨基酸。蛋⽩质休⽌最适pH为5.2～5.3，最适温度：形成α-氨基氮为45～50 O C，形成可溶性多肽为50～55 O C，作⽤时间为10～120分钟。(3) 糖化分解：淀粉⽔解成可溶性糊精和可发酵性糖，对麦芽中β-淀粉酶催化形成可发酵性糖，最适温度为60～65 OC（62.5℃）。α-淀粉酶最适活性温度为70℃。这两种酶共同作⽤，最适ｐH为5.5～5.6，作⽤时间为30～120分钟。(4) 糖化终⽌：当糖化完成时，必须使醪液中的酶类（α-淀粉酶除外）失活，此温度为70～80 O C

(5) 100 O C煮出：部分糖化醪液加热⾄100 O C，主要利⽤热⼒作⽤，促进物料的⽔解，特别是使⽣淀粉彻底糊化、液化，提⾼浸出物收率。

(6) 酶制剂和添加剂的使⽤：α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、R-酶、蛋⽩酶、葡聚糖酶等酶制剂，乳酸、磷酸、⽯膏等ｐH调整物质，H2O2等多酚消除剂等这些添加剂应在卫⽣规范下，根据⼯艺需要，适时、适量地使⽤。本设计选⽤⼀次浸出糖化法，理由是：

（1）全麦芽⿊⾊啤酒的糖化不需要进⾏辅料的糊化和辅料的煮沸两个过程，不需要第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择外加酶制剂；

（2）设计选⽤连续浸湿粉碎法，麦芽的粉碎度较⾼，不需要多次煮沸；（3）设计选⽤优质⼆棱麦芽，溶解较好；（4）节省了⼯艺步骤。2.糖化⽬的及控制⽅法

糖化是将麦芽和辅料中⾼分⼦物质机器分解产物（淀粉、蛋⽩质、植酸盐、半纤维素等机器分解中间产物）通过麦芽中各种⽔解酶的作⽤，以及⽔和热能作⽤，使之分解并溶解于⽔，此过程称作“糖化”。溶解的各种⼲物质称作“浸出物”(extract)，⽽构成的澄清溶液称作“麦芽汁”或“麦汁”(Wort)。麦汁中浸出物的含量和原料中⼲物质之⽐(质量⽐)称“⽆⽔浸出率”。

麦汁的组成、颜⾊将直接影响到啤酒的品种和质量；糖化⼯艺和原料；⽔、电、汽以及热量的消耗，与⽣产成本密切相关。因此糖化过程是啤酒⽣产中的重要环节。

糖化过程是原料的分解和萃取的过程，它主要是依靠麦芽中各种⽔解酶的酶促分解，⽽⽔和热⼒的作⽤是协助酶促分解和萃取过程。

糖化中的⼯艺控制，主要通过下列环节来进⾏：(1) 麦芽的质量、辅料的种类及其配料⽐；(2) 麦芽及⾮发芽⾕物的粉碎度；

(3) 控制麦芽中各⽔解酶的作⽤条件，如温度、pH、底物浓度(加⽔⽐)、作⽤时间；(4) 加热的温度和时间；

(5) 需通过外加酶制剂、酸、⽆机盐进⾏调节。3.糖化时的主要物质变化

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％，糖化过程中原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。

淀粉的分解产物是构成麦汁的主要成分(占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四川理⼯学院毕业设计

发芽过程。⼤多数辅料(⼤⽶)的蛋⽩质⼏乎很少变化，糖化后麦汁可溶性蛋⽩质，肽类和氨基酸三类的绝对量及相对⽐例应符合酿造啤酒的平中特性的要求。（1）淀粉的糖化

在啤酒酿造中糖化过程是指辅料的糊化醪淀粉受到麦芽中淀粉酶的分解形成低聚糊精和⼀麦芽糖为主的可发酵性糖的过程。(C6H10O5)n a-淀粉酶 n/x(C6H10O5)x

(C6H10O5)x +x/2H2O a，b淀粉酶 x/2 C12H22O11（2）糖化过程中蛋⽩质的⽔解

⼤麦在发芽阶段，不少于55%的⼤麦含氮物质得到⽔解后形成氨基酸，但同时在⼤麦胚芽中⼜重新合成新的不溶性蛋⽩质(占其中的25%～35%)。啤酒麦汁中氨基酸的70%以上直接来⾃麦芽，⽽只有10%～30%的氨基酸是由糖化过程产⽣的.由⼤麦制麦芽，总可溶性氮约增加⼀倍，⽽麦芽在糖化过程总可溶性氮仅能增加20%～30%。由此可见，麦芽的蛋⽩质⽔解情况对麦汁组分具有决定性意义，⽽麦芽的糖化过程是可以起到调整麦汁组分的作⽤。4.糖化过程的其他变化

葡聚糖的分解：糖化过程中需促进β-葡聚糖的分解。（1）麦芽⾕⽪成分溶解。

（2）麦芽⾕⽪中含有⾕⽪酸，多酚类物质，他们的溶解会使麦汁⾊泽加深，并使啤酒具有不愉快的苦味，降低啤酒的⾮⽣物稳定性。1.2.6 麦汁的过滤1.麦汁过滤的⽬的

啤酒⽣产过程中，麦汁过滤时制备麦汁的⼀个重要⼯序。所谓麦汁过滤，就是把糖化醪中的⽔溶性物质与⾮⽔溶性物质进⾏分离的过程。在这个过程中，要在不影响麦汁质量的前提下，尽最⼤可能获得浸出物，尽量缩短麦汁过滤时间。2.麦汁过滤的基本要求及技术指标

麦汁过滤的基本要求是迅速、彻底地分离糖化醪液中的可溶性浸出物，尽量减少影响啤酒风味的麦⽪多酚、⾊素、苦味质以及麦芽中的⾼分⼦蛋⽩质、脂肪、脂肪酸和β-葡聚糖等物质进⼊麦汁，从⽽保证麦汁良好的⼝味和较⾼的澄清度[3]。技术指标应保证过滤的麦汁达到⽣产所需要的质量要求，尽可能多地获得澄清麦汁，提⾼⽣产率，减少对环境的污染。第⼀章⿊⾊啤酒⽣产⼯艺论证与选择3.麦汁过滤⽅法及影响因素

麦汁的过滤⽅法⼤致分为三种：过滤槽法，快速渗出槽法和压滤机法，压滤机法⼜分为：传统压滤机法，袋式压滤机法、膜式压滤机和厢式压滤机法。

（1）过滤槽法：过滤槽过滤麦汁是当今世界上最普遍的⼀种⽅法，我国⽬前绝⼤多数啤酒⼚都在使⽤这种⽅法。传统过滤槽设备⾃动化程序低、过滤速度慢，每天约5—6次。醪液从顶部进⼊，麦汁质量不稳定，出槽速度慢，有的仍需⼯⼈冒着⾼温进⼊过滤槽进⾏清扫，久⽽久之将筛板踩得⾼低不平。⽽如今的过滤槽技术得到巨⼤发展，有⾃动化程度⾼，过滤速度快，操作简单，劳动强度低，设备精简，占地⾯积少，投资少，维护费⽤低等优点。

（2）快速渗出槽法：由此法过滤出的麦汁浑浊度很难控制，因此在国内很少采⽤。（3）传统压滤机发：使⽤⾼压挤出造成麦汁浑浊，洗槽⽔不均匀，滤布难以清洗，维修费⽤⾼，操作繁琐，劳动强度⼤。因⽽被淘汰，⼏乎没有⼚家使⽤。（4）袋式压滤机法：由于其结构复杂在国内也很少采⽤。

（5）模式压滤机法和厢式压滤机法：是90年代兴起的采⽤聚丙烯滤板、低压过滤的新型麦汁压滤机，具有⾼效率、⾼收得率和全⾃动化的特点。

4.本设计对麦汁过滤⽅法的选择

综上所述，过滤槽法和膜式、厢式压滤机法各有优缺点，但本着节约设备成本从⽽提⾼利润的理念，本设计选⽤过滤槽法。⽅法虽然古⽼，但今天槽的结构⾮常多变，合理的选⽤能提⾼过滤速度。如今的过滤槽技术得到巨⼤发展，有⾃动化程度⾼，过滤速度快，操作简单，劳动强度低，设备精简，占地⾯积少，投资少，维护费⽤低等优点。

本设计选⽤优质⼆棱⼤麦，采⽤连续浸湿粉碎⽅法粉碎，能够满⾜过滤槽法对麦芽粉碎度要求严格的要求。1.2.7 麦汁的煮沸和酒花添加1.麦汁煮沸的⽬的：

(1)蒸发⽔分、浓缩麦汁过滤得到的头号麦汁和洗糟麦汁混合后，形成的混合麦汁，其浓度低于定型麦汁浓度（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(主要是糊精)的⼀致性，需通过加热使酶钝化。同时杀菌，以保证发酵的安全性。

(3)蛋⽩质变性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