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3、内部消化为主,销售市场看好
产量不大,酒店、宾馆、娱乐中心内部基本可消化,不用向外销售。
4、自酿啤酒营养丰富
自酿啤酒酿造过程采用德国“纯酿法”,不添加任何化学试剂。
成品鲜啤酒含有大量活性酵母菌、多族维生素、多种寡糖、活性物质、辅酶因子、微量元素、20种氨基酸,尤其8种人体必需氨基酸等,所以说营养丰富。
5 能耗小、无污染
微啤生产只需用电,且耗电量小。
啤酒糟、酵母可直接回收做家畜饲料。
生产过程去污和杀菌可采用CIP循环系统,实现污染零排放。
耗水量也很低,1吨啤酒只耗5吨水左右。
(二)微型啤酒的发展[2]
1.国外情况
微型啤酒生产线,在欧美发达国家发展迅猛,种类繁多,风格各异,但其基本原理、性能大同小异。
德国的慕尼黑市,有啤酒馆300余家,年产量在几十吨至数千吨不等。
其中的马尔蒂泽啤酒馆,有5500个座位,一天销售4.8万L啤酒,是最大的啤酒馆。
2.国内引进
1993年4月,北京燕莎中心凯宾斯基饭店首家引进德国设备,建成巴伐利亚啤酒坊,日销啤酒600L。
生产设备有2个糖化锅,4个立式前酵罐,6个2吨的卧式后贮罐,1台板框过滤机,2个清酒罐。
随后,南京金陵饭店、广州金马啤酒屋、深圳凯悦大酒店、济南金将军酒楼先后引进德国、德国、匈牙利、美国设备。
3.国内发展
1993年5月,第一条国产微型啤酒生产线在山东轻工业学院研制成功,并投入运行,它融教学、科研、生产于一体,深受行家好评。
其中生产设备有1台电蒸汽发生器、2个糖化锅(可以兼做糊化锅、煮沸锅)、1个过滤槽、1个旋涡沉淀槽、1台薄板换热器、4个发酵罐、2个清酒罐、1台过滤机、1个贮水罐、2个CIP杀菌槽、2个洗瓶灭菌槽及1台对辊粉碎机、2台制冷机、1台空压机等。
其后,北京、广州、海南、深圳、杭州、温州、上海、大连、沈阳、长春、呼和浩特、济南等大中城市宾馆、饭店、娱乐城、综合购物中心纷纷引进设备,生产自酿啤酒,带来了丰厚收益。
1994~1999年间,微型啤酒生产线曾风靡一时,遍布神州大地,其豪华的外观,独特的酿造,鲜美的啤酒深受广大消费者青睐。
但近年,由于生产管理不到位,国内微型啤酒线纷纷下马,设备或停产或转让。
1.2微型啤酒生产线设备概况[2]
纵观国内市场,进口设备和国产设备互有优劣,各有所长,但其基本原理、功能及综合产品质量基本持平。
进口设备以加工精巧美观,仪器仪表先进见长,国产设备则以造价低,售后服务好而占据优势。
其设备基本包括:
1.组合糖化系统
由于微型啤酒生产线大都遵循德国“纯酿法”(即只允许使用麦芽、水、酒花和酵母),故可以不设糊化锅。
目前较为流行的配置是:
糖化兼煮沸锅、过滤槽、回旋沉淀槽。
前者用于麦芽浸渍、糖化和麦汁煮沸;
后者用于麦汁的过滤、暂存及分离酒花糟和热凝固物。
另外也有将过滤槽兼做糖化锅的,但由于筛板下沉淀的物料无法糖化,容易导致麦汁过滤不清,影响啤酒风格,渐被淘汰。
2.发酵设备
采用锥形发酵罐和卧式发酵罐。
前酵在锥形发酵罐,后酵在卧式发酵罐。
也可采用锥形罐一罐法发酵。
3.其它辅助设备
蒸汽锅炉(蒸发量0.2t/h左右,可用燃油、煤气、煤、电等)或体外煮沸器、简易水处理系统、粉碎机、薄板换热器、CIP洗涤系统、制冷机组等。
以前,由于微型啤酒利润较高,很多无条件的加工厂也纷纷参与。
他们往往无技术实力,设备加工技术不成熟,设备在很大程度上存在着缺陷,如糖化锅的搅拌浆过小,达不到应有的搅拌效果;
一些工厂自行加工的过滤槽筛板不合格,麦汁过滤不清;
煮沸锅加热管结构不合理,煮沸时间过长,致使成品麦汁质量较差。
经过几年的优胜劣汰,现在的微型啤酒生产线设备布局更合理,技术更成熟,服务更精良,啤酒品种也更多样化。
1.3微型啤酒的发展前景[3]
目前看来,微型啤酒已经从前几年的困境中走了出来,它以后仍有很大的发展潜力,它还会进一步发展,这是因为微型啤酒有较好的口感,集生产、观赏与饮用于一身,品种繁多,现酿现卖的,以及亲自动手的感觉吸引着人们的好奇;
同时随着人们生活水平的提高,需求量也越来越大。
因此可以说微型啤酒已走过盲目发展的高速期,进入缓慢发展的成熟期。
其下一步发展仍然具有很大的潜力,主要表现在以下几个方面:
(一)设备质量规范化
微型啤酒经过这些年的发展与激烈的市场竞争,大部分质量差、信誉差的生产厂家被淘汰,同时,生产技术以及其它相关行业的发展进步,设备质量也在逐步提高发展,日趋完善。
同时由于微型啤酒设备的日益增多,使人们对其认识更充分,也不再神秘,致使其利润大幅度降低,其价格也大幅回落。
微型啤酒设备不再是暴利产品,经营者为了自身的发展,也会兢兢业业,依靠不断完善产品质量以及低廉的价格与完善的售后服务,来促进自己的发展。
(二)生产质量化
微型啤酒发展初期,由于缺乏生产技术人员,导致成品酒的质量很差,同时,酒的贮存、销售是在发酵罐中进行,直至销售完毕,若长时间售不出去,酒质会变差,如此也就或多或少地损坏了微型啤酒的名誉。
近年来,由于从业人员的增多及其管理的完善、原料质量的提高,酒质也就大幅度提高。
由于生产成本降低,为了争取客户,其价格也在不断降低,不再是暴利产品。
(三)生产品种多元化
微型啤酒是对大工业的补充。
由于,特种啤酒只是适应了很少一部分人的需要,如无醇啤酒,只针对司机等消费者;
果味啤酒,只是满足妇女和不善饮酒的消费者,因此也不可能进行大批量生产。
而微型啤酒正好迎合了这些消费者的需求,它可以机动灵活地进行生产,每次投料量也不会太大,即使销售不完,也不会有太大的损失,而且适合各式啤酒的小规模生产。
(四)生产季节多样化
微型啤酒设备只是在夏季利用率较高,而在冬季,基本上处于闲置状态,这打击了投资者的热情,目前许多微型啤酒公司都在尝试用微型啤酒生产线生产米酒、葡萄酒等,尽管已取得了一定的成绩,但效果仍不理想。
相信在不远的将来,经过酿酒师和技术人员的努力,微型啤酒设备也能生产其它类型的酿造酒,做到一年四季都能够生产而不受季节的限制。
(五)设备观赏化及DIY(Do
It
Youself)化
目前,微型啤酒设备在外观上有很高的可赏性,可是直到现在还没有那家酒店让消费者看到啤酒的具体发酵过程——即透明式的发酵罐,还没有哪家酒店可以让消费者亲自动手去酿造啤酒;
现在所有的大啤酒企业都在宣传啤酒的新鲜度,可是除了微型啤酒还没有哪家啤酒厂可让消费者现酿现饮,喝自己酿造的啤酒;
将来微型啤酒在这方面会大有发展。
总之,不论将来的啤酒酿造技术如何发展,如何先进,微型自酿啤酒始终会有一席之地,因为总会有一些好奇的人和酿造爱好者存在。
第二章设计原则
2.1总则:
[4]
A.尽可能采用可靠又实用的新技术、新工艺和新设备,使本套设备的工艺流程和生产装备处于国内同行业领先水平,以达到预期的较高综合效益
B.优质、高产与低消耗同步重视,既要保证良好的产出,又要尽可能做到节能水电,并通过三者的协调考虑达到效益的最优化
C.区别于大厂,用适合微型啤酒坊本身特点的技术做好环保与综合利用的工作,力求使环保与节能相得益彰
D.充分考虑设备安置地点的空间与平面特征,力求节约占地面积
F.在保证设备质量的情况下考虑所需材料的种类及特质,节约建材费用
G.提高整套设备的自动化水平,使现代化仪表控制贯穿始终,以节省劳动力
H.在保证方便实用的前提下,设备安置与所处环境的搭配力求和谐、美观,并能体现一定的风格和文化气息
I.同时满足消费者和工作人员的生理要求,合理控制温度、噪音、原料堆放,以达到更好的人性化设计
2.2整套设备平面布置设计的原则:
①符合生产工艺的要求
②符合操作的要求
③符合设备安装、检修的要求
④符合环境空间的建筑要求
⑤符合卫生、安全和防腐蚀的要求
⑥使设备中亮丽的糖化部分面向消费者,体现美观要求
⑦有限度的符合设备以后更新和扩大发展的要求
2.3工艺流程设计原则:
①保证产品质量符合国家标准GB4927-2001
②工艺成熟,技术设备先进
③优质、高产、低消耗
④减少三废排放,减少噪音、气味对周围的影响,保护环境
⑤自动化控制:
机械化、电气化、自动化
2.4设备设计与选型原则:
①安全可靠:
材质对产品质量无影响;
强度好,耐高温、压力、腐蚀;
容易清洗、消毒。
②运行费用低:
水、电、汽消耗少。
③操作方便:
容易清洗,劳动强度低,易于实现机械化和自动化。
④结构紧凑,尽量采用经实践考验确实性能优良的设备。
⑤考虑设备故障及检修的备用。
第三章设计规模及产品方案
3.1设计规模:
设计一年产量300吨,日产量1000L(一年按300天生产计算)微型啤酒项目,占地总面积约100M2。
本设计日糖化一次,每次得12oBX麦汁1016.3L,年产12oBX麦汁330.5t。
3.2产品结构:
1.啤酒年产量300吨(一年按300天生产计算)。
2.小麦啤酒设计年产量200吨,可通过酒店、宾馆的餐厅销售。
3.其它特色啤酒100吨,主要有普通黄啤、黑啤、红啤和绿啤等。
3.3主体设备设计内容:
糖化兼煮沸锅1台,过滤回旋槽1台,发酵罐8只,冰水罐1只(总容积1500L),薄板冷却器1台(10m²
),粉碎机1台(200Kg/h),制冷机组(7匹)2台。
3.4产品质量:
由于该产品属于微型自酿啤酒,国家尚未颁布标准,故产品质量可执行企业标准。
3.5工作制度:
全年生产天数为300天,由2-3名工作人员操作。
第四章原材料及其它设备生产消耗
项目/型号
300t/年
原材料
生产能力
1.0t/日
产品质量
达到GB4927-2001国家标准
麦芽(Kg)
180.6
啤酒花(Kg)
0.6
酵母(L)
6
设备消耗
占地面积(m²
)
100
最大用电负荷(Kw)
10
最大用水负荷(t/h)
1.0
最大用蒸汽负荷(t/h)
0.2
制冷负荷(Kcal/h)
15
操作人员(人)
2-3
第五章工艺流程和生产方法
5.1工艺流程图:
乳酸麦糟酒花
↓↑↓
麦芽—→粉碎——→糖化———→过滤————→煮沸
↓
销售←———发酵←————冷却←————回旋沉淀
↑↓
酵母/无菌空气酒花糟及热凝固物
5.2详细工艺流程说明[2]:
①原料来源
麦芽:
澳大利亚进口二棱大麦芽或国产优质麦芽。
酒花:
颗粒酒花(苦型和香型)。
水:
经简易水处理系统后的城市用水,适合于酿造。
酵母:
德国进口的原酵母菌,生产时自行扩大培养。
②粉碎
增湿法粉碎,要求皮破而不碎,粗细粉比例适当。
③配料比
淡色全麦啤酒用100%一级大麦芽;
小麦啤酒用20%~30%的小麦芽,70~80%的大麦芽;
黑啤酒用3%~5%的浓色焦香麦芽,10%的黑麦芽,以及85%的浅色麦芽。
料水比:
淡色啤酒稀醪糖化1:
4~4.5;
浓色啤酒浓醪糖化1:
3~3.5。
④糖化
A.工艺路线
投料37℃~45℃(20min)→52℃(40min)→65℃(60min)→78℃(10min)→过滤
B.操作要点
升温时先开搅拌,后开蒸汽;
保温时先关蒸汽,后停搅拌。
升温以1℃/分钟为宜。
投料37~45℃(20min):
低温投料,有利于浸出物的溶出和酶的形成,并有利于β一葡聚糖分解。
蛋白质休止:
52℃(40min)对溶解良好的麦芽来说.蛋白质分解时间可以短一些;
对溶解特好的麦芽来说,也可放弃这一阶段。
糖化:
65℃,(90min)可以得到最高的可发酵浸出物收得率。
碘验:
65℃碘验,检查糖化情况,以碘液不变色为糖化终点,然后升温至78℃过滤。
⑤过滤
A.过滤槽在过滤之前,先向槽中送入76~78℃的热水,以没过筛板为度,以除去导管至过滤筛板之间的空气,同时防止醪中小颗粒堵塞滤孔而影响过滤,也对过滤槽起预热作用。
B.将醪液迅速泵入过滤槽,静止10min,回流待麦汁清亮后滤入回旋沉淀槽暂存,过滤开始速度要慢,根据麦汁清亮程度逐步开大阀门。
过滤15min后,测原糖。
原麦汁过滤一般在60min左右。
C.待过滤至刚要露出糟层,停止过滤,加入加热至76~78℃的洗糟水,一般洗糟两次,不追求高收得率。
D.整个过滤时间为3~3.5小时。
⑥煮沸
A.第二次加洗糟水后,将麦汁从回旋沉淀槽泵入糖化兼煮沸锅,开始预热,洗糟完毕,立即加热至沸腾。
B.调整麦汁混合糖至10.8~11.0oBx。
C.煮沸总时间80min左右,保持麦汁在煮沸锅内尽量沸腾,蒸发强度达8%左右。
D.添加酒花数量视酒花品种和啤酒类型而定,一般在初沸后10min时加第一次,30min后加第二次,再过30min加第三次酒花,然后煮沸10min结束。
E.最终麦汁浓度12士0.3oP。
⑦沉淀
煮沸结束,将麦汁泵入回旋沉淀槽,静置20~30min,分离酒花糟和热凝固物。
⑧冷却
麦汁冷却用薄板换热器,采用一段冷却法。
A.将沉淀槽的麦汁泵至薄板换热器进行冷却。
B.冷却后的麦汁温度控制在16~18℃。
C.冷却过程中通入无菌空气。
D.添加酵母1%左右,使用上面酵母。
E.冷却时间在1h以内为宜。
F.薄板换热器每次使用后,应用清水冲洗,并泵入80~90℃热水灭菌20一30min。
每周应拆卸,用毛刷和热水将沟纹分别洗,必要时可用2%稀碱液清洗。
⑨发酵
A.发酵最温度:
发酵温度控制在16~20℃,最好控制在20℃,但不要超过20℃。
B.发酵压力:
当糖度降至4.0oP时,开始封罐,淡色啤酒和黑啤酒保压在0.10~0.12MPa,小麦啤酒在0.20MPa左右。
C.降温:
保压3、4天后,测双乙酰,当双乙酰含量低于0.1ppm时开始降温,先以0.3℃/h降至5℃,保持24小时后,再以0.1℃/h降至0℃。
D.贮酒:
温度控制在O土0.5℃;
压力,淡色和黑啤酒在0.10~0.12MPa,小麦啤酒在0.20MPa左右。
E.发酵周期:
8天左右。
F.销售:
由于销售啤酒的原因,罐中压力可能会下降,可用CO2进行备压。
G.酵母排放及回收:
满罐24小时及封罐前各排一次酵母;
当温度降至5℃停一天,回收使用酵母;
如酵母当时不用,需保存,则降至0℃后保存,不能超过7天。
酵母回收完毕或弃之不用时,降至0℃后隔一天排放一次酵母。
⑩清洗:
糖化罐、发酵罐、麦汁管道、出酒管道,使用前后,均需用CIP系统清洗,先用2%碱液清洗,清水冲洗后,然后用80℃以上热水清洗。
5.3生产方法:
①粉碎:
采用回潮粉碎。
②糖化:
采用升温浸出糖化法。
煮沸、糖化在同一设备中交替进行,一锅多用,提高了设备利用率和煮沸效率。
③麦汁冷却:
采用4-5℃冰水一段式冷却法,节约了冷耗和用水量,冷却过程中产生的70℃热水全部加以再次利用。
④发酵:
采用锥形发酵罐(有效容积1016.3L),一罐法发酵工艺。
发酵天数为8天,酵母可以回收利用。
⑥设备及管路的清洗采用CIP自动清洗。
5.4CIP清洗[5]
(1)本设计采用一次性碱洗的CIP工艺对各种锅和罐进行清洗,以确保工艺卫生要求。
其流程如下:
清水预冲洗——→碱水清洗(打回流)——→热水冲洗(打回流)
步骤
任务
检验
预冲洗
—用水或回收清洗液清洗
—除掉产品的残留物或易溶解的污垢
—澄清的清洗液流出
碱液清洗
—用碱和添加剂溶解和除掉有机污物
—浓度测量
—观察
中间清洗
酸清洗
—排出清洗碱液
—用酸溶解和除掉无机污物
—pH值测定
—浓度测量、观察
最后冲洗
—排出清洗酸液
—调整酿造用水pH值
杀菌
用合适的杀菌剂杀死微生物
—用细菌含量低的水(饮用水质量)顶出杀菌剂
用化学分析方法检查是否存在杀虫剂并检验微生物机
(3)本段设计采用3只有效容积为5m³
的罐,即回收水罐、热碱罐和热水罐,碱液一般采用2%的NaOH溶液,其它可用于洗涤啤酒设备的洗涤液也可使用。
5.5自酿啤酒生产中应注意的问题
A.质量
(1).浓度:
由于采用全麦芽,生产成本较高,往往在浓度上达不到要求,因此应控制淡色啤酒浓度不低于10.5°
P,浓色啤酒浓度不低于11°
P,黑色啤酒浓度不低于12°
P。
(2).色度:
由于自酿啤酒的灵活性,可以生产多个品种的啤酒。
基本上分为三大类:
淡色啤酒、浓色啤酒、黑色啤酒。
淡色啤酒的色度应不高于12个EBC单位;
浓色啤酒的色度应在15~40个EBC单位之间;
黑色啤酒的色度应大于40个EBC单位。
(3).发酵度:
大多啤酒屋不注意此指标,但发酵度的高低既代表了酒的成熟程度,酒精度的高低,还体现了啤酒中不同代谢产物含量的高低,体现着啤酒的风味,因此自酿啤酒的发酵度应不低于60%。
(4).双乙酰:
各种品种的啤酒双乙酰含量应不高于0.10ppm。
(5).保质期:
自酿啤酒因未经巴氏灭菌,故贮存温度应控制在-1~1℃条件下,且不宜超过3天。
(6).外观:
淡色啤酒的泡沫应洁白、细腻、持久、挂杯,具有明显的麦芽香味和酒花香味,口味纯正,谐调、柔和,无异香异味;
黑色和浓色啤酒的泡沫应细腻、挂杯,具有明显的麦芽香,口味纯正、爽口、醇厚、柔和、杀口、无异味。
B.卫生
自酿啤酒为了突出其新鲜感和风味,是不经巴氏灭菌的,也不经过滤,极易造成细菌和大肠杆菌超标,因此,在自酿啤酒的生产过程中,应特别注意卫生:
(1).严格空气过滤。
充入麦汁的空气,应经过严格过滤,除去空气中的微生物,确保过滤后的空气达到无菌状态。
(2).生产过程严格控制微生物,从糖化、过滤、发酵到售酒的各个环节均要做到无菌化。
日常工作中应加强卫生管理,各种设备要制订严密清洗、消毒和检查制度。
其要求要远远高于大型酒厂。
(3).生产用水要符合国家饮用水标准,尤其是微生物指标要经常检查。
(4).加强对操作人员的专业知识培训,严格控制生产环境和个人卫生。
确保产品质量最优化。
第六章工艺计算
6.1基础数据
(1)原料指标
干麦芽含水≤10%
无水麦芽浸出物含量≥75%
原料利用率≥98%
(2)原料配比
大麦芽75%
小麦芽25%
(3)损失率
冷却损失率4%
发酵损失率1.8%
6.2物料衡算
(1)1OOkg混合原料生产淡色啤酒的物料计算
生产12°
P麦汁的物料计算
设大小麦芽含水率均为7%,无水麦芽浸出率为80%,原料的总利用率为98.5%。
原料麦芽收得率=0.8(100-7)%=74.4%
混合原料收得率=(0.75×
74.4%+0.25×
74.4%)×
98.5%=73.3%
则100kg原料产12°
P热麦汁量为:
73.3%÷
12×
100=610.8kg
12°
P麦汁在20℃时的比重为1.084,100℃的麦汁比20℃的麦汁比重增加1.04倍
热麦汁体积=610.8÷
1.084×
1.04=586(L)
冷麦汁量=586×
(1-0.04)=562.6(L)
发酵液量=562.6×
(1-0.
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