啤酒工廠設(shè)計(jì) [文檔在線提供]

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1、 齊 齊 哈 爾 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 10萬(wàn)11°（淡爽）啤酒廠設(shè)計(jì) 學(xué) 院 生命科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 生物工程051班 學(xué)生姓名 曾 德 響 指導(dǎo)老師 田 英 華

2、 成 績(jī) 2009年6月 20 日 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘 要 淡爽啤酒口味新鮮淡爽、酒花香味突出、泡沫潔白細(xì)膩并且營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們所喜愛(ài)的飲料之一。它是一種綠色食品。隨著人們健康意識(shí)的增加，啤酒消費(fèi)將出現(xiàn)熱潮。啤酒是以麥芽和大米為主要原料，添加酒花，采用啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的一種低二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。 本設(shè)計(jì)對(duì)10萬(wàn)噸11°淡爽啤酒廠進(jìn)行生產(chǎn)工藝流程論證，物料衡算，糖化工段熱量衡算，發(fā)酵工段耗冷計(jì)算，水量

3、衡算等等。并對(duì)啤酒廠主要設(shè)備的體積，外形尺寸，壁厚，附件及重點(diǎn)設(shè)備煮沸鍋進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發(fā)酵方法采用下面低溫發(fā)酵法。在降低能耗、減少水污染、啤酒糟的回收與利用等方面進(jìn)行了探討研究。 關(guān)鍵詞：啤酒廠；工藝論證；物料衡算；熱量衡算；煮沸鍋 Abstract The light beer tastes fresh and light. The hops′ fragrance from the beer is prominent. The bubble of it is white an

4、d exquisite.And also the nutrition is rich. It is a Green food. With the increase in health awareness, beer consumption will appear boom.The beer uses malt and rice as the main raw materials, adding hops and also with some beer yeast to ferment and brew. It′s one kind of drinking wine which includin

5、g low Carbon Dioxide, sudsy and low alcohol degree. An production process demonstration for the design of 1000,000 tons of 11° light beer and also Production material balance, Glycosylated section heat balance, Calculation of consumption of cold on fermentation section， Water balance were carried on

6、. The brewery of the volume of the major equipment, profile size, area, the thickness of cylinder, attachment, the major equipment of Boiling Pot has been designed and researched.The method of Glycosylated use double-infusion mashing syetem. Fermentation method use the bottom low-temperature ferment

7、ation. The reducion of power consumption,.water pollution, recovery and utilization of brewer's grains were researched and discussed. Key words:Brewery; Technology demonstration; Materials balance calculate; Heat balance calculate; Boiling pot III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒 論 1 1.1 啤酒工

8、業(yè)概論 1 1.2 啤酒的分類及鑒定 1 1.2.1 啤酒的分類 1 1.2.2 啤酒鑒別 2 1.2.3 啤酒的保質(zhì)期 2 1.3 中國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 3 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及方法 4 1.4.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 4 1.4.2 設(shè)計(jì)范圍 4 1.4.3 指導(dǎo)思想 4 1.5 廠址的選擇 5 1.5.1 廠址的地點(diǎn)及條件 5 1.5.2 自然條件 5 第2章 啤酒廠生產(chǎn)工藝及論證 6 2.1 原料 6 2.1.1 大米 6 2.1.2 麥芽 6 2.1.3 釀造水 7 2.1.4 酒花 7 2.1.5 酵母 8 2.

9、2 啤酒生產(chǎn)工藝流程 10 2.3 工藝原理及方法 10 2.3.1 原料粉碎 10 2.3.2 糖化方法及工藝論證 11 2.3.3 過(guò)濾 13 2.3.4 麥汁煮沸 13 2.3.5 麥汁后處理 14 2.3.6 啤酒的發(fā)酵 15 2.3.7 啤酒的過(guò)濾 17 2.3.8 罐裝流程 18 第3章 啤酒生產(chǎn)物料衡算 19 3.1 物料平衡計(jì)算 19 3.1.1 糖化車間工藝流程 19 3.1.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及流程 20 3.1.3 100千克原料（70%麥芽、30%大米）生產(chǎn)出的啤酒量 20 3.1.4 生產(chǎn)100L11°淡色啤酒

10、的物料衡算 21 3.1.5 二氧化碳量 22 3.1.6 10萬(wàn)噸/年11°淡色啤酒糖化車間物料衡算 23 3.2 熱量衡算 25 3.2.1 糖化用水耗熱量 26 3.2.2 第一次米醪煮沸耗熱量 26 3.2.3 煮沸過(guò)程蒸汽帶出的熱量 27 3.2.4 熱損失 28 3.2.5 米醪煮沸耗熱總量 28 3.2.6 混合醪升溫至68℃的耗熱量 28 3.2.7 洗糟水耗熱量Q4 29 3.2.8 麥汁煮沸過(guò)程耗熱量 29 3.2.9 糖化一次總耗熱量 30 3.2.10 糖化一次耗用蒸汽量 30 3.2.11 糖化過(guò)程每小時(shí)最大蒸汽

11、耗量 31 3.2.12 蒸汽單耗 31 3.3 耗冷量的計(jì)算 32 3.3.1 發(fā)酵工藝流程 32 3.3.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 32 3.3.3 工藝耗冷量 32 3.3.4 發(fā)酵耗冷量 33 3.3.5 非工藝耗冷量 36 3.3.6 100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算 37 3.4 耗水量衡算 37 3.4.1 工藝用水 37 3.4.2 洗滌用水 40 3.4.3 啤酒生產(chǎn)用水量衡算 40 第4章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選型及論證 41 4.1 主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型及論證 41 4.1.1 麥芽暫貯箱 41 4.1.2

12、 麥芽粉貯箱 41 4.1.3 大米暫貯箱 42 4.1.4 大米粉貯箱 43 4.1.5 糖化過(guò)濾槽 43 4.1.6 糖化鍋 44 4.1.7 糊化鍋 44 4.1.8 麥汁冷卻器 45 4.1.9 發(fā)酵罐 46 4.2 煮沸鍋 46 4.2.1 圓柱筒體的厚度計(jì)算 47 4.2.2 鍋體下封頭的選擇與厚度計(jì)算 48 4.2.3 鍋體上封頭的選擇與計(jì)算 49 4.2.4 內(nèi)加熱器的計(jì)算 50 4.2.5 換熱器的面積 54 4.2.6 換熱器蒸汽進(jìn)管的計(jì)算 54 4.2.7 麥汁排醪管徑計(jì)算 54 4.2.8 麥汁倒醪入口管徑

13、計(jì)算 55 4.2.9 鍋重及支座選型 55 4.2.10 升氣管 56 4.2.11 人孔 56 4.2.12 視鏡 56 第5章 啤酒工廠三廢治理 57 5.1 三廢治理 57 5.1.1 啤酒廠的廢水情況 57 5.1.2 啤酒工廠減少?gòu)U水污染的途徑 57 5.1.3 國(guó)內(nèi)廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 58 5.2 副產(chǎn)物的利用 58 5.2.1 麥糟的利用 59 5.2.2 二氧化碳的回收 59 總 結(jié) 60 參考文獻(xiàn) 61 附 錄 62 致 謝 64 第1章 緒 論 1.1 啤酒工業(yè)概論 啤酒的主要原料是大麥，大麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植

14、最早的谷物之一，幾乎世界上所有地區(qū)都可種植。啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。 中國(guó)正在快步發(fā)展經(jīng)濟(jì)，成績(jī)舉世矚目，啤酒隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平提高，逐步從城市走向農(nóng)村，成為人民大眾最喜愛(ài)的飲料之一。我國(guó)啤酒工業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速。目前，我國(guó)啤酒的年產(chǎn)量已位居世界首位。但從人均消費(fèi)量來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家水平。我國(guó)啤酒廠數(shù)量多，但設(shè)備參差不齊。最近幾年啤酒產(chǎn)業(yè)正向著規(guī)?；⑿б婊l(fā)展。不少的酒廠被大酒廠兼并。這一發(fā)展趨勢(shì)符合世界啤酒發(fā)展趨勢(shì)。隨著啤酒生產(chǎn)現(xiàn)代化的邁進(jìn)，我們將會(huì)喝到更新鮮、更淡爽的、更可口的啤酒。 1.2

15、 啤酒的分類及鑒定 1.2.1 啤酒的分類 1.根據(jù)原麥汁濃度分類 啤酒酒標(biāo)上的度數(shù)與白酒酒標(biāo)上的度數(shù)不同。它并非指酒精度，它的含義為原麥汁濃度，即啤酒發(fā)酵進(jìn)罐時(shí)麥汁的濃度。主要的度數(shù)有8°、10°、11°、12°、14°、16°、18°啤酒。日常生活中我們飲用的啤酒多為11°、12°。 2.根據(jù)啤酒色澤分類 淡色啤酒----色度在5～14EBC之間。淡色啤酒為啤酒產(chǎn)量中最大的一種。淡色啤酒又分為淡黃色啤酒、金黃色啤酒。淡黃色啤酒口味淡爽，酒花香味突出。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。 濃色啤酒----色澤呈紅綜色或紅褐色，色度在14～40EBC之間。濃色啤酒麥芽香味突

16、出、口味醇厚、酒花苦味較清。 黑色啤酒----色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、泡沫細(xì)膩，苦味根據(jù)產(chǎn)品類型而有較大差異。 3.根據(jù)殺菌方法分類 鮮啤酒----啤酒包裝后，不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮美，但容易變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。 熟啤酒----經(jīng)過(guò)巴氏滅菌的啤酒?？梢源娣泡^長(zhǎng)時(shí)間，可用于外地銷售，優(yōu)級(jí)啤酒保質(zhì)期120天左右。 4.根據(jù)啤酒酵母性質(zhì)分類 上面發(fā)酵啤酒----采用上面酵母。發(fā)酵過(guò)程中，酵母隨CO2浮到發(fā)酵面上，發(fā)酵溫度15～20℃。啤酒香味突出。 下面發(fā)酵啤酒----采用下面酵母。發(fā)酵完畢，酵母凝聚沉淀到發(fā)酵容

17、器底部，發(fā)酵溫度5～10℃.啤酒的香味柔和。世界上絕大部分國(guó)家采用下面發(fā)酵啤酒。我國(guó)的啤酒均為下面發(fā)酵啤酒，其中著名啤酒有青島啤酒、珠江啤酒等。 1.2.2 啤酒鑒別 酒體色澤：普通淺色啤酒應(yīng)該是淡黃色或金黃色，黑啤酒為紅棕色或淡褐色。 透明度：酒液應(yīng)清亮透明，無(wú)懸浮物或沉淀物。 泡沫：啤酒注入無(wú)油膩的玻璃杯中時(shí)，泡沫應(yīng)迅速升起，泡沫高度應(yīng)占杯子的三分之一，當(dāng)啤酒溫度在8～15℃時(shí)，5分鐘內(nèi)泡沫不應(yīng)消失；同時(shí)泡沫還應(yīng)細(xì)膩，潔白，散落杯壁后仍然留有泡沫的痕跡（掛杯）。 香氣：在酒杯上方，用鼻子輕輕吸氣，應(yīng)有明顯的酒花香氣，新鮮、無(wú)老化氣味及生酒花氣味；黑啤酒還應(yīng)該有焦

18、麥芽的香氣。 品嘗味道：入口純正，沒(méi)有酵母味或其它怪味雜味，口感清爽、協(xié)調(diào)、柔和、口味愉快而消失迅速，無(wú)明顯的澀味，有二氧化碳的刺激，使人感到殺口。 1.2.3 啤酒的保質(zhì)期 瓶裝、聽(tīng)裝熟啤酒保質(zhì)期不少于120天（優(yōu)、一級(jí)），60天（二級(jí)）。瓶裝鮮啤酒保質(zhì)期不少于7天。罐裝、桶裝鮮啤酒保質(zhì)期不少于3天。 1.3 中國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 1.行業(yè)結(jié)構(gòu)的變化 集團(tuán)化、規(guī)模化。企業(yè)數(shù)量繼續(xù)下降，青島、燕京、華潤(rùn)的下屬企業(yè)會(huì)繼續(xù)增加，生產(chǎn)能力和年產(chǎn)量還將持續(xù)增長(zhǎng)。珠江啤酒集團(tuán)、哈爾濱啤酒有限公司等二級(jí)集團(tuán)也會(huì)迅速擴(kuò)張。 以業(yè)為主，多元發(fā)展。大多

19、數(shù)啤酒企業(yè)集團(tuán)在把啤酒業(yè)做強(qiáng)的同時(shí)依靠自身優(yōu)勢(shì)進(jìn)入其他行業(yè)進(jìn)行多元化發(fā)展。如青島啤酒進(jìn)入茶飲行業(yè)、葡萄酒業(yè)，燕京啤酒進(jìn)入生物制藥業(yè)，藍(lán)劍集團(tuán)下屬20多家進(jìn)入其他產(chǎn)業(yè)等。 信息化。知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，企業(yè)對(duì)信息的利用效率可利用程度成為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主要方面，啤酒企業(yè)對(duì)加快企業(yè)信息化建設(shè)更加重視。一方面加快內(nèi)部信息化建設(shè)，如青島啤酒集團(tuán)、珠江啤酒集團(tuán)、燕京啤酒集團(tuán)、哈爾濱啤酒投資數(shù)千萬(wàn)元上ERP系統(tǒng)，許多企業(yè)建立內(nèi)部局域網(wǎng)等；另一方面加快外部信息溝通和利用。更多的企業(yè)成立信息中心，加強(qiáng)對(duì)外部商業(yè)情報(bào)的收集、分析、利用。 科技化?？萍加肋h(yuǎn)是第一生產(chǎn)力，加快科技進(jìn)步是啤酒企業(yè)未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。在純生

20、技術(shù)進(jìn)一步提高的同時(shí)，啤酒企業(yè)會(huì)在啤酒保鮮度、延長(zhǎng)保鮮期等方面不斷創(chuàng)新。 2.原料的發(fā)展 在50～70年代，中國(guó)啤酒已經(jīng)獨(dú)立種植啤酒大麥和生產(chǎn)酒花，在中國(guó)西北地區(qū)酒花發(fā)展為自給有余，每年還有1～3000t酒花出口。酒花的α-酸含量也較高，超過(guò)7%以上，它是苦型花，屬中上水平，近幾年在發(fā)展香花型酒花。制麥大麥?zhǔn)窃?0年代發(fā)展起來(lái)的，二棱冬大麥（早熟3號(hào)）曾為中國(guó)啤酒工業(yè)作出貢獻(xiàn)，在“七五”期間引進(jìn)種植新品大麥如匈-84、紅日一號(hào)、岡二等高質(zhì)量二棱制麥大麥也在90年代中期得到發(fā)展，大麥質(zhì)量提高，育種研究遍及全國(guó)，而且逐步實(shí)現(xiàn)區(qū)域化。 3.啤酒品種向多樣化發(fā)展 我國(guó)啤酒產(chǎn)量的

21、90%左右是11～12°P的淺色下面啤酒。多數(shù)啤酒廠已經(jīng)重視啤酒品種的多樣化。 今后人們對(duì)啤酒作為“酒”（酒精飲料）將會(huì)逐步“淡化”，而作為“飲料”將發(fā)展，也就是啤酒濃度、酒精含量將會(huì)逐步降低。 本世紀(jì)末，中國(guó)將有2億人口進(jìn)入老年，老年專用啤酒——低糖、低醇、保健型啤酒將有較大市場(chǎng)。 小麥啤酒、白啤酒、全麥芽啤酒、配合啤酒（和果汁等配合）也會(huì)發(fā)展。 4.啤酒修飾技術(shù) 在發(fā)展低濃度啤酒時(shí)，啤酒修飾技術(shù)應(yīng)得到大家的重視。從麥芽中提取香味物質(zhì)的研究，在8°P啤酒上應(yīng)用，明顯增加了啤酒麥芽香和酒花香味。 低濃度啤酒淡而不寡，增加柔和感，也必須依賴后修飾。從酵母中提取風(fēng)味物質(zhì)，改善啤酒的風(fēng)味

22、。 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及方法 1.4.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)是根據(jù)齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院生物工程教研室布置的畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 1.4.2 設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)10萬(wàn)噸11°的啤酒廠，重點(diǎn)設(shè)備煮沸鍋，糖化工段為重點(diǎn)工段。該設(shè)計(jì)包括工藝方法及流程的選擇論證，物料衡算，耗熱量衡算，耗冷量衡算，設(shè)備選型及論證，車間的布置，設(shè)計(jì)并繪制圖紙（糖化車間流程圖、發(fā)酵車間流程圖、糖化車間平面布置圖、糖化車間立面布置圖、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖），三廢處理等。 1.4.3 指導(dǎo)思想 設(shè)計(jì)出來(lái)的啤酒廠要求投資小、技術(shù)高、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便、環(huán)境好。最重要的一點(diǎn)是生產(chǎn)成本低。根據(jù)查

23、閱有關(guān)資料和實(shí)際考察。本設(shè)計(jì)在確定工藝方法、工藝流程和設(shè)備選型時(shí)，參考了明月島啤酒廠和大連雪花啤酒廠的實(shí)際情況。在工藝方面，力求合理性和先進(jìn)性；在設(shè)備方面，采用先進(jìn)技術(shù)及機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)控制，提高勞動(dòng)力生產(chǎn)率；在經(jīng)濟(jì)上，要做到合理利用資源，降低能耗，減少污染，保護(hù)環(huán)境，減少浪費(fèi)。 1.5 廠址的選擇 1.5.1 廠址的地點(diǎn)及條件 本設(shè)計(jì)的廠址選擇在廣州市南沙開(kāi)發(fā)區(qū)。廣州市南沙經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)位于廣州市的東南部、伶仃洋的西岸。規(guī)劃面積為544平方公里，期中陸地面積為338平方公里。她位于珠江三角洲的地理幾何中心，方圓100公里范圍內(nèi)把整個(gè)珠江三角洲城市群都網(wǎng)

24、絡(luò)其中。南沙水路距香港38海里，距澳門(mén)41海里。周邊有廣州、珠海、深圳、香港、澳門(mén)等五大國(guó)際機(jī)場(chǎng)。南沙背靠著珠江三角洲4000萬(wàn)人口的廣闊市場(chǎng)腹地。又通過(guò)穗、深、港、澳等大城市連著海內(nèi)外市場(chǎng)，戰(zhàn)略位置突出，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)潛力和輻射力。 在這里建廠，原因有以下幾個(gè)方面：第一：市場(chǎng)廣闊。優(yōu)越的地理位置、龐大的消費(fèi)市場(chǎng)、遼闊的輻射區(qū)域，為投資者提供了廣闊的市場(chǎng)前景。第二：勞動(dòng)力資源豐富。 1.5.2 自然條件 1.氣候 廣州地處南亞熱帶，屬南亞熱帶典型的季風(fēng)海洋氣候。由于背山面海，海洋性氣候特別顯著，具有溫暖多雨、光熱充足、溫差較小、夏季長(zhǎng)、霜期短、水熱同期等氣候特征。年平均氣溫為

25、21.4～21.8℃，日均氣溫都在0℃以上；雨量充沛，年降水量為1689.3～1876.5毫米。冬夏季風(fēng)的交替是廣州季風(fēng)氣候突出的特征。冬季的偏北風(fēng)因極地大陸氣團(tuán)向南伸展而形成的，干燥寒冷。夏季偏南風(fēng)因熱帶海洋氣團(tuán)向北擴(kuò)張所形成的，溫暖潮濕。夏季風(fēng)轉(zhuǎn)換為冬季風(fēng)一般在9月份，而冬季風(fēng)轉(zhuǎn)換為夏季風(fēng)在4月份。 2.水資源 南沙位于珠江出海口，珠江水量充沛，上游支流多，能及時(shí)更新水源。提供大量的清潔用水。 第2章 啤酒廠生產(chǎn)工藝及論證 2.1 原料 2.1.1 大米 啤酒釀造用大米，原則上凡大米不論品種均可用來(lái)釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越好，釀造的

26、啤酒風(fēng)味也愈好[1]。一般來(lái)說(shuō)梗米優(yōu)于山米，晚稻米優(yōu)于早稻米，糯米優(yōu)于非糯米。糯米釀造啤酒，發(fā)酵度適中，啤酒的口味純凈，泡持性好。 由于大米淀粉含量高（75%～82%），無(wú)水浸出率高達(dá)90%～93%，無(wú)花色苷，含脂肪低（0.2%～1.0%），并含有較多泡持蛋白（糖蛋白）。 本設(shè)計(jì)用大米（大米﹕麥芽=3﹕7）作輔料釀造啤酒，所釀造的啤酒色澤淺、口味柔和，泡沫潔白細(xì)膩，泡持性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料?，F(xiàn)階段有人應(yīng)用正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì),研究了在擠壓大米過(guò)程中添加酶制劑作啤酒輔料對(duì)糖化過(guò)程的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：用擠壓加酶大米作啤酒輔料,淀粉利用率較高,其麥汁浸出物收得率提高了5.09%。在可見(jiàn)

27、的未來(lái)，擠壓膨化大米啤酒輔料是啤酒釀造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一[2]。 大米對(duì)啤酒風(fēng)味的影響: 正面：用大米做輔料，可以改善啤酒的色澤和風(fēng)味，泡沫潔白細(xì)膩，泡持性耗，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。 負(fù)面：經(jīng)過(guò)碾米后的精米，極不耐貯藏，在貯藏中由于呼吸作用、氧化作用、酶促分解，使米質(zhì)惡化。特別是脂肪分解后形成脂肪酸，滲透進(jìn)入胚乳，充塞于直鏈淀粉的螺旋圈內(nèi)，導(dǎo)致阻礙淀粉吸水膨脹，使糊化困難。在釀制過(guò)程中不飽和的脂肪酸可通過(guò)酶和非酶氧化為過(guò)氧化物，進(jìn)一步氧化為羥基化合物，形成啤酒風(fēng)味老化的醛類物質(zhì)。 2.1.2 麥芽 溶解良好的麥芽應(yīng)該無(wú)霉雜味，麥芽香濃，牙咬發(fā)脆且松散。優(yōu)質(zhì)淺色麥芽具淡黃色而有光澤感

28、。優(yōu)良淺色麥芽糖化時(shí)間為10～15min，糖化時(shí)間代表著麥芽淀粉酶的綜合性活動(dòng)，時(shí)間愈短活力愈強(qiáng)。本設(shè)計(jì)采用淡色麥芽作為主要原料釀造啤酒。淡色麥芽的感官要求——淡黃色、有光澤、具有麥芽香味、無(wú)異味、無(wú)霉粒。 在釀造時(shí)要先將大麥制成麥芽，再進(jìn)行糖化和發(fā)酵，方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽和干燥的過(guò)程，即稱為麥芽制造。大麥發(fā)芽后稱綠麥芽，干燥后叫麥芽。 麥芽的制造主要分為四個(gè)階段： 第一：精選后的大麥浸泡在水中，使大麥吸收水分，達(dá)到能發(fā)芽的要求，此階段稱為浸麥。根據(jù)設(shè)備和工藝要求的不同，有多種方法。 第二：然后在人工控制的條件下進(jìn)行發(fā)芽，利用發(fā)芽過(guò)程中形成的酶系，使大麥的內(nèi)容物

29、質(zhì)進(jìn)行分解，變?yōu)辂溠?。大麥發(fā)芽的主要目的：胚乳細(xì)胞壁的部分或全部降解，使干燥后的麥芽變得疏松，更易粉碎，內(nèi)容物質(zhì)更容易溶出。 第三:發(fā)芽完畢成為綠麥芽，利用熱空氣進(jìn)行干燥。干燥的目的：使綠麥芽停止生長(zhǎng)和酶的分解作用，除去多余的水分，防止腐爛，便于運(yùn)輸。使根部干燥便于除去，增加麥芽的色、香、味。 第四：經(jīng)過(guò)機(jī)械原理將麥芽的根除去。 2.1.3 釀造水 啤酒的主要成分是水，所以水的好壞對(duì)啤酒的影響很大。用于釀造啤酒的水應(yīng)該是無(wú)色、透明、無(wú)沉淀、無(wú)味、總?cè)芙恹}150～200mg/L、PH值6.8～7.2、有機(jī)物（高錳酸鉀耗氧量）0～3mg/L、鐵鹽（以Fe計(jì)）＜0.3mg/L、錳鹽（以Mn

30、計(jì)）＜0.1mg/L、氨態(tài)氮（以N計(jì)）＜0.1mg/L、氯化物（以Cl計(jì)）20～60mg/L、游離氯＜0.1mg/L。質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合啤酒大麥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 通常，軟水適于釀造淡色啤酒，碳酸鹽含量高的硬水適于釀制濃色啤酒。淡色啤酒用水要求為：無(wú)色，無(wú)臭，透明，無(wú)浮游物，味純正，無(wú)生物污染；硬度低；鐵、錳含量低（含量高對(duì)啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現(xiàn)象）；不含亞硝酸鹽。 2.1.4 酒花 釀造啤酒過(guò)程中，添加酒花能賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性[1]。 我國(guó)酒花主要產(chǎn)地新疆、內(nèi)蒙、甘肅、青

31、海、黑龍江及北京地區(qū)，均在北緯40°～50°。酒花栽培氣溫的要求，生長(zhǎng)期14～19℃，開(kāi)花期17～23℃，成熟期15～25℃.酒花宜在中性土壤、低地下水位、雨水少（但要有灌溉）、長(zhǎng)日照（1700～2600h）的地區(qū)栽培。酒花的化學(xué)組成中，對(duì)啤酒釀造有特殊意義的三大成分為酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。 酒花中的-酸在麥汁煮沸時(shí)異構(gòu)化，形成異-酸，賦予啤酒爽快的苦味。在傳統(tǒng)麥汁煮沸過(guò)程中，酒花-酸只有50%能被利用，同時(shí)由于酵母吸附以及啤酒過(guò)濾，會(huì)進(jìn)一步損失。所以，啤酒中-酸的總利用率很少超過(guò)40%，有時(shí)可能只有10%。為了最大限度提高-酸利用率，目前開(kāi)發(fā)出多種異構(gòu)化酒花制品，異構(gòu)顆粒酒花就是其中的

32、一種。顆粒酒花是目前世界上使用最廣泛的酒花制品，也是國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)應(yīng)用最多的酒花制品。顆粒酒花較全酒花的利用率提高了10%～25%，貯藏和運(yùn)輸體積減少達(dá)80%以上。異構(gòu)顆粒酒花是把-酸先經(jīng)異構(gòu)化處理，再用于啤酒釀造，酒花利用率提高90%以上[3]。 多酚對(duì)啤酒質(zhì)量有雙重影響：一方面：是啤酒口味助劑能加強(qiáng)啤酒的醇厚性和抗氧化能力。在麥汁煮沸時(shí)及冷卻過(guò)程中，能與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生凝固物沉淀，促進(jìn)非生物穩(wěn)定性。另一方面：多酚能與啤酒中的蛋白質(zhì)形成聚合體，是造成啤酒渾濁的主要原因，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性。要避免形成這種類型的渾濁，可以去除蛋白多酚或兩者成比例的去除。采用吸附劑通過(guò)吸附作用除去啤酒中的多酚類

33、物質(zhì)，減少或者除去形成蛋白質(zhì)多酚類物質(zhì)復(fù)合物的前體。不但能提高啤酒的澄清度，還能使啤酒穩(wěn)定延長(zhǎng)啤酒的貨架壽命，改善啤酒的風(fēng)味。常用的吸附劑有：皂土、活性炭、硅膠、尼龍、PVPP等。由于PVPP具有生理安全性吸水性水不溶性絡(luò)合性等特性，是一種性能優(yōu)良的多酚類物質(zhì)吸附劑被廣泛應(yīng)用于啤酒工業(yè)中[4]。 表2-1 酒花的感官評(píng)定 內(nèi)容 鑒定情況 外觀 花體整齊、完整；黃綠色，有光澤，葉片內(nèi)花粉飽滿，金黃色 純凈度 優(yōu)良的酒花應(yīng)不含葉、梗及其他雜物 手感 干燥良好的酒花有彈性，以手挫擦，有油膩的粘性感覺(jué) 香味 干燥良好的酒花以手挫擦，含有酒花特有的清香氣味 表2-2 酒花的化

34、學(xué)鑒定 內(nèi)容 鑒定情況 水分 應(yīng)在10%以內(nèi) -酸 香型酒花應(yīng)在5%以上；苦型酒花應(yīng)在8%以上 軟樹(shù)脂 香型酒花應(yīng)在14%以上，苦型酒花應(yīng)在16%以上 2.1.5 酵母 啤酒酵母在麥汁中25℃培養(yǎng)三天，細(xì)胞為圓形、卵形、橢圓形到臘腸形。世界各大型啤酒廠均有自己獨(dú)特的菌株，各菌株特性是由生產(chǎn)廠長(zhǎng)期馴養(yǎng)、選育獲得的。由于啤酒酵母種類不同，導(dǎo)致所釀造的啤酒風(fēng)味也多種多樣。 啤酒酵母的凝絮特性是重要的生產(chǎn)特性，它會(huì)影響酵母回收再利用于發(fā)酵的可能，影響到發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過(guò)濾方法的選擇，乃至影響到啤酒風(fēng)味。金屬離子對(duì)凝聚作用影響極大。特別是鈣離子，一般認(rèn)為在啤酒中Ca2+

35、達(dá)到30mg/L以上，啤酒酵母才能呈良好的凝聚性其他二價(jià)離子也能促進(jìn)凝聚，但遠(yuǎn)比Ca2+低[1]。 啤酒釀造中，酵母主要起的作用就是降糖，產(chǎn)生二氧化碳和酒精。啤酒工廠為了確保酵母的純度，進(jìn)行以單細(xì)胞培養(yǎng)法為起點(diǎn)的純粹培養(yǎng)。為了避免野生酵母和細(xì)胞的污染，必須嚴(yán)格啤酒工廠的清洗滅菌工作。評(píng)價(jià)酵母菌種優(yōu)良與否，主要從以下幾個(gè)方面考慮： 形態(tài)學(xué)上的要求：細(xì)胞形態(tài)為圓形或卵圓形，優(yōu)良菌株酵母短軸與長(zhǎng)軸之比為1：（1.1～1.3），細(xì)胞大小趨向于中小型體積為（100μm3～160μm3），相同接種量，細(xì)胞比表面積大，發(fā)酵速度快。 生理學(xué)要求：希望選擇繁殖速度快的菌株，細(xì)胞倍增時(shí)間短，細(xì)胞密度增長(zhǎng)快，

36、短接種后的停滯期，很快進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。 發(fā)酵力的要求：主要指酵母對(duì)糖的發(fā)酵能力，希望酵母具有良好的合成麥芽糖和麥芽三糖滲透酶的能力，使酵母能利用麥芽糖、麥芽三糖進(jìn)行發(fā)酵，提高發(fā)酵度。 凝聚性和沉淀能力：凝聚性太強(qiáng)的酵母一般發(fā)酵速度較慢，發(fā)酵度偏低，雙乙酰還原慢。要求凝聚性適中，即能達(dá)到較高的發(fā)酵度，又沉淀堅(jiān)實(shí)，發(fā)酵完畢后能順利從發(fā)酵液中分離。雙乙酰峰值和還原速度：希望雙乙酰峰值低，還原速度快。 揮發(fā)性風(fēng)物物質(zhì)：要求酵母最終代謝產(chǎn)物賦予啤酒以良好的風(fēng)味。 酵母對(duì)壓力的耐受力：希望酵母對(duì)壓力有較強(qiáng)的耐受力。 酵母的穩(wěn)定性：希望酵母能抗變異，連續(xù)發(fā)酵10代以上發(fā)酵速度、發(fā)酵度、雙乙酰含量及

37、酒的風(fēng)格無(wú)顯著變化。 主酵液和成品啤酒的風(fēng)味品嘗：不能有特殊的異香、異味。 2.2 啤酒生產(chǎn)工藝流程 沉淀槽 冷卻器 粉碎機(jī) 大米 糊化鍋 加酒花 麥芽 粉碎機(jī) 糖化鍋 過(guò)濾槽 煮沸鍋 罐裝 滅菌 清酒罐 過(guò)濾機(jī) 發(fā)酵罐 擴(kuò)培罐 圖2-1 啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 2.3 工藝原理及方法 其主要過(guò)程有原料粉碎，糖化，過(guò)濾，麥汁煮沸，麥汁后處理等幾個(gè)過(guò)程。 2.3.1 原料粉碎 原料粉碎的目的主要在于，使表皮破裂，增加麥芽本身的表面積，使其內(nèi)容物質(zhì)更容易溶解，利于糖化。按其粉碎類型來(lái)說(shuō)，可以分為干粉碎和濕粉碎兩種。 大米的粉碎：對(duì)于大米來(lái)說(shuō)，

38、粉碎得越細(xì)越好，越利于糊化。輔料粉碎后的時(shí)間不能超過(guò)24h，防止發(fā)熱結(jié)塊。 本設(shè)計(jì)采用濕法粉碎，原因是由于麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時(shí)皮殼不易磨碎，胚乳帶水碾磨，較均勻，糖化速度快，可提高過(guò)濾速度20%～25%。 麥芽在預(yù)浸槽中用溫水（25～50℃）浸泡10～20min，使麥芽的含水量達(dá)到25%～35%，放走浸泡水，用加料錕把麥芽加入四錕式粉碎機(jī)中，帶水粉碎，粉碎物在勻漿槽中加入30～40℃糖化水，勻漿后用醪泵送至糖化鍋。 2.3.2 糖化方法及工藝論證 糖化是指將麥芽和輔料中的高分子貯藏物質(zhì)及其分解產(chǎn)物，通過(guò)麥芽中各種水解酶類作用，以及水和熱力作用，使之溶解并溶解于水。 本設(shè)計(jì)采

39、用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高。特別適合釀造淺色淡爽型啤酒.而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短，在3小時(shí)內(nèi)即可完成。目前我國(guó)用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法。釀制的啤酒，色澤淡黃，泡沫豐富，潔白細(xì)膩，掛杯持久，具有特殊風(fēng)味。 整個(gè)糖化過(guò)程包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解，β-葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。糖化過(guò)程是原料的分解和萃取過(guò)程，它主要是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解和萃取過(guò)程。糖化過(guò)程中的工藝控制，主要是通過(guò)下述環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行： 1. 選擇麥芽的質(zhì)量，輔料的種類及其配比、配料。 2. 麥芽及非麥芽谷物的粉碎度。 3. 麥芽中各種水解酶的作用條件，如溫度、P

40、H、底物濃度、作用時(shí)間。 4. 加熱的時(shí)間和溫度。 5. 有時(shí)還需通過(guò)外加酶制劑、加酸、無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 糖化時(shí)主要物質(zhì)變化： 1. 非麥芽谷物中淀粉的糊化和液化。 2. 淀粉的糖化。 3. 糖化過(guò)程中蛋白質(zhì)的分解。 4. β-葡聚糖的分解。 5. 麥芽谷皮成分的溶解。 糖化的主要方法：煮出糖化法，復(fù)式浸出糖化法，雙醪糖化法，分級(jí)糖化。在各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造合于各類酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾段控制原理是相似的[1]。 （1）酸休止 利用麥芽中磷酸酯酶對(duì)麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌繁殖

41、產(chǎn)生乳酸，此工藝條件是：溫度為35～37℃，pH5.2～5.4，時(shí)間為30～90min。 （2）蛋白質(zhì)休止 利用麥芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸（-氨基氮）和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質(zhì)形成多肽和氨基酸。蛋白質(zhì)休止最佳pH為5.2～5.3，最適溫度：形成-氨基氮為45～50℃，形成可溶性多肽為50～55℃，作用時(shí)間為10～120min。 （3）糖化分解 淀粉分解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖，對(duì)麥芽中的β-淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為60～65℃（62.5℃）。-淀粉酶最適活性溫度為70℃.這兩個(gè)酶共同作用，最適pH為5.5～5.6，作用時(shí)間為30～120min。 （4）糖化終了 無(wú)論

42、哪一種糖化方法，糖化終了，必須使醪中除了-淀粉酶以外，其他水解酶均失活，此溫度為70～80℃.在此溫度范圍內(nèi)主要依據(jù)需保留-淀粉酶的量及考慮到過(guò)濾的需要。采用上限溫度，醪粘度小，過(guò)濾加快，有害物質(zhì)溶解多，-淀粉酶殘留少。 設(shè)計(jì)采用雙醪浸出糖化法。輔料采用較大加水比進(jìn)行糊化，并盡可能利用外加-淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過(guò)多的麥芽，在糊化煮沸時(shí)，促進(jìn)皮殼溶解和形成焦糖、類黑精。輔料糊化醪一次倒入糖化鍋。經(jīng)糊化后的大米醪與麥芽醪混合后，直接經(jīng)過(guò)68℃保溫30min，升溫到78℃保溫15min到過(guò)濾溫度，然后過(guò)濾。 麥芽粉+50℃釀造水 46℃ 30min 20min 大

43、米粉+耐溫α-淀粉酶+52℃釀造水 1℃/min 70℃ 20min 47℃ 104℃ 30min 5 min 68℃ 30minNnN 70℃ 25min 78℃ 15min 20 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 10 30 40 50 60 70 80 90 100 糖化時(shí)間/min 糖化溫度/℃ 5min 碘試不呈色 圖2-2 糖化工藝曲線 曲線說(shuō)明： （1）大米在糊

44、化鍋中與水混合，并升溫煮沸糊化，與此同時(shí)麥芽與水在糖化鍋內(nèi)混合，46.76℃保溫，進(jìn)行蛋白質(zhì)休止。 （2）糊化過(guò)程是：糊化是在47.09℃恒溫20min，加熱到70℃保溫20min，再加熱到104℃煮沸30min.糖化過(guò)程是：在46.76℃保溫30min進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，對(duì)醪加熱到糖化溫度68℃，恒溫60min再加熱到78℃結(jié)束糖化過(guò)程。 糖化工藝論證： 占投料總量30%的大米先在糊化鍋中煮沸糊化。大米糊化溫度高，若直接與麥芽一起糊化會(huì)造成大米糊化不完全，大米浸出率下降，浪費(fèi)原料等。有時(shí)會(huì)破壞麥芽中的水解酶類，影響到原料的利用率。由于麥芽糖化力和粉碎度的因素，麥芽糖化宜采用分段式糖化方

45、法：首先， 在46.76℃進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，目的是減少高分子氮比列，限制蛋白質(zhì)過(guò)度分解。麥汁中有適量的可溶性氮及其分解中間產(chǎn)物能賦予啤酒醇厚豐滿的口感； 升溫至68℃利用-和β-淀粉酶協(xié)助麥芽醪的糊化、液化，促進(jìn)果糖、葡萄糖、麥芽糖等可發(fā)酵性糖的形成；然后在78℃麥芽中的水解酶類鈍化；糖化醪的pH是隨麥芽質(zhì)量、釀造用水水質(zhì)而變化，對(duì)于啤酒的糖化，一般在63～70℃溫度范圍內(nèi)，-和β-淀粉酶的最適pH范圍較寬，可以在pH5.2～5.8范圍內(nèi)波動(dòng)，影響不大。 2.3.3 過(guò)濾 糖化過(guò)程結(jié)束后，已基本完成了麥芽和輔料中高分子物質(zhì)的分解、萃取。因此。必須在最短時(shí)間內(nèi)，將糖化醪中的可溶性浸出物與不

46、溶性的麥糟分離，獲得盡可能多的澄清麥汁。麥汁的分離過(guò)程實(shí)際就是一個(gè)過(guò)濾過(guò)程，麥芽中的麥皮直接起到過(guò)濾介質(zhì)的作用。過(guò)濾在整個(gè)生產(chǎn)中雖然工藝參數(shù)較少，但操作技術(shù)卻是要求最高的一個(gè)過(guò)程。過(guò)濾控制不當(dāng)，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且會(huì)給啤酒的泡沫、風(fēng)味、非生物穩(wěn)定性等帶來(lái)不良的影響。 麥芽醪的過(guò)濾設(shè)備，通常有三類： （1）依賴于液柱靜壓力為推動(dòng)力的過(guò)濾槽法。 （2）依靠泵送醪的正壓力為推動(dòng)力的壓濾機(jī)法。 （3）依賴于液柱正壓力和麥汁泵抽吸局部負(fù)壓的滲出過(guò)濾槽法。 本設(shè)計(jì)采用壓濾法：板框式壓濾機(jī)是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過(guò)濾元件，再配以頂板、支架、壓緊

47、螺桿或液壓系統(tǒng)組成。采用此法麥汁收得率高，可實(shí)現(xiàn)自控，而且操作費(fèi)用低、水耗小。 糖化醪過(guò)濾多采用過(guò)濾糟進(jìn)行間歇操作，包括：過(guò)濾槽預(yù)熱、進(jìn)醪、靜置、打回流、過(guò)濾得頭號(hào)麥汁、洗槽得洗滌麥汁。 2.3.4 麥汁煮沸 （1）煮沸的作用 ①蒸發(fā)多余的水分，濃縮到規(guī)定的濃度： ②使酒花中的有效成分溶解于麥芽汁中，使麥汁具有香味和苦味； ③使麥汁可凝固性蛋白質(zhì)凝結(jié)沉淀，延長(zhǎng)啤酒的保存期； ④鈍化全部的酶和麥芽汁殺菌； ⑤排除麥汁中的特異的異雜臭味。 （2）操作過(guò)程 由板框過(guò)濾機(jī)泵入煮沸鍋的麥汁液位置達(dá)到一定高度后，開(kāi)始向列管加熱器通入蒸汽，令麥汁保持沸騰60mi

48、n，蒸發(fā)強(qiáng)度10%，當(dāng)出現(xiàn)溢鍋時(shí)，打開(kāi)冷卻水閥門(mén)，冷水通過(guò)冷環(huán)管進(jìn)入鍋內(nèi)，同時(shí)關(guān)蒸汽閥，降低蒸發(fā)強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)加熱器加熱，內(nèi)加熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，不需要?jiǎng)恿Γ欣诠?jié)省蒸汽耗量，還省去了其他外加熱器的附件，節(jié)省了成本投資。 酒花分兩次添加： 第一次，煮沸5～10分鐘，添加總量的30%～40%； 第二次，煮沸30～45分鐘，添加總量的60%～70% 2.3.5 麥汁后處理 由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理，包括：熱凝固物分離，冷凝固物分離、冷卻、充氧等系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。 麥汁后處理主要是通過(guò)物理方法將熱凝固物質(zhì)與麥汁分離，將麥汁冷卻。

49、 分離：本設(shè)計(jì)采用回旋沉淀槽分離熱凝固物。 冷卻：本設(shè)計(jì)采用薄板換熱器。 麥汁冷卻發(fā)酵接種溫度后，接觸氧，此時(shí)氧化反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的。 2.3.6 啤酒的發(fā)酵 本設(shè)計(jì)采用下面發(fā)酵法。熱麥汁經(jīng)薄板冷卻器冷卻到6℃，接種酵母，主發(fā)酵 開(kāi)始。 熱麥汁 薄板冷卻器 發(fā)酵罐 酵母 清酒罐 過(guò)濾 啤酒 殺菌 酵母 CO2 圖2-3 發(fā)酵工藝流程 冷卻后的麥汁添加酵母以后，便是發(fā)酵的開(kāi)始，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程可以分為：酵母恢復(fù)階段，有氧呼吸階段，無(wú)氧呼

50、吸階段。酵母接種后，開(kāi)始在麥汁充氧的條件下，恢復(fù)其生理活性，以麥汁中的氨基酸為主要的氮源，可發(fā)酵糖為主要的碳源，進(jìn)行呼吸作用，并從中獲取能量而發(fā)生繁殖，同時(shí)產(chǎn)生一系列的代謝產(chǎn)物，此后便在無(wú)氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。 酵母恢復(fù)階段：酵母細(xì)胞膜的主要組成物質(zhì)是甾醇，當(dāng)酵母在上一輪繁殖完畢后，甾醇含量降得很低，因此當(dāng)酵母再次接種的時(shí)候，首先要合成甾醇，產(chǎn)生新的細(xì)胞膜，恢復(fù)滲透性和進(jìn)行繁殖。甾醇的生物合成主要在不飽和脂肪酸和氧的參與下進(jìn)行，合成代謝的主要能量來(lái)源由暫儲(chǔ)藏在細(xì)胞內(nèi)的肝糖和海藻糖提供。在此階段，酵母細(xì)胞基本不繁殖，所謂的酵母停滯期。一旦細(xì)胞膜形成，恢復(fù)滲透性，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入，酵母立即吸收糖類

51、提供的能量，肝糖再行積累，供下一次接種使用。 有氧呼吸階段：此階段主要是指酵母細(xì)胞以可發(fā)酵糖為主要能量來(lái)源，在氧的作用下進(jìn)行繁殖。 無(wú)氧呼吸階段：在此發(fā)酵過(guò)程中，絕大部分可發(fā)酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。這些糖類被酵母吸收，進(jìn)行酵解的順序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麥芽糖，麥芽三糖。 主發(fā)酵階段 外觀狀態(tài)和要求： 酵母繁殖期 麥汁添加酵母8～16個(gè)小時(shí)以后，液面上出現(xiàn)二氧化碳小氣泡逐漸形成白色的，乳脂狀的泡沫，酵母繁殖20小時(shí)以后立即進(jìn)入主發(fā)酵槽。 起泡期：4～5小時(shí)后，在麥汁表面逐漸出現(xiàn)更多的泡沫，由四周漸漸向中間，潔白細(xì)膩，厚而緊密，如花菜狀，有二氧化碳小氣泡上涌，并且?guī)С鲆恍┪龀鑫铩?

52、 高泡期：發(fā)酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒內(nèi)酒花樹(shù)脂和蛋白質(zhì)-單寧復(fù)合物開(kāi)始析出而逐漸變?yōu)樽攸S色，此時(shí)為發(fā)酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過(guò)早沉淀，影響發(fā)酵作用。 落泡期：發(fā)酵5天以后，發(fā)酵力逐漸減弱，二氧化碳?xì)馀轀p少，泡沫回縮，酒內(nèi)析出物增加，泡沫變?yōu)樽睾稚? 泡蓋形成期：發(fā)酵7～8天后，泡沫回縮，形成泡蓋，撇去所析出的多酚復(fù)合物，酒花樹(shù)脂，酵母細(xì)胞和其他雜質(zhì)，此時(shí)應(yīng)大幅度降溫，使酵母沉淀。 后發(fā)酵以及儲(chǔ)藏：麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液叫嫩啤酒，此時(shí)酒的二氧化碳含量不足，雙乙酰，乙醛，硫化氫等揮發(fā)性物質(zhì)沒(méi)有減低到合理的程度，酒液的口感不成熟，不適合飲用。大量的懸浮酵

53、母和凝結(jié)析出的物質(zhì)尚未沉淀下來(lái)，酒液不夠澄清，一般還要幾個(gè)星期的后發(fā)酵和貯酒期，啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵和貯酒期。 12℃ 6d 4℃1d -1℃5d 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 -1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 發(fā)酵時(shí)間/d 發(fā)酵溫度/℃ 11 排放酵母 圖2-4 發(fā)酵工藝曲線 發(fā)酵工藝論證： 本設(shè)計(jì)采用主發(fā)酵溫度12℃中溫發(fā)酵，發(fā)酵溫度較高，酵母增值濃度高，氨基酸同化率高，pH降低迅速，高

54、分子蛋白質(zhì)、多酚和酒花樹(shù)脂沉淀較多，不但易釀成淡爽啤酒，而且在相同貯酒期可以釀成非生物穩(wěn)定性好的啤酒。酵母的添加溫度應(yīng)低于主發(fā)酵溫度2～3℃，后幾批次麥汁溫度逐批提高，最后達(dá)到溫罐溫度（低于主發(fā)酵1℃左右），滿罐后自然升溫到主發(fā)酵溫度[5]。設(shè)計(jì)選擇在6℃下低溫接種，目的是使酵母繁殖在較低溫度下進(jìn)行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過(guò)多積累。后發(fā)酵一般是VDK還原階段，同時(shí)溫度不斷降低時(shí)為了讓酵母凝聚沉淀，以利于排出酵母。-1℃貯酒5天是為了使VDK還原含量低于0.06mg/L。 2.3.7 啤酒的過(guò)濾 經(jīng)過(guò)后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除放能包裝。 常用的方法

55、有： ①濾棉過(guò)濾法； ②硅藻土過(guò)濾法； ③離心分離法； ④板式過(guò)濾法； ⑤微孔薄膜過(guò)濾法。 對(duì)啤酒的分離要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高（透明度高），損失小，勞動(dòng)條件好，CO2損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒不吸收氧。 本設(shè)計(jì)采用硅藻土過(guò)濾法。硅藻土是藻類——硅藻的化石，是一種較純的二氧化硅礦石，可作絕緣材料、清潔劑和過(guò)濾介質(zhì)。 硅藻土過(guò)濾的特點(diǎn)是可以不斷地添加助濾劑，使過(guò)濾性能得到更新、補(bǔ)充，所以，過(guò)濾能力強(qiáng)，可以過(guò)濾很渾濁的酒，沒(méi)有像面餅?zāi)菢酉疵藓筒鹦兜膭趧?dòng)，省汽省水省工，酒損失也低[1]。 硅藻土過(guò)濾機(jī)型號(hào)很多，其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在于體積小，過(guò)濾能力強(qiáng)，操作自動(dòng)化。 板框

56、式過(guò)濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，活動(dòng)部件少，維修方便，過(guò)濾能力可通過(guò)增減板框而變更，排除的濾餅干實(shí)。 2.3.8 罐裝流程 瓶子 選瓶 浸瓶 洗瓶 控水 驗(yàn)瓶 裝瓶 壓蓋 瓶裝 驗(yàn)酒 貼標(biāo) 裝箱 酒箱 商標(biāo) 瓶裝鮮啤酒 過(guò)濾啤酒 貼標(biāo) 裝箱 驗(yàn)酒 殺菌 瓶裝熟啤酒 圖2-5 啤酒罐裝流程 啤酒罐裝設(shè)備技術(shù)更新速度日新月異，罐裝過(guò)程要求較高，為了防止罐裝時(shí)溶入氧，常需要注入CO2來(lái)加壓，這樣會(huì)提高生產(chǎn)成本。但隨著技術(shù)的更新，這問(wèn)題有望得到很好的解決。在2007年1月底在米蘭舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，嘉士伯啤酒公司提出了未來(lái)的啤酒灌裝設(shè)備的設(shè)計(jì)方向

57、：在意大利推出Turborg牌號(hào)的新型DraughtMaster啤酒灌裝設(shè)備。由于使用內(nèi)置壓力裝置的PET小桶，在加壓時(shí)可使啤酒有一定的流速，并可改進(jìn)啤酒質(zhì)量。這種灌裝方式不需要往里注入CO2來(lái)加壓，消除了生產(chǎn)過(guò)程中的浸透和氧化過(guò)程，還可提高質(zhì)量。另外，這種桶裝啤酒可以貯存20天，味道還像第一天一樣新鮮。為了保持恒定和合適的溫度，設(shè)備還接有冷卻裝置，可以同時(shí)供兩個(gè)小桶使用[6]。 第3章 啤酒生產(chǎn)物料衡算 3.1 物料平衡計(jì)算 10萬(wàn)噸/年啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算，啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目包括原料（麥芽、大米）和酒花用量熱麥汁和冷麥汁計(jì)量，廢渣量（糖化槽和酒花槽）等。

58、 3.1.1 糖化車間工藝流程 麥芽、大米 粉碎 糊化 過(guò)濾 水、蒸汽 麥糟 糖化 回旋沉淀槽 麥汁煮沸鍋 酒花糟 酒花渣分離器 熱冷凝固物 薄板冷卻器 冷凝固物 圖3-1 糖化車間流程圖 3.1.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及流程 根據(jù)我國(guó)南方啤酒生產(chǎn)狀況，有關(guān)生產(chǎn)原料配比，工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過(guò)程的損失等數(shù)據(jù)。見(jiàn)表3-1所示[7]。 表3-1 啤酒生產(chǎn)原料基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 名稱 百分比（%） 項(xiàng)目 名稱 百分比（%） 定 額 指 標(biāo) 原料利用率 麥芽水分

59、 大米水分 無(wú)水麥芽浸出液 無(wú)水大米浸出液 98.5 5.0 13 76.0 95 原料配比 麥芽 70 大米 30 啤 酒 損 失 率 冷卻損失 2.7 發(fā)酵損失 1.5 過(guò)濾損失 0.9 裝罐損失 0.7 總損失 9.0 根據(jù)表3-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100千克的原料生產(chǎn)11°淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行100升11°淡色啤酒的物料橫算，最后進(jìn)行10萬(wàn)噸/年啤酒廠糖化車間物料平衡計(jì)算。 3.1.3 100千克原料（70%麥芽、30%大米）生產(chǎn)出的啤酒量 （1）熱麥汁量[8]，根據(jù)表1-1可得到原料收率分別為 原料

60、麥芽收率 原料大米收得率 混合原料收得率 由上述可得100千克混合原料可制的11°熱麥汁量 kg 又知11°麥汁在20℃的相對(duì)密度d為1.0442，而100℃熱麥汁比20℃時(shí)的熱麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100℃）體積。 L （2）冷麥汁量 L （3）發(fā)酵液量 L （4）過(guò)濾酒量 L （5）成品啤酒量 L 3.1.4 生產(chǎn)100L11°淡色啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)11°成品啤酒633.56L，故可得下述結(jié)果。 （1）生產(chǎn)100L11°淡色啤酒需耗混合原料量 kg （2)麥

61、芽耗用量 kg （3)大米耗用量 kg （4）酒花耗用量 對(duì)淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為0.2%，故酒花耗用量 kg （5）熱麥汁量 L （6）冷麥汁量 L （7）濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量 kg 而濕大米糟量 kg 故濕糖化糟量 kg （8）酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過(guò)程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，酒花糟量 kg 3.1.5 二氧化碳量 11°的冷麥汁103.17kg浸出物量 kg 設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為65%，則可發(fā)酵的浸出物量 kg 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式

62、 C12H22O11+H2O→2C6H12O8+2C2H5OH+4CO2+56千卡 設(shè)麥芽汁中浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則生成CO2量 kg 式中 44——CO2的分子量 342——麥芽糖分子量 設(shè)11°啤酒含二氧化碳0.4%，酒中含二氧化碳量 kg 則釋放出的二氧化碳量 kg 1m二氧化碳在20℃常壓下重1.832kg 故釋放出的二氧化碳容積 m3 3.1.6 10萬(wàn)噸/年11°淡色啤酒糖化車間物料衡算 由于南方旺季時(shí)間長(zhǎng)，從4月起到11月底結(jié)束共8個(gè)月旺季生產(chǎn)，旺季每月生產(chǎn)30天，每天6個(gè)糖化批次，淡季共

63、90天，每天4個(gè)糖化批次，每年總糖化次數(shù) 次 每次糖化生成成品啤酒量 t 11°啤酒2℃時(shí)的密度為1004kg／m3，則每次糖化生成成品啤酒量 L （1）生產(chǎn)56噸11°啤酒需用混合原料量 kg （2）麥芽耗用量 kg （3）大米耗用量 kg （4）酒花耗用量 kg （5）熱麥汁量 kg （6）冷麥汁量 kg （7）發(fā)酵液量 kg （8）過(guò)濾酒量 kg 11°淡色啤酒的密度為1004kg／m3 將前述的有關(guān)啤酒糖化間的物料衡算計(jì)算結(jié)果整理成物料衡算。 表3-2 啤酒廠糖化車間物料衡算表 物料名稱 單位 對(duì)100kg混合

64、原料 100L11°啤酒 一次糖化定額量 100000t/a啤酒生產(chǎn) 混合原料 kg 100 15.78 8800 1.58×107 麥芽 kg 70 11.046 6160 1.11×107 大米 kg 30 4.73 2640 4.75×106 酒花 kg 0.21 117 2.11×105 熱麥汁 L 671.78 106.03 59098 1.07×108 冷麥汁 L 653.64 103.17 57520 1.04×108 濕糖化糟 kg 13.63 7599 1.37×107 濕酒花糟

65、 kg 0.63 351 6.32×105 發(fā)酵液 L 643.83 102 56657 1.02×108 過(guò)濾酒 L 638.03 101 56146 1.02×108 成品啤酒 L 633.56 100 55753 1.01×108 3.2 熱量衡算 采用雙醪浸出糖化方法，所制麥汁色澤淺，粘度低，味柔和，發(fā)酵度高。特別適合釀造淺色淡爽型啤酒.而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短，在3小時(shí)內(nèi)即可完成。目前我國(guó)用輔料釀造淡色啤酒的廠家大多采用此法。釀制的啤酒，色澤淡黃，泡沫豐富，潔白細(xì)膩，掛

66、杯持久，具有特殊風(fēng)味[9]。 雙醪浸出糖化法工藝如下： 糊化鍋 大米：2640kg 麥芽：528kg 50℃、20min 糖化鍋 麥芽粉：5632kg 35℃、30min 自來(lái)水，20℃ 回旋沉淀槽 煮沸 30min 料水比 1：4.5 熱水 50℃ 70℃、20min 煮沸鍋 T（℃） 55℃、50min 68℃、60min 78℃、10min 糖化結(jié)束 過(guò)濾 麥汁 酒花 麥糟 薄板冷卻器 酒花槽熱凝固物 冷凝固物 15min 去發(fā)酵 冷麥汁 15min 冷卻 15min 料水比 1：3.5 15min 圖3-2 雙醪浸出糖化法工藝流程 3.2.1 糖化用水耗熱量 根據(jù)工藝，糊化鍋加水量 kg 式中 2640——糖化一次大米粉用量 528——糊化鍋加入的麥芽粉量(為大米量的20%) 糖化鍋加水量 kg 式中 5632——糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量