啤酒酿造工艺

      文摘 2008-4-30 10:16

啤酒酿造工艺

 

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啤酒酿造工艺

热凝固物回收主要是在煮沸锅中,达到一定煮沸强度后,麦汁会产生热凝固物,,这其中含有大量酒花物质,可以将其加入过滤槽中,随着麦汁的过滤,就可以使一部分酒花物质进入麦汁……
酵母中回收啤酒主要有板筐压虑机,振动式膜分离机和叉流过滤机,前者酵母破碎严重,第二个价格太贵,第三个即便宜又好用。主要是使酵母液在陶瓷膜孔上做切向运动,清液能从孔中滤出,叉流过滤机主要通过压差控制回收量

2.1.1原料加工处理;啤酒酿造需要四种原料:大麦、酒花、水和酵母。这些原料的质量决定着所生产啤酒的质量。了解这四种原料的特性及其对工艺的影响,是对起进行加工处理的前提,只有这样才能有针对性地进行工艺控制。
  2.1.1.1麦芽的制备大麦为啤酒酿造提供必需的
淀粉,这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物。种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要,因为这些这些大麦制成的麦芽,浸出物含量很高。麦芽有大麦制成,制麦芽的目的是在大麦颗粒中形成酶并使大麦颗粒中的某些物质发生转化。因此大麦需要发芽并只能发芽一段时间。有大麦制成的麦芽,其外表几乎和大麦一样。麦芽的制造包括如下几个步骤:大麦进厂接受,清选,分级和输送;大麦的干燥与储存;大麦浸泡;发芽;麦芽干燥;干燥后的麦芽处理;
  2.1.1.2原料的称量本设计的投料量比较大,所以用传统的倾翻计量称就不再适用,本设计里面使用的是电子计量称,该称为了能够准确的称量,投料过程不能太快,它分为:前容器,称重容器和后容器。
  2.1.1.3麦芽的粉碎糖化是为使麦芽中的酶尽可能作用并分解麦芽中的内容物,麦芽必须粉碎。粉碎是一个机械破碎过程。在这一过程中,必须保护麦皮,因为麦皮将作为过滤槽中的过滤介质。糖化是要尽可能是酶与麦芽内容物接触并分解。对此需将麦芽粉碎,粉碎的越细,则酶的作用面就越大,也能更好地对内容物进行分解。麦芽粉碎越细,麦糟体积就越小;麦芽粉碎越细,麦糟层的渗透性就越差,麦糟就越快被吸紧,过滤时间就越长。所以麦芽的粉碎不可以过细。粉碎大体上可分为干法粉碎和湿法粉碎,本设计采用的是湿法粉碎,麦芽粉碎前,若对麦芽进行浸泡处理,那么麦皮以及麦芽内容物就会吸水分,变得有弹性,麦芽内容物也能从麦皮中被分离出来并被粉碎,而麦皮几乎没有损伤,使过滤能力得以改善,粉碎得很细的麦芽内容物能更好地被分解。湿法粉碎机的上部有一个出口为锥型的麦芽仓,在麦仓中进行浸泡。粉碎质量的好坏会影响:糖化工艺,碘检时间,麦汁过滤,糖化车间收得率,发酵,啤酒的可滤性,啤酒的色泽、口味和总体风味。
  2.2糖化糖化是麦汁制备中最重要的过程。在糖化过程中,水与麦芽粉碎无进行混合,由此使麦芽的内容物溶出,获得浸出物。
  2.2.1糖化过程中的物质变化
  2.2.1.1糖化的目的`麦芽粉碎物中的内容物大多是非水溶性的,而进入啤酒中的物质,只能是水溶性的物质,因此我们必须通过糖化,使粉碎物的不溶物转变为水溶性物质。我们把所有进入溶液的物质称为浸出物。糖化的目的就是,尽最大的可能形成多的、质量好的浸出物。而浸出物的主要数量只能在糖化中通过酶的作用产生。酶在其最佳温度范围内发挥作用。
  2.2.1.2酶的特性酶的在重要特性是它分解底物时的活力。这种活力取决于各种因素:
  1.温度:酶的活力取决于温度。在一定温度下酶的活力是可以改变的。在低温下,酶活力几乎可以无限度地保持,但随着温度的上升,酶的活力迅速下降。
  2.PH值:因为随着PH值的变化,酶的卷曲结构也会发生改变,所以酶的活力也取决于PH值。以下物质的分解过程对酿造来讲十分重要:淀粉分解;β—葡聚糖(麦胶物质)的分解;
蛋白质的分解。
  2.2.1.3淀粉的分解
  2.2.1.3.1淀粉必须彻底分解成糖以及不使碘液变色的糊精。淀粉的彻底分解,不仅仅是因为经济原因,而且不可分解的残余淀粉还会导致啤酒出现糊化浑浊。淀粉分解分为三个过程:糊化,液化,糖化。
  1.糊化:就是指淀粉颗粒在热水溶液中膨胀、破裂。在这种粘性溶液中的游离淀粉分子相对未糊化的淀粉来说,淀粉酶可较好的将其分解。糊化后的淀粉不再聚结成固体淀粉颗粒,因此在液体中含有的酶可以直接将它们很快分解。相反,未糊化淀粉的分解则需要很多天。
  2.液化:液化就是通过α—淀粉酶的作用,使已糊化过的淀粉液粘度降低。
  3.糖化:含义是通过淀粉酶的作用,把已液化的淀粉分解成麦芽糖和糊精。它的检查是通过碘检进行的。检查淀粉分解可借助于0.02mol/L的碘液(碘和碘化钾的酒精溶液)进行,称为碘检。碘检时,一定要先将醪液样冷却后才能进行。碘检原理:在室温下,碘液遇到淀粉分子和较大的糊精时,呈蓝色至红色,而所有堂分子和较小分子的糊精则不能使碘液变色。碘液遇到高分子和中分子的分支糊精后还会呈现紫色至红色。这一变色过程并不很容易辨认,但能表明麦汁碘检不正常。
  在糖化过程中,重要产生以下可被啤酒酵母发酵和不可被啤酒酵母发酵的淀粉分解物:
  1糊精:不可发酵;
  2.麦芽三糖:能被所有高发酵度酵母发酵。只有当麦芽糖发酵完后,酵母才能分解它,即只有在后酵储存时分解(后发酵性糖);
  3.麦芽糖及其他双糖:能被酵母又好又快地发酵(主发酵性糖);
  4.葡萄糖:最先被酵母分解(起发酵性糖);
  2.2.1.3.2各种因素对淀粉分解的影响
  1.温度:在62~64℃长时间的糖化,可以得到最终发酵度较高的啤酒;若超过此温度,在72~75℃长时间糖化,则得到最终发酵度低、含糊精丰富的啤酒。糖化温度的影响是非常大的,所以糖化时在各种淀粉酶的最佳作用温度下进行休止,即:形成麦芽糖的休止温度在62~65℃β—淀粉酶的最佳作用温度;糖化休止温度在72~75℃α—淀粉酶的最佳作用温度;糖化终止并醪温度在76~78℃
  2.时间:在糖化过程中,酶的作用并不是均匀的。可将酶的活力划分为两个时间阶段:
  (110~20min后达到酶的最大活力。在温度62~68℃之间,酶的最高活力较大。
  (240~60min后,酶的活力下降较快,然后下降变慢。
  1.PH值:醪液的PH值在5.5~5.6时,可以看作是两种淀粉酶的最佳PH值范围。与较高的醪液Ph值相比较,在此PH值下可提高浸出物浓度。形成叫多的可发酵性糖,提高最终发酵度。
  2.2.1.4淀粉分解的检查糖化时,必须将淀粉彻底分解致碘检正常状态;糖化终了时,借助碘检检查淀粉分解情况。由于碘液遇到淀粉和较大的糊精仅在冷醪中显色,因此必须将碘检醪液
样品冷却。将冷醪液放在白瓷盆上或石膏棒上,然后滴入一滴0.02mol/L的黄色碘液。糖化终了的醪液,碘检时绝对不能出现变色;在麦汁煮沸终了,还必须进行碘检(后糖化)。如果碘检是出现变色现象,则说明此麦汁碘检不正常。人们称此为蓝色糖化。那么由此生产的啤酒会出现糊化浑浊,因为较大分子的糊精是非溶性的。采取的不久措施是:取麦芽浸出液或头道麦汁添加到发酵中的麦汁里。
  2.2.1.5β—葡聚糖的分解β—葡聚糖在啤酒酿造中有重要意义,因为它导致过滤困难。而高分子的β—葡聚糖凝胶具有举足轻重的意义,糖化过程中出现的各种剪切力会将β—葡聚糖分子扩展开来彼此联结在一起,通过氢键形成β—葡聚糖螺旋体,此螺旋体具有形成凝胶的趋势,导致过滤困难。β—葡聚糖通过β—葡聚糖酶分解,最佳作用温度为45~50℃。在60~65℃下通过β—葡聚糖溶解酶的作用仍能形成β—葡聚糖。β—葡聚糖溶解酶十分耐热,在麦芽干燥时受损不大,在65~70℃时,β—葡聚糖不能再分解,此时β—葡聚糖酶已经失活,未分解的β—葡聚糖会给糖化过程带来问题。
  2.2.1.6生物酸化醪液的PH值是酶促反应的一个重要参数。将醪的PH降至5.5~5.6会有以下好处:较高的最终发酵度;蛋白溶解完全,由此形成更多的高分子蛋白分解物和低分子蛋白分解物;黏度降低;加速麦汁的过滤;减轻麦汁煮沸时的升色。醪液和麦汁酸化的优点:缩短或优化糖化时间;麦汁过滤快、迅速;麦汁制备过程中色度上升较少;糖化收得率较高,不过苦味物质收得率会降低;醪液中的锌离子稳定性有所提高;主酵和后酵迅速;起泡性和泡持性好;啤酒口味柔和;口味稳定性好。降低PH的方法:对酿造用水进行脱CO2处理;添加酸麦芽;生物酸化。
  2.2.2糖化容器本设计的糖化车间所需要的容器是,糖化锅两个,糊化锅两个,压率机一个,煮沸锅两个,回旋沉淀槽两个,待槽一个。各个容器的计算如下:
  2.2.3糖化下料糖化下料是指尽最大可能使麦芽粉碎物,在预定温度下与糖化用水强烈混合。2.2.3.1糖化用水麦芽粉碎物与糖化用水的混合比例非常重要,它决定头道麦汁的浓度。100kg糖化投料加上300L糖化用水,可得到浓度为20%的头道麦汁。生产浅色啤酒:应选择较多的糖化用水,料水比为14~15。由此是酶促反应加快。
  2.2.3.2投料温度原则上可在任何温度下投料。但是,由于酶有最佳温度的特性,投料温度也就显得很重要,以使酶能充分发挥作用。
  2.2.3.3糖化用水和麦芽粉碎物的混合糖化投料时,糖化用水必须和麦芽粉充分混合,决不能结块。为使糖化用水与麦芽粉充分混合,应在下料管在中安装麦水混合器。在麦水混合器中,投料温度下的糖化用水以水雾形式喷出,而麦芽粉从上向下穿过此水雾区,两者得到均匀混合,没有结块产生。无结块的糖化投料及搅拌器的工作好对此具有重意义。
  2.2.4糖化工艺
  2.2.4.1糖化就是将醪液的温度提高到酶的最佳作用温度休止,使酶充分发挥作用。休止温度阶段如下:50℃蛋白休止;62℃65℃麦芽糖形成休止;70℃75℃糖化休止;78℃并醪糖化终止。根据升温的方式不同,人们把糖化的工艺划分为两类:浸出法和煮出法。在浸出法工艺中,就是把总醪液加热至几个温度休止阶段进行休止,最后达到并醪糖化终止温度。在此工艺中没有分醪煮费过程。在煮出法工艺中,通过分出一部分醪液,并煮费,然后把煮费的醪液重新泵入到余下的未煮费醪液中,这样使混合醪液的温度达到下一步较高的休止温度。
  2.4.2糖化工作的几个要点选择糖化工艺时,为使生产出的醪液,麦汁在组成上要达到所期望的啤酒类型要求,这样就要注意以下几点:
  2.4.3麦芽质量特别是用新大麦品种制成的麦芽,起蛋白溶解度常常很高。如果将这样的麦芽在50℃进行长时间的休止,就回导致过多的高分子蛋白质别分解,啤酒口味将过于淡薄,且泡持性能差。若麦芽的细胞溶解很好,那么就不要在45℃50℃度休止,而选择58℃62℃度的糖化投料温度。如果麦芽细胞壁溶解不足,在糖化是欲促进其继续分解,而又不使蛋白质分解继续进行,则糖化下料温度应选在35℃。应为在此温度下对温度敏感的β-葡聚糖酶可以作用,是胚乳得到很好的分解,而蛋白质去不被分解。
  2.4.4添加热水升温在制作浅色啤酒时,料水比为1415。如果在35℃(或50)进行浓醪投料(麦芽:水=12.5),然后在醪液中加入82~85度的热水,使醪液温度升到下一次的休止温度50度(或63度),分解过程,特别是蛋白质分解过程,也因此而受到抑制。添加热水后,也就达到了正常的料水比例。对于本设计是年产30万吨的啤酒厂,往往过剩的热水比较多,采取这样的升温方式可以节约能源。
  2.4.5酶与麦芽组分的最佳接触良好的糖化工作是使麦芽组成部分与溶入水中的酶保持最佳接触,以使酶的分解作用得以充分发挥,这一点十分重要,为使酶促反应完全,糖化下料时应使麦芽粉和水充分混合。搅拌器在糖化中起着重要的作用:本设计不再使用强烈搅拌,而是根据锅内容积通过变速(频率调节)电动机以分级方式或无级方式提高搅拌器转速。为能分出浓醪,搅拌器要先停止运行5~10分钟,以使未溶解的麦芽组分沉降到锅底。合醪后搅拌器以中速再搅拌30min。强烈的搅拌总会将空气带入醪液中,另外会产生剪切力。剪切力在此的含义是:在醪液、麦汁和啤酒中,含有许多由高分子化合物组成的物质,或者像结构复杂的酵母细胞之类的物质。通过较大的压差,这些小颗粒别挤压,导致结构改变或完全消失。
  2.5麦汁过滤糖化过程结束后的醪液中含有水溶性和非水溶性的物质。浸出物的水溶液叫麦汁。非水溶性的物质被称为麦糟。啤酒厂生产仅用麦汁。为达到此目的,就必须尽最大可能是麦汁完全与麦糟分离,此分离过程叫做麦汁过滤。、麦汁过滤是要尽最大可能获取浸出物,麦汁过滤是一个过滤过程,在这个过程中,麦糟起着过滤介质的作用。麦汁过滤可分为两个阶段:头道麦汁过滤和洗糟。
  2.5.1糖化用水和洗糟用水从麦糟中流出的麦汁叫头道麦汁。头道麦汁过滤后,在麦糟中仍滞留有浸出物。为了提高经济效益,必须提取这些浸出物。也就是说,头道麦汁过滤完后必须洗糟。洗糟时麦汁的浓度越来越稀。为了保证过滤终了的麦汁浓度,头道麦汁浓度必须高于将要发酵的麦汁浓度,大约高出4%~8%。用热水溶出滞留在麦糟中的浸出物的过程称为洗糟。洗糟过程中过滤出的低浓度麦汁叫洗糟麦汁。洗糟麦汁浓度刚开始时迅速下降,后来则缓慢下降,因为从麦糟中越来越难洗出浸出物。洗糟水量越多,则麦糟中浸出物的洗出量就越多,浸出物的收得率就越高。但是,洗糟用水量越多,则煮沸时必须蒸发掉的水分就越多。因此,必须在以下因素中找到一个折中点:过滤时间和浸出物收得率;麦汁煮费时间和能源费用头道麦汁浓度越高,则头道麦汁就越少,因而洗糟就必须越多。而头道麦汁浓度越高,则浸出物收得率就越高。对此过滤温度有极大的意义;过滤温度越高,则麦汁黏度就越低:这意味着在100℃过滤时,速度最快。但必须考虑到在洗糟时,仍有未溶解的淀粉会从麦糟中溶出,只要温度没超过80℃α—淀粉酶就没有失活,还可以继续进行后糖化。所以100℃的过滤总会导致形成所谓的蓝色糖化;因为α—淀粉酶在80℃以上被破坏,所以过滤温度必须保持在80℃以下。
  2.6洗糟残水洗糟一直要进行到达满锅麦汁的浓度为止。最后滤出的低度麦汁,被称为洗糟残水。生产全啤酒时,洗糟残水的浓度仍有0.5%~0.6%。有时可将洗糟残水作为下次投料的糖化用水。不过长时间的洗糟,以及洗糟残水的重新利用,可以提高浸出率,但对啤酒的质量不利。利用未处理的洗糟残水时,除了要考虑质量外,还要考虑不断增长的能源费用。只有当浸出物的增加所带来的经济效益高于蒸发水分所消耗能源费用时,才能体现起经济性。

 

2.7麦汁过滤设备(本设计的麦汁过滤用的是压滤机)板框压滤机作为固液分离设备应用于工业生产已有悠久历史,它具有分离效果好、适应性广,特别对于粘细物料的分离,有其独特的优越性。
  2.7.1压滤机是一种间歇性固液分离设备,是由滤板、滤框(板框式)或由滤板(厢式)排列构成滤室,在输料泵的压力作用下,将料液送进各滤室,通过过滤介质,将固体和液体分离。压滤机的结构由三部分组成:
  1、机架:机架是压滤机的基础部件,两端是止推板和压紧头,两侧的大梁将二者连接起来,大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。a、止推板:它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上,厢式压滤机的止推板中间是进料孔,四个角还有四个孔,上两角的孔是洗涤液或压榨气体进口,下两角为出口(暗流结构还是滤液出口)b、压紧板:用以压紧滤板滤框,两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。c、大梁:是承重构件,根据使用环境防腐的要求,可选择硬质聚氢乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆。
  2.7.2压紧机构为液压压紧。液压压紧:液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连接的哈夫法兰卡片液压站的结构组成有:电机、油泵、溢流阀(调节压力)换向阀、压力表、油路、油箱。液压压紧机构压紧时,由液压站供高压油,油缸与活塞构成的元件腔充满油液,当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时,压紧板缓慢地压紧滤板,当压紧力达到溢流阀设定的压力值(由压力表指针显示)时,滤板、滤框(板框式)或滤板(厢式)被压紧,溢流阀开始卸荷,这时,切断电机电源,压紧动作完成,退回时,换向阀换向,压力油进入油缸的有杆腔,当油压能克服压紧板的摩擦阻力时,压紧板开始退回。液压压紧为自动保压时,压紧力是由电接点压力表控制的,将压力表的上限指针和下限指针设定在
工艺要求的数值,当压紧力达到压力表的上限时,电源切断,油泵停止供油,由于油路系统可能产生的内漏和外漏造成压紧力下降,当降到压力表下限指针时,电源接通,油泵开始供油,压力达到上限时,电源切断,油泵停止供油,这样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果。
  2.8过滤机构过滤机构由过滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成,滤板两侧由滤布包覆,需配置压榨隔膜时,一组滤板由隔膜板和侧板组成。隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜,隔膜外边包覆着滤布,侧板即普通的滤板。物料从止推板上的进料孔进入各滤室,固体颗粒因其粒径大于过滤介质(滤布)的孔径被截流在滤室里,滤液则从滤板下方的出液孔流出。滤饼需要榨干时,除用隔膜压榨外,还可以压缩空气或蒸汽,从洗涤口通入,气流冲去滤饼中的水份,以降低滤饼的含水率。
  (1)过滤方式为暗流过滤。暗流过滤就是每个滤板的下方设有出液通道孔,若干块滤板的出液孔连成一个出液通道,由止推板下方的出液孔相连的管道排出。
  (2)洗涤方式为暗流双向洗涤暗流双向洗涤是洗液从止推板上方的两侧的两个洗液进孔先后两次洗涤,即洗涤先从一侧洗涤,再从另一侧洗涤,洗液的出口同进口是对角线方向,所以又叫暗流双向交叉洗涤。
  (3)滤布:滤布是一种主要过滤介质,滤布的选用和使用,对过滤效果有决定性的作用,选用时要根据过滤物料的PH值,固体粒径等因素选用合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和高的过滤效率,使用时,要保证滤布平整不打折,孔径畅通.
  2.9麦汁煮沸糖化过程得到的麦汁须煮沸1-2小时,在煮沸期间必须添加酒花。酒花中苦味物质和香味物质在麦汁煮沸时溶解到麦汁中,同时,麦汁中的
蛋白质被分离。麦汁煮沸在煮沸锅中进行,煮沸锅的装置必须满足剧烈煮沸的要求。煮沸结束时的麦汁被称为打出麦汁。
  2.13麦汁沉淀设备回旋沉淀槽回旋沉淀槽越来越多地用于凝固物的分离,与其它方法相比,这种方法最完美,最经济。回旋沉淀槽是立式的柱形槽,麦汁沿切线方向泵入,形成旋转流动并使热凝固物以锥丘状沉降于槽低中央,清亮麦汁从侧面排出。
  2.13.1回旋沉淀槽中麦汁的澄清处理麦汁泵入回旋沉淀槽的过程特别重要首先要注意麦汁泵入不能太快,泵工作时不应出现气蚀现象,因为气蚀现象形成的剪切力会打碎凝固物。麦汁泵入速度不应超过5m/s。通常较低的泵入速度就足以使麦汁旋转,达到回旋效应。麦汁在回旋沉淀槽中一般静置20-40min,安装了栅栏条或圆环的沉淀槽,其静置时间可缩短30%-60%,但不得少于20min。浑浊的麦汁,即使利用回旋沉淀槽也不会被彻底澄清。在某些沉淀槽中,下部麦汁沉降的同时,上部麦汁已开始排出。一般情况下,沉降结束后,才开始从低部侧面排出麦汁,为此,许多回旋沉淀槽都有许多个侧面麦汁出口。
  2.14获得合适的酵母细胞纯种培养要选用经时间证明合格可靠的酵母细胞。酵母细胞的分离在高泡阶段完成.许多的单个酵母细胞在8—10摄氏度进行繁殖培养。这一温度与主酵温度相吻合。在显微镜下可以追踪观察酵母细胞不同生长阶段的生长情况,由此挑选酵母细胞。借助无菌过滤纸条吸取最健壮的酵母菌落,并把它置于5ml无菌麦汁中。若酵母不立即使用,则大多将酵母细胞保存在0—5摄氏度的麦汁琼脂(固体
培养基)的斜面培养基上,以防干涸。斜面培养基可保存6—9个月。2.15实验室扩培实验室扩陪要利用装满5ml的容器,酵母菌落放于容器中。酵母繁殖分多次进行;把处于高泡阶段的培养液倒入大约10倍的容器中。
  2.16车间酵母扩陪车间继续进行的酵母扩陪的方式有:在酵母扩陪设备中进行;在开放式的扩陪容器中进行。以下几点对酵母纯种培养很重要:进入增殖罐以前,一切工作都必须在无菌条件下进行。否则以后根本无法去除这些污染
微生物,因为它们的生存条件和酵母一样;强烈通入无菌空气是酵母迅速生长的前提,这样可培养出健壮且发酵力强的酵母;在20—25摄氏度时,酵母繁殖速度要比低温时快。但酵母培养温度要逐步下降到车间温度,以便在生产中达到完全的发酵能力;纯种培养要使用打出麦汁,其中酒花苦味物质有抑制杂菌污染的作用。
  扩陪的注意点:
  1。车间扩陪时,酵母种液量与添加麦汁量之比不要超过1314
  2.扩陪温度应与发酵温度相适应。主酵和后酵操作有两个基本形式:很多
啤酒厂在开放式发酵池中和后酵罐中进行主酵和后酵。这种形式被称为传统发酵和后熟;在新设备中,发酵和后熟均在锥罐中进行。
  2.17在锥形罐中的主后酵工艺快速进入发酵的前提是:麦汁的前列通氧。氧气是
啤酒质量的天敌,所以我们必须采取一切手段是啤酒不与氧气接触。若想使发酵快速开始,并充分利用酵母的发酵力,则必须给麦汁通几小时的氧气。这时氧气的加入不会损害麦汁,因为酵母很快会消耗掉氧气,并很快转入发酵过程。但若我们耽误了非麦汁通氧,则发酵进展会变得很慢,乃至损失很多时间。从发酵开始到啤酒罐装,都要避免氧气侵入。啤酒必须在尽可能短的时间内发酵和成熟,这样,设备利用更经济。今天,至少在质量不变的前提下,缩短发酵,后熟周期已成为一种趋势。发酵,后熟,贮藏所需的总时间大多不超过17---20天。缩短传统的发酵和后熟时间也是可能的,但锥形罐相比之下更容易实现。
  对于锥形罐中发酵周期少于三周的工艺来说,特别要重视以下几点,因为在这段时间内无法用肉眼观察到
啤酒
  (1)最重要的是麦汁中的氮源供给。氮源在糖化时已调节好了。原则上要注意的是:麦汁中的游离氨基氮含量,最低要求为230mg/L,只有这样,才能确保酵母营养.游离氨基氮含量不低于200mg/L麦汁。对于添加辅料的麦汁,其游离氨基氮最低在值为:150mg/L麦汁。
  (2)麦汁通氧和酵母添加是重要的因素。我们已经知道,这两个因素对于剧烈快速起发酵影响很大。酵母添加量为3*107/mL麦汁=1L浓酵母泥/hL麦汁。
  (3)酵母对骤然的温度改变很敏感。骤然冷却,对发酵和酵母细胞增殖损害很大。在酵母添加时和对数生长阶段,要避免强烈的冷却。在酵母追加时,应使温度保持一致。
  (4)双乙酰的分解是
啤酒成熟状态的标志。要通过完善的双乙酰分解,使双乙酰和其它生青物质消失。在后熟阶段结束后,双乙酰总含量应在0.1mg/L以下,在贮酒过程中,双乙酰仍在进行少量的分解。啤酒中的双乙酰含量应在0.1mg/L以下。
  (5)沉降的酵母须从罐中分离出去。超过容许量,酵母就会发生自溶,由此会损害
啤酒质量。
  (6)后熟完毕,为使
啤酒胶体稳定性好,要使啤酒降温至-1℃---2℃,并在次温度下至少贮藏7d。若贮酒时间较短,贮酒温度较高,则所需的稳定化处理程度就较强。只进行快速降温是不行的。发酵和后熟按以下工艺进行:可在一个锥形罐中进行,既一罐法工艺;发酵在锥形发酵罐中进行,冷贮藏在锥形贮酒罐中进行,这就是两罐法工艺。同样可行的方法还有:发酵在锥形罐中进行,而后熟和贮藏则在传统贮酒罐中进行。一罐法工艺有以下优点:清洗消耗少,因只有一个容器必须清洗;转入空罐时CO2损失少;酒损少,因没有了管道中残酒的损失;所需的工作时间少,因不用倒罐;节约能源,因不用倒泵。没有氧侵入的危险。从经济角度和环境保护角度出发,必须回收CO2,只有在高温后熟工艺中和较低压力下才需要CO2(碳酸化处理)。每个罐子基本上都需要冷却装置。
   2.18锥形罐和传统设备的主酵酵母回收方式不同。锥形罐是从锥底排出酵母,然后才开始下酒,在很短时间内,多次回收酵母。酵母回收不应过迟,特别是上面发酵酵母对CO2的积累很敏感。回收的酵母量大约是酵母添加量的三倍原则上讲,酵母应尽可能迅速的重新添加时候。为激活胶木生命过程,酵母中不应有CO2,并应通入2—3h的空气。这样酵母便可重新添加。洗涤和过筛会降低酵母活性,也带来了微生物感染的危险。因此要尽可能放弃酵母洗涤和过筛。若酵母近保存2—6h可不用冷却。但酵母保存时间越长,则冷却就越重要,因为酵母的新陈代谢在不断进行。在糖化车间停止生产期间,酵母也应在含有残余浸出物的
啤酒中或麦汁中于0摄氏度保存。若要将酵母长期保存,则必须将酵母压缩,并低温贮存。若在酵母贮存之后将酵母重新加入麦汁中,则酵母会发生排泄,即在主发酵的前1—2h,酵母会分离出氨基酸,核苷酸以及有重要价值的物质,这些物质会影响到啤酒香味。
  2.19
啤酒过滤滤是一种分离过程,通过过滤将啤酒中仍然存在的酵母细胞和其它浑浊物从啤酒中分离出去。不然这些物质会在以后的时间内从啤酒中析出,导致啤酒浑浊。过滤的目的是使啤酒能够保存,至少应使啤酒在最低保存期限内不出现外观变化,以保证啤酒外观的完美性。
  2.20
啤酒的稳定性处理导致啤酒在短时间内变质并不能饮用的因素有:啤酒中仍含有的微生物能够繁殖,导致啤酒浑浊,并通过其排泄的代谢产物使啤酒不能饮用;随着时间的推移,啤酒内的胶体物质因各种因素而变大,早成啤酒浑浊;随着时间的延长,啤酒口味受到损害。啤酒的清亮度是口味和泡沫同等重要的一个指标。因为每一位消费者无需任何辅助工具都能在啤酒保存期内非常容易地检查这个指标。啤酒的明显浑浊回被消费者认为是严重的质量缺陷,这一缺陷会损害品牌形象并失去顾客。因此我们应该尽量保证啤酒在保存期内保持质量稳定。对此有两中方法,即:啤酒的生物稳定性处理;啤酒的胶体稳定性处理。
  2.21
啤酒CO2正常生产的啤酒知道灌瓶时均保持一定的CO2含量。但CO2的含量可能在低压和高温下处理而下降,因此必须在啤酒灌装前调整其CO2的含量。在啤酒的生产过程中连接一台充CO2设备,将损失的CO2添加至啤酒中这一过程被称为充CO2。处于对啤酒质量原因的考虑,必须注意CO2的纯度,因为纯度不够时可能带入的氧气将造成很大危害。充CO2设备后面不再连接过滤机,因此应严格注意设备的清洁。从这点出发,CO2的通入方式显得特别重要:喷射设备要容易清洗;绝不允许使用不能绝对保证卫生的设备,如烧结材料制成的烛棒或类似设备,否则改善了啤酒的杀口性,却降低了其保存期。
  2.22缓冲罐(清酒罐)过滤后的
啤酒被泵入清酒罐并在清酒罐中最多贮藏3d。清酒罐是过滤机和灌装机之间的缓冲容器。清酒罐大多为直立的镍铬钢罐,里面没有任何部件。
  第三章.物料衡算:本设计是年产三十万吨的
啤酒厂糖化车间,生产的啤酒12°P。根据啤酒生产的基础数据,首先进行100kg原料生产12°P淡色啤酒的物料衡算,然后进行100L12°P淡色啤酒的物料衡算,最后进行三十万吨/年的啤酒厂糖化车间的物料衡算。
  3.1
啤酒糖化车间的物料衡算表1
  项目名称百分比(%)定额指标
  原料利用率98.5麦芽水分6大米水分13无水麦芽浸出率78无水大米浸出率92
  原料配比麦芽70大米30
啤酒损失率(对热麦汁)冷却损失7.5发酵损失1.6过滤损失1.5装瓶损失2.0总损失12.6
  3.2100kg原料(70%麦芽,30%大米)生产12°P淡色
啤酒物料衡算
  (1.热麦汁量根据表1可得到原料收得率分别为:麦芽收得率为:0.78×100-6÷100=73.32%大米收得率为:0.92×100-13÷100=80.04%混合原料收得率为:(0.70×73.32%+0.30×80.04%×98.5%=74.21%由上述可得100kg混合原料可制得12°P热麦汁量为:(74.21÷12×100=618.42kg又知12°P麦汁在20℃时的相对密度为1.084,而100℃时的麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍,故热麦汁100℃时的体积为:(618.42÷1.084×1.04=593.32L
  (2.冷麦汁量:593.32×1-0.075=548.82L
  (3.发酵液量:548.82×(1-0.016)=540.04L
  (4.过滤酒量:540.04×1-0.015=531.94L
  (5.成品酒量:531.94×1-0.020=521.3L
  3.3.生产100L12°P淡色
啤酒的物料衡算根据上述衡算结果可知,100kg混合原料可生产12°P成品啤酒521.3L,故可得出下述结果:
  (1)生产100L12°P淡色
啤酒需耗混合原料量为:(100/521.3×100=19.18kg
  (2)麦芽耗用量:19.18*0.70=13.43kg
  (3)大米耗用量:19.18-13.43=5.75kg
  (4)酒花耗用量:对浅色
啤酒,热麦汁中加入的酒花量为0.2%,故酒花耗用量为:(593.32/521.3*100*0.2%=0.228kg
  (5)热麦汁量为:(593.2/521.3*100=113.8L
  (6)冷麦汁量为:(548.82/521.3*100=105.3L
  (7)湿糖化糟量:设排出的湿麦糟水分含量为80%,则湿麦糟量为:[(1-0.06*100-78/100-80)]*13.43=13.89kg湿大米糟量:[(1-0.13*100-92/100-80)]*5.75=2.0kg故湿糖化糟量为:13.89+2.0=15.89kg8)酒花糟量:设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%,且酒花糟水分含量为80%,则酒花糟量为:[(100-40/100-80)]*0.228=0.684
  (9)二氧化碳量:12°P的冷麦汁量105.3L中浸出物为:12%*105.3=12.64L本设计中麦汁真正发酵度为55%,则可发酵的浸出物量为12.64*55%=6.95L
  3.4糖化一次定额量
  (1)由以上设计中可得出100kg原料可得成品
啤酒521.3L,12°P啤酒的密度为ρ=1012kg/m3521.3L啤酒的质量M=521.3*1012=527.56kg,由此可得出年产30万吨的啤酒所需要的量为:3000000*100/527.56=5.69*10000000kg所以年产30万吨啤酒所需的麦芽质量:569*10000000*0.7=3.98*10000000kg年产30万吨啤酒所需的大米质量:5.69*10000000-3.98*1000000=1.71*10000000kg生产的时间定为:4—9月为生产的旺季,每天糖化8次,每个月生产28天,3—10月为生产的淡季,每天糖化7次,每个月生产22天则全年的总糖化次数为:8*28*6+7*22*6=1344+924=2268
  (2)每次糖化物料衡算:每次糖化投料5.69*10000000/2268=25088.2kg每次麦芽投料25088.2*0.7=17561.7kg每次大米投料25088.2-17561.7=7526.5kg每次热麦汁收得率为(74.21/12*25088.2=155149.6kg
  ﹤1﹥热麦汁量155149.6/1.084*1.04=148852.02L
  ﹤2﹥冷麦汁量148852.02*1-0.075=137688.12L
  ﹤3﹥发酵液量137688.12*1-0.016=135485.11L
  ﹤4﹥过滤酒量135485.11*1-0.015=133452.84L
  ﹤5﹥成品酒量133452.84*1-0.020=130783.78L
  ﹤6﹥湿麦糟量[(1-0.06*100-78/100-80)]*17561.7=192019.63kg
  ﹤7﹥湿米糟量[(1-0.13*100-92/100-80)]*7526.5=29714.2kg
  ﹤8﹥总麦糟量190219.63+29714.2=221734.25kg
  ﹤9﹥酒花量为热麦汁的0.2%155149.6*0.2%=310.30kg
  ﹤10﹥酒花糟量(100-40/100-80*310.30=930.90kg
  ﹤11﹥二氧化碳量的计算

 

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