年產(chǎn)7萬(wàn)噸10°P啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)

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任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn) 7 萬(wàn)噸 10°P 啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)院： 專業(yè)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)：學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時(shí)間： 教研室主任： （簽名） 　　二級(jí)學(xué)院院長(zhǎng)： （簽名）1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：1.發(fā)酵工藝、工藝參數(shù)的論證與設(shè)計(jì)。啤酒生產(chǎn)其他工藝及工藝參數(shù)的選擇；2.發(fā)酵車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)；3.全廠物料衡算、熱量衡算及耗水量、耗冷量計(jì)算；4.繪制發(fā)酵車間設(shè)備平面布置圖、發(fā)酵車間帶控制點(diǎn)流程圖和全廠工藝流程方塊圖；基礎(chǔ)參數(shù)：全年生產(chǎn)天數(shù) 300 天。生產(chǎn)旺季占全年產(chǎn)量的 80%。大米原料含淀粉78%，水分 12.0%?；疽螅寒厴I(yè)環(huán)節(jié)中態(tài)度積極端正，嚴(yán)格遵守紀(jì)律，實(shí)事求是，不得弄虛作假和抄襲。學(xué)生應(yīng)定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)展并就設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)交流溝通；2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明吳思方主編.發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論.北京.[M]中國(guó)輕工業(yè)出版社. 2005梁世中主編.生物工程設(shè)備.北京.[M]中國(guó)輕工業(yè)出版社.2005姚玉英主編.化工原理.上.天津.[M]天津大學(xué)出版社.1999石光源編寫.機(jī)械制圖.北京.[M]高等教育出版社.19903．進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇論證 20011.3.11 至 2011.4.9發(fā)酵車間物料及熱量衡算 2011．4．10 至 2011.4.25發(fā)酵罐設(shè)計(jì)計(jì)算與其選型 2011.4.26 至 2011.5.5繪圖 2011.5.6 至 2011.5.20撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2011.5.21 至 2011.5.31注：本表在學(xué)生接受任務(wù)時(shí)下達(dá)開(kāi)題報(bào)告設(shè) 計(jì) 名 稱 年產(chǎn) 7 萬(wàn)噸 10°P 啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 類 型 D 指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系、專業(yè)、班級(jí)一、選題依據(jù)：（簡(jiǎn)述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況，說(shuō)明該設(shè)計(jì)（論文）目的意義。 ）啤酒發(fā)展現(xiàn)狀及分析：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，啤酒作為含酒精量最低的飲料酒,由于其營(yíng)養(yǎng)豐富且價(jià)廉物美已受到越來(lái)越多消費(fèi)者的喜愛(ài)，已經(jīng)逐步成為人們大眾最喜愛(ài)的飲料之一。從 1903 年啤酒進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)到今天，我國(guó)啤酒產(chǎn)量逐年增加，已成為世界啤酒產(chǎn)量最大的國(guó)家，由此可見(jiàn)啤酒在我國(guó)的發(fā)展速度之迅猛。然而，我國(guó)啤酒產(chǎn)量卻僅以每年 10%的速度增加，這說(shuō)明啤酒在我國(guó)還無(wú)法完全滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，中國(guó)啤酒市場(chǎng)擁有非常廣闊的前景，為生產(chǎn)提供了可行性保證。設(shè)計(jì)（論文）的目的意義：1.了解現(xiàn)在啤酒生產(chǎn)所用的工藝，掌握一定的工廠設(shè)計(jì)的專業(yè)技能，鞏固專業(yè)知識(shí)的。2.掌握完成一項(xiàng)給定任務(wù)的方法、步驟和全過(guò)程，充分發(fā)揮個(gè)人的主動(dòng)性和創(chuàng)造性以完成畢業(yè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)。二、設(shè)計(jì)（論文研究）思路及工作方法1.查看啤酒相關(guān)書籍，了解啤酒現(xiàn)階段的生產(chǎn)技術(shù)，獲取相關(guān)工藝參數(shù)，對(duì)啤酒廠的設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)論證及工藝參數(shù)的選擇。2.根據(jù)要求進(jìn)行理論工藝橫算，包括發(fā)酵車間物料，熱量，冷耗量，空氣消耗量，耗水量等進(jìn)行橫算。3.根據(jù)橫算結(jié)果對(duì)發(fā)酵車間設(shè)備及其附屬設(shè)備選型以及發(fā)酵罐進(jìn)行結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)。4.根據(jù)工藝計(jì)算繪制發(fā)酵車間設(shè)備平面布置圖，發(fā)酵車間帶控制點(diǎn)流程圖和全場(chǎng)工藝流程方塊圖。三、設(shè)計(jì)（論文研究）任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排。2011-3-20 至 2011-4-9 進(jìn)行全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇論證2011-4-10 至 2011-4-25 發(fā)酵車間物料及熱量衡算2011-4-26 至 2011-5-5 發(fā)酵罐設(shè)計(jì)計(jì)算與其選型2011-5-6 至 2011-5-20 繪圖2011-5-21 至 2011-5-31 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日難度 分量 綜合訓(xùn)練程度教研室畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作組審核意見(jiàn) 教研室主任： 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）類型：A—理論研究；B—應(yīng)用研究；C—軟件設(shè)計(jì)；D-其它目 錄摘 要 ...................................................................1ABSTRACT ..................................................................2前 言 .....................................................................3第一章 啤酒工藝選擇與論證 .................................................51.1 啤酒原料 ...........................................................51.1.1 大麥 .........................................................51.1.2 啤酒糖化的其他原料 ...........................................61.1.3 啤酒花和酒花制品 .............................................71.1.4 啤酒釀造用水 .................................................81.2 麥芽制備 ...........................................................91.3 麥芽汁制備工藝 .....................................................91.3.1 麥芽與大米的粉碎 ............................................101.3.2 糖化原理 ....................................................101.3.3 糖化方法及設(shè)備 ..............................................101.3.4 麥芽醪的過(guò)濾 ................................................111.3.5 麥汁的煮沸和酒花的添加 ......................................111.3.6 麥汁的處理 ..................................................121.3.7 麥汁的充氧 ..................................................131.4 啤酒發(fā)酵 ..........................................................131.4.1 啤酒酵母 ....................................................131.4.2 啤酒發(fā)酵方法的選擇 ..........................................141.4.3 啤酒發(fā)酵工藝 ................................................161.4.4 酵母的添加與回收 .............................................191.4.5 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制 ...........................................191.4.6 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用 .........................................201.4.7 成品啤酒 ....................................................20第二章 工藝計(jì)算 ..........................................................222.1 物料衡算 ..........................................................222.1.1 物料衡算的意義 ..............................................222.1.2 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ............................................222.1.3 100㎏原料生產(chǎn) 10°P 啤酒的物料衡算 ...........................222.1.4 生產(chǎn) 100L 10°P 啤酒的物料衡算 ...............................232.1.5 年產(chǎn) 7 萬(wàn)噸 10°P 啤酒糖化車間物料衡算 ........................25I2.2 耗熱量的計(jì)算 ......................................................272.2.1 糖化用水耗熱量 Q1............................................282.2.2 第一次米醪煮沸耗熱量 ........................................282.2.3 第二次煮沸前混合醪液升溫至 70℃的耗熱量 ......................292.2.4 第二次煮沸混合醪液耗熱量 ....................................302.2.5 洗糟水耗熱量 ................................................312.2.6 麥汁煮沸過(guò)程中耗熱量 ........................................312.2.7 一次糖化總耗熱量 ............................................322.2.8 一次糖化蒸汽耗用量 D.........................................322.2.9 糖化小時(shí)最大蒸汽耗用量 ......................................322.2.10 蒸汽單耗 ...................................................322.3 工藝耗水量計(jì)算 ....................................................332.4 工藝耗冷量的計(jì)算 ..................................................352.4.1 發(fā)酵車間工藝流程 ............................................352.4.2 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ......................................352.4.3 工藝耗冷量的計(jì)算 ............................................352.4.4 發(fā)酵車間工藝總耗冷量 ........................................382.4.5 非工藝耗冷量 ................................................382.4.6 非工藝總耗冷量 ..............................................392.4.7 總耗冷量 ....................................................39第三章 發(fā)酵車間設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 ............................................413.1 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型 ................................................413.1.1 發(fā)酵罐體積的確定 ............................................413.1.2 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定 ............................................413.1.3 發(fā)酵管材料的選擇 ............................................423.2 發(fā)酵車間其他附屬設(shè)備選型 ..........................................463.2.1 清酒罐 ......................................................463.2.2 擴(kuò)大培養(yǎng)罐選型 ..............................................473.2.3 麥汁殺菌罐 ..................................................493.2.4 貯酒罐的設(shè)計(jì)與選型 ..........................................49第四章車間布置 ...........................................................514.1 廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì) ..........................................514.1.1 廠房的整體布置 ..............................................514.1.2 廠房的立體布置 ..............................................514.1.3 廠房的平面布置 ..............................................51II4.1.4 廠房建筑結(jié)構(gòu) ................................................514.2 發(fā)酵車間設(shè)備布置 ..................................................514.2.1 發(fā)酵設(shè)備 ....................................................514.2.2 泵 ..........................................................524.2.3 過(guò)濾機(jī) ......................................................524.2.4 清酒罐 ......................................................52參考文獻(xiàn) .................................................................53致謝 .....................................................................54四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文0摘 要本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 7 萬(wàn)噸 10°P 啤酒廠發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)，其生產(chǎn)原料為大麥麥芽和大米，生產(chǎn)旺季占全年產(chǎn)量的 80%，全年生產(chǎn)天數(shù)為 300 天，設(shè)計(jì)的主體為發(fā)酵車間，主體設(shè)備為發(fā)酵罐。首先對(duì)原料、制備、糖化、發(fā)酵工藝進(jìn)行選擇及論證，再通過(guò)物料和熱量衡算確定糖化車間主要設(shè)備的容量和數(shù)量，對(duì)發(fā)酵車間附屬設(shè)備進(jìn)行選型，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)主體設(shè)備發(fā)酵罐進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，最后繪制出發(fā)酵車間設(shè)備平面布置圖，發(fā)酵車間帶控制點(diǎn)流程圖和全廠工藝流程方塊圖。關(guān)鍵詞：啤酒廠，發(fā)酵，發(fā)酵罐,工藝計(jì)算四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)1ABSTRACTThe design is the annual output of 7 million tons of 10 ° P brewery fermentation process design, the production of raw materials for barley malt and rice, production peak season account for 80% of the total production,a year of production days for 300 days, the design of main workshop for fermentation workshop, the main equipment for fermentor. First I through choose all technical parameters to determine the whole process, again through material and heat balance sure saccharification workshop of main equipment of capacity and quantity, then I choose the proper type of accessorial equipments. On this basis, I will finish fermentor design calculations, finally plot fermentation workshop equipment layout, fermentation workshop diagram with control points and the whole process flow block diagram. KEY WORDS: brewery; fermentation; fermentor; process calculation四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)0前 言啤酒是以大麥經(jīng)發(fā)芽制成的大麥芽為主要原料，以大米或其它谷物為輔助原料，以本地主產(chǎn)淀粉物為主，經(jīng)麥芽汁的制備、糖化、添加酒花、煮沸、過(guò)慮、啤酒酵母發(fā)酵等過(guò)程，釀造而成含二氧化碳，低酒精濃度的釀造酒。啤酒是酒類中酒精含量最低的飲料酒，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，人們適量飲用時(shí)，酒精對(duì)人體的毒害非常小。在 1972 年世界第九次營(yíng)養(yǎng)食品會(huì)議上，曾推薦啤酒為營(yíng)養(yǎng)食品，也有人把啤酒稱作營(yíng)養(yǎng)食品、可口食品、衛(wèi)生食品、方便食品。據(jù)研究顯示，啤酒里所含的各種組成成份不但有非常高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且還具有良好的醫(yī)藥療效，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，啤酒中酒精含量較低（10 度黃啤酒含酒精 3％左右） ，不僅對(duì)胃和肝臟沒(méi)有損害，還可以平緩地促進(jìn)人體血液循環(huán)。另一方面，啤酒中含有煙酸，在維生素 B1 和 B6 維持心臟正?；顒?dòng)的同時(shí)，煙酸能擴(kuò)張血管，加速新陳代謝，因此啤酒對(duì)心血管系統(tǒng)有益。自 20 世紀(jì) 90 年代，中國(guó)啤酒行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，行業(yè)發(fā)展至今，中國(guó)的啤酒產(chǎn)量和人均消費(fèi)量均有大幅度提升。2003-2007 年 5 年間，中國(guó)啤酒經(jīng)濟(jì)指標(biāo)取得了一定增長(zhǎng)，啤酒產(chǎn)量增加 1426 萬(wàn)千升，增長(zhǎng) 56.9%。中國(guó)啤酒消費(fèi)仍有很大的提升空間。從世界范圍看，發(fā)達(dá)國(guó)家啤酒的人均消費(fèi)量增長(zhǎng)緩慢，而在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快地區(qū)，如東歐和中國(guó)的啤酒需求量和產(chǎn)量增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均增長(zhǎng)速度，增速比發(fā)達(dá)國(guó)家高 3%。中國(guó)啤酒消費(fèi)存在著地域分布的不均衡性。中國(guó)啤酒行業(yè)的發(fā)展路徑與世界啤酒的發(fā)展路徑基本一致，也就是從發(fā)達(dá)地區(qū)向不發(fā)達(dá)地區(qū)過(guò)渡。隨著社會(huì)的發(fā)展，啤酒市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈了，并且廣大消費(fèi)者對(duì)啤酒種類風(fēng)味和質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的新產(chǎn)品也層出不窮。因而，我個(gè)人認(rèn)為很有必要將啤酒生產(chǎn)方面的技術(shù)科學(xué)地總結(jié)和分析，以推動(dòng)啤酒產(chǎn)品多樣化發(fā)展。隨著人們，飲食消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，生活水平的不斷提高，啤酒已進(jìn)入了萬(wàn)戶千家。然而調(diào)查顯示我國(guó)人均的啤酒消費(fèi)卻還沒(méi)有達(dá)到世界平均水平。所以只有建設(shè)新的、大型的啤酒廠，增加產(chǎn)量，才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)生活需求。因此，對(duì)于啤酒廠的設(shè)計(jì)是有意義的，是很有必要的。2009 年至 2012 年，啤酒行業(yè)面臨著較好的發(fā)展際遇：國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和城市化水平的提高，給行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的需求空間；西部大開(kāi)發(fā)、振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地、促進(jìn)中部崛起和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村等重大發(fā)展戰(zhàn)略，為啤酒行業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇；全球經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，為中國(guó)啤酒行業(yè)在更大范前 言1圍內(nèi)配置資源、開(kāi)拓市場(chǎng)創(chuàng)造了條件。四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)0第一章 啤酒工藝選擇與論證全廠工藝流程圖麥槽 酒花↑ ↑麥芽→粉碎→糖化→過(guò)濾→混合麥汁→煮沸→沉淀→冷 卻→充氧→↑ ↓ ↓ ↓大米、麥芽→粉碎→糊化 酒花糟 熱凝固 冷凝固物擴(kuò)培酵母↓→麥芽汁→發(fā)酵→貯酒→粗濾→精濾→清酒→裝瓶→卸箱→驗(yàn)瓶→↓酵母泥↓剩余酵母→洗瓶→檢驗(yàn)→罐酒→壓蓋→檢驗(yàn)→殺菌→貼標(biāo)→噴碼→檢驗(yàn)→裝箱圖 2-1 全廠工藝流程圖1.1 啤酒原料1.1.1 大麥自古以來(lái)大麥?zhǔn)轻勗炱【频闹饕?，在釀造時(shí)先將大麥制成麥芽，再進(jìn)行糖化和發(fā)酵。大麥按籽粒在麥穗上斷面分配形式，可分為六棱、二棱、四棱大麥我國(guó)華北地區(qū)都種植六棱大麥，南方都種植二棱大麥。因此，在本設(shè)計(jì)中選用二棱大麥。1.1.1.1 大麥的化學(xué)成分1.淀粉淀粉是大麥的主要貯藏物，存于胚乳細(xì)胞壁內(nèi)。大麥淀粉有大顆粒（20-40 微米）和小顆粒（2-10 微米）之分。二棱大麥的小顆粒淀粉數(shù)占 90%，但其質(zhì)量只占 10%左右。淀粉粒中大約有 97%的化學(xué)純淀粉，0.5%-1.5%的含氮化合物，0.2-0.7%的無(wú)機(jī)鹽，0.6%的高級(jí)脂肪酸。其密度大于水，故在水中下沉。2.半纖維素和麥膠物質(zhì)半纖維素和麥膠物質(zhì)是胚乳細(xì)胞壁的組成部分。胚乳細(xì)胞內(nèi)主要含淀粉，發(fā)芽過(guò)程中只有當(dāng)半纖維素酶將細(xì)胞壁分解之后，其他水解酶才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)分解淀粉等大第一章 啤酒工藝選擇與論證1分子物質(zhì)。3.蛋白質(zhì)大麥中蛋白質(zhì)含量的高低及其類型，直接影響制麥和釀造工藝以及成品啤酒的質(zhì)量。按其在不同溶劑中的溶解度和沉淀形狀分為下列四組。（1）清蛋白 清蛋白溶于水和稀的中性鹽溶液及堿溶液中，因此麥汁中含有清蛋白。加熱時(shí)從 52℃開(kāi)始，清蛋白從這些溶液中凝固析出，即隨著煮沸的進(jìn)行而加速凝固。（2）球蛋白 球蛋白是種子的儲(chǔ)藏蛋白，占大麥總質(zhì)量的 31%，不溶于純水，溶于稀酸和稀堿。溶解的清蛋白和球蛋白一樣，在 90℃以上全部凝固，但是凝固并不完全。（3）醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于純水及鹽溶液，也不溶于無(wú)水乙醇，而溶于體積百分?jǐn)?shù)為 50%—90%的無(wú)水乙醇溶液或酸堿溶液，經(jīng)加熱不凝固。某些醇溶蛋白是造成啤酒渾濁和氧化渾濁主要成分。（4）谷蛋白 谷蛋白不溶于中性鹽溶液和純水，溶于稀堿。谷蛋白和醇溶蛋白使構(gòu)成麥糟蛋白質(zhì)的主要成分。1.1.1.2 啤酒釀造對(duì)大麥的質(zhì)量要求1. 感官 （1） 色澤 良好的大麥有光澤，淡黃，不成熟大麥呈微綠色；受潮大麥發(fā)暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蝕的大麥呈灰色或微藍(lán)色。（2） 氣味 良好的大麥具新鮮稻草香味，受潮發(fā)霉則有霉臭味。（3） 麥粒形態(tài) 麥粒以短胖者比瘦長(zhǎng)者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽快。2. 物理檢驗(yàn)（1）干粒重 以無(wú)水物記干粒重應(yīng)為 30-40g。（2）麥粒均勻度 按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，麥粒腹徑可分為 2.8，2.5，2.2mm 三級(jí)。2.5mm 以上麥粒占 85%者屬于一級(jí)大麥。3.化學(xué)檢驗(yàn)（1）水分 測(cè)定水分是計(jì)算干物質(zhì)的基礎(chǔ)。原料大麥水分不高于 13%，否則不能貯藏，易發(fā)生霉變，呼吸損失大。（2）蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)含量一般要求為 9%-12%。1.1.2 啤酒糖化的其他原料在啤酒麥汁中制造的原料中，除了主要原料大麥麥芽以外，還包括特種麥芽，小麥麥芽及輔助原料。1. 大米：原則上凡大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)2好，釀造的啤酒風(fēng)味也越好。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，用它做輔料釀造啤酒，啤酒的色澤淺、口味純凈，泡沫潔白細(xì)膩，泡持性好，它是優(yōu)良的啤酒輔料。2. 小麥：我國(guó)是世界小麥主要生產(chǎn)國(guó)。小麥發(fā)芽后制成的小麥芽也是釀造啤酒的主要原料。利用小麥做輔料，麥汁總氮和 α-氨基氮均比大米高，發(fā)酵快，但過(guò)濾和煮沸麥汁略渾濁，需進(jìn)行處理為好，釀成的啤酒泡沫細(xì)膩、持久。3. 淀粉：淀粉純度高、雜質(zhì)少、粘度低、無(wú)殘?jiān)⒖缮a(chǎn)高濃度啤酒。但是由于淀粉是原糧加工產(chǎn)品，一般價(jià)格均高于原料，在啤酒中作為輔料使用和原料相似，因此，淀粉作為輔料使用不如原料經(jīng)濟(jì)。1.1.3 啤酒花和酒花制品酒花賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和淡爽的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白的絮凝，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。1.1.3.1 酒花的主要化學(xué)成分酒花的化學(xué)組分中，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。1. 苦味物質(zhì) 苦味物質(zhì)是提供啤酒愉快苦味的因素，在酒花中主要指 α-酸，β-酸及一系列氧化，聚合產(chǎn)物。2. 酒花精油 酒花精油是酒花腺體另一種重要成分，經(jīng)蒸餾后成黃綠色油狀物，是啤酒香氣的重要來(lái)源，是啤酒開(kāi)瓶聞香的主要成分。3.多酚物質(zhì) 酒花中物質(zhì)約占總質(zhì)量的 4%-8%，他們?cè)谄【漆勗熘械淖饔脼椋?a.在麥汁煮沸時(shí)和蛋白質(zhì)形成熱凝固物。b.在麥汁冷卻時(shí)形成冷凝固物。 c.在后酵和儲(chǔ)酒直至罐瓶以后，緩慢和蛋白質(zhì)結(jié)合，形成氣霧濁及永久混濁物。d.在麥汁和啤酒中形成色澤物質(zhì)和澀味。1.1.3.2 酒花的品種酒花按世界市場(chǎng)上供應(yīng)的可分為四類：A 類：優(yōu)質(zhì)香型酒花。優(yōu)質(zhì)香型酒花的 α-酸含量為 4.5%-5.5%，α-酸、β 酸的比值為 1：1，酒花精油含量為 2.0%-2.5%。B 類：香型酒花（兼型） 普通香型酒花的 α-酸含量為 5.0%-7.0%，α-酸、β 酸的比值為 1.2—2.3 酒花精油含量為 0.85%-1.6%。C 類：沒(méi)有明顯特征的酒花D 類：苦型酒花第一章 啤酒工藝選擇與論證3優(yōu)質(zhì)苦型酒花的 α-酸含量為 6.5%-10.0%，α-酸、β 酸的比值為 2.2-2.6。1.1.3.3 酒花制品1.酒花粉 我國(guó)啤酒廠目前均把商品壓榨酒花，在使用前用錘式粉碎機(jī)粉碎成顆粒 1mm 以下的酒花粉。這種粗加工方法也存在缺點(diǎn)，因此使用酒花粉，應(yīng)在酒花廠，酒花溫度在55℃以下，干燥至水分為 5%-6%然后進(jìn)行粉碎，粉碎后立即包裝于密閉容器中，并沖入惰性氣體。2. 酒花顆粒酒花顆粒是把酒花壓榨成直徑 2-8mm，長(zhǎng)約 15mm 的短棒狀，增加其密度，減少其體積，同時(shí)也降低了它們的表面積，在惰性氣體中保存，酒花不易氧化變質(zhì)，顆粒酒花是世界上使用最為廣泛的酒花制品。1.1.4 啤酒釀造用水 啤酒生產(chǎn)用水主要包括加工水及洗滌，冷卻水兩大部分。加工用水中投料水，洗糟水，啤酒稀釋用水直接參與啤酒釀造，是啤酒重要原料之一，在習(xí)慣上稱作釀造水。啤酒釀造水的性質(zhì)，重要取決于水中溶解鹽類的種類和含量，水的生物學(xué)純凈度及氣味，釀造水對(duì)啤酒生產(chǎn)全過(guò)程將產(chǎn)生很大的影響，如糖化時(shí)水解酶是活性和穩(wěn)定性，酶促反應(yīng)的速度，麥芽的酒花在不同含鹽水中溶解度的差別，鹽和蛋白質(zhì)及酚類物質(zhì)的絮凝成點(diǎn)，酵母生長(zhǎng)，發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的形成等，最終還將影響到啤酒的風(fēng)味物質(zhì)和穩(wěn)定性。大自然的天然水源分為如下幾種：雨水，雪水，地表水，地下水，冰水，海水。1.1.4.1 水中無(wú)機(jī)離子對(duì)啤酒釀造的影響1. 水中的碳酸鹽和重碳酸鹽有降酸作用：HCO 3-+H+→H 2O+CO2大麥籽粒中存在復(fù)合磷酸鹽，發(fā)芽中受到磷酸酯酶的降解，形成游離的 H2PO4_,由于H2PO4在 K2的作用下分解為 H+，它使麥芽醪呈偏酸性，水中重碳酸鹽的降酸作用，使麥芽醪 PH 升高，引起一系列的工藝缺點(diǎn)：（1）造成過(guò)濾減慢，收得率下降。 （2）啤酒色澤和澀味增加。 （3）啤酒的穩(wěn)定性降低。 （4）改變酒花的苦味，使啤酒苦味粗糙。2.水中鈣，鎂離子的增酸作用：3Ca+2HPO 4-→Ca(PO 4)2+2H+。 在啤酒糖化時(shí)，Ca 2+含量在每升 40 到 70 毫克，能保持淀粉液化酶的耐熱性。麥汁含 Ca2+在每升 80 到 100毫克時(shí)，可促進(jìn)麥汁煮沸時(shí)形成單寧—蛋白質(zhì)—鈣的復(fù)合物，促進(jìn)熱凝固物蛋白質(zhì)的絮凝。Mg 2+在麥芽中含量約為 130mg/L.啤酒釀造用水中含有 10—15mg/L 的 Mg2+已經(jīng)足夠，不宜超過(guò) 80mg/L。3.優(yōu)質(zhì)啤酒含 Fe2+應(yīng)少于 0.1mg/L,若含量大于 0.5mg/L，會(huì)對(duì)啤酒質(zhì)量造成損害，使啤酒泡沫不潔白，加速啤酒的氧化渾濁。Mn 2+對(duì)啤酒的影響與二價(jià)鐵離子相似。四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)44.Na+ ,K+常常在 50—100:300—400.過(guò)高常常使淺色啤酒變得粗糙，不柔和。5.Cl-對(duì)啤酒的澄清和膠體穩(wěn)定性有重要作用，它能賦予啤酒豐滿的酒體，爽口，柔和的風(fēng)味。釀造水中含有 20—60mg/L 的 Cl-是必須的。1.2 麥芽制備麥芽制備工藝決定了麥芽品種和質(zhì)量，從而決定了啤酒的類型，麥芽的質(zhì)量將直接影響釀造工藝和成品啤酒的質(zhì)量。制麥的目的在于使大麥發(fā)芽，產(chǎn)生多種水解酶類。以便通過(guò)后續(xù)糖化，使大分子淀粉和蛋白質(zhì)得以分解溶出。而綠麥芽經(jīng)過(guò)烘干將產(chǎn)生必要的色，香，和風(fēng)味成分。全制麥過(guò)程大體可分為原料分級(jí)，浸麥，發(fā)芽，干燥、除根等過(guò)程?，F(xiàn)代啤酒生產(chǎn)，工業(yè)化程度越來(lái)越高，啤酒工廠一般不自行生產(chǎn)麥芽，而是從專門的麥芽生產(chǎn)工廠購(gòu)買所需麥芽，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。1.3 麥芽汁制備工藝麥汁制造過(guò)程包括：原料的粉碎，原料的糊化，糖化，糖化醪的過(guò)濾，混合麥汁加酒花煮沸，麥汁處理（澄清，冷卻，通氧）等一系列物理學(xué)，化學(xué)，生物化學(xué)的加工過(guò)程。麥汁制造的工藝要求：1. 原料中有效成分得到最大限度的萃?。? 2. 原料中無(wú)用和有害的成分溶解最少 3. 制成麥汁的有機(jī)或無(wú)機(jī)組分的數(shù)量和配比應(yīng)符合淡色啤酒的品種和類型的要求4. 保證上述三點(diǎn)原則的前提下，縮短生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)省工時(shí)，節(jié)能是本車間的要求。1.3.1 麥芽與大米的粉碎 在啤酒生產(chǎn)中，不單要考慮物料粉碎操作的經(jīng)濟(jì)性，更應(yīng)該考慮啤酒釀造的特殊要求：（1）麥芽皮殼若粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒風(fēng)味。 （2）皮殼和原料物質(zhì)中不容性物質(zhì)粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加過(guò)濾阻力。影響過(guò)濾操作。 （3）淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速率，也影響到反應(yīng)深度即影響到麥汁組成。1.麥芽的粉碎麥芽粉碎的方法主要有：干法粉碎，濕法粉碎，回潮干法粉碎，以及連續(xù)調(diào)濕粉碎。本設(shè)計(jì)采用麥芽濕法粉碎，濕法粉碎全部操作有：浸漬→磨碎→勻漿→泵出。在0.5-2 小時(shí)內(nèi)完成一批投料，根據(jù)日加工量，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器臺(tái)數(shù)。粉碎過(guò)程應(yīng)盡量縮第一章 啤酒工藝選擇與論證5短麥芽在機(jī)器內(nèi)的停留時(shí)間，以防止受到污染。濕法粉碎麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時(shí)皮殼不易磨碎胚乳帶水研磨均勻，糖化速度快。濕法粉碎可提高過(guò)濾速度 20%-25%或提高投料量，麥糟層厚度可達(dá) 500-600mm , 但不影響過(guò)濾。2.大米的粉碎大米采用對(duì)輥碎機(jī)進(jìn)行干法粉碎，大米的粉碎度越細(xì)越好，以增加原料與水的接觸面積，有利于大米的糊化和糖化。1.3.2 糖化原理糖化是將麥芽和輔料中高分子物質(zhì)機(jī)器分解產(chǎn)物（淀粉，蛋白質(zhì)，植酸鹽，半纖維素等機(jī)器分解中間產(chǎn)物，通過(guò)麥芽中各種水解酶的作用，以及水和熱能的作用，使之分解并溶解于水，此過(guò)程稱作“糖化” 。溶解于水的各種干物質(zhì)稱作“浸出物” ，而構(gòu)成的澄清液稱作“麥芽汁”或“麥汁” 。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)的比稱“無(wú)水浸出率” 。糖化中的工藝控制，主要通過(guò)下列環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行：（1）麥芽的質(zhì)量，輔料的種類及其配料比。 （2）麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度。 （3）控制麥芽中各種水解酶的作用條件，如（溫度，PH，底物濃度，作用時(shí)間） 。 （4）加熱溫度和時(shí)間。 （5）需通過(guò)外加酶制劑、酸、無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。1.3.3 糖化方法及設(shè)備糖化方法可分為以下幾類：1. 煮出糖化法：煮出糖化法麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通過(guò)部分麥芽醪的熱煮沸，并醪，使醪液逐步梯級(jí)升溫至糖化完畢。部分麥芽被幾次煮沸即幾次煮出法。2. 浸出糖化法：浸出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成，麥芽醪未經(jīng)煮沸。3. 其他糖化法：其他糖化法都由以上兩種方法演變而來(lái)，以上兩種方法用于最初的純麥芽的糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物作為輔料，進(jìn)行糖化時(shí)必須先進(jìn)行預(yù)輔料的預(yù)處理-- 即糊化和液化。這就是復(fù)式糖化法。由于浸出糖化法要求使用溶解良好的麥芽，成本高，原料利用率低，且更適合釀造上面發(fā)酵啤酒，本設(shè)計(jì)不采用。而煮出法糖化法可以補(bǔ)救一些麥芽溶解不良的缺點(diǎn)，原料利用率高，糖化時(shí)間短，麥汁成份好，適合釀造傳統(tǒng)下面發(fā)酵啤酒。故本設(shè)計(jì)采用該法。煮出糖化法，根據(jù)醪液煮沸的次數(shù)，常用的有一次、二次和三次煮出糖化法。二次煮出糖化法：此法靈活性大，適于各種質(zhì)量的麥芽和類型的啤酒，其操作較簡(jiǎn)單，煮沸時(shí)間短，能耗較小，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)周期短，成本低。故本設(shè)計(jì)才用此方法進(jìn)行糖化。1.3.4 麥芽醪的過(guò)濾糖化過(guò)程結(jié)束時(shí)，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，必須在短時(shí)間內(nèi)把麥汁和麥醪分離。此分離過(guò)程稱麥芽醪的過(guò)濾。 麥芽醪的過(guò)濾過(guò)程包括如下三個(gè)過(guò)程：（1） 殘留在糖化醪中的耐熱性的 α-淀粉酶，將少量的高分子糊精進(jìn)一步液化，四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)6使之全部轉(zhuǎn)變成無(wú)色糊精或糖類，提高原料浸出物收得率。（2） 從麥芽醪中分離出“頭號(hào)麥汁” 。（3） 用熱水洗滌麥糟，洗出麥糟中的可溶性浸出物，得到“二濾、三濾”麥汁。麥芽醪的過(guò)濾工藝基本要求：迅速和較徹底地分解可溶性浸出物，盡可能減少有害于啤酒風(fēng)味的麥殼多酚、色素、苦味物，以及麥芽中高分子蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸、β-葡聚糖等物質(zhì)被萃取，盡可能獲得澄清透明的麥汁。1.3.4.1 過(guò)濾方法的選擇1. 過(guò)濾槽法過(guò)濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以過(guò)濾篩板和麥糟構(gòu)成過(guò)濾介質(zhì)，用醪的液柱高度 1.5-2.0m 產(chǎn)生靜壓力為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。2. 壓濾機(jī)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)濾原件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。通過(guò)比較可知過(guò)濾槽法對(duì)麥芽粉碎度要求嚴(yán)格，過(guò)濾、洗滌時(shí)間長(zhǎng)，并且過(guò)濾速度慢，因此在本設(shè)計(jì)中選用板框式壓濾機(jī)。1.3.5 麥汁的煮沸和酒花的添加1. 麥汁煮沸的設(shè)備分批式麥汁煮沸，在一個(gè)有加熱裝置的特殊容器中進(jìn)行，稱煮沸鍋。麥汁煮沸鍋具有多種形式，本設(shè)計(jì)選用的是列管式內(nèi)加熱器圓形麥汁煮沸鍋。采用列管加熱，管內(nèi)麥汁受熱上升，在加熱管上部噴出，底部麥汁不斷進(jìn)入加熱管，麥汁形成對(duì)流，省去動(dòng)力和攪拌系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)有：（1）設(shè)備投資少，無(wú)需維護(hù)，沒(méi)有磨損，耗電量低；（2）熱輻射損失?。唬?）煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整；（4）設(shè)備簡(jiǎn)單，不需外加加熱器和攪拌器。2. 麥汁煮沸方法傳統(tǒng)煮沸鍋均采用常壓煮沸，近代較多采用密閉煮沸、加壓煮沸，特別是低壓煮沸更受到普遍歡迎。常壓煮沸：工藝成熟，操作方便，維修費(fèi)用低。酒花浸出率高，所得麥汁質(zhì)量好。故本設(shè)計(jì)采用該方法。3. 酒花的添加酒花添加量應(yīng)依據(jù)酒花質(zhì)量（含 α-酸的量） ，消費(fèi)者習(xí)慣，啤酒品種，濃度等不同而不同。淺色啤酒苦味物值為 15-40（Bu）之間，一般在此范圍內(nèi)選取一個(gè)固定值，生產(chǎn)時(shí)允許在固定值上波動(dòng)±5 Bu。對(duì)設(shè)計(jì)而言，為便于物料衡算，酒花添加量定為每 100mL 熱麥汁添加 0.2%酒花。但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)由于酒花品質(zhì)，添加時(shí)間和方法，發(fā)酵條件，酵母品種等條件的不同或變動(dòng)，酒花中有效物質(zhì)損失變化很大，應(yīng)根據(jù)以上情況，在衡算基礎(chǔ)上做一定的調(diào)整。酒花的添加方法，還是以傳統(tǒng)分 3～4 次添加法為主。酒花添加分三次完成，操作如下：第一次：煮沸 5～15 分鐘后，添加總量的 5%～10%，主要作用是消除煮沸物得泡沫。第二次：煮沸 30～40 分鐘后，添加總量的 55%～60%，主要是萃取 α-酸，并促進(jìn)異構(gòu)。第一章 啤酒工藝選擇與論證7第三次：煮沸后 80～85 分鐘，添加總量的 30%～40%，主要是萃取酒花油，提高酒花香味。1.3.6 麥汁的處理從煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理：酒花糟分離，熱凝固物分離，冷凝固物分離，冷卻，充氧等才能成為發(fā)酵麥汁。近代的啤酒生產(chǎn)大大縮短了發(fā)酵和貯酒周期，發(fā)酵容器也增大到數(shù)百至上千立方米，因此，對(duì)麥汁處理要求是：1. 對(duì)能引起啤酒非生物渾濁的冷，熱凝固物盡可能給予足夠的分離2. 麥汁處于高溫時(shí)盡可能減少空氣接觸，防止氧化。麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，根據(jù)進(jìn)罐時(shí)間，必須補(bǔ)充適量空氣，供酵母前期呼吸。3. 麥汁處理各工序中，嚴(yán)格杜絕有害微生物的污染。麥汁處理應(yīng)適用設(shè)備的要求不同，流程很多，經(jīng)比較采用以下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理：煮沸鍋→熱麥汁→泵→回旋沉淀槽→薄板冷卻系統(tǒng)→通風(fēng)→發(fā)酵 ↓ ↑（酒花糟+熱凝固物） （無(wú)菌空氣） 1. 酒花分離使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應(yīng)盡快分離出酒花糟，我國(guó)廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。2. 熱凝固物的分離糖化醪過(guò)濾后得到的麥汁中含有水溶性的清蛋白和部分鹽溶性球蛋白以及水溶性高肽等，這些物質(zhì)在煮沸時(shí)變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物。濕熱凝固物（含揮發(fā)物 80%-85%） ，占麥汁量的 0.3%-0.7%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 0.5-1.0Kg。近代 80%-90%的工廠均采用回旋沉淀槽法，利用旋轉(zhuǎn)麥汁離心力分離。3. 冷凝固物分離冷凝固物是分離熱凝固物后澄清的麥汁，在冷卻到 50℃以下，隨著冷卻進(jìn)行，麥汁重新析出的渾濁物質(zhì)，并在 25℃左右析出最多。若把此麥汁重新加熱到 60℃以上，麥汁又恢復(fù)澄清透明，因此，這是可逆的。1.3.7 麥汁的充氧1. 熱麥汁的氧化麥汁在高溫之下接觸氧，此時(shí)氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)、酒花樹(shù)脂、多酚等發(fā)生氧化反應(yīng)。麥汁在高溫下應(yīng)該接觸空氣和應(yīng)該嚴(yán)格禁止接觸空氣，兩種對(duì)立觀點(diǎn)在啤酒節(jié)共存。目前我國(guó)認(rèn)為從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關(guān)鍵措施。四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)82. 冷卻麥汁的充氧麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，即使與氧接觸，氧化反應(yīng)較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必須的。麥汁濃度增加減少飽和溶氧量。充氧操作為：麥汁溫度降至 6℃以下，空氣通風(fēng)，10°P 麥汁飽和溶氧量為 10.1ml/L。3. 冷麥汁通風(fēng)方法若采用純氧，溶氧將達(dá)到 40ml/L 以上。一般只有快速發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒時(shí)采用純氧，普通啤酒發(fā)酵采用壓縮空氣通風(fēng)，即將無(wú)菌，無(wú)油的壓縮空氣在麥汁冷卻的輸送線路中，通過(guò)文丘里管或不銹鋼舌片混合器，肽管混合器，在線上充氧。此外麥汁應(yīng)采取分批進(jìn)罐，冷麥汁通風(fēng)時(shí)間，宜早不宜晚，最后 1-2 批進(jìn)罐麥汁不再通風(fēng)。1.4 啤酒發(fā)酵1.4.1 啤酒酵母1. 啤酒酵母的分類能使含糖液體自然發(fā)酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜” ，器底形成“沉淀”的生物，統(tǒng)稱為“酵母” 。廣義上說(shuō)，凡是單細(xì)胞、世代時(shí)間較長(zhǎng)的低等真核生物，統(tǒng)稱為“酵母” 。酵母的分類：a.夫羅貝爾酵母：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 b.薛士酵母：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀快 c.卡爾斯貝酵母：卡爾倍一號(hào)，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號(hào)二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快。2. 啤酒酵母的絮凝啤酒酵母的絮凝特性是重要的生產(chǎn)特性，它會(huì)影響酵母的回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過(guò)濾方法的啤酒風(fēng)味。酵母細(xì)胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達(dá)到 30mg/l 以上時(shí)的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià)離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng) ”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。3. 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng) 啤酒酵母純正與否，對(duì)啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大。啤酒工廠生產(chǎn)使用的酵母由保存的純種酵母，經(jīng)過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)，達(dá)到一定數(shù)量后，供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。每個(gè)啤酒廠都應(yīng)保存適合本廠使用的純種酵母，以保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的順序如下：斜面試管（原菌種）→富氏瓶或試管培養(yǎng)→巴氏瓶或三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢生罐培養(yǎng)→酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐→酵母繁殖罐→發(fā)酵罐。以上從斜面試管到卡氏罐培養(yǎng)為實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段；漢生罐以后為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)階段。第一章 啤酒工藝選擇與論證94. 接種量表 2-1 不同麥汁濃度的酵母添加量麥汁濃度 酵母泥添加量7～9 0.3～0.410～12 0.4～0.613～15 0.5～0.716～20 0.6～1.01.4.2 啤酒發(fā)酵方法的選擇啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：傳統(tǒng)發(fā)酵，錐形罐發(fā)酵；連續(xù)發(fā)酵法，分批式發(fā)酵法；上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法；一罐發(fā)酵法，兩罐法發(fā)酵；本設(shè)計(jì)選用的是兩罐式發(fā)酵法。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分析和比較來(lái)進(jìn)行取舍。1.連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵主要有多罐式連續(xù)發(fā)酵和塔式連續(xù)發(fā)酵，這種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)都可大大縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動(dòng)力和洗刷費(fèi)用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動(dòng)力消耗大。塔式系統(tǒng)對(duì)酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求凝聚性強(qiáng)。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評(píng)與間歇法啤酒差別大，難以被消費(fèi)者接受。八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由于污染和風(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。從實(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)計(jì)不采用此法。2.下面發(fā)酵傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，主發(fā)酵容器安置在空氣過(guò)濾，絕熱良好和清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)。室溫保持 5～6℃；采用開(kāi)放式或密閉式、圓形或方形的主發(fā)酵容器。后發(fā)酵則設(shè)置在單獨(dú)的貯酒室內(nèi)，采用金屬或木制的貯酒罐，作后發(fā)酵和貯酒用。貯酒室溫保持在 O～l℃。下面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)是：（1） 采用下面酵母，主發(fā)酵溫度比較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢，發(fā)酵的代謝副產(chǎn)物相對(duì)較少。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降發(fā)酵容器底部。（2） 下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長(zhǎng)，酒液澄清良好。C02 飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細(xì)微，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。3.上面發(fā)酵啤酒發(fā)酵系以上面發(fā)酵為起源，而后由于選用的純粹培養(yǎng)酵母不同，劃分為上面四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)10發(fā)酵與下面發(fā)酵兩種啤酒發(fā)酵類型。上面發(fā)酵在發(fā)酵外觀、技術(shù)操作和發(fā)酵設(shè)備方面與下面發(fā)酵有所不同，但兩者的發(fā)酵機(jī)理是一致的。上面發(fā)酵工藝的特點(diǎn)（1） 上面發(fā)酵系采用上面酵母，是在較高的溫度(15～20℃)下進(jìn)行的。酵母起發(fā)快，接種量可以減少，形成的酵母新細(xì)胞較多。發(fā)酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母回收工作雖較下面發(fā)酵復(fù)雜，但酵母使用代數(shù)遠(yuǎn)較下面發(fā)酵為多，長(zhǎng)久沒(méi)有衰退現(xiàn)象。（2） 上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為 13～16℃，比較高。發(fā)酵 2～3 天，當(dāng)酵母升至液面時(shí)，為發(fā)酵旺盛階段，此時(shí)應(yīng)開(kāi)始降低液溫，可采用 12～14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)立即撤去，發(fā)酵 4～6 天即行結(jié)束。（3） 發(fā)酵結(jié)束后，酵母成緊密的一層浮在液面上，厚為 3～4cm。（4） 上面發(fā)酵在發(fā)酵過(guò)程中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對(duì)凝集性強(qiáng)的酵母，通風(fēng)尤屬必要。（5） 上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近最終發(fā)酵度。分離酵母后，加膠處理，貯藏澄清一階段，采用人工充二氧化碳，使達(dá)飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒時(shí)，酒液中保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧他碳飽和在酒中。（6） 上面發(fā)酵釀制的啤酒成熟快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特的風(fēng)味，但保存期短。從實(shí)際出發(fā)，選用下面酵母發(fā)酵法。4.一罐法發(fā)酵隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有啤酒廠普遍采用一罐發(fā)酵工藝，即麥汁的主發(fā)酵，雙乙酰還原、降溫以及貯酒階段在同一個(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時(shí) CO2 損失少；酒損少，因?yàn)闆](méi)有了管道中殘酒的損失；所需的工作時(shí)間少；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构?，沒(méi)有氧侵入的危險(xiǎn)。5. 兩罐法發(fā)酵一罐法發(fā)酵工藝簡(jiǎn)單, 便于操作, 能夠節(jié)省投資, 但由于麥汁整個(gè)發(fā)酵過(guò)程都在同一個(gè)發(fā)酵罐中進(jìn)行, 使得冷凝物的排放及酵母沉淀效果不十分理想。由于露天發(fā)酵罐一般直徑較大, 若酒液缺少對(duì)流, 就會(huì)使其溫度分布不均勻 , 罐中心酒液溫度與罐壁處酒液溫度需長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡, 從而影響啤酒風(fēng)味。同時(shí) , 一罐法發(fā)酵工藝發(fā)酵周期較長(zhǎng), 生產(chǎn)旺季難以滿足市場(chǎng)需求。故不采用一罐法。故本設(shè)計(jì)采用兩罐法發(fā)酵。1.4.3 啤酒發(fā)酵工藝傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過(guò)添加酵母，前發(fā)酵（酵母第一章 啤酒工藝選擇與論證11增殖） ，主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。相應(yīng)的設(shè)備是：酵母添加器，前發(fā)酵池，主發(fā)酵池，后發(fā)酵罐和儲(chǔ)酒罐。各段發(fā)酵均在有絕熱維護(hù)層，并具有室溫調(diào)節(jié)裝置的的廠房?jī)?nèi)進(jìn)行，一般分為前發(fā)酵室（7-8℃）主發(fā)酵室（6-7℃） ，后酵和儲(chǔ)酒室（2-0℃）等部分。1.4.3.1 酵母接種量和添加方法1．酵母接種量：本設(shè)計(jì)分批發(fā)酵采用低溫，緩慢發(fā)酵，因此接種量比較小，接種后細(xì)胞濃度控制在（5-12）×10 個(gè)/ml。 6設(shè)酵母泥的濃度為 20×10 個(gè)/g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為：88×10 個(gè)/ml 則每千克麥汁接種酵母泥克數(shù)（ n）：6n=8×10 ×1000/20×10 =4g 即接種量為 0.4%。682. 酵母添加方法：a.干道和濕道添加法；b.倍量添加法；c.分割法；d.遞加法。本設(shè)計(jì)采用干道法添加酵母：在酵母添加器中加入每批麥汁所需的酵母，再加上二倍量的冷麥汁，用無(wú)菌壓縮空氣充分混合，壓到前酵池中，再用無(wú)菌空氣攪拌均勻即可。1.4.3.2 前發(fā)酵:所謂前發(fā)酵，就是指接種酵母泥處于休眠階段，酵母和麥汁接觸后，有較長(zhǎng)（數(shù)小時(shí)至十小時(shí)）的生長(zhǎng)滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長(zhǎng)緩滯期，出芽繁殖細(xì)胞濃度達(dá)到 20× 個(gè)/ml，發(fā)酵麥汁表面開(kāi)始?xì)馀?，此階段即為前發(fā)酵。但610由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至 20～30 個(gè)小時(shí)。 1.4.3.3 主發(fā)酵：主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中的氨基酸和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),