【正文】 5．酶制劑和添加劑的應(yīng)用，α — 淀粉酶，β 淀粉酶，糖化酶， R酶等酶制劑再衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝要求，適時(shí)適量的使用，對(duì)改善工藝和麥汁組分有一定的作用 。 流程論證 本設(shè)計(jì)引用了的輔料，而輔料都為不發(fā)芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳細(xì)胞壁中的生淀粉，只有經(jīng)過(guò)破除淀粉細(xì)胞壁，使淀粉溶出，再經(jīng)糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉漿，才能受到麥芽中淀粉酶的充分利用，形成可發(fā)酵性糖和可溶性低聚糊精。此未發(fā)芽谷物的預(yù)處理，一般在糊化加水加麥芽后，生溫生至煮沸。而本設(shè)計(jì)選用的復(fù)式浸出糖化法，能很好的完成輔料的酶和煮沸處理。此法對(duì)輔料糊化有兩大特點(diǎn)：一是大加水比，二是盡可能利用外加α — 淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過(guò)多的麥芽，再糊化煮沸時(shí)，促進(jìn)皮殼溶解和形成焦糖，類 黑精。并且此法采用兩段式糖化溫度，提高了可發(fā)酵性糖的含量 。 3． 3 發(fā)酵工藝及設(shè)備的選擇及論證 工藝流程的說(shuō)明 ：采用薄板冷卻器。冷卻介質(zhì)為 2186。C 的冷水，經(jīng)換熱后麥汁的溫度為 8186。C，熱麥汁進(jìn)口溫度為 8186。C，水出口溫度為 80186。C，冷卻時(shí)間為 1小時(shí)。此流程的優(yōu)點(diǎn)如下： （ 1） 有效解決啤酒生產(chǎn)中生產(chǎn)用水的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段冷卻后的本身被加熱到 80186。C 左右 。 （ 2） 可以做為糖化和洗滌用水 。 8 （ 3） 冷卻面積大 。 （ 4） 降低能耗。操作簡(jiǎn)單。 ：麥汁冷卻到發(fā)酵接種溫度后，接觸 氧，此時(shí)氧反應(yīng)微弱，氧在麥汁中成溶解狀態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖所必須的。它可使酵母自身的數(shù)量增殖（ 5～ 60）179。 107 個(gè) /ml，保證發(fā)酵順利進(jìn)行。通入無(wú)菌空氣，使麥汁含氧量達(dá)到 8mg/L 麥汁 ：采用圓筒錐底發(fā)酵罐，它同傳統(tǒng)發(fā)酵罐比有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）加速發(fā)酵 由于發(fā)酵基質(zhì)（麥汁）和酵母對(duì)流獲得強(qiáng)化，可加速發(fā)酵 （ 2）廠房投資節(jié)省 發(fā)酵和貯酒可以大部分或全部分在戶外，而且罐數(shù)、罐總?cè)莘e減少，廠房投資節(jié)省 （ 3）冷耗節(jié)省 冷卻是直接冷卻發(fā)酵罐和酒液，而且冷卻介質(zhì)再?gòu)?qiáng)制循環(huán)下，傳熱系數(shù)高，比傳 統(tǒng)發(fā)酵節(jié)省 4050%的冷耗 （ 4）發(fā)酵罐清洗、消毒 依賴 CIP 自動(dòng)化清洗消毒，工藝衛(wèi)生易得到保證 ： 采用硅藻土過(guò)濾機(jī)。通過(guò)不斷的添加助濾劑，使過(guò)濾性能得到更新，補(bǔ)充，具有過(guò)濾性強(qiáng)，對(duì)過(guò)濾很渾濁的酒比棉餅過(guò)濾省氣、省水、省工的特點(diǎn)。 發(fā)酵工藝 1. 麥汁進(jìn)罐溫度，第一鍋 ，第二鍋是 8186。C，第三鍋是 8186。C，滿鍋溫度 8186。C。 2．冷卻的麥汁用酵母計(jì)量泵定量添加酵母，直接泵入 發(fā)酵，接種量為 — %，接種后細(xì)胞濃度為（ 15177。 3）179。 106 個(gè) /L。 3. 麥汁（五鍋）在 20 小時(shí)必須滿罐。 4．滿罐 8186。C，開始敞口自然發(fā)酵，維持 8186。C 24 小時(shí)，排冷凝物及死酵母。 5．進(jìn)冷控制升溫，使溫度在 24 小時(shí)升至 ，恒溫發(fā)酵 24 小時(shí)，然后生溫，在 24 小時(shí)升至 11186。C。 — 時(shí)封罐保壓， 11186。C 恒溫 3— 5 天，進(jìn)行雙乙酰還原。 ，以 ，然后 12h 降至 5186。C，恒溫發(fā)酵 24h，排第一次酵母 3— 5min. 8. 以 (24h)，恒溫 24h，排第二次酵母 3— 5min . 9． 罐壓保持在 — ，如果壓力不夠，可通入其它罐旺盛時(shí)排出的 CO2，使其達(dá)到要求，出酒前排第三次酵母。 發(fā)酵工藝參數(shù)的確定 以前采用冷卻麥汁混合酵母后分批進(jìn)入繁殖罐，使酵母克服滯緩期，進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期再泵入。而現(xiàn)在采用直接進(jìn)罐法。即冷卻通風(fēng)后的麥汁用酵母計(jì)量泵定量添加酵母，直接泵入 發(fā)酵。操作方便，控制容易。 麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短發(fā)酵時(shí)間，大多采用較高接種量， — ﹪，接種后細(xì)胞濃度為（ 15177。 3）179。 106 個(gè) / ml,麥汁是分批進(jìn)入 ，為了減少 VDK 前驅(qū)位置，α — 乙酰乳酸的生成量，要求滿罐時(shí)間在 12— 18h之內(nèi)。麥汁接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段溫度的，一般低于主發(fā)酵溫度 2— 3℃，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。 3. 主發(fā)酵溫度 大罐發(fā)酵就國(guó)內(nèi)采用的酵母菌株而言，多采用低溫發(fā)酵（ 89℃）和中溫發(fā)酵（ 1012℃），低溫發(fā)酵適用于〈 11 度麥汁濃度。中溫發(fā)酵適用于新菌株，釀造淡爽啤酒， 還原 大罐發(fā)酵中，后 發(fā)酵一般稱做” VDK”還原階段。 VDK 還原初期一般均不排放酵母，就是 9 發(fā)酵全部酵母參與 VDK 還原，這樣可縮短還原時(shí)間。 、降溫 VDK 還原階段的終點(diǎn)，是根據(jù)成品啤酒應(yīng)控制的含量而定，現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)啤酒要求VDK，可降溫。再降溫、排酵母、貯酒中， VDK 有少量下降，則可達(dá)到要求。 再傳統(tǒng)式發(fā)酵中，主發(fā)酵是在無(wú)罐壓或微壓下進(jìn)行的。發(fā)酵中是酵母的毒物，會(huì)抑制酵母繁殖和發(fā)酵速率。本設(shè)計(jì)選用的 發(fā)酵，主發(fā)酵階段均采用微壓（ — ），主發(fā)酵后期才 封罐逐步升高，還原階段才 1— 2d 才升至最高制，這樣一來(lái)有效的提高了酵母繁殖和發(fā)酵速率。 第 4 章 工藝計(jì)算 物料平衡計(jì)算 啤酒生產(chǎn)的物料衡算 糖化車間工藝流程示意圖 根據(jù)我國(guó)啤酒生產(chǎn)現(xiàn)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)如表 1所示。 圖 2 啤酒廠糖化車間工程流程示意圖 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 1 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行 100kg 原料生產(chǎn) 10176。淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行100L 10176。淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行 202100t/a啤酒廠糖化車間 的物料平衡計(jì)算。 表 1 啤酒生產(chǎn)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) 無(wú)水麥芽 浸出率 78 原料配比 麥 芽 70 大 米 30 無(wú)水大米 浸出率 90 啤酒損失率（對(duì)熱麥汁） 冷卻損失 7 發(fā)酵損失 2 原料利用率 98 過(guò)濾損失 1 麥芽水分 6 裝瓶損失 2 大米水分 12 總 損 失 12 10 100kg原料（ 70%麥芽， 30%大米）生 產(chǎn) 10176。淡色啤酒的物料衡算 (1)熱麥計(jì)算 根據(jù)表 1可得到原料收率分別為： 麥芽收率為： 78%179。 (1006) %=% 大米收率為： 90%179。 (10012) %=% 混合原料收得率為： （ 179。 %+179。 %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合料原料可制得的 10176。熱麥汁量為： （ %179。 100）247。10%=(kg) 又知 10176。麥汁在 20℃時(shí)的相對(duì)密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時(shí)的麥汁體積增加 ，故熱麥汁 （ 100℃）體積為： 247。 (179。 1000)179。 1000179。 =(L) (2)冷麥汁量為： 179。 ()=(L) (3)發(fā)酵液量為： 179。 ()=(L) (4)過(guò)濾酒量為： 179。 ()=(L) (5)成品啤酒量為： 179。 ()=(L) 生產(chǎn) 100L10176。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) 10176。淡色成品啤酒 ，故可得以下結(jié)果： （ 1）生產(chǎn) 100L10176。淡色啤酒需耗混合原料量為： （ 100/）179。 100= (kg) （ 2）麥芽耗用量為： 179。 70%=(kg) （ 3）大米耗用量為： =(kg) （ 4）酒花耗用量：對(duì)淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %，故為： (100/) 179。 179。 %=(kg) （ 5）熱麥汁量為：（ ） 179。 =(L) （ 6）冷麥汁量為：（ ）179。 =(L) （ 7）濕糖化糟量 設(shè)熱電廠出的濕麥芽糟水分含量為 80%，則濕麥芽糟量為： [（ ）（ 10078） /（ 10080） ]179。 =(kg) 而濕大米糟量為： [（ ）（ 10090） /（ 10080） ]179。 =(kg) 故濕糖化糟量為： +=(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%，則酒花糟量為： [（ 10040） /（ 10080） ]179。 =(kg) 202100t/a 10176。淡色啤酒釀造車間物料衡算表 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 16次，而淡季則糖化 8次，每年總糖化次數(shù)為 3600次。由此可計(jì)算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。把述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表，如表 2所示。 11 表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表 物料名稱 單位 對(duì) 100kg 混合原料 100L 10 176。度淡色啤酒 糖化一次定額量 100000t/a啤酒生產(chǎn) 混合原料 Kg 100 30166179。 107 大 麥 Kg 70 20216179。 107 大米 Kg 30 179。 107 酒花 Kg 40744179。 105 熱麥汁 L 179。 107 冷麥汁 L 179。 107 濕糖化糟 Kg 179。 107 濕酒花糟 Kg 179。 105 發(fā)酵液 L 179。 107 過(guò)濾酒 L 179。 107 成品啤酒 L 179。 107 備注： 10度淡色啤酒的密度為 1012kg/m3 ： 100kg原料約用水 450kg,則需用水量 179。 450247。 100= 用水時(shí)間為 ,則每小時(shí)洗糟最大用水量為 247。 = G=Q247。 C247。 (t2t1) (冷卻時(shí)間為 1h) 其中 :熱麥汁放出熱量 Q=Gp179。 Cp(t1’ t2’ ) 熱麥汁比重 C 麥汁 = 熱麥汁量 Gp=179。 =熱麥汁比熱 Cp=(kg.℃ ) 熱麥汁溫度 t1’ =100℃ t2’ =55℃ 冷卻水溫度 t1=18℃ t2=45℃ 冷卻水比熱 C=1 Q=179。 (10055)= Kcal/h G=247。 1247。 (4518)=1. 沉淀槽洗刷用水 每次洗刷用水 噸 ,沖洗時(shí)間為 ,則每小時(shí) 最大用水量 =247。 =7(噸 /時(shí) ) 啤酒生產(chǎn)中蒸汽耗量的計(jì)算 二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工藝，下面就以為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的勢(shì)量衡算。 工程流程示意圖如圖 2所示，其中的投料量為糖化一次的用料量（計(jì)算參表 2） 糖化用水耗熱量 Q1 根據(jù)工 藝，糊化鍋加水量為： 12 G1=（ +）179。 =(kg) 式中， ， （為大米量的 20%） 圖 3 啤酒廠糖化工藝流程圖 而糖化鍋加水量為： G2=179。 =(kg) 式中， ，即 =(kg) 而 。 故 糖化總用水量為： GW=G1+G2=+=(kg) (1) 自來(lái)水的平均溫度取 t1=18℃ ,而糖化配料用水溫度 t2=50℃ ,故耗熱量為： Q1=(G1+G2)cw(t1t2)=(5018) 179。 =(KJ) (2) Q2 由 糖 化 工 藝 流 程 圖 （ 圖 3 ）可知 : Q2= Q21 ＋ Q22 ＋ Q23 (3) 糖化鍋內(nèi)米醪由初溫 t0加熱到 100℃的耗熱量 Q21 Q21=G 米醪 C 米醪 （ 100t0） (4) (1) 計(jì)算米醪 的比熱容 G 米醪 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 G 容物 =[(100W)c0+]進(jìn)行計(jì)算。式中 W為含水百分率； c0為絕對(duì)谷物比熱容，取 c0=(Kg178。 K). C 麥芽 =[（ 1006） +179。 6]=(Kg178。 K) C 大米 =[（ 10012） +179。 12]=(Kg178。 K) 13 C 米醪 =（ G 大米 c 大米 +G 麥芽 c 麥芽 + G1cw） /(G 大米 +G 麥芽 + G1) （ 5） =( 179。 + 179。 + 179。)/( ++) = KJ/(Kg178。 K) (2) 米醪的初溫 t0設(shè)原料的初溫為 18℃，而熱水為 50℃，則 t0 =[（ G 大米 c