【正文】 . 麥汁的充氧 (1) 熱麥汁的氧化 麥汁在 高溫之 下接 觸氧， 此時 氧很少 以溶 解形式 存在 ，而是 和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)、酒花樹脂、多酚等發(fā)生氧化反應(yīng)。 麥汁中氧氣的溶解量，符合 ”亨利 道爾 頓 ”定律，氧在 麥汁中溶解度麥汁中 氧分壓 成正比 ，與 麥汁溫 度成反 比。 即將 無菌、 無油 的壓縮 空氣在麥汁冷 卻的輸 送線路 中， 通過文 丘里管 或不 銹鋼舌 片混 合器、 肽管混 合器，在線上通風(fēng)充氧。 浸出得率和原料利用率 為了比 較和其 他原 料的糖 化完 全程度 和過 濾時浸 出物 的回收 情況，常采用 浸出物 收得率 或原 料利用 率考察 糖化 車間量 的關(guān) 系。 最終麥汁質(zhì)量 最終麥 汁是指 加酒 花煮沸 ，麥 汁定型 并分 離凝固 物后 的麥汁 。 酵母的分類 ： ： 發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 ： 發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀快 ： 卡爾倍一號，發(fā)酵度高，沉淀慢 ；卡爾號二號，發(fā)酵度低，沉淀快。 影響啤酒質(zhì)量的主要因素： (1)麥汁組成 . (2)啤酒酵母的品種的菌株特性 . (3)投入酵母的數(shù)量的質(zhì)量狀況，以及發(fā)酵中酵母的生長情況 . (4)發(fā)酵容器的形狀、尺寸、材料 . (5)發(fā)酵工藝條件（ ｐ H、溫度、溶氧水平、發(fā)酵時間等）。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動力消耗大。 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。 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。 （ 2） 下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長，酒液澄清良好。 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。發(fā) 酵 2～ 3 天，四川理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 當(dāng)酵母升至液面時，為 發(fā)酵 旺盛階段，此時 應(yīng)開始降低液溫 ，可采用 12～14℃ 冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時立即撤去，發(fā)酵 4～ 6 天即行結(jié) 束。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。 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 在同一個露天發(fā)酵罐中進(jìn)行 。 貯酒罐宜采用 D： H=1： 1— ，大直徑 ， 120 大錐角的 立式圓筒圓錐罐 結(jié)論： 根據(jù) 本次釀 造啤 酒屬 淡爽 型及考 慮到 更少 占有廠 房。 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 內(nèi)進(jìn)行 ，一 般分為 前發(fā)酵 室第一章 啤酒工藝選擇與論證 25 （ 78℃ ）主發(fā)酵室（ 67℃ ），后酵和儲酒室（ 20℃ ）等部分。 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， 用無菌 壓縮 空氣充 分混 合，壓 到前酵 池中，再用無菌空氣攪拌均勻即可。 設(shè)酵母泥的濃度為 2010 8 個 /g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為： 810 6 個 /ml 則每千克麥汁接種酵母泥克數(shù)（ n）： n=810 6 1000/2010 8 =4g 即接種量為 %。 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) 過添加 酵母，前發(fā)酵（酵母增殖），主發(fā)酵，后發(fā) 酵和貯酒等階段。 兩罐法發(fā)酵 此法制 得的 啤酒特 點(diǎn)為 有較 長陳 貯后熟 期， 啤酒 風(fēng)味特 性有 陳 釀香味，口感柔和、醇厚、細(xì)膩，泡沫細(xì)膩和穩(wěn)定。 （ 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。 （ 4）上面發(fā)酵在發(fā)酵過程 中通風(fēng)時間長，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對凝集性強(qiáng)的酵母，通風(fēng)尤屬必要。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，長久沒有衰退現(xiàn)象。 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 面發(fā)酵 與下面 發(fā)酵兩 種啤酒 發(fā)酵類 型。 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)物相對較少。 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 氣過濾 ，絕熱 良好和 清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分析和比較來進(jìn)行取舍。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 30 mg/l 以上時的促 凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià) 離子也能促凝，但是單價(jià)離子會因 “反離子效應(yīng) ”對其產(chǎn)生抑制作用。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 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 ”。 一般來說原料移用率可達(dá) 98%～ 99%。因?yàn)橥L(fēng) 太遲，會延長酵母停滯期，增加雙乙酰，并使罐中泡沫增加，影響罐容積。 在 6℃ 以下，空氣通風(fēng) 度 麥汁，飽和溶氧量約為 。目 前我 國認(rèn)為 從麥芽 粉加 水投料 至冷 卻前， 隔氧操 作是關(guān)鍵措施。另外在 60OC 時又恢復(fù)澄清 透明，所以此過程是可反的 . 麥汁冷 凝固物 組成 為： 多肽 45％～ 65％ 、多酚 30％～ 45％ 、多糖2％～ 4％、灰分 1％，具有 2 個等電點(diǎn)， 和 ，當(dāng)溫度大于 60O C時會重新分散于麥汁中。 濕熱凝固物（含揮發(fā)物 80%85%）， 占麥汁量的 %%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 g。如不分離熱凝固物，在發(fā)酵中，會引起 酵母吸 附絮凝 使發(fā) 酵不正 常。 麥汁處 理因使 用設(shè) 備和要 求不 同，流 程很 多，本 設(shè)計(jì) 考慮實(shí) 際情況采用以下流程對麥汁進(jìn)行處理： (1) 酒花分離 煮沸鍋 回旋沉淀槽 泵 熱麥汁 薄板冷卻系統(tǒng) 無菌空氣 通風(fēng) 酒花糟及熱凝固物 發(fā)酵 第一章 啤酒工藝選擇與論證 19 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)采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。 由于 發(fā)酵技 術(shù)不同 ，成 品啤酒 質(zhì)量 要求不 同，處 理方法有很大差異 .最主要差別是冷凝固物是否分離。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。5 Bu。 酒花 浸出率 高，所得麥汁質(zhì)量好。 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，麥汁形成對流，省去動力和攪拌 系統(tǒng)。 (4)浸出酒花中物質(zhì)。P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。 過濾方法的選擇 （ 1） 過濾槽法 過濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以過濾篩板和麥糟構(gòu)成過濾介質(zhì)，用醪的液柱高度 產(chǎn)生靜壓力為推動力實(shí)現(xiàn)過濾。 麥芽醪的過濾過程包括如下三個過程： （ 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，使之全部轉(zhuǎn)變成無色糊精或糖類，提高原料浸出物收得率。 (6) 酶制劑的和添加劑的使用 α淀粉酶、 β淀粉酶 、糖化酶、 R酶、葡聚糖酶等酶 制劑，乳 酸、磷酸 、石膏等ｐ H 調(diào) 整物質(zhì)， 多酚消除劑 等一系列添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要適量使用。形成 α氨基氮為 45～ 50 OC，形成 可溶性多肽為 50～ 55 OC，作用 時間為 10～ 10 分鐘。 我國啤 酒生產(chǎn) 大多數(shù)使用非發(fā)芽谷物做輔料，所有均采用復(fù)式糖化法。 浸出糖 化法是 指麥 芽醪只 利用 酶的生 化作 ，用不 斷加 熱或冷 卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成。故本設(shè)計(jì)才用此方法進(jìn)行糖化。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 間短， 麥汁成 份好，適合釀造傳統(tǒng)下面發(fā)酵啤酒。 (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。 糖化過 程是原 料的 分解和 萃取 的過程 ，它 主要是 依靠 麥芽中 個種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié)助酶促分解和萃取過程。溶解的各種干物質(zhì)稱作 “浸出物 ”(extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱作 “麥芽 汁 ”或 “麥汁 ”(Wort)。 輔料 (大米 )粉碎采用三輥或四輥的二級粉碎機(jī)，第一和第二輥之間的輥間距為 ～ ，大米在此進(jìn)行粗粉碎，經(jīng)過篩分后粗粉和細(xì)粉分別進(jìn)儲倉，篩面粗粉再進(jìn)入第二、三輥之間，輥間距為 ～ ，粉碎成細(xì)粉，三輥均是拉絲輥。 輥式粉碎機(jī) ，根據(jù)每臺機(jī)的輥數(shù)可分 成：對輥式、四輥 式、五輥和六輥式多種。在 小時內(nèi)完成一批投料，根據(jù)日加工量，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器臺數(shù)。淀粉等儲藏物質(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。 （ 4） 在保證上述三點(diǎn)的原則下，縮短生產(chǎn)時間，降低工時和耗能。這些物質(zhì)會 影響到啤酒的風(fēng)味和穩(wěn)定性 。 麥汁制造的工藝要求： （ 1） 原料有效成分得到最大限度的萃取。 Na+ ,K+ 的影響 Na+ ,K+常常在 50—100:300— 淺色啤酒變得粗糙，不柔和。麥汁含 Ca2+在 每升 80 到 100 毫克時 ，可促進(jìn)麥汁煮沸時形成 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 。 四川理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 2）麥汁 pH 升高，麥芽皮 殼多酚等有害物質(zhì)溶解度加 大，啤酒色澤和澀味增加。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。 這種粗加工方法也存在缺點(diǎn)，主要是： （ 1）貯藏酒花球果，水分太高，不利于粉碎 （ 2）酒花粉在使用前在常 溫下保存十余小時至幾天 ，酒花的氧化很嚴(yán)重 （ 3）貯存時間太長的酒花，一些有害物 質(zhì) 的溶解加劇，影響啤酒的第一章 啤酒工藝選擇與論證 9 風(fēng)味 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。 B 類：香型酒花（兼型） 普通香 型酒花的 α酸含量為 5. 0%%， α酸、 β 酸的比值為 — 酒花精油含量為 %%。 ② 在麥汁冷卻時形成冷凝固物。過去把它們統(tǒng)稱 “軟樹脂 ”。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)。 (3)小麥 我國是世界小麥主要生產(chǎn)國。 (1)大米 啤酒釀造用大米，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 感越好 ，釀造 的啤 酒風(fēng)味 也越 好。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。 （ 5）麥 粒形態(tài) 麥粒以短胖者比瘦長者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低，發(fā)芽快。 谷蛋白 也有 四有組 分組成 ，約占大麥總蛋白量的 29%。某 些醇溶 蛋白是 造成 啤酒渾 濁和氧 化渾 濁主要 成分 。 ② 球蛋白 球蛋白是種子的儲藏蛋白，占大麥總質(zhì)量的 31%，不溶于純水，溶于稀酸和稀堿。 按其在 不同 溶劑中 的溶 解度和 沉淀形 狀分為下列四組。半 纖維素 不溶于 熱水 ，而溶 于稀 堿溶液 。 （ 4） 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。 麥芽淀粉酶作用于直鏈淀粉，幾乎全部轉(zhuǎn)化為麥芽糖和葡萄糖，但作用 于直 鏈淀粉 ，除生 成麥 芽糖和 葡萄糖 外， 尚生成 數(shù)量 相當(dāng)?shù)?糊精和 異麥芽糖 。大麥淀粉有大顆粒（ 2040 微米）和小顆粒（ 210 微米）之分。 因此，在本設(shè)計(jì)中選用二棱大麥。第一章 啤酒工藝選擇與論證 3 第一章 啤酒工藝選擇與論證 全廠工藝流程圖 圖 11 啤酒全廠工藝流程圖 粉碎 麥芽 濕法粉碎 糊化 蛋白分解 糖化 回旋分離 煮沸 麥糟 過濾 麥汁冷卻 酒花糟 啤酒花 充氧 冷麥汁 主酵 添加酵母 后熟 冷貯 排放酵母 待濾酒 硅膠 緩沖罐 過濾 硅藻土 高濃稀釋 添加劑 自來水 稀釋水 水處理 袋式過濾 精濾 清酒 袋式過濾器 裝酒 壓蓋 殺菌