【正文】 一般認(rèn)為，酵母添加量小，酵母增殖后的酵母多，有利于高級(jí)醇的生成。 適量的高級(jí)醇賦予啤酒飽滿的口感，含量過(guò)高產(chǎn)生溶劑味且對(duì)人體將康不利。 啤酒中高級(jí)醇閥值及其對(duì)啤酒風(fēng)味影響。 ⑴啤酒中高級(jí)醇的來(lái)源 啤酒中大約 80%的高級(jí)醇是在主發(fā)酵期間，酵母進(jìn)行繁殖的過(guò)程中形成的，也就是酵母在合成細(xì)胞蛋白質(zhì)時(shí)形成。若將 a 24 乙酰乳酸脫羧酶加入麥芽汁，該酶通過(guò)迅速脫羧反應(yīng)（非氧化反應(yīng)）將 a乙酰乳酸轉(zhuǎn)化為乙偶姻，它消除所有培 養(yǎng)液中的 a乙酰乳酸使其不能國(guó)貨為雙乙酰。 提高雙乙酰還原溫度 啤酒低溫發(fā)酵可以減少發(fā)酵副產(chǎn)物的形成，保證啤酒口味純正。 麥芽汁成分 在相同發(fā)酵條件下，麥芽汁中 a氨基氮含量對(duì)下酒時(shí)雙乙酰含量有明顯影響，見(jiàn)下表。強(qiáng)壯酵母數(shù)量多、代謝旺盛，雙乙酰的還原速度快。 (1) 雙乙酰的合成途徑 雙乙酰 (或 2， 3戊酮 )是由丙酮酸 (糖代謝的中間產(chǎn)物 )在生物合成纈氨酸 (或異亮氨酸 )(酵母繁殖所需氨基酸 )時(shí)的中間代謝產(chǎn)物α 乙酰乳酸 (或α 乙酰羥基丁酸 )轉(zhuǎn)化得到的 ,是啤酒發(fā)酵的必然產(chǎn)物。這些代謝副產(chǎn)物的形成對(duì)啤酒的成熟和產(chǎn)品風(fēng)味有很大影響，如雙乙酰具有餿飯味，是造成啤酒不成熟的主要原因；高級(jí)醇含量高的啤酒飲用后容易出現(xiàn)“上頭”，啤酒口味也變差等。發(fā)酵后期，酵母細(xì)胞向發(fā)酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死細(xì)胞中的蛋白酶被活化后，分解細(xì)胞蛋白質(zhì)形成多肽，通過(guò)被適當(dāng)水解的細(xì)胞壁進(jìn)入發(fā)酵液 ，此現(xiàn)象稱為酵母自溶，其對(duì)啤酒風(fēng)味有較大影響，會(huì)造成“酵母臭”。實(shí)際酵母接入麥芽汁后主要進(jìn)行的是無(wú)氧酵解途徑（發(fā)酵），少量為有氧呼吸代謝。蔗糖要被酵母產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化酶水解為葡萄糖和果糖后才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。反應(yīng)中需要焦磷酸硫胺（ TPP）為輔酶，并需Ｍ g2+激活。此步反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。在磷酸甘油酸變位酶的催化下， 3磷酸甘油酸變?yōu)?2磷酸甘油酸。正常情況下反 應(yīng)傾向于生成 磷酸甘油醛，由于其在后一步反應(yīng)中不斷被消耗而逐漸減少。 磷酸己糖異構(gòu)酶 6磷酸葡萄糖 6磷酸果糖 （ 3） 6磷酸果糖生成 1,6二磷酸果糖。每 1mol 葡萄糖發(fā)酵后釋放的總能量為 ，其中有 61mol 以 ATP 的形式貯存下來(lái)，其余則以熱的形式釋放出來(lái)，因此發(fā)酵過(guò)程中必須及時(shí)冷卻，避免發(fā)酵溫度過(guò)高。啤酒發(fā)酵分主發(fā)酵（旺盛發(fā)酵）和后熟兩個(gè)階段。在整個(gè)啤酒發(fā)酵過(guò)程中，酵母利用葡萄糖除了產(chǎn)生乙醇和 CO2外，還生成乳酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸和琥珀酸等有機(jī)酸，同時(shí)有機(jī)酸和低級(jí)醇進(jìn)一步聚合成酯類物質(zhì)；經(jīng)過(guò)麥芽中所含的蛋白質(zhì)降解酶將蛋白質(zhì)降解 成胨、肽后，酵母菌自身含有的氧化還原酶繼續(xù)將低含氮化合物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成氨基酸和其它低分子物質(zhì)。 然后采用下部頂 CO2泵入大罐，由于其容量較大，常需 分批送入麥汁，一般要求在 10~18h 內(nèi)裝滿罐，品溫以 9℃ 為宜。冷麥芽汁的量與酵母種子液體積之比為 1:。種液與麥芽汁體積之比為 1： 2。 ，將上述 4 個(gè) 卡氏罐 的酵母種液一次倒入 1 個(gè)己滅菌的鋁桶內(nèi)，加入冷麥芽汁 160L。接種后瓶口用火焰滅菌，然后放入 25℃ 恒溫箱中培養(yǎng) 24h。 啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)工藝 在無(wú)菌室打開(kāi)原菌試管，挑取 1 菌耳酵母菌菌落，接 入 己滅菌的盛有 5ml麥芽汁的試管中，共 8 支試管，每支接 1 菌耳。 ８．啤酒成熟早，口味好。 .從 1～７代酵母的使用情況看 ，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)有死酵母，生命力極強(qiáng)。 下面是應(yīng)用西德 DX1 酵母的一些數(shù)據(jù)。按照凝聚力大小，把發(fā)酵終了細(xì)胞迅速凝聚的酵母，稱為凝聚性酵母；而細(xì)胞不易凝聚的下面啤酒酵母，稱為粉未性酵母。 發(fā)酵度是指隨著發(fā)酵的進(jìn)行，麥汁中的比重逐漸下降，亦即浸出物濃度逐漸下降，下降的百分率稱為發(fā)酵度。啤酒中 CO2含量和罐壓、溫度的關(guān)系為： CO2（ %，質(zhì)量分?jǐn)?shù)） =+－ 式中： p――罐壓（壓力表讀數(shù)）（ MPa） t――啤酒品溫（℃）。 這里確定為 10℃。發(fā)酵開(kāi)始時(shí)為（ 10~20） 106個(gè) /ml；發(fā)酵旺盛時(shí)為（ 6~7） 107個(gè) /ml；排酵母后為（ 6~8） 106個(gè) /ml； 0度左右貯酒時(shí)為（ ~） 106個(gè) /ml。因此，可顯著提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效。麥芽汁從 93℃加熱到 95℃蒸發(fā)量為 %，煮沸時(shí)蒸發(fā)量為 %，氣特時(shí)蒸發(fā)量為 %,總蒸發(fā)量為 %~%。 3）能量回收 煮沸鍋在加熱，沸騰和氣提過(guò)程中產(chǎn)生的二次蒸汽連同回旋沉淀時(shí)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)排汽微由蒸汽冷凝器進(jìn)行熱交換。 2）工藝過(guò)程 （ 1） .麥芽汁的預(yù)熱 由回旋槽 (暫存槽 )泵送的麥汁被連續(xù)地送到雙層夾套加熱面并送到蒸發(fā)點(diǎn) .蒸汽壓力 105Pa，錐形加熱器內(nèi)的兩個(gè)加熱帶同時(shí)加 熱，每小時(shí)循環(huán) 56次，把麥芽汁加熱至沸騰的時(shí)間為 兩個(gè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，麥芽汁進(jìn)入回旋沉淀槽澄清。 圖解： 自來(lái)水， 18℃ 料水比 1： 4 料水比 1： 5 糖化鍋 熱水， 50℃ 糊化鍋 50℃ 60 分鐘 50℃ ↓ 20 分鐘 70℃ (10分鐘 ) ↓ 10 分鐘 63℃ 30 分鐘 100℃ (30 分鐘 ) 70℃ (30 分鐘至糖化基本完全 ) 部分醪液（ 1/3 左右） 70℃ ↓ 10 分鐘 78℃ (終止 ) 100℃ 麥芽汁過(guò)濾 11 ．麥汁的過(guò)濾 采用過(guò)濾槽法過(guò)濾。 (2)、糖化鍋中按料水比 1: 放水，水溫應(yīng)達(dá)到蛋白質(zhì)分解溫度 50℃，快速攪拌，加適量酸和石膏，利用麥水混合器，將麥芽粉和水進(jìn)行混合后進(jìn)入糖化鍋，以防麥粉飛揚(yáng)和結(jié) 塊現(xiàn)象。所以用這種方法粉碎麥芽。其優(yōu)點(diǎn)是麥皮而不碎，可加快麥芽汁過(guò)濾的速度，減少麥皮有害成分的浸出。國(guó)內(nèi)中小啤酒企業(yè)普遍采用輥式粉碎機(jī)，有對(duì)輥、四輥、五輥和六輥之分。 b、發(fā)酵方法 采用露天圓柱錐形發(fā)酵罐發(fā)酵，且采用“一罐法”工藝，設(shè)備容量大，發(fā)酵周期短，設(shè)備利用率高。 、發(fā)酵車間（包括酵母培養(yǎng)及濾酒）。02′ ，北緯 22186。 水的處理辦法： 根據(jù)水質(zhì)缺陷選擇以下方法，見(jiàn)下表 表 5:釀造用水處理方法 水質(zhì)缺陷 處理方法 處理意見(jiàn) ，透明度低 1)機(jī)械過(guò)濾 2)加絮凝劑過(guò)濾 絮凝劑不可添加過(guò)多 （ 80d） 1)煮沸法 2)加石膏法 3)加酸法 耗能大，可用于麥芽汁稀釋用水的處理增加鈣離子含量，可用氯化鈣代替降低 RA230d，調(diào)節(jié)糖化醪 pH (80d） 1)加石灰法 2)離子交換法或電滲析法 一般不常用 電滲析法使用較普遍 (500mg/L),總硬度大 (200d) 多級(jí)處理 (活性炭過(guò)濾、電滲析法、反滲透法等 ) 根據(jù)水質(zhì)情況選擇組合形式 氧量大 活性炭過(guò)濾 若雜質(zhì)多，應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械過(guò)濾 1)砂慮、紫外線消毒 2)加氯 3)紫外線殺菌 4)陽(yáng)極氧化法 常用于洗酵母水、稀釋用水和清洗發(fā)酵罐用無(wú)菌水 使用前要脫氯 紫外線可殺滅微生物 陽(yáng)極氧化產(chǎn)生原子氧和氯離子，具有殺菌作用 Fe2+、 Mn2+超標(biāo) 1)活性炭過(guò)濾 2)石灰處理 3)暴氣法處理、硼砂過(guò)濾 可單獨(dú)使用 可與其它方法結(jié)合使用 由電廠供給，自備發(fā)電機(jī) 由電熱廠供給蒸汽，自備鍋爐 由本廠自身生產(chǎn)供給，自備冷凍設(shè)備。如下表。年產(chǎn)量超過(guò) 5000 噸，約占全國(guó)總產(chǎn)量的 80%。 大米 大米的新陳度對(duì)啤酒老化味的形成有重要影響，新鮮大米釀造的啤酒風(fēng)味保質(zhì)期長(zhǎng)，因此選擇新鮮米釀制低度啤酒。 啤酒生產(chǎn)的原輔料 麥芽 按麥芽的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) QB1686－ 1993 選用麥芽。 設(shè)計(jì)原則 a、生產(chǎn)規(guī)模要在盈虧平衡點(diǎn)之上； b、產(chǎn)品方案符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品合格率 %； c、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)中上水平； d、工廠三廢綜合利用，并適當(dāng)留有發(fā)展余地。 本廠的設(shè)計(jì)就是在這種環(huán)境下進(jìn)行的。 我國(guó)啤酒產(chǎn)量逐年遞增，年均增幅為 %。 啤酒是以大麥經(jīng)發(fā)芽制成的以大麥為主要原料，經(jīng)糖化，添加酒花煮沸，過(guò)濾，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。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目 ： 年產(chǎn) 15 萬(wàn) KL啤酒工廠的初步設(shè)計(jì) 食品與生物工程系 專 業(yè) ： 應(yīng)用生物技術(shù) (微生物工程 ) 目錄 前言 ?????????????????????? 2 第一章 總論 ?????????????????? 3 第二章 產(chǎn)品生產(chǎn)方法、工藝流程及技術(shù)條件制定 ?? 8 第三章 發(fā)酵車間工藝論證 ???????????? 14 第四章 全廠物料衡算，水、電、熱、冷、氣衡算 ?? 36 第五章 鍋爐、電站、空壓站、冷凍站的要求及選型 ? 47 第六章、重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算 ??????????? 48 第七章 啤酒的過(guò)濾與罐裝 ???????????? 49 第八章、衛(wèi)生和環(huán)境的保護(hù)及綜合利用 ??????? 50 附表及參考文獻(xiàn) ????????????????? 54 1 前言 啤酒含有 17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達(dá) 430 卡，相當(dāng)于 67枚雞蛋， 0． 75升牛奶或 50克奶油，被世界營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)組織列為營(yíng)養(yǎng)食品，素有 “ 液體面包 ” 之譽(yù)。啤酒歷史悠久，關(guān)于起源說(shuō)法之一是公元前 3000 年，巴比倫已用大麥釀酒，因有人認(rèn)為啤酒起源于巴比倫。 2020 年我國(guó)啤酒生產(chǎn)繼續(xù)保持了良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，啤酒產(chǎn)量達(dá)到了 3931 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) %。因此，設(shè)計(jì)的內(nèi)容要先進(jìn)，又要可靠。 設(shè)計(jì)范圍 全廠的初步設(shè)計(jì)，糖化車間的重點(diǎn)設(shè)計(jì)。 （ 1）感官要求 淡色麥芽：淡黃色、有光澤、具有麥芽香味、無(wú)異味、無(wú)霉粒。用量一般是 25%~35%，用量過(guò)多時(shí)，麥芽汁可溶性氮源和礦物質(zhì)含量不夠，將使酵母菌繁殖衰退，發(fā)酵遲緩，因而必須經(jīng)常更換強(qiáng)壯酵母。新疆所產(chǎn)酒花，花體大，花粉多，色澤好，香味濃，油性強(qiáng)，雜質(zhì)少，特別是酒花的主要有效成分甲酸的含量之高，在世界上名列前茅，因此受到國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的歡迎。 表 4 項(xiàng)目 一級(jí) 地級(jí) 色澤 淺黃綠色 － 香氣 富有濃郁的酒花香氣 有明顯的酒花香氣，無(wú)異雜氣味 勻整度／ % 顆粒均勻，散碎顆粒少于 4 顆粒均勻，散碎顆粒少于 6 硬度／ kg≥ － 崩解時(shí)間／ s≤ 10 － 水分／％ ~ － ａ 酸（干態(tài)計(jì)）含量／％≥ ① B酸（干態(tài)計(jì)）含量／％≥ ② － 注：①已正式定名的芳香型酒花制碭顆粒酒花，其α 酸含量不受要求限制。 輔助工程 、產(chǎn)品貯存方式 主要原材料麥芽、大米分別貯存于麥芽、大米貯倉(cāng)。58′ 23186。 、包裝間（包括成品庫(kù)）。 啤酒的過(guò)濾與灌裝 a、過(guò)濾方法 采用組合的無(wú)菌過(guò)濾式，過(guò)濾法。 （ 2）濕法粉碎 所謂濕法粉碎，是將麥芽用 20～ 50℃的溫水浸泡 15～ 20min，使麥芽含水量達(dá) 25%～ 30%之后，再用濕式粉碎機(jī)粉碎，之后兌入 30～ 40℃的水調(diào)漿，泵入糖化鍋。蒸汽增濕時(shí)， 應(yīng)控制麥溫在 50℃以下，以免破壞酶的活性。 操作要點(diǎn)：將已稱量好的干麥芽送入麥芽暫存?zhèn)}（斗），使其連續(xù)流過(guò)增濕段。麥芽質(zhì)量決定蛋白的分解時(shí)間（ 30～ 60min）。因?yàn)辂溠康姆鬯槭褂昧诉B續(xù)浸漬增濕粉碎，得到的麥皮粉碎度很合適此方法的過(guò) 濾。 （ 2） .麥芽汁的煮沸 麥芽汁沸騰后，這時(shí)關(guān)閉一個(gè)加熱帶，只用一個(gè)加熱帶供熱，蒸汽壓力 8 10 10 5Pa。將從麥芽汁預(yù)熱器出來(lái)的 78℃熱水加熱到 96℃ ,送到貯存罐作為能量貯存。由于溫和和煮沸避免了高強(qiáng)度時(shí)蛋白質(zhì)的過(guò)度凝聚，對(duì)啤酒泡持性有積極作用的氮成分得到了保護(hù) .這樣釀制的啤酒泡持性好，啤酒口味更柔和 ,酒花香味更明顯。 采用新型麥芽汁煮沸系統(tǒng)（ Merlin 煮沸系統(tǒng)），加熱需 30 分鐘，煮沸需 35分鐘。 、發(fā)酵溫度 發(fā)酵溫度是指主發(fā)酵階段的最高發(fā)酵溫度。這是由菌種的特性確定的。 、滿罐時(shí)間 從第一批麥芽汁進(jìn)罐到最后一批麥芽汁進(jìn)罐所需時(shí)間稱為滿罐時(shí)間。 發(fā)酵度 =[ (E ─ E39。影響細(xì)胞凝聚力的因素，除了酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)外，外界環(huán)境 (例如麥芽汁成分、發(fā)酵液 pH 值、酵母排出到發(fā)酵液中的CO2 量等 )也起著十分重要的作用。 關(guān)于發(fā)酵曲線的確定。 。入口利索，給人以舒服感。接種后塞好棉塞，置 25℃ 恒溫箱中培養(yǎng) 24h。酵母種液與麥芽汁體積之比為 1:10。酵母種液與麥芽汁體積之比為 1： 2。培養(yǎng)期間要通入無(wú)菌空氣。主發(fā)酵 (也稱前發(fā)酵 )6~7 天。裝滿罐后麥汁即進(jìn)入發(fā)酵階段。這些復(fù)