【文章內(nèi)容簡介】 有利，取排出角 60～ 85176。 ⑵罐材料：大型 均采用碳鋼加涂料或是不銹鋼兩種材料。 15 ⑶冷卻夾套：國內(nèi) 大多用低溫低壓（ 3℃ ,）液態(tài)冷媒在半圓管，弧形管的夾套，或米勒板式夾套內(nèi)流動換熱。冷卻夾套的單釀罐內(nèi)一般分三段：上段距發(fā)酵液面 15cm向下排列，中段在筒體的下部距支座 15cm向上排列，錐底段盡可能接近排酵母口，向上排列。 ⑷隔熱層和防護層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。外防護層采用 ，特別是瓦楞型板更受歡迎。 ⑸罐主要附件：智能型鉑溫度傳感器，清洗取樣閥，安全閥， IP 執(zhí)行機構(gòu)，視鏡，空氣和二氧化碳排出管，人孔等裝置。 ③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝： ⑴進罐方法 采用直接進罐方 法。 ⑵接種量和起酵溫度 麥汁直接進罐法，為了縮短起酵時間，大多采用較高接種量， %～ %，接種后細胞濃度為（ 15 加或減 3） 106 個 /ml。接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段的溫度，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行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過多積累。 ⑶主發(fā)酵溫度 采用低溫發(fā)酵 ⑷ VDK 還原 在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱 VDK 還原階段。 VDK 還原初期一般不排放酵母，也就是發(fā)酵全部酵母參與 VDK 還原，這可縮短還原時間。 ⑸冷卻、降溫 VDK 還原終點是根據(jù)成品啤酒應(yīng) VDK 的含量而定。 ⑹罐壓控制 利用 N2 備壓 ～ 。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循環(huán)使用五代。 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：連續(xù)發(fā)酵法，上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法，一罐發(fā)酵法，以下就這幾種發(fā)酵方法進行詳細分析和比較來進行取舍。 （ 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、勞動力和洗刷費用，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，動力消耗大。塔式系統(tǒng)對酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而 16 且要求凝聚性強。并且塔式觀造價高，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)味上品評與間歇法啤酒差別大，難以被消費者接受。 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。從實際情況出發(fā)，故本設(shè)計不采用此法。 （ 2）上面發(fā)酵的工藝特點 A、上面發(fā)酵系 統(tǒng) 在較高的溫度（ 15~20℃）下進行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細胞較多。發(fā) 酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母使用代數(shù)大大增加長久沒有衰退現(xiàn)象，但酵母回收工作較下面發(fā)酵復(fù)雜。 B、上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為 14~16℃，比較高。發(fā)酵三天左右，當酵母升至液面時，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撇去，發(fā)酵 4~6 天即行結(jié)束。 C、發(fā)酵結(jié)束，酵母成緊密的一層浮在波面上，厚約 3~4 厘米。優(yōu)良的酵母，其酵母層應(yīng)具有褶皺狀的外觀。 D、上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風(fēng)時間長，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對凝聚性強的酵母通風(fēng)尤屬必要。 E、上面發(fā)酵一般不采用 后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充 CO2，使達到飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒是酒液中應(yīng)保留部分殘?zhí)牵^續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生 CO2，飽和在酒中。 F、上面發(fā)酵配制的啤酒成熟較快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨特風(fēng)味，但保存期短。 （ 3）下面發(fā)酵 傳統(tǒng)下面發(fā)酵法，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)， 保持室溫 5~6℃，采用開放式或密閉式，圓形或方形的發(fā)酵容器。 下面發(fā)酵的特點 ①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降在容器底部 。 ②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細致，風(fēng)味柔和，保存期較長。 （ 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露天發(fā)酵罐中進行。一罐法工藝有以下優(yōu)點：清洗消耗少，因為只有一個容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時 CO2 損失少；酒損少，因為沒有了管道中殘酒的損失；所需的工作時間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。故在設(shè)計中采用此法。 故本設(shè)計選用錐形罐一罐法下面酵母發(fā)酵（即發(fā)酵溫度為 5~10℃） 17 酵母的添加與回收 在麥汁進行充氧同時添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（ ） 107/mL 麥汁，即約 濃酵母泥 /hL麥汁。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無黏著現(xiàn)象，無雜質(zhì)，無變異，鏡檢酵母細胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細胞活性 97%以上，冷水低溫保存時間不超過 3 天，使用代數(shù)不超過 7 代。沉降于發(fā)酵罐底的酵母可以分為三類：上層為輕質(zhì)酵母，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強的酵母細胞組成，其量占 65%70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細胞或死細胞，由最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制 本設(shè)計采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。 常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實際生產(chǎn)中需要注意一下幾個方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二 是液氨工作壓力較高，且滲透性很強，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計采用間接冷卻方式。 間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進行冷卻，溫度一般控制在 5℃左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。 啤酒過濾 啤酒過濾理論 經(jīng)過發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會從啤酒中析出 ，導(dǎo)致啤酒渾濁。所以，必須經(jīng)過過濾工序?qū)⑵涑ァ? 啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)工序。經(jīng)過過濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時，可賦予啤酒以良好的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。 啤酒過濾方式的選擇與論證 對于啤酒過濾來說，現(xiàn)在使用較普遍的過濾方法主要有硅藻土過濾法、濾棉過濾機和微孔膜過濾機。 硅澡過濾機易實現(xiàn)自動化，過濾效果好，速度快，雜菌清洗容易，維修方便，過濾能力可通過加減濾板框 數(shù)調(diào)節(jié)，故選此法。 18 啤酒的包裝 啤酒的包裝形式有瓶裝、易拉罐裝和桶裝三種形式，本設(shè)計生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對消費者來說，首先看到的是這瓶啤酒的包裝。產(chǎn)品包裝既是產(chǎn)品的賣點，又是市場的亮點，新穎獨特的包裝設(shè)計往往最容易打動消費者的心。因此，啤酒企業(yè)不僅要生產(chǎn)合乎標準和品質(zhì)上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊美觀的商標和包裝，如此才能使其產(chǎn)品更具吸引力和競爭力，使其品牌更加深入人心。啤酒包裝的基本功能有以下幾點。 （ 1）保護功能。包裝應(yīng)該保證產(chǎn)品的安全和清潔衛(wèi)生，使其在儲存、運輸和銷售過程中 不致散失、損壞和變質(zhì)，這是包裝最基本的作用。 （ 2）美化增值功能。美觀大方的包裝造型、生動形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價值。 （ 3）促銷功能。包裝是“無聲的推銷員”，消費者通過包裝可以了解產(chǎn)品，引起消費興趣，激發(fā)購買動機，從而有利于擴大商品銷售。 第三章 物料衡算 物料衡算的意義 物料衡算是指理論上進行生產(chǎn)時，所要消耗的物料和可以得到的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品的量，物料衡算的準確與否關(guān)系到整個生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計的可行性，是整個設(shè)計階段的重要一環(huán)。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 31 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進行 100kg 原料生產(chǎn) 11176。 P 啤酒的物料衡算，然后進行100L11176。 P 啤酒的物料衡算，最后進行 7 萬噸 /年啤酒廠的物料衡算 表 31 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項目 名稱 百分比﹪ 說明 定 額 指 標 原料利用率 98 麥芽水分 大米水分 11 無水麥芽浸出率 75 無水大米浸出率 95 原料 配比 麥芽 70 大米 30 損 失 冷卻損失 發(fā)酵損失 對熱麥汁而言 19 率 過濾損失 裝瓶損失 總損 失率 啤酒總損失率 對熱麥汁而言 100 ㎏原料生產(chǎn) 11176。 P 啤酒的物料衡算 (1)熱麥汁量 根據(jù)表 31 可得原料收得率分別為： 原料麥芽收得率為： (1005)247。 100=% 原料大米收得率為： (10011)247。 100=% 混合原料收得率為： （ %+ %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合原料可制得的 11176。 P 熱麥汁量為： （ 247。 11） 100=(kg) 又知 11176。 P 麥汁在 20℃時的 密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 倍。 故熱麥汁（ 100℃）體積為： （ 247。 ） =(L) (2)冷麥汁量 ()=(L) (3)發(fā)酵液量 ()=(L) (4)過濾酒量 ()=(L) (5)成品啤酒量 ()=(L) 生產(chǎn) 100L 11176。 P 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) 11176。 P 淡色啤酒約 ，故可得下述結(jié)果： (1)生產(chǎn) 100L11176。 P 經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （ 100/） 100=(kg) (2)麥芽耗用量 70%=(kg) (3)大米耗用量 30%=(kg) 20 (4)酒花耗用 量 對淺色啤酒，熱麥 汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量為： （ ） 100 %=(kg) 同理， 100kg 原料耗酒花： = (5)熱麥汁量 （ ） 100=(L) (6)冷麥汁量 （ ） 100=(L) (7)發(fā)酵液量： （ ） 100=(L) (8)濾過酒量： （ ） 100=(L) (9)成品酒量： （ ） 100=100(L) (10)濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟含水分 80%， 濕麥芽糟量為： [()(10075)/(10080)] = 濕大米糟量為： [()(10095)/(10080)] = 故濕糖化糟量為： += 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕糖化糟： = (11)濕酒花糟量： 設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為 40%，酒花糟含水分以 80%計，則酒花糟量為： )801 0 0( )401 0 0( ???? 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕酒花糟： = (12)酵母量（以商品干酵母計） 生產(chǎn) 100L 啤酒可得 2kg 濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為 1kg。濕酵母泥含水分 85% 酵母含固形物量 : 851001 ??? 則含水分 7%的商品干酵母量為： ??? 21 (13)二氧化碳量 因 11176。 P 冷麥汁密度為 ，則 冷麥汁質(zhì)量為： = 所以， 11176。 P 冷麥汁 中浸出物量為： 11% = 設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為 80%，則可發(fā)酵的浸出物量為： 80%= 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 2C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ 設(shè)麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則 CO2 生成量為： ??? 式中 44— CO2 分子量 342— 麥芽糖（ C12H22O11） 分子量 設(shè) 11176。 P 啤酒含二氧化碳為 %，酒中含 CO2 量為 ： ﹪ = 則釋放出的 CO2 量為： = 而 1m3CO2在 20℃常壓下重 故釋放出的 CO2 的體積為： m? 年產(chǎn) 10 萬噸 11176。 P 淡色啤酒糖化車間物料衡算 生產(chǎn)旺季以 170 天計，占總產(chǎn)量的 70%，則旺季日產(chǎn)量為： 100000 70%247。 170=412(噸 /天 ) 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 8 次，旺季總糖化