【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)；具有獨(dú)立的 CIP 和膜再生系統(tǒng)； （ 5）純生啤酒包裝時(shí)，要有以下基本要求：包裝容器清洗系統(tǒng)（含瓶、 8 易拉罐、生啤酒桶）應(yīng)保證清潔、無(wú)菌；對(duì)灌裝車(chē)間，灌裝機(jī)可以放在一個(gè)密閉的 無(wú)菌房間內(nèi)，室內(nèi)空氣要進(jìn)行有效的過(guò)濾，室內(nèi)對(duì)室外保持正壓，約 ～ ；對(duì)輸送啤酒瓶的輸送鏈，在未灌裝啤酒、密封以前的部分應(yīng)使用帶有消毒作用的鏈潤(rùn)滑劑，同時(shí)在灌裝機(jī)前的部分輸送鏈應(yīng)有不斷清洗裝置，確保整個(gè)輸送鏈的衛(wèi)生；生啤酒灌裝線的洗瓶機(jī)，應(yīng)采用單端進(jìn)出，防止進(jìn)瓶端的污瓶污染出瓶端的潔凈瓶；洗凈的啤酒瓶在輸送到灌裝機(jī)的過(guò)程中，要有密閉的防護(hù)罩，避免灰塵、飛蟲(chóng)等的污染 [ 12]。 原料的選擇 本設(shè)計(jì)中選擇的主要原料是大麥，水，酒花，酵母及輔料。 大麥 大麥?zhǔn)瞧【粕a(chǎn)的重要原 料，要先將起制成麥芽，才能再用于釀酒。它不僅淀粉含量高而且還為糖化時(shí)提供了各種豐富的酶系和含氮物質(zhì)，這為后發(fā)酵過(guò)程提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。 水 水是啤酒含量最多的成分，在釀造的過(guò)程中，水中各種離子的作用不可低估，在一定程度上影響酵母的生產(chǎn)和啤酒的質(zhì)量。故設(shè)計(jì)中需要對(duì)用水量進(jìn)行衡算。 酒花 酒花對(duì)啤酒的質(zhì)量非常重要，它不僅賦予啤酒特殊的苦味，同時(shí)也影響啤酒的苦味與香氣。 酒花又稱(chēng)忽布花、蛇麻花，其學(xué)名為 Hunmulus Lupulus L，屬蕁麻科葎草屬，為多年生蔓性草本植 物，雌雄異株，釀酒上均用雌花。酒花的主要化學(xué)成分包括：酒花樹(shù)脂、酒花油和多酚物質(zhì) [13]。 在啤酒釀造中酒花的作用是： 9 （ 1）賦予啤酒特殊的香氣與清爽的苦味； （ 2）形成啤酒優(yōu)良的泡沫，增加啤酒的泡沫性和穩(wěn)定性； （ 3）使蛋白質(zhì)沉淀，有利于麥汁的澄清； （ 4）酒花有抑菌作用，能增強(qiáng)麥芽汁和啤酒的防腐能力； （ 5）酒花對(duì)啤酒釀造的不利影響是，酒花中的花色苷能引起啤酒的非生物性渾濁。 酵母 根據(jù)酵母的特性不同，可以將酵母分為上面酵母（ Saccharomyces cervisiae Hansen）和下面酵母（ Saccharomyces Carlsbergensis Hansen） 啤酒酵母中幾乎不含脂肪、淀粉和糖，而含有絕佳的蛋白質(zhì)、完整的 B族維生素、多種生物態(tài)礦物質(zhì)及優(yōu)質(zhì)膳食纖維。 “ 三低四優(yōu) ” 是對(duì)其營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)的高度概括：低脂、低糖、低熱量（不含膽固醇），優(yōu)質(zhì)完全蛋白質(zhì)（含人體必需的 8 種氨基酸）、完整的 B 族維生素群、 14 種生命結(jié)合態(tài)的優(yōu)質(zhì)礦物質(zhì)、優(yōu)質(zhì)功能性膳食纖維。營(yíng)養(yǎng)酵母的特點(diǎn)是均衡營(yíng)養(yǎng)，其營(yíng)養(yǎng)成分的構(gòu)成特別適合人體的需求，能夠平衡由于飲食結(jié)構(gòu)不合理而帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)失衡和消除緩解由此而引發(fā)的健康問(wèn) 題 [14]。 啤酒酵母是一種非常安全、營(yíng)養(yǎng)豐富、均衡的食用微生物，啤酒酵母是吸收麥芽精華后，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)把酵母加工成純天然的營(yíng)養(yǎng)食品，可以直接食用。啤酒發(fā)酵而言酵母的作用是至關(guān)重要的，它直接影響著啤酒的口味和特點(diǎn)。因此在進(jìn)行釀造前需要選擇優(yōu)良的酵母。 優(yōu)良啤酒酵母的評(píng)估包括：細(xì)胞形態(tài)呈圓形或卵圓形；生長(zhǎng)繁殖力強(qiáng)；發(fā)酵活力高；凝聚性強(qiáng)；雙乙酰還原能力強(qiáng)；耐壓能力強(qiáng)；有穩(wěn)定的遺傳性能；具有良好的啤酒風(fēng)味和泡沫性能。 10 輔料 使用輔料是為了提供廉價(jià)的浸出物或糖類(lèi)，這樣會(huì)減少麥芽的使用量，降低啤酒生產(chǎn)的成本。主要的輔料有大米、玉米、小麥、糖和淀粉糖漿。本設(shè)計(jì)所采用的輔料為大米 [18]。 原料的制備 粗選、分選 （ 1）粗選 供生產(chǎn)啤酒用的大麥，由于含有泥土、砂石、草屑、雜谷或金屬等雜質(zhì)物，所以在浸麥前要采用粗選機(jī)將大麥進(jìn)行清理。本設(shè)計(jì)采用三級(jí)振動(dòng)篩進(jìn)行大麥的原料的粗選，篩體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的振幅大小，可調(diào)節(jié)偏重塊的重量來(lái)達(dá)到。物料中的輕雜質(zhì)由前后風(fēng)道排出。由于物料在篩上面運(yùn)動(dòng)，砂石及其他雜質(zhì)按其形狀的不同分級(jí)清理出來(lái)，使被加工谷物達(dá)到整潔。 （ 2）分選 分選目的是進(jìn)一步清除大麥 中的灰塵、麥芒、雜谷、碎麥等夾雜物，并將大麥按麥粒度進(jìn)行分級(jí) [15]。 浸麥、發(fā)芽 浸麥?zhǔn)菍⒔?jīng)精選后的大麥置于浸麥槽中浸漬。精選大麥在用水浸漬過(guò)程中，由于浸漬水的循環(huán)置換及通入壓縮空氣，使大麥得到進(jìn)一步清洗，并排除二氧化碳。大麥的含水量由原來(lái)的 13%左右增加至 43～ 48%，同時(shí)麥粒因得到通風(fēng)而增強(qiáng)了發(fā)芽的活力。 發(fā)芽大麥?zhǔn)轻勗炱【频闹饕?，但首先必須將其制成麥芽方能用于釀酒。大麥在人工控制和外界條件下發(fā)芽，大麥發(fā)芽后成為綠麥芽。 干燥、除根 干燥大麥經(jīng)過(guò)粗選、分選、浸 漬、發(fā)芽后制成的綠麥芽還必須經(jīng)過(guò)干燥將 11 它制成干麥芽，以利于長(zhǎng)期貯藏。干燥的目的是使麥芽的含水量從 45%左右降至 %左右，并通過(guò)烘焙而增加麥芽特有的色、香、味，同時(shí)使麥根容易脫落。 除根經(jīng)干燥后的干麥芽不能馬上用于釀酒，因麥根中含有其它雜質(zhì)，而且苦味，會(huì)破壞啤酒的味道和改變啤酒的色澤，所以必須用除根機(jī)除去已干燥的麥根，并利用風(fēng)力清除其它雜質(zhì)。 麥芽的糖化 糊化、糖化 糊化淀粉在常溫下不溶于水，但當(dāng)水溫至 53℃ 以上時(shí)，淀粉的物理性能發(fā)生明顯變化。淀粉在高溫下溶脹、分裂形成均勻糊狀溶 液的特性，稱(chēng)為淀粉的糊化。糊化后的產(chǎn)物又叫糊精。 糖化是利用糖化酶將糊化產(chǎn)物糊精或低聚糖進(jìn)一步水解轉(zhuǎn)化為麥芽糖的過(guò)程?；旌硝脖槐萌胫蠓绣佒靶柘仍谶^(guò)濾槽中去除其中的麥芽皮殼，并加入酒花再二次煮沸。 過(guò)濾 過(guò)濾是產(chǎn)品分離的一種方法，在啤酒生產(chǎn)過(guò)程中多次用到過(guò)濾技術(shù)，其主要原理是根據(jù)各種物質(zhì)分子或顆粒的大小、形狀、酸堿性和其他物化性質(zhì)的不同進(jìn)行分離產(chǎn)物的技術(shù)。 煮沸、冷卻 煮沸在煮沸鍋中，混合醪被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，加入酒花的麥芽汁被泵入酒花分離器 和回旋沉淀槽以除去不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。 冷卻潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后，被送入薄板換熱器冷卻，冷卻至主發(fā)酵溫度 6℃ 。隨后，麥芽汁中被加入酵母，開(kāi)始進(jìn)入發(fā)酵的程序。 12 麥芽汁的發(fā)酵 廣義的發(fā)酵是指利用生物體（包括微生物、植物細(xì)胞、酵母菌等）的代謝功能，使有機(jī)物分解的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。狹義的發(fā)酵是指微生物通過(guò)無(wú)氧氧化將糖類(lèi)轉(zhuǎn)變成乙醇的過(guò)程。發(fā)酵分為有氧發(fā)酵和無(wú)氧（厭氧）發(fā)酵。啤酒發(fā)酵屬于無(wú)氧發(fā)酵。 在啤酒發(fā)酵的過(guò)程中，人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳，生產(chǎn)出啤 酒。發(fā)酵在 8h內(nèi)發(fā)生并以加快的速度進(jìn)行，積聚一種被稱(chēng)作 “ 皺沫 ” 的高密度泡沫。這種泡沫在第 3 或 4d 達(dá)到它的最高階段。從第5d 開(kāi)始，發(fā)酵的速度有所減慢，皺沫開(kāi)始散布在麥芽汁表面，必須將它撇掉。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后，就開(kāi)始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物。隨之溫度逐漸降低，在 6～ 10d 后主發(fā)酵就完全結(jié)束了。整個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。 主發(fā)酵結(jié)束以后，絕大部分酵母沉淀于罐底。將這部分酵母回收起來(lái)以供下一罐使用。除去酵母后，生成物嫩啤酒繼續(xù)在此錐形罐內(nèi)培養(yǎng)，即后發(fā)酵。在此，剩余的酵母 和不溶性蛋白質(zhì)進(jìn)一步沉淀下來(lái)，使啤酒的風(fēng)格逐漸成熟。成熟的時(shí)間隨啤酒品種的不同而異，一般在 7～ 21d[16]。 成熟純生啤酒的過(guò)濾 過(guò)濾方法 經(jīng)過(guò)后發(fā)酵的成熟酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已經(jīng)沉淀，少量懸浮于酒中，須濾除方能包裝。對(duì)啤酒的分離要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量高（透明度高），勞動(dòng)條件好， CO2 損失小，不易污染，不影響風(fēng)味，啤酒不吸收氧。實(shí)際上不論何種方法要達(dá)到十全十美的效果很困難的。普通成熟啤酒的過(guò)濾多采用硅藻土過(guò)濾法。或者經(jīng)過(guò)高溫滅菌處理的熟啤酒，但這種方法減少了啤酒原有的香醇、新鮮味，存在口味上的不穩(wěn)定性。 13 而本設(shè)計(jì)中純生啤酒由于采用了無(wú)菌膜過(guò)濾能保證啤酒內(nèi)微生物含量只在每瓶 1～ 2 個(gè)之間，所以不需要經(jīng)過(guò)巴氏殺菌 ， 由于酒花里面含防腐成分能抑制微生物的繁殖 ， 加上罐裝為無(wú)菌罐裝 ,所以可以保證啤酒的質(zhì)量。操作和設(shè)備要求基本上沒(méi)多大的變化。 膜過(guò)濾技術(shù) 在純生啤酒生產(chǎn)中廣泛采用靜態(tài)膜過(guò)濾對(duì)啤酒除菌，膜過(guò)濾具有較好的微生物可靠性、合理的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的品質(zhì)性。 其原理是：膜過(guò)濾是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以膜為過(guò)濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流 過(guò)膜表面時(shí)，膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過(guò)而成為透過(guò)液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的分離和濃縮的目的 [17]。 啤酒預(yù)過(guò)濾 為了減輕低溫?zé)o菌膜過(guò)濾系統(tǒng)的微生物負(fù)荷，因此本設(shè)計(jì)中對(duì)純生啤酒需先經(jīng)預(yù)過(guò)濾處理，即一般是在硅藻土過(guò)濾后搭配無(wú)菌過(guò)濾紙板精濾或過(guò)濾精度為 1～ 2tma 的膜過(guò)濾，將清酒中的微生物數(shù)量控制在 50 個(gè) /l00mL 以下。在硅藻土過(guò)濾機(jī)和精濾機(jī)殺菌時(shí)各點(diǎn)的溫度都要求達(dá)到 85～ 90℃ ，同時(shí)過(guò)濾用的硅藻土和添加劑 用水全部要使用無(wú)菌水或脫氧水。清酒輸送系統(tǒng)和管道采用固定管道和自動(dòng)轉(zhuǎn)罐系統(tǒng)，以減少微生物的污染機(jī)會(huì)。 低溫?zé)o菌膜過(guò)濾 建立低溫?zé)o菌膜過(guò)濾系統(tǒng)雙座閥、壓力變送器校驗(yàn)和完整性測(cè)試異常情況處理等管理制度。由于 CIP 清洗和過(guò)濾過(guò)程中的壓力波動(dòng)會(huì)對(duì)膜濾芯產(chǎn)生沖擊作用，清洗和過(guò)濾過(guò)程要嚴(yán)格監(jiān)控壓差波動(dòng)情況，膜系統(tǒng)壓差偏高時(shí)要對(duì)成品酒進(jìn)行擴(kuò)大抽樣檢查。膜過(guò)濾出口酒液在取瞬時(shí)樣的基礎(chǔ)上可增加用全自動(dòng)取 14 樣閥取連續(xù)樣，每隔一定時(shí)間換一次瓶，酒液全部抽濾處理。膜過(guò)濾連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間一般不要超過(guò) 12h。濾芯在使用一段 時(shí)間后，要定期拆開(kāi)進(jìn)行內(nèi)部檢查和濾芯單支完整性檢測(cè)，以確保每支濾芯處于完好狀態(tài) [8]。 無(wú)菌灌裝 國(guó)內(nèi)空氣質(zhì)量一般都不太令人滿意，因此為保險(xiǎn)起見(jiàn)，無(wú)菌灌裝應(yīng)考慮在無(wú)菌室內(nèi)進(jìn)行。無(wú)菌室內(nèi)潔凈度要求達(dá)到萬(wàn)級(jí)或更高級(jí)別，無(wú)菌室內(nèi)通入經(jīng)過(guò)除塵、除菌過(guò)濾處理的空氣，并保持一定正壓，溫度控制在 18～ 26℃ ，相對(duì)濕度控制 50～ 65%。每天生產(chǎn)前對(duì)無(wú)菌室的空氣進(jìn)行一次臭氧滅菌，以保持空氣的無(wú)菌潔凈度。 啤酒瓶 生產(chǎn)純生啤酒的玻璃瓶最好采用新瓶。瓶子在洗瓶機(jī)中經(jīng)過(guò)堿洗和熱水洗后最后采用無(wú)菌水噴淋沖洗 ，使啤酒瓶中保持一定量的二氧化氯含量。另外在沖瓶機(jī)以及灌裝機(jī)中均采用 110～ 130℃ 的飽和蒸汽殺菌，可使瓶子達(dá)到無(wú)菌要求。 瓶蓋 純生啤酒所用的瓶蓋要求供應(yīng)商在無(wú)菌狀態(tài)下制成并用無(wú)菌塑料袋裝好后裝入紙箱，確保蓋在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中不受到污染。瓶蓋在進(jìn)入無(wú)菌問(wèn)到倒入貯斗時(shí)都要在無(wú)菌狀態(tài)下進(jìn)行，另外，在封蓋前經(jīng)過(guò)紫外線殺菌，以確保無(wú)菌。 工藝用水 無(wú)菌室設(shè)備內(nèi)部和外部清洗用水、擊泡用水、潤(rùn)滑用水等工藝用水全部采用無(wú)菌水。無(wú)菌水需先經(jīng)多級(jí)袋式過(guò)濾或膜過(guò)濾除去水中的雜菌后，再添 加～ 。而擊泡水在使用前要再經(jīng)過(guò) 80～ 85℃ 的高溫加熱處理 。 15 灌裝設(shè)備 灌酒機(jī)應(yīng)采用無(wú)死角電子閥，管道連接應(yīng)采用最高等級(jí)防滲漏帶自清洗的雙座閥、三座閥。灌裝區(qū)域即使配有自動(dòng)泡沫清洗系統(tǒng)，操作人員也要定期將不容易清洗的部件手動(dòng)拆開(kāi)清洗，對(duì)灌裝區(qū)域的空間空氣每周用霧化的消毒劑消毒一次。灌裝設(shè)備每灌裝 4h 進(jìn)行一次泡沫清洗，能有效抑制微生物在設(shè)備表面生長(zhǎng) [15]。 CIP 系統(tǒng) CIP 即： Clean In Place 的縮寫(xiě)，原位清洗（在線清洗、就地清洗）。 CIP 系統(tǒng)是釀造工序的重點(diǎn)系統(tǒng)，在日常工作中技術(shù)人員和操作人員要加強(qiáng)檢查，注意檢查清洗液濃度和溫度、殺菌劑的添加程序和濃度，以及清洗時(shí)間 （ 要求回流溫度達(dá)到工藝要求時(shí)才開(kāi)始計(jì)時(shí) ） 等操作是否符合工藝要求。 CIP 系統(tǒng)管道走向和布置應(yīng)合理，不能存在衛(wèi)生死角。每月應(yīng)對(duì) CIP 系統(tǒng)罐進(jìn)行一次酸洗或堿洗和全面檢查，并對(duì) CIP 系統(tǒng)的微生物狀況進(jìn)行檢測(cè)，避免 CIP 系統(tǒng)本身成為污染源。要定期校驗(yàn) CIP 泵的輸出量、檢查清洗噴球的暢通情況，并定期拆開(kāi)罐體附件檢查內(nèi)部清潔狀況，以確保 CIP 清洗效果。 人員 無(wú)菌室工作人員資格：具 用廣泛的技術(shù)知識(shí)，工作負(fù)責(zé)，對(duì)衛(wèi)生問(wèn)題有敏銳觸角。公司應(yīng)定期對(duì)工作人員進(jìn)行食品衛(wèi)生及微生物基本知識(shí)、衛(wèi)生檢查及管理、灌裝線的清潔及殺菌措施和緊急應(yīng)對(duì)措施的培訓(xùn)，不斷提升員工的素質(zhì)。工作人員 （ 尤其要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)備維修人員 ） 進(jìn)出無(wú)菌室必須按一定程序換鞋、換無(wú)菌服、戴工作帽及手部消毒，無(wú)關(guān)人員一律不能進(jìn)入無(wú)菌間，以減少外來(lái)污染。 廠址選擇 廠址的選擇要符合城市規(guī)劃和微生物發(fā)酵對(duì)環(huán)境的要求。 16 工廠靠近原料產(chǎn)地、水源和電源。 有一定的基建施工條件和良好的交通運(yùn)輸條件。 工藝流程圖 圖 21 啤酒生 產(chǎn)工藝流程圖 Figure 21 Process flow diagram of beer production 17 3 物料衡算 物料衡算是工藝計(jì)算的基礎(chǔ)，在整個(gè)工藝計(jì)算中開(kāi)始得最早，并且是最先完成的項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)中的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（大麥麥芽、大米）和酒花用量，熱麥芽汁和冷麥芽汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。 啤酒糖化車(chē)間工藝流程示意圖 啤酒糖化車(chē)間工藝流程見(jiàn)圖 21。 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 本設(shè)計(jì)中啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3