【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鹽和蛋 白質(zhì) 及酚 類物 質(zhì)的 絮凝 成點(diǎn) ，酵 母生 長(zhǎng)， 發(fā)酵 風(fēng) 味物 質(zhì)的 形成 等，最終還將影響 到啤酒 的風(fēng)味物 質(zhì)和穩(wěn) 定性。 大自 然的 天然 水源 分為 如下 幾 種： 雨水 ，雪 水， 地表 水 ，地 下水，冰水 ，海 水。 在本 設(shè)計(jì) 中選 用的 釀造 用水 為符 合《 啤 酒釀 造用 水水 質(zhì)要求》的地下水 。 水中無(wú)機(jī)離 子對(duì)啤酒 釀造的 影響 鈣， 鎂離子 的增 酸作 用： 3Ca+2HPO4→ Ca(PO4)2+2H+。 在 啤酒糖化時(shí)， Ca2+含量在 每升 40 到 70 毫克，能保持淀 粉液化 酶的耐熱 性。麥汁含 Ca2+在 每升 80 到 100 毫克時(shí)， 可 促進(jìn) 麥汁煮沸 時(shí)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 。 Mg2+在 麥 芽 中 含 量 約 為130mg/ 釀造 用 水中 含有 10— 15mg/L 的 Mg2+已經(jīng) 足 夠， 不宜 超過(guò)80mg/L。 2. 水中的碳酸鹽 和重碳酸 鹽有降 酸作用 ： HCO3+H+→ H2O+CO2 大麥 籽粒 中存 在復(fù) 合磷 酸鹽 ，發(fā) 芽中 受到 磷酸 酯酶 的 降解 ，形 成游 離的H2PO4_,由于 H2PO4 在 K2 的 作用下 分解為 H+， 它使麥 芽醪呈偏 酸性，水 中重碳酸鹽的降 酸作用 ，使 麥芽醪 PH 升高，引起一系 列的工 藝缺點(diǎn) ：（ 1）造成過(guò) 濾減 慢， 收得 率下 降。（ 2） 啤酒 色澤 和 澀 味增 加。（ 3）啤 酒的 穩(wěn)定性降低。（ 4） 改變酒 花的苦味 ，使啤 酒苦味粗 糙。 + ,K+常 常在 50— 100:300— 常使淺色 啤酒變 得粗糙，不柔和。 含 Fe2+應(yīng)少于 ,若含量大于 ，會(huì)對(duì)啤酒質(zhì)量造成損害，使啤酒泡沫不潔白，加速啤酒的氧化渾濁。 Mn2+對(duì)啤酒的影響與二價(jià)鐵離 子相似 。 啤酒的澄 清和膠體 穩(wěn)定性 有重要作 用，它 能賦予啤 酒豐滿 的 酒體，爽口， 柔和的 風(fēng)味。釀 造水中 含有 20— 60mg/L 的 Cl是 必須 的。 麥芽制備 麥芽制備工 藝決定 了 麥芽品 種和質(zhì) 量，從而 決定了啤 酒的類 型，麥芽的質(zhì)量將直接 影響釀 造工藝和 成品啤 酒的質(zhì)量 。 第一章 啤酒工藝選擇與論證 9 制麥的目的 在于使大 麥發(fā)芽，產(chǎn)生多 種水解酶 類。以便 通過(guò)后續(xù) 糖化 ，使大 分子 淀粉 和蛋 白質(zhì) 得以 分解 溶出 。而 綠麥 芽經(jīng) 過(guò)烘 干將 產(chǎn)生 必要 的色，香，和風(fēng) 味成分 。 全制麥過(guò)程 大體可分 為原料 分級(jí)，浸 麥，發(fā) 芽，干燥 、除根 等過(guò)程 。 現(xiàn)代啤酒生 產(chǎn)，工業(yè) 化程度 越來(lái)越高 ，啤酒工 廠一般 不自行生 產(chǎn)麥芽 ，而是從專門 的麥芽 生產(chǎn)工廠 購(gòu)買所 需麥芽 ，以達(dá) 到降低 生產(chǎn)成本 的目的 。 麥芽汁制備工藝 麥汁制造過(guò) 程包括 ：原料 的粉碎 ，原料 的糊化 ，糖化 ， 糖化醪 的過(guò)濾 ，混合麥汁加 酒花煮 沸，麥汁處理（ 澄清 ，冷卻 ，通 氧）等一系列 物理學(xué) ，化學(xué)，生物化 學(xué)的加 工過(guò)程。 麥汁制造的工 藝要求 ： 1. 原料中有效成 分得到最 大限度 的萃??； 2. 原料中無(wú)用和有 害的成分 溶解最 少 3. 制成麥汁的有 機(jī)或無(wú)機(jī) 組分的 數(shù)量和配 比應(yīng)符 合淡色啤 酒的品種和類型的要 求 4. 保證上述三 點(diǎn)原則的 前提下 ，縮短 生產(chǎn)時(shí) 間，節(jié) 省工時(shí) ，節(jié)能是本車間的要求 。 麥芽與大米的粉碎 在啤 酒生 產(chǎn)中 ，不 單要 考慮 物料 粉碎 操 作的 經(jīng)濟(jì) 性， 更應(yīng) 該考 慮啤酒釀 造的 特殊 要求：（ 1）麥 芽皮 殼若 粉碎 過(guò)細(xì) ，會(huì) 增 加 皮殼 有害 物質(zhì) 的溶解 ，影 響啤 酒風(fēng) 味。（ 2） 皮殼 和原 料物 質(zhì)中 不容 性物 質(zhì)粉 碎過(guò) 細(xì)， 會(huì)增加 過(guò)濾 阻力 。影 響過(guò) 濾操 作。（ 3） 淀粉 等儲(chǔ) 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。 麥芽 粉碎 的方 法主 要 有： 干法 粉碎 ，濕 法 粉碎 ，回 潮干 法粉 碎 ，以及連續(xù)調(diào)濕粉 碎 。 本設(shè) 計(jì)采 用麥 芽 濕法 粉碎 ， 濕 法 粉碎 全部 操作 有 ：浸 漬→ 磨碎 →勻漿→泵出。 在 小時(shí)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(tái)數(shù) 。粉 碎過(guò) 程應(yīng) 盡量 縮短 麥芽 在機(jī) 器內(nèi) 的停 留 時(shí)間 ，以 防止 受到污染 。濕 法 粉 碎麥 芽皮 殼充 分吸 水變 軟， 粉碎 時(shí)皮 殼 不易 磨碎 胚乳 帶水研磨均勻 ，糖 化速度快。濕 法粉碎 可提高過(guò) 濾速度 20%25%或提高投料量 ，麥糟層厚度可 達(dá) 500600mm , 但不影響過(guò) 濾。 四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位 設(shè)計(jì) 10 大米 采用 對(duì) 輥 碎機(jī) 進(jìn)行 干法 粉 碎， 大米 的粉 碎度 越細(xì) 越 好， 以增加原料與水的接 觸面積 ，有利于 大米的 糊化和糖 化。 糖化原理 糖化 是將 麥芽 和輔 料中 高分 子 物質(zhì) 機(jī)器 分解 產(chǎn)物 （淀 粉 ，蛋 白質(zhì)，植酸鹽，半纖 維素等 機(jī)器分解 中間產(chǎn) 物，通過(guò)麥 芽中各 種水解酶 的作用 ，以及水和熱 能的作 用，使之分解 并溶解 于水，此過(guò)程 稱作“糖化 ”。溶解于水的各種 干物質(zhì) 稱作“浸出 物” ，而 構(gòu)成的 澄清液稱 作“麥芽 汁”或“麥汁”。麥汁 中浸出 物的含量 和原料 中干物質(zhì) 的比稱 “無(wú)水浸 出率”。 糖化 中的 工藝 控 制， 主要 通過(guò) 下列 環(huán) 節(jié)來(lái) 進(jìn)行：（ 1） 麥芽 的質(zhì) 量，輔料 的種 類及 其配 料比。（ 2）麥 芽及 非發(fā) 芽谷 物的 粉碎 度。（ 3）控 制麥芽中各種水 解酶的 作用條件 ，如（ 溫度， PH，底物濃 度，作 用時(shí)間 ）。（ 4）加熱溫度和時(shí) 間。（ 5）需通過(guò) 外加酶 制劑、酸 、無(wú)機(jī) 鹽進(jìn)行調(diào) 節(jié)控制 。 糖化方法及設(shè)備 糖化方法可分 為以下 幾類： 1. 煮出糖化法： 煮出糖化 法麥芽 醪利用酶 的生化 作用和熱 力的物 理作用，使有效 成分分 解和溶解 ，通過(guò) 部分 麥芽 醪的熱 煮沸，并 醪，使 醪液逐步梯級(jí)升 溫至糖 化完畢。 部分麥 芽被幾次 煮沸即 幾次煮出 法。 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。 3. 其他糖化法： 其他糖化 法都由 以上兩種 方法演 變而來(lái)， 以上兩 種方法用于最初 的純麥 芽的糖化 ，當(dāng)采 用不發(fā)芽 谷物作 為輔料， 進(jìn)行糖 化時(shí)必須先進(jìn)行 預(yù)輔料 的預(yù)處理 即糊化 和液化。 這就是 復(fù)式糖化 法。 由于浸出糖 化法要 求使用溶 解良好 的麥芽，成 本高，原 料利用率 低，且更適合釀造 上面發(fā) 酵啤酒， 本設(shè)計(jì) 不采用。 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(shí)間 短，麥汁 成份好 ，適合釀造傳統(tǒng) 下面發(fā) 酵啤酒。 故本設(shè) 計(jì)采用該 法。 煮出糖化法， 根據(jù)醪 液煮沸的 次數(shù)， 常用的有 一次、 二次和三 次煮出糖化法。 二次煮出糖化 法：此法 靈活性大，適于各 種質(zhì)量的 麥芽和 類型的啤酒，其操作較 簡(jiǎn)單， 煮沸時(shí)間 短，能 耗較小， 設(shè)備利 用率高， 生產(chǎn)周 期短，成本低。 故本設(shè) 計(jì)才用此 方法進(jìn) 行糖化。 麥芽醪的過(guò)濾 糖化過(guò)程結(jié)束 時(shí)，已 基本完成 了麥芽 和輔料中 高分子 物質(zhì)的分 解、萃取。因此， 必須在 短時(shí)間內(nèi) 把麥汁 和麥醪分 離。此 分離過(guò)程 稱麥芽 醪的過(guò)濾。 麥芽醪的 過(guò)濾 過(guò)程包 括如下三 個(gè)過(guò)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(wú)色糊精或糖類，提高原料浸出物收得率。 （ 2） 從麥芽醪中分 離出“頭 號(hào)麥汁 ”。 （ 3） 用熱水洗 滌麥糟 ，洗出 麥糟中 的可溶性 浸出物 ，得 到“二 濾、第一章 啤酒工藝選擇與論證 11 三濾”麥汁。 麥芽醪 的過(guò)濾工 藝基本 要求：迅 速和較 徹底地分 解可溶 性浸出物，盡可 能減少 有害于啤 酒風(fēng)味 的麥殼多 酚、色 素、苦味 物，以 及麥芽中高分子 蛋白質(zhì) 、脂肪、 脂肪酸 、β 葡聚 糖等物 質(zhì)被萃取 ，盡可 能獲得澄清透明 的麥汁 。 過(guò)濾方法的 選擇 1. 過(guò)濾槽 法 過(guò)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(guò)濾篩板和麥糟 構(gòu)成過(guò) 濾介質(zhì) ，用醪 的液柱 高度 產(chǎn)生靜壓力為 推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。 2. 壓濾機(jī)法 板框式壓濾機(jī) 是由容 納糖化醪 的框和 分離麥汁 的濾布 及收集麥 汁的濾板各若干組 組成過(guò) 濾原件， 再配以 頂板、支 架、壓 緊螺桿或 液壓系 統(tǒng)組成。 通過(guò)比較可 知過(guò)濾 槽法 對(duì)麥 芽粉碎 度要求嚴(yán) 格，過(guò) 濾、洗 滌時(shí)間 長(zhǎng)，并且過(guò)濾速度 慢， 因 此在本設(shè) 計(jì)中選 用板框式 壓濾機(jī) 。 麥汁的煮沸和酒花的添加 1. 麥汁煮沸的設(shè) 備 分批式麥汁 煮沸 ，在一 個(gè)有加熱 裝置的 特殊容器 中進(jìn)行 ，稱煮 沸鍋 。麥汁煮 沸鍋 具有 多種 形式 ，本 設(shè)計(jì) 選用 的是 列管 式內(nèi) 加熱 器圓 形麥汁 煮沸鍋。 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(duì) 流，省 去動(dòng)力和 攪拌系 統(tǒng)。其 優(yōu)點(diǎn)有 ：（ 1）設(shè)備投資少 ，無(wú) 需維護(hù) ，沒(méi)有 磨損 ，耗電 量低；（ 2）熱輻射 損失小 ；（ 3）煮沸溫 度和 蒸發(fā) 速率 可以 調(diào)整；（ 4）設(shè) 備簡(jiǎn) 單， 不需 外加 加熱 器和攪 拌器。 2. 麥汁煮沸方法 傳統(tǒng) 煮沸 鍋均 采用 常壓 煮沸 ， 近代 較多 采用 密閉 煮沸 、 加壓 煮沸，特別 是低 壓煮 沸更 受到 普遍 歡迎 。常 壓煮 沸： 工藝 成 熟， 操作 方便 ，維修費(fèi)用低。酒 花浸出 率高，所 得麥汁 質(zhì)量好。 故 本設(shè) 計(jì)采用該 方法。 3. 酒花的添加 酒花 添加 量應(yīng) 依據(jù) 酒花 質(zhì)量 （含 α 酸 的量），消 費(fèi)者 習(xí) 慣， 啤酒品種，濃度等不 同而不同。淺 色啤酒 苦味物值 為 1540（ Bu）之間，一般在此范 圍內(nèi) 選取 一 個(gè)固 定值 ， 生產(chǎn) 時(shí)允 許在 固 定值 上波 動(dòng)177。 5 Bu。對(duì) 設(shè)計(jì)而言，為 便于物 料衡算 ，酒花 添加量 定為每 100mL 熱麥汁添加 %酒花。但實(shí) 際生 產(chǎn)時(shí) 由于 酒花 品質(zhì) ，添 加時(shí) 間和 方法 ，發(fā) 酵 條件 ，酵 母品 種等條件 的不 同或 變動(dòng) ，酒 花中 有效 物質(zhì) 損失 變化 很大 ， 應(yīng)根 據(jù)以 上情 況，在衡算基礎(chǔ)上 做一定 的調(diào)整。 酒花的添加方 法，還是以 傳統(tǒng)分 3～ 4 次添加 法為主 。酒花添加 分三次完成，操作 如下： 四川理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位 設(shè)計(jì) 12 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。第 二次：煮沸 30～ 40 分鐘后，添加 總量的 55%～ 60%，主要是萃取α 酸 ，并促進(jìn) 異構(gòu)。 第三次： 煮沸 后 80～ 85 分鐘，添加 總量的 30%～ 40%， 主要是萃 取酒花 油，提高 酒花香 味。 麥汁的處理 從煮沸鍋放 出的定 型熱麥汁 ，進(jìn) 入發(fā)酵 以前還需 要進(jìn)行 一系列處 理：酒花 糟分 離， 熱凝 固物 分離 ，冷 凝固 物分 離， 冷卻 ， 充氧 等才 能成 為發(fā)酵麥 汁。 近代 的啤 酒生 產(chǎn)大 大縮 短了 發(fā)酵 和貯 酒周 期 ，發(fā) 酵容 器也 增大到數(shù)百至上千 立 方米 ，因此， 對(duì)麥汁 處理要求 是： 1. 對(duì)能引起啤 酒非生物 渾濁的 冷，熱凝固 物盡可能 給予足 夠的分離 2. 麥汁處于高 溫時(shí)盡可 能減少 空氣接觸 ，防止 氧化。麥 汁冷卻 后，在發(fā)酵前，根 據(jù)進(jìn)罐 時(shí)間，必 須補(bǔ)充 適量空氣 ，供酵 母前期呼 吸。 3. 麥汁處理各工 序中，嚴(yán) 格杜絕 有害微生 物的污 染。 麥汁 處理 應(yīng)適 用設(shè) 備的 要求 不 同， 流程 很多 ，經(jīng) 比較 采 用以 下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處 理： 煮沸 鍋 → 熱麥 汁 →泵 → 回 旋沉 淀 槽 →薄 板 冷卻 系 統(tǒng) →通 風(fēng) →發(fā) 酵 ↓ ↑ （酒花糟 +熱凝固物 ） （無(wú)菌空氣） 1. 酒花分離 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) 盡快 分離出酒花糟，我 國(guó)廣泛 使用帶篩 孔的酒 花分離器 。 2. 熱凝固物的分 離 糖化 醪過(guò) 濾后 得到 的 麥汁 中含 有水 溶性 的清 蛋 白和 部分 鹽溶 性球 蛋白以及水溶 性高肽 等，這些物質(zhì) 在煮沸 時(shí)變性和 多酚結(jié) 合形成熱 凝固物 。 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 。近代 80%90%的工廠 均采用回 旋沉淀槽法，利用 旋 轉(zhuǎn)麥 汁離心力 分離。 3. 冷凝固物分離 冷凝固物是 分離熱 凝固物后 澄清的 麥汁，在 冷卻到 50℃以 下，隨著冷卻進(jìn)行， 麥汁重 新析出的 渾濁物 質(zhì)，并 在 25℃左右析出 最多。若 把此麥汁重新加熱 到 60℃以 上，