【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的物理性能，如啤酒的澄清，非生物穩(wěn)定性和泡沫性能等。③苦味物質(zhì)的變化：在發(fā)酵過(guò)程中，麥汁中近1/3的苦味物質(zhì)損失。④二氧化碳的產(chǎn)生:二氧化碳在酒液中的溶解度視發(fā)酵度溫度和罐壓的變化而有增減?！╳/wl左右）⑤PH值的變化:～，隨發(fā)酵進(jìn)程而逐步降低，PH值的下降主要由于發(fā)酵過(guò)程中，二氧化碳和有機(jī)酸和二氧化碳的形成。⑥氧與rH值:rH值是表示溶液中氫壓的負(fù)對(duì)數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢(shì)（EH）的一種方法，rH愈高，溶液的氧化力愈高，還原力愈低，反之亦然。rH＝＋2pH（30℃） ⑦色度變化:麥汁色度降低的幅度，隨原麥汁色度深淺而變化，色度深者降低幅度大，色度淺者降低幅度小。3．后發(fā)酵和儲(chǔ)酒:過(guò)濾麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液較嫩啤酒，又叫新啤酒。此時(shí)酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。后發(fā)酵的作用:①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中，不斷溶解酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。②后發(fā)酵初期產(chǎn)生的 在排出貯酒罐外時(shí)，降去酒內(nèi)所含的一些酒類的揮發(fā)性成分，如乙醛，硫化氧，雙乙酰等同時(shí)排出，減少啤酒的不成熟味覺(jué)，加快啤酒成熟。③在較長(zhǎng)的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹(shù)脂等。在低溫和低PH值的情況下，緩慢沉淀下來(lái)，使啤酒逐漸澄清。④在較低的貯酒溫度下，一些易形成混濁的蛋白質(zhì)－單寧復(fù)合物逐漸析出而先行沉淀下來(lái)或被過(guò)濾除去，改善了啤酒的非生物穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存期。貯酒的作用：①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中不斷溶解于酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。②減少啤酒的不成熟味覺(jué)加快啤酒成熟。③使懸浮的酵母冷凝固物和酒花樹(shù)脂等，在低溫和低PH值情況下，緩慢的沉淀下來(lái)，使啤酒足見(jiàn)澄清，便于過(guò)濾。④改善了啤酒的非生物的穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。貯酒室一般設(shè)在發(fā)酵室下面，分地下與地下兩種，先采用地上，整個(gè)貯酒室應(yīng)分為數(shù)室，以控制同貯酒時(shí)間的溫度和便于進(jìn)酒出酒等。貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對(duì)流方式，以節(jié)省動(dòng)力消耗。貯酒室的冷耗量，一般為：①排管冷卻：600～800千卡/晝夜/②冷風(fēng)冷卻：1000～1200千卡/晝夜/:①啤酒澄清的作用：啤酒澄清時(shí)在貯酒期間，是使酒中所含的懸浮物沉淀下來(lái)。澄清的目的是使過(guò)濾時(shí)順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。②啤酒中的主要懸浮物質(zhì): 。－多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。③影響啤酒澄清的因素:；（3℃以上）快于低溫（0℃以下）；：酒液度PH在（～）上面發(fā)酵（）；；。5．圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵及其工藝①發(fā)酵方法分類：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。②設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：⑴設(shè)備的外型特點(diǎn)：外筒體蝶形或拱形蓋，錐形體底，罐筒體壁和錐底有各種形式的冷卻夾套。筒體直徑(D)和筒體高度(H)是主要特性參數(shù)。對(duì)單釀罐一般是D：H＝1：1～2。對(duì)兩罐法的發(fā)酵罐D(zhuǎn)：H＝1：3～4，對(duì)兩罐法的貯酒罐D(zhuǎn)：H＝1：1～2，也有采用直徑為3～4m的臥式圓簡(jiǎn)體罐作貯酒罐。增加H有利于加速發(fā)酵，降低H有利于啤酒的自然澄清。 ⑵罐材料：。⑶冷卻夾套：（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(dòng)換熱。冷卻夾套一般分三段：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(hù)層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹(shù)脂或自熄式聚苯乙烯泡沫?！貏e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，真空破壞閥，CIP執(zhí)行機(jī)構(gòu)，上視鏡，燈鏡，空氣和二氧化碳排出管裝置。③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝：⑴進(jìn)罐方法采用直接進(jìn)罐方法。⑵接種量和起酵溫度 麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短起酵時(shí)間，大多采用較高接種量，%～%，接種后細(xì)胞濃度為（15加或減3）106個(gè)/ml。麥汁接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段溫度的，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(jìn)行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過(guò)多積累。⑶主發(fā)酵溫度采用中溫8～12℃（時(shí)間短，酵母死亡率低）發(fā)酵。⑷VDK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(shí)間。⑸冷卻、降溫VDK還原終點(diǎn)是根據(jù)成品啤酒應(yīng)VDK的含量而定。⑹罐壓控制～。⑺酵母的排放和收集酵母回收循環(huán)使用五代。④圓筒體錐底發(fā)酵罐的露天設(shè)置在本設(shè)計(jì)選用的是圓筒體錐底發(fā)酵罐，此類大型發(fā)酵罐均布置打露天。其優(yōu)點(diǎn)有：⑴可以節(jié)約大量的露天面積，從而節(jié)約大量基本建設(shè)投資；⑵節(jié)約土建施工工程量，從而加快基本建設(shè)進(jìn)度；⑶將有毒物質(zhì)的設(shè)備、具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備露天化，可以節(jié)約廠房通風(fēng)設(shè)備及動(dòng)力，降低廠房防火、防爆等級(jí)，降低生產(chǎn)費(fèi)用和廠房造價(jià)；⑷對(duì)廠房的改建和擴(kuò)建，增加靈活性。 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：傳統(tǒng)發(fā)酵，錐形罐發(fā)酵；連續(xù)發(fā)酵法，間歇發(fā)酵法；上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法；一罐發(fā)酵法，兩罐法發(fā)酵；本設(shè)計(jì)選用的是錐形罐兩罐法下面酵母連續(xù)發(fā)酵法。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分析和比較來(lái)進(jìn)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(dòng)力和洗刷費(fèi)用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。故選用連續(xù)發(fā)酵。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。（2）上面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)A、上面發(fā)酵系在較高的溫度（15～20℃）下進(jìn)行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細(xì)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(zhǎng)久沒(méi)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(dāng)酵母升至液面時(shí)，為發(fā)酵旺盛階段，此時(shí)應(yīng)開(kāi)始降低液溫，可采用12～14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)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(guò)程中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對(duì)凝聚性強(qiáng)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，使達(dá)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)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生，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(dú)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(guò)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(kāi)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(diǎn)①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)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(zhǎng)，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。從實(shí)際出發(fā)，選用下面酵母發(fā)酵法。（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(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時(shí)損失少；酒損少，因?yàn)闆](méi)有了管道中殘酒的損失；所需的工作時(shí)間少，因此不用倒罐；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构?，沒(méi)有氧侵入的危險(xiǎn)。（4） 兩罐法發(fā)酵酵母增殖發(fā)酵貯酒在不同罐中即酵母增殖和主發(fā)酵酵在發(fā)酵罐，后發(fā)酵酵、貯酒在貯酒罐，或酵母增殖、主發(fā)酵和后發(fā)酵在發(fā)酵罐，貯酒另一罐中。兩罐法發(fā)酵周期短，生產(chǎn)速率快，能滿足旺季生產(chǎn)需要。一罐法發(fā)酵工藝簡(jiǎn)單，便于操作，能夠節(jié)省投資，但由于麥汁整個(gè)發(fā)酵過(guò)程都在同一個(gè)發(fā)酵罐中進(jìn)行，使得冷凝物的排放及酵母沉淀效果不十分理想。由于露天發(fā)酵罐一般直徑較大，若酒液缺少對(duì)流，就會(huì)使其溫度分布不均勻，罐中心酒液溫度與罐壁處酒液溫度需長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡，從而影響啤酒風(fēng)味。同時(shí)，一罐法發(fā)酵工藝發(fā)酵周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)旺季難以滿足市場(chǎng)需求。設(shè)備利用率低，因此在本設(shè)計(jì)中選用的是圓柱錐底發(fā)酵罐的兩罐法下面酵母發(fā)酵工藝。 酵母的添加與回收在麥汁進(jìn)行充氧同時(shí)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(gè)麥汁流入過(guò)程中均勻添加，接種量一般為（～）107/mL麥汁，～。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無(wú)黏著現(xiàn)象，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)變異，鏡檢酵母細(xì)胞大小整齊，健壯，無(wú)雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)間不超過(guò)3天，使用代數(shù)不超過(guò)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(lái)的酵母細(xì)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(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量占65%～70%，可留作下批種酵母用。下層為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由最初沉降下來(lái)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(jì)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)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(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)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(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)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(jìn)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(guò)濾1. 啤酒過(guò)濾理論經(jīng)過(guò)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(huì)從啤酒中析出，導(dǎo)致啤酒渾濁。所以，必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾工序?qū)⑵涑?。啤酒過(guò)濾式一種物理分離過(guò)程，是啤酒生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的生產(chǎn)工序。經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時(shí)，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。2. 啤酒過(guò)濾方式的選擇與論證對(duì)于啤酒過(guò)濾來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在使用較普遍的過(guò)濾方法主要有硅藻土過(guò)濾法、濾棉過(guò)濾機(jī)和微孔膜過(guò)濾機(jī)。硅澡過(guò)濾機(jī)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，過(guò)濾效果好，速度快，雜菌清洗容易，維修方便，過(guò)濾能力可通過(guò)加減濾板框數(shù)調(diào)節(jié)，故選此法。 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(jì)生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，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(diǎn)，又是市場(chǎng)的亮點(diǎn)，新穎獨(dú)特的包裝設(shè)計(jì)往往最容易打動(dòng)消費(fèi)者的心。因此，啤酒企業(yè)不僅要生產(chǎn)合乎標(biāo)準(zhǔn)和品質(zhì)上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊美觀的商標(biāo)和包裝，如此才能使其產(chǎn)品更具吸引力和競(jìng)爭(zhēng)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(diǎn)。（1）保護(hù)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(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過(guò)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(dòng)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(jià)值。（3）促銷功能。包裝是“無(wú)聲的推銷員”，消費(fèi)者通過(guò)包裝可以了解產(chǎn)品，引起消費(fèi)興趣，激發(fā)購(gòu)買動(dòng)機(jī)，從而有利于擴(kuò)大商品銷售。 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用1. 麥槽的利用麥槽是麥芽和大米在不發(fā)芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質(zhì)構(gòu)成的。麥槽是有價(jià)值的飼料，有較高的蛋白質(zhì)，并受到適度分解。2. 二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒發(fā)酵中最主要的副產(chǎn)物，二氧化碳也是重要的原材料。在過(guò)濾后的清酒中，直接充入二氧化碳，使啤酒在短時(shí)間內(nèi)溶解和過(guò)飽和，簡(jiǎn)單而有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。回收處理系統(tǒng)是使用密閉式發(fā)酵容器時(shí)特有的附屬設(shè)備，是錐形罐的配套設(shè)備。回收工藝主要有3種：（1） 高壓法：高壓法純度低，操作強(qiáng)度大，儲(chǔ)存方法單一，故也不采用。（2） 低壓法：該法產(chǎn)生的一般不能以液態(tài)儲(chǔ)藏，且如果無(wú)發(fā)酵氣，就不能供氣，故不采用。（3） 中壓法：采用專用的無(wú)油壓縮機(jī)將壓縮凈化后在冷凍系統(tǒng)進(jìn)行凈化，該法產(chǎn)生的純度高，儲(chǔ)存效率高，使用方便。故本設(shè)計(jì)采用。其組成部分為：泡沫捕集器，貯氣球，水洗塔，壓縮站，干燥氣，凈化器，液化器，貯液罐，氣化器。3. 酵母的回收與利用根據(jù)酵母和發(fā)酵液的相對(duì)密度不同，采用離心機(jī)分離酒液和酵母。每生產(chǎn)100噸啤酒可得含水分75%～80%，%～10%。近年來(lái)用啤酒酵母生產(chǎn)具有肉類鮮味的調(diào)料以及生產(chǎn)干酵母粉，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。41第三章 工藝計(jì)算第3章 工藝計(jì)算 物料衡算 物料衡算的意義物料衡算是指理論上進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，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(zhǔn)確與否關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計(jì)的可行性，是整個(gè)設(shè)計(jì)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(jìn)行100kg原料生產(chǎn)11176。P啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L11176。P啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行11萬(wàn)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(xiàng)目名稱百分比﹪說(shuō)明定額指標(biāo)原料利用率麥芽水分大米水分12無(wú)水麥芽浸出率75無(wú)水大米浸出率95原料配比麥芽70大米30損失率冷卻損失發(fā)酵損失對(duì)熱麥汁而言過(guò)濾損失裝瓶損失總損失率啤酒總損失