【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，它是由兩片金剛砂磨盤(pán)（或鑄槽鋼磨盤(pán)）進(jìn)行平面磨碎，一次就能將原料粉碎到足夠的細(xì)度，粉碎比可達(dá)1：20。如表13為輔料(大米)的粉碎度要求。表13輔料(大米)的粉碎度要求ABC篩號(hào)篩孔凈寬/mm分級(jí)名稱(chēng)粉碎度/％大米玉米帶殼大麥10皮殼+粗粒/1525～3018粗粒10152560細(xì)粒604025100細(xì)粉303015～30 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，以及水和熱能作用，使之分解并溶解于水，此過(guò)程稱(chēng)作“糖化” 。溶解的各種干物質(zhì)稱(chēng)作“浸出物”(extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱(chēng)作“麥芽汁”或“麥汁”(Wort)。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)之比(質(zhì)量比)稱(chēng)“無(wú)水浸出率”。麥汁的組成、顏色將直接影響到啤酒的品種和質(zhì)量；糖化工藝和原料；水、電、汽以及熱量的消耗，與生產(chǎn)成本密切相關(guān)。因此糖化過(guò)程是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。糖化過(guò)程是原料的分解和萃取的過(guò)程，它主要是依靠麥芽中個(gè)種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié)助酶促分解和萃取過(guò)程。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(lèi)及其配料比；(2) 麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度；(3) 控制麥芽中各水解酶的作用條件，如溫度、pH、底物濃度(加水比)、作用時(shí)間；(4) 加熱的溫度和時(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)。糖化方法可分為以下幾類(lèi)：(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(lèi)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。 糖化方法及設(shè)備 　　　　　三次煮出糖化法煮出糖化法 二次煮出糖化法 一次煮出糖化法 　　　　　升溫浸出糖化法糖化方法 浸出糖化法降溫浸出糖化法 復(fù)式一次煮出糖化法 其他方法 復(fù)式煮浸糖化法 谷皮分離糖化法 外加酶制劑糖化法其他特殊糖化法 糖化方法是指麥芽和非發(fā)芽谷物原料中不溶行固型物轉(zhuǎn)化成可溶性的、有一定比例的浸出物，所采用的工藝方法和工藝條件：包括配料濃度、各物質(zhì)分解溫度、pH、熱能的利用等，還包括酶制劑、添加劑的選擇使用等。煮出糖化法是指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為幾次煮出法。浸出糖化法是指麥芽醪只利用酶的生化作，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。其他糖化方法都由以上兩種方法演變而來(lái)，以上兩種方法用于最初最初的純麥芽糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物做輔料，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。我國(guó)啤酒生產(chǎn)大多數(shù)使用非發(fā)芽谷物做輔料，所有均采用復(fù)式糖化法。各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類(lèi)水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造適合酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾個(gè)控制原理是相同的。(1) 酸休止 利用麥芽中磷酸酯酶對(duì)麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌增殖產(chǎn)乳酸，此工藝條件是：溫度為35～37OC，～，時(shí)間為30～90分鐘。(2) 蛋白質(zhì)休止 利用內(nèi)切酶分解蛋白質(zhì)生成多肽和氨基酸，利用麥芽中肽酶分解多肽形成氨基酸，～，最適溫度。形成α氨基氮為45～50 OC，形成可溶性多肽為50～55 OC，作用時(shí)間為10～10分鐘。(3) 糖化分解　淀粉水解成糖類(lèi)，麥芽中β淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖最適溫度為60～65 OC。α淀粉酶最適活性溫度為70OC，兩種酶共同作用，～，時(shí)間為30～120分鐘。(4) 糖化終止　當(dāng)糖化完成時(shí)，必須使醪液中的酶類(lèi)（α淀粉酶除外）失活，此溫度為70～80 OC(5) 100 OC煮出　部分糖化醪液加熱至100 OC，促進(jìn)物料的水解，使淀粉徹底糊化、液化。(6) 酶制劑的和添加劑的使用　α淀粉酶、β淀粉酶、糖化酶、R酶、葡聚糖酶等酶制劑，乳酸、磷酸、石膏等ｐH調(diào)整物質(zhì)，多酚消除劑等一系列添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要適量使用。本設(shè)計(jì)參照發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論一書(shū)采用二次煮出糖化法 麥芽醪的過(guò)濾糖化結(jié)束時(shí)，麥芽的輔料中高分子物質(zhì)的分解和萃取基本完成，因此必須在最短時(shí)間內(nèi)將麥汁和麥糟分離，此過(guò)程即為麥芽醪的過(guò)濾。過(guò)濾過(guò)程是首先在糖化醪中的耐熱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)色糊精和糖類(lèi)，提高原料浸出物收率；其次麥芽醪中分離出頭號(hào)麥汁；最后洗滌麥糟，洗出麥糟中的可溶性浸出物，得到“二濾”及“三濾”麥汁，此步操作要求為：時(shí)間盡量短，防止麥芽皮殼成分的溶解。麥芽醪的過(guò)濾方法一般有以液柱靜壓為推動(dòng)力的過(guò)濾方法；依靠醪泵正壓為推動(dòng)力的過(guò)濾方法；以麥汁泵局部抽吸負(fù)壓為動(dòng)力的過(guò)濾方法；離心機(jī)過(guò)濾法。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(lèi)，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、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)。（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)比較可知壓濾機(jī)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)中選用過(guò)濾槽 麥汁的煮沸和酒花的添加目的：(1)蒸發(fā)水分、濃縮麥汁 過(guò)濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（～176。P），通過(guò)煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。(2)滅酶和殺菌 過(guò)濾后麥汁中殘留有少量酶類(lèi)，為保證釀造過(guò)程中麥汁組分(主要是糊精)的一致，需通過(guò)加熱使酶鈍化。同時(shí)殺菌，以保證發(fā)酵的安全性。(3)蛋白質(zhì)變形和絮凝 煮沸時(shí)利用蛋白質(zhì)熱變性與單寧結(jié)合等反應(yīng)使麥汁中高分子蛋白質(zhì)變性和絮凝以便除去。(4)浸出酒花中物質(zhì)。(5)排除麥汁異雜臭氣。 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(chēng)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?。唬?）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。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。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。麥芽添加酒花后，由于酒花中的苦味物質(zhì)含量不同，麥汁組成不同，添加方法和時(shí)間不同，發(fā)酵、工藝不同，酵母不同等不同，酒花中苦味物質(zhì)的損失有很大區(qū)別，所以，至今還未取得酒花的添加量和成品啤酒Bu之間的定量關(guān)系式酒花添加量可依據(jù)如下因數(shù)調(diào)節(jié):(1) 酒花中a酸含量；(2) 消費(fèi)者嗜好 消費(fèi)者嗜好口味屬清淡型，如我國(guó)南方，應(yīng)降低酒花添加量；(3) 啤酒濃度低，色澤淺，淡爽型應(yīng)該少加，反之多加；(4) 敞口發(fā)酵大，粉末型酵母，儲(chǔ)酒期長(zhǎng)，苦味物質(zhì)損失多，可以適當(dāng)增加酒花量。對(duì)設(shè)計(jì)而言,為便于物料衡算,%。 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：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。 麥汁的處理由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，包括：酒花糟分離、熱凝固物分離、冷凝固物分離、冷卻、充氧等處理，才能成為發(fā)酵麥汁。由于發(fā)酵技術(shù)不同，成品啤酒質(zhì)量要求不同。近代啤酒生產(chǎn)，大大縮短了發(fā)酵和儲(chǔ)酒周期，大叫容器也增大到數(shù)百到數(shù)千立方米，因此，麥汁處理要求是：(1) 盡可能將引起啤酒非生物混濁的冷、熱凝固物分離。(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，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。麥汁處理因使用設(shè)備和要求不同，流程很多，本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際情況采用以下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理：煮沸鍋回旋沉淀槽泵熱麥汁薄板冷卻系統(tǒng)無(wú)菌空氣通風(fēng)酒花糟及熱凝固物發(fā)酵(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)采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。我國(guó)廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。本設(shè)計(jì)也采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少量鹽溶性蛋白質(zhì)以及肽段，這些物質(zhì)在煮沸時(shí)變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物，主要成分為：粗蛋白質(zhì)：　50％～60％酒花樹(shù)脂：　16％～20％灰　　分：　2％～3％多酚有機(jī)物：20％～30％濕熱凝固物（含揮發(fā)物80％～85％），％～，～。如不分離熱凝固物，在發(fā)酵中，會(huì)引起酵母吸附絮凝使發(fā)酵不正常。同時(shí)會(huì)再次分散，將來(lái)帶入啤酒，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味。所以工藝上應(yīng)力求徹底分離熱凝固物。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%），%%。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。本設(shè)計(jì)中采用回旋沉淀槽沉淀法分離熱凝固物，利用麥汁離心力分離實(shí)現(xiàn)分離。(3) 冷凝固物分離凝固物是分離熱凝后澄清的麥汁，在冷卻到50OC以下，隨著冷卻進(jìn)行，重新出現(xiàn)混濁物質(zhì)并在25OC時(shí)最多。另外在60OC時(shí)又恢復(fù)澄清透明，所以此過(guò)程是可反的.麥汁冷凝固物組成為：多肽45％～65％、多酚30％～45％、多糖2％～4％、灰分1％，具有2個(gè)等電點(diǎn)，當(dāng)溫度大于60OC時(shí)會(huì)重新分散于麥汁中。冷凝固物分離方法：酵母增殖法、冷置沉降法、硅藻土過(guò)濾法、麥汁離心分離法、浮選法。本設(shè)計(jì)選用采大多數(shù)中小酒廠采用硅藻土過(guò)濾法過(guò)濾，其流程為:煮沸鍋→麥汁緩沖罐→麥汁過(guò)濾機(jī)→麥汁冷卻器此流程主要除去熱凝固物，也能同時(shí)吸附冷凝固物，過(guò)濾介質(zhì)，直接投入煮沸鍋. 麥汁的充氧(1) 熱麥汁的氧化麥汁在高溫之下接觸氧，此時(shí)氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、酒花樹(shù)脂、多酚等發(fā)生氧化反應(yīng)。麥汁在高溫下應(yīng)該接觸空氣和應(yīng)該嚴(yán)格禁止接觸空氣，兩種對(duì)立觀點(diǎn)在啤酒節(jié)共存。目前我國(guó)認(rèn)為從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關(guān)鍵措施。(2) 冷卻麥汁的充氧麥汁冷卻至發(fā)酵接種溫度以后，接觸氧，氧化反應(yīng)也較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必需的。麥汁中氧氣的溶解量，符合”亨利道爾頓”定律，氧在麥汁中溶解度麥汁中氧分壓成正比，與麥汁溫度成反比。麥汁濃度增加將減少飽和溶氧量，但影響較小。在6℃以下。(3) 冷麥汁通風(fēng)方法絕大多數(shù)啤酒廠采用壓縮空氣通風(fēng)。即將無(wú)菌、無(wú)油的壓縮空氣在麥汁冷卻的輸送線路中，通過(guò)文丘里管或不銹鋼舌片混合器、肽管混合器，在線上通風(fēng)充氧。大發(fā)酵罐工藝認(rèn)為若分多批(4～5批)進(jìn)罐，冷麥汁通風(fēng)時(shí)間取分批進(jìn)罐，冷宜早不宜晚，最后1～2批進(jìn)罐麥汁不再通風(fēng)。因?yàn)橥L(fēng)太遲，會(huì)延長(zhǎng)酵母停滯期，增加雙乙酰，并使罐中泡沫增加，影響罐容積。大罐分批麥汁通風(fēng)，應(yīng)根據(jù)分批次數(shù)，間隔時(shí)間，酵母類(lèi)型，接種方法，溫度等調(diào)整。為了比較和其他原料的糖化完全程度和過(guò)濾時(shí)浸出物的回收情況，常采用浸出物收得率或原料利用率考察糖化車(chē)間量的關(guān)系。具體計(jì)算方法后面設(shè)計(jì)中有，這里暫不討論。一般來(lái)說(shuō)原料移用率可達(dá)98%～99%。若原料利用率低于96%，應(yīng)分析原因，在排除“跑，冒，滴，漏”這些非正常損失外，其主要原因有：(1) 原料中淀粉沒(méi)有全部被糖化；(2) 麥槽洗條不充分。最終麥汁是指加酒花煮沸，麥汁定型并分離凝固物后的麥汁。最終麥汁質(zhì)量，因原料質(zhì)量，配料和制造啤酒類(lèi)型不同而有較大區(qū)別。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 啤酒酵母的