【文章內(nèi)容簡介】 。 麥汁煮沸的設備分批式麥汁煮沸，在一個有加熱裝置的特殊容器中進行，稱煮沸鍋。麥汁煮沸鍋具有多種形式，本設計選用的是列管式內(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，底部麥汁不斷進入加熱管，麥汁形成對流，省去動力和攪拌系統(tǒng)。其優(yōu)點有：（1）設備投資少，無需維護，沒有磨損，耗電量低；（2）熱輻射損失??；（3）煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整；（4）設備簡單，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，維修費用低。酒花浸出率高，所得麥汁質(zhì)量好。故本設計采用該方法。酒花添加量應依據(jù)酒花質(zhì)量（含α酸的量），消費者習慣，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)選取一個固定值，生產(chǎn)時允許在固定值上波動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) 消費者嗜好 消費者嗜好口味屬清淡型，如我國南方，應降低酒花添加量；(3) 啤酒濃度低，色澤淺，淡爽型應該少加，反之多加；(4) 敞口發(fā)酵大，粉末型酵母，儲酒期長，苦味物質(zhì)損失多，可以適當增加酒花量。對設計而言,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，并促進異構。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，進入發(fā)酵以前還需要進行一系列處理，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，盡可能減少空氣接觸，防止氧化，麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，補充適量空氣，供酵母前期呼吸。(3) 麥汁處理各工序中，嚴格杜絕有害微生物的污染。麥汁處理因使用設備和要求不同，流程很多，本設計考慮實際情況采用以下流程對麥汁進行處理：煮沸鍋回旋沉淀槽泵熱麥汁薄板冷卻系統(tǒng)無菌空氣通風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，在煮沸結束后應采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。我國廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。本設計也采用帶篩孔的酒花分離器。(2) 熱凝固物的分離糖化醪過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)在煮沸時變性和多酚結合形成熱凝固物，主要成分為：粗蛋白質(zhì)：　50％～60％酒花樹脂：　16％～20％灰　　分：　2％～3％多酚有機物：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，會引起酵母吸附絮凝使發(fā)酵不正常。同時會再次分散，將來帶入啤酒，影響啤酒的非生物穩(wěn)定性和風味。所以工藝上應力求徹底分離熱凝固物。糖化醪過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)在煮沸時變性和多酚結合形成熱凝固物。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，利用旋轉麥汁離心力分離。本設計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，隨著冷卻進行，重新出現(xiàn)混濁物質(zhì)并在25OC時最多。另外在60OC時又恢復澄清透明，所以此過程是可反的.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個等電點，當溫度大于60OC時會重新分散于麥汁中。冷凝固物分離方法：酵母增殖法、冷置沉降法、硅藻土過濾法、麥汁離心分離法、浮選法。本設計選用采大多數(shù)中小酒廠采用硅藻土過濾法過濾，其流程為:煮沸鍋→麥汁緩沖罐→麥汁過濾機→麥汁冷卻器此流程主要除去熱凝固物，也能同時吸附冷凝固物，過濾介質(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，此時氧很少以溶解形式存在，而是和麥汁中糖類、蛋白質(zhì)、酒花樹脂、多酚等發(fā)生氧化反應。麥汁在高溫下應該接觸空氣和應該嚴格禁止接觸空氣，兩種對立觀點在啤酒節(jié)共存。目前我國認為從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關鍵措施。(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) 冷麥汁通風方法絕大多數(shù)啤酒廠采用壓縮空氣通風。即將無菌、無油的壓縮空氣在麥汁冷卻的輸送線路中，通過文丘里管或不銹鋼舌片混合器、肽管混合器，在線上通風充氧。大發(fā)酵罐工藝認為若分多批(4～5批)進罐，冷麥汁通風時間取分批進罐，冷宜早不宜晚，最后1～2批進罐麥汁不再通風。因為通風太遲，會延長酵母停滯期，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，應根據(jù)分批次數(shù)，間隔時間，酵母類型，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濾時浸出物的回收情況，常采用浸出物收得率或原料利用率考察糖化車間量的關系。具體計算方法后面設計中有，這里暫不討論。一般來說原料移用率可達98%～99%。若原料利用率低于96%，應分析原因，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，配料和制造啤酒類型不同而有較大區(qū)別。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 啤酒酵母的分類能使含糖液體自然發(fā)酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”的生物，統(tǒng)稱為“酵母”。廣義上說，凡是單細胞、世代時間較長的低等真核生物，統(tǒng)稱為“酵母”。酵母的分類：：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集：發(fā)酵度低，凝集性強，沉淀快：卡爾倍一號，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號二號，發(fā)酵度低，沉淀快。 啤酒酵母的絮凝啤酒酵母的絮凝特性是重要的生產(chǎn)特性，它會影響酵母的回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的啤酒風味。酵母細胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達到30mg/l以上時的促凝作用相當顯著，其他二價離子也能促凝，但是單價離子會因“反離子效應”對其產(chǎn)生抑制作用。 啤酒酵母的擴大培養(yǎng) 最能決定啤酒品質(zhì)的是酵母，影響最后結果的因數(shù)有很多:(1)出發(fā)菌株的選擇(2)擴培過程的無菌操作(3)優(yōu)良的培養(yǎng)基(4)恰當?shù)臄U大比例(5)恰當?shù)囊品N時間(6)嚴格控制培養(yǎng)條件(7)漢生培養(yǎng)罐的留種 接種量表13 不同麥汁濃度的酵母添加量麥汁濃度酵母泥添加量7～9～10～12～13～15～16～20～啤酒是依賴于純種啤酒酵母，對麥汁某些組分進行一系列的代謝過程，產(chǎn)生酒精等各種風味物質(zhì)，構成有獨特風味的飲料酒。影響啤酒質(zhì)量的主要因素：(1)麥汁組成.(2)啤酒酵母的品種的菌株特性.(3)投入酵母的數(shù)量的質(zhì)量狀況，以及發(fā)酵中酵母的生長情況.(4)發(fā)酵容器的形狀、尺寸、材料.(5)發(fā)酵工藝條件（ｐH、溫度、溶氧水平、發(fā)酵時間等）。這些都是影響因數(shù)的重要次序，受啤酒類型和各工廠釀造強礦而有顯著區(qū)別. 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，分批式發(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；本設計選用的是兩罐式發(fā)酵法。以下就這幾種發(fā)酵方法進行分析和比較來進行取舍。 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)，故本設計不采用此法。 下面發(fā)酵傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，主發(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)。室溫保持5～6℃；采用開放式或密閉式、圓形或方形的主發(fā)酵容器。后發(fā)酵則設置在單獨的貯酒室內(nèi)，采用金屬或木制的貯酒罐，作后發(fā)酵和貯酒用。貯酒室溫保持在O～l℃。下面發(fā)酵的工藝特點是：（1）采用下面酵母，主發(fā)酵溫度比較低，發(fā)酵進程比較緩慢，發(fā)酵的代謝副產(chǎn)物相對較少。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降發(fā)酵容器底部。（2） 下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長，酒液澄清良好。C02飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細微，風味柔和，保存期較長。 上面發(fā)酵啤酒發(fā)酵系以上面發(fā)酵為起源，而后由于選用的純粹培養(yǎng)酵母不同，劃分為上面發(fā)酵與下面發(fā)酵兩種啤酒發(fā)酵類型。上面發(fā)酵在發(fā)酵外觀、技術操作和發(fā)酵設備方面與下面發(fā)酵有所不同，但兩者的發(fā)酵機理是一致的。上面發(fā)酵工藝的特點（1）上面發(fā)酵系采用上面酵母，是在較高的溫度(15～20℃)下進行的。酵母起發(fā)快，接種量可以減少，形成的酵母新細胞較多。發(fā)酵終了，大部分酵母浮在液面，酵母回收工作雖較下面發(fā)酵復雜，但酵母使用代數(shù)遠較下面發(fā)酵為多，長久沒有衰退現(xiàn)象。（2）上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為13～16℃，比較高。發(fā)酵2～3天，當酵母升至液面時，為發(fā)酵旺盛階段，此時應開始降低液溫，可采用12～14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時立即撤去，發(fā)酵4～6天即行結束。（3）發(fā)酵結束后，酵母成緊密的一層浮在液面上，厚為3～4cm。（4）上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風時間長，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對凝集性強的酵母，通風尤屬必要。（5）上面發(fā)酵一般不采用后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近最終發(fā)酵度。分離酵母后，加膠處理，貯藏澄清一階段，采用人工充二氧化碳，使達飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒時，酒液中保留部分殘?zhí)牵^續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧他碳飽和在酒中。（6）上面發(fā)酵釀制的啤酒成熟快，設備周轉快，啤酒有獨特的風味，但保存期短。從實際出發(fā)，選用下面酵母發(fā)酵法。 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；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。 兩罐法發(fā)酵此法制得的啤酒特點為有較長陳貯后熟期，啤酒風味特性有陳釀香味，口感柔和、醇厚、細膩，泡沫細膩和穩(wěn)定。此法的最大困難在于防止啤酒和空氣接觸，工廠應有充足的二氧化碳回收裝置。貯酒罐宜采用D：H=1：1—，大直徑，120大錐角的立式圓筒圓錐罐結論：根據(jù)本次釀造啤酒屬淡爽型及考慮到更少占有廠房。本次發(fā)酵采用一罐法發(fā)酵。 啤酒發(fā)酵工藝傳統(tǒng)式分批發(fā)酵，每批（一鍋或兩鍋）定型麥汁，經(jīng)過添加酵母，前發(fā)酵（酵母增殖），主發(fā)酵，后發(fā)酵和貯酒等階段。相應的設備是：酵母添加器，前發(fā)酵池，主發(fā)酵池，后發(fā)酵罐和儲酒罐。各段發(fā)酵均在有絕熱維護層，并具有室溫調(diào)節(jié)裝置的的廠房內(nèi)進行，一般分為前發(fā)酵室（78℃）主發(fā)酵室（67℃），后酵和儲酒室（20℃）等部分。(1) 酵母接種量：本設計分批發(fā)酵采用低溫，緩慢發(fā)酵，因此接種量比較小，接種后細胞濃度控制在（512）10個/ml。 設酵母泥的濃度為2010個/g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為：810個/ml則每千克麥汁接種酵母泥克數(shù)（n）：n=8101000/2010=4g %。(2) 酵母添加方法：；；；。本設計采用干道法添加酵母：在酵母添加器中加入每批麥汁所需的酵母，再加上二倍量的冷麥汁，用無菌壓縮空氣充分混合，壓到前酵池中，再用無菌空氣攪拌均勻即可。 前發(fā)酵:所謂前發(fā)酵，就是指接種酵母泥處于休眠階段，酵母和麥汁接觸后，有較長（數(shù)小時至十小時）的生長滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細胞濃度達到20個/ml，發(fā)酵麥汁表面開始氣泡，此階段即為前發(fā)酵。但由于工藝改進，前發(fā)酵時期已縮短至20～30個小時。 主發(fā)酵：主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中氨基酸和營養(yǎng)物質(zhì)，利用糖類發(fā)酵釋放自由能（ATP）合成酵母細胞。此階段糖降比較緩慢，而a氨基氮下降迅速。由于有機酸和