【文章內(nèi)容簡介】 （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)?，繼續(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(shè)備周轉(zhuǎn)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。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(zhuǎn)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。5. 兩罐法發(fā)酵一罐法發(fā)酵工藝簡單, 便于操作, 能夠節(jié)省投資, 但由于麥汁整個發(fā)酵過程都在同一個發(fā)酵罐中進行, 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, 若酒液缺少對流, 就會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時間才能達到平衡, 從而影響啤酒風味。同時, 一罐法發(fā)酵工藝發(fā)酵周期較長, 生產(chǎn)旺季難以滿足市場需求。故不采用一罐法。故本設(shè)計采用兩罐法發(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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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的氨基酸和營養(yǎng)物質(zhì),應用糖類發(fā)酵釋放自由能合成細胞并產(chǎn)生熱量。此時糖降比較緩慢，而α氨基氮下降迅速。由于有機酸產(chǎn)生和麥汁緩沖物質(zhì)減少，麥汁PH下降迅速。酵母達到最高濃度時，糖降最快，176。P。VDK峰值出現(xiàn)在最高酵母濃度后1224h。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進行冷卻以保持最高發(fā)酵溫度。當發(fā)酵度達到酵母凝聚點時（一般酵度在35%45%），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細胞數(shù)開始下降，糖降速率開始降低。為了促進凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵溫度。176。P時，發(fā)酵緩慢，泡沫消失，逐步形成泡蓋。泡蓋是CO2帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、高分子蛋白質(zhì)等接觸空氣氧化，聚合形成的。在主發(fā)酵結(jié)束前撈去泡蓋，即可下酒至后發(fā)酵和回收沉于池底的凝聚酵母泥。 后酵和貯酒主發(fā)酵結(jié)束后，下酒至密閉室后發(fā)酵罐，前期進行后發(fā)酵，后期進行低溫儲酒。后發(fā)酵和儲酒的目的是：糖類繼續(xù)發(fā)酵，促進啤酒風味成熟，增加CO2溶解，促進啤酒澄清。:圓柱錐底發(fā)酵罐的優(yōu)點有：（1）加速發(fā)酵 （麥汁）和酵母對流獲得強化，可加速發(fā)酵。（2）廠房投資節(jié)省 ，而且罐數(shù)、罐總?cè)莘e減少，廠房投資節(jié)省。（3）冷耗節(jié)省 ，而且冷卻介質(zhì)在強制循環(huán)下，傳熱系數(shù)高。（4）發(fā)酵罐清洗、消毒 ，工藝衛(wèi)生更易得到保證。（5）該罐具有錐底，主發(fā)酵后回收酵母方便。（6）罐身具有冷卻夾套，冷卻面積能夠滿足工藝上的降溫要求，一般在圓柱體部分，視罐體高度，可分設(shè)23段冷卻，錐底部分設(shè)有一段冷卻，有利于酵母沉降和保存。（7）圓柱錐底罐是密閉罐，可以回收二氧化碳，也可進行二氧化碳洗滌，可做發(fā)酵罐，也可做貯酒罐。因此在本設(shè)計中選用的是圓柱錐底發(fā)酵罐，其具體情況介紹如下：：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。本次設(shè)計選擇兩罐法發(fā)酵。：（1）設(shè)備的外型特點：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。兩罐法發(fā)酵罐D(zhuǎn)：H=1:34。發(fā)酵罐底角，考慮到發(fā)酵中酵母自然沉降最有利，取排出角7375176。（2）罐材料：。（3）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。（4）隔熱層和防護層：絕熱材料常用絕熱材料聚酰氨樹脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。，特別是瓦楞型板更受歡迎。（5）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：（1）進罐方法采用直接進罐方法。（2）接種量和起酵溫度麥汁直接進罐法，為了縮短起酵時間，大多采用較高接種量，%～%，接種后細胞濃度為（15177。3）106個/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℃。（3）主發(fā)酵溫度本設(shè)計是10176。P的淡色啤酒，小于11176。P，所以采用低溫發(fā)酵，910176。C。（4）VDK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，這可縮短還原時間。（5）冷卻、降溫VDK還原終點是根據(jù)成品啤酒應VDK的含量而定，才稱還原階段基本結(jié)束，可降溫。（6）罐壓控制發(fā)酵液中二氧化碳是酵母的毒物，會抑制酵母繁殖和發(fā)酵速率，（），主發(fā)酵后期才封罐逐步升高，還原階段12天才升至最高值。由于罐耐壓強度和實際需要，以后保持或略有下降至啤酒成熟。（7）酵母的排放和收集當VDK還原至規(guī)定值，可順利從錐底排放泥狀酵母。收集酵母后，（12176。C）覆蓋并控制存放溫度不超過2176。C，每天換一次無菌水。 酵母的添加與回收在麥汁進行充氧同時添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應在整個麥汁流入過程中均勻添加，接種量：～。種酵母要求：外觀色澤潔白，凝聚性良好，無黏著現(xiàn)象，無雜質(zhì)，無變異，鏡檢酵母細胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細胞活性97%以上，冷水低溫保存時間不超過3天，使用代數(shù)不超過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，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，其量占65%～70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細胞或死細胞，可作飼料或棄置不用。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計采用的發(fā)酵設(shè)備為應用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。本設(shè)計采用間接冷卻方式。 啤酒生產(chǎn)副產(chǎn)物的利用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。麥槽是有價值的飼料，有較高的蛋白質(zhì)，并受到適度分解。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。在過濾后的清酒中，直接充入二氧化碳，使啤酒在短時間內(nèi)溶解和過飽和，簡單而有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。CO2貯氣柜→超壓裝置→壓縮機→氧化劑洗滌器→水冷卻器→活性炭過濾器→壓縮機→冷卻器→干燥裝置→冷卻器→液態(tài)CO2貯存罐酵母的回收與利用根據(jù)酵母和發(fā)酵液的相對密度不同，采用離心機分離酒液和酵母。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)濟和社會效益，故本設(shè)計采用一個酵母車間來利用廢酵母生產(chǎn)干酵母，其生產(chǎn)流程如下：啤酒放棄的酵母泥→固液分離→濕酵母→洗滌脫苦→固液分離→水解→固液分離→干燥→干酵母 ↓ 濃縮→調(diào)配→調(diào)味料 ↓ 酵母膏 成品啤酒 . 啤酒的過濾發(fā)酵出來的啤酒經(jīng)酵母分離機分離出來后，進入一薄板冷卻器，然后進入啤酒處理罐，進行CO2洗滌，再經(jīng)一次冷卻器，冷卻至1 ℃，經(jīng)粗濾精濾后，送清酒罐然后包裝。啤酒過濾的主要方式有棉餅過濾機、硅藻土過濾機、紙板過濾機、雙流過濾機、錯流過濾機、無菌膜過濾機?，F(xiàn)在普遍使用的是過濾設(shè)備是硅藻土過濾機、紙板過濾機和無菌膜過濾機。硅藻土過濾機作為啤酒的粗濾，紙板過濾機作為啤酒的精濾，無菌膜過濾機主要用于生產(chǎn)純生啤酒。硅藻土過濾機主要有板框式、燭式、水平圓盤式三種，本設(shè)計采用板框式過濾機。．啤酒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)計生產(chǎn)的主要是瓶裝啤酒。瓶裝啤酒包裝工序生產(chǎn)流程：玻瓶→卸箱→驗瓶→洗瓶→檢驗→灌酒→壓蓋→檢驗→殺菌→檢驗→貼標→噴碼→檢驗→裝箱 驗瓶方法有：人工驗瓶與光學檢驗儀驗瓶?，F(xiàn)采用光學檢驗儀驗瓶，利用光學驗瓶裝置，可自動將污瓶從傳送帶上排除。驗瓶技術(shù)要求 ：高矮一致，規(guī)格一致，顏色一致。：不得有破裂痕跡。：不得有任何污物。：100800瓶/分。第二章 工藝計算 物料衡算物料衡算是指理論上進行生產(chǎn)時，所要消耗的物料和可以得到的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品的量，物料衡算的準確與否關(guān)系到整個生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計的可行性，是整個設(shè)計階段的重要一環(huán)。根據(jù)表31的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進行100kg原料生產(chǎn)11176。P啤酒的物料衡算，然后進行100L11176。P啤酒的物料衡算，最后進行6萬噸/年啤酒廠的物料衡算表21啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目名稱百分比﹪說明定額指標原料利用率麥芽水分大米水分11無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料配比麥芽70大米30損失率冷卻損失發(fā)酵損失對熱麥汁而言過濾損失裝瓶損失總損失率啤酒總損失率8對熱麥汁而言 100㎏原料生產(chǎn)11176。P啤酒的物料衡算(1)熱麥汁量根據(jù)表31可得原料收得率分別為：原料麥芽收得率為：(1005)247。100=%原料大米收得率為：(10011)247。100=%混合原料收得率為：（%+%）%=%由上述可得100kg混合原料可制得的11176。P熱麥汁量為：（247。11）100=(kg)又知11176。P麥汁在20℃，而100℃熱麥汁比20℃。故熱麥汁（100℃）體積為： （247。）=(L)(2)冷麥汁量()=(L)(3)發(fā)酵液量()=(L)(4)過濾酒量()=(L)(5)成品啤酒量()= (L) 11176。P啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)11176。，故可得下述結(jié)果：(1)生產(chǎn)100L11176。P經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （100/）100=(kg)(2)麥芽耗用量70%=(kg)(3)大米耗用量30%=(kg)(4)酒花耗用，故酒花耗用量為： （）100%=(kg)同理，100kg原料耗酒花：=(5)熱麥汁量（ /）100=(L)(6)冷麥汁量（）100=(L)(7)發(fā)酵液量：（）100=(L)(8)濾過酒量：（）100=(L)(9)成品酒量：（）100=100(L)(10)濕糖化糟量：l 設(shè)排出的濕麥糟含水分80%，l 濕麥芽糟量為：[()(10075)/(10080)] =濕大米糟量為： [()(10095)/(10080)] =故濕糖化糟量為：+=同理，100kg原料產(chǎn)生濕糖化糟：=(11)濕酒花糟量：設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為40%，酒花糟含水分以80%計，則酒花糟量為： 同理，100kg原料產(chǎn)生濕酒花糟：=(12)酵母量（以商品干酵母計）生產(chǎn)100L啤酒可得2kg濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為1kg。濕酵母泥含水分85%酵母含固形物量:則含水分7%的商品干酵母量為： (13)二氧化碳量因11176。，： =所以，11176。：11%=設(shè)麥汁的真正發(fā)酵度為80%，則可發(fā)酵的浸出物量為：80%=麥芽糖發(fā)酵的化學反應式為：C12H22O11+H2O 2C6H12O62C6H2O6 4C2H5OH+4CO2+560kJ設(shè)麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構(gòu)成，則CO2生成量為：式中 44—CO2分子量342—麥芽糖（C12H22O11）分子量設(shè)11176。%，酒中含CO2量為：﹪=則釋放出的CO2量為：=而1m3CO2在20℃故釋放出的CO2的體積為：176。P淡色啤酒糖化車間物料衡