【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 及水和熱力作用，使之溶解并溶解于水。糖化一般分為浸出糖化法和煮出糖化法兩大類，本次工藝主要采用浸出糖化法中的雙醪浸出糖化法。糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋升溫，達(dá)到糖化各階段 所要求的溫度。由于只有部分醪液進(jìn)行煮沸，胚乳細(xì)胞壁的高分子麥膠物質(zhì)及其他雜質(zhì)溶出較少，所制麥汁色澤淺，粘度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒喝干啤酒；而且操作簡(jiǎn)單，糖化時(shí)間短。設(shè)計(jì)采用雙醪浸出糖化法，料水比為 1:。為了提高日糖化批次以達(dá)到增產(chǎn)的目的, 糖化方法應(yīng)采用雙醒浸出法比較合理, 它結(jié)合了傳統(tǒng)“煮出法” 和“浸出法” 兩方面的特點(diǎn), 僅對(duì)輔料進(jìn)行一次煮沸, 兌醒后全部采用浸出法步驟, 工藝過程較簡(jiǎn)單, 操作也易于控制, 在原有的一個(gè)糊化鍋和一個(gè)糖化鍋設(shè)備條件下, 只需要增加一個(gè)糖化鍋, 同時(shí), 加強(qiáng)麥汁過濾和煮沸的能力, 日糖化批次就可以提高一倍, 生產(chǎn)設(shè)備的利用率和靈活性均有所提高 [1]。 糊化方法及工藝在啤酒糖化過程中，糊化是啤酒糖化過程中的重要步驟，在糊化過程中淀粉濃度高,則在升溫過程中形成的高粘度,影響淀粉的吸水膨脹, 造成糊化不均勻。因此, 淀粉糊化須在一定濃度下才能順利的進(jìn)行,淀粉濃度越低,淀粉與耐高溫一淀粉酶的接觸越好,7 / 51糊化效果也越好 [3]。進(jìn)入糊化鍋中的料水比為 1:。輔料采用較大加水比進(jìn)行糊化，并盡可能利用外加 淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，在糊化煮沸時(shí)，促進(jìn)皮殼溶解?和形成焦糖、類黑精。輔料糊化醪一次倒入糖化鍋。經(jīng)糊化后的大米醪與麥芽醪混合后，直接經(jīng)過 68℃保溫 30min，升溫到 78℃保溫 15min 到過濾溫度，然后過濾。 過濾糖化過程結(jié)束后，對(duì)糖化醪中的可溶性浸出物與不溶性的麥糟進(jìn)行分離的過程。在最短的時(shí)間內(nèi)盡可能獲得多的澄清麥汁。過濾在整個(gè)生產(chǎn)中雖然工藝參數(shù)較少，但操作技術(shù)卻是要求最高的一個(gè)過程。過濾控制不當(dāng)，不僅影響到最終麥汁產(chǎn)量，而且會(huì)給啤酒的泡沫、風(fēng)味、非生物穩(wěn)定性等帶來不良的影響。麥芽醪的過濾設(shè)備，通常有三類：（1）依賴于液柱靜壓力為推動(dòng)力的過濾槽法。（2）依靠泵送醪的正壓力為推動(dòng)力的壓濾機(jī)法。（3）依賴于液柱正壓力和麥汁泵抽吸局部負(fù)壓的滲出過濾槽法。本設(shè)計(jì)采用壓濾法：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濾元件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。采用此法麥汁收得率高，可實(shí)現(xiàn)自控，而且操作費(fèi)用低、水耗小。糖化醪過濾多采用過濾糟進(jìn)行間歇操作，包括：過濾槽預(yù)熱、進(jìn)醪、靜置、打回流、過濾得頭號(hào)麥汁、洗糟得洗滌麥汁。 麥汁煮沸（1）煮沸工藝采用低壓煮沸法，通過調(diào)節(jié)麥汁煮沸時(shí)蒸汽壓力，使得麥汁煮沸時(shí)煮沸強(qiáng)度低于2％，同時(shí)麥汁在煮沸前通過真空冷卻器，形成 %以上的后蒸發(fā)量，從而使麥汁蒸發(fā)強(qiáng)度降低，但蒸汽耗量減少，以達(dá)到節(jié)能的目的。煮沸時(shí)間過長(zhǎng)影響啤酒口感，通過優(yōu)化煮沸條件，同樣可以達(dá)到啤酒的口感標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)減少能量損失，滿足工藝要求 [4]。（2）操作過程由板框過濾機(jī)泵入煮沸鍋的麥汁液位置達(dá)到一定高度后，開始向列管加熱器通入蒸汽，令麥汁保持沸騰 60min，蒸發(fā)強(qiáng)度 10%，當(dāng)出現(xiàn)溢鍋時(shí)，打開冷卻水閥門，冷水通過冷環(huán)管進(jìn)入鍋內(nèi)，同時(shí)關(guān)蒸汽閥，降低蒸發(fā)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)采用列管加熱器加熱，內(nèi)加熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊，不需要?jiǎng)恿?，有利于?jié)省蒸汽耗量，還省去了其他外加熱器的附件，節(jié)省了成本投資。酒花分兩次添加：8 / 51麥芽粉+50℃釀造水46℃30min20min大米粉+耐溫 α淀粉酶+52℃釀造水1℃/min70℃20min 47℃104℃30min 5 min68℃30min70℃25min78℃15min2020 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2401030405060708090100糖化時(shí)間/min5min碘試不呈色圖 21 糖化工藝曲線 [9]糖化溫度/℃第一次，煮沸 5～10 分鐘，添加總量的 30%～40%；第二次，煮沸 30～45 分鐘，添加總量的 60%～70%糖化工藝曲線：曲線說明：（1）大米在糊化鍋中與水混合，并升溫煮沸糊化，與此同時(shí)麥芽與水在糖化鍋內(nèi)混合，℃保溫，進(jìn)行蛋白質(zhì)休止。9 / 51（2）糊化過程是：糊化是在 ℃恒溫 20min，加熱到 70℃保溫 20min，再加熱到 104℃煮沸 ：在 ℃保溫 30min 進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，對(duì)醪加熱到糖化溫度 68℃，恒溫 60min 再加熱到 78℃結(jié)束糖化過程。糖化工藝論證：占投料總量 30%的大米先在糊化鍋中煮沸糊化。大米糊化溫度高，若直接與麥芽一起糊化會(huì)造成大米糊化不完全，大米浸出率下降，浪費(fèi)原料等。有時(shí)會(huì)破壞麥芽中的水解酶類，影響到原料的利用率。由于麥芽糖化力和粉碎度的因素，麥芽糖化宜采用分段式糖化方法：首先， 在 ℃進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，目的是減少高分子氮比例，限制蛋白質(zhì)過度分解。麥汁中有適量的可溶性氮及其分解中間產(chǎn)物能賦予啤酒醇厚豐滿的口感；升溫至 68℃利用 和 β淀粉酶協(xié)助麥芽醪的糊化、液化，促進(jìn)果糖、葡萄糖、麥芽?糖等可發(fā)酵性糖的形成；然后在 78℃麥芽中的水解酶類鈍化；糖化醪的 pH 是隨麥芽質(zhì)量、釀造用水水質(zhì)而變化，對(duì)于啤酒的糖化，一般在 63～70℃溫度范圍內(nèi)， 和?β淀粉酶的最適 pH 范圍較寬，可以在 ～ 范圍內(nèi)波動(dòng)，影響不大。 麥汁后處理由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理，包括：熱凝固物分離，冷凝固物分離、冷卻、充氧等系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。麥汁后處理主要是通過物理方法將熱凝固物質(zhì)與麥汁分離，將麥汁冷卻。分離：本設(shè)計(jì)采用回旋沉淀槽分離熱凝固物。 冷卻：本設(shè)計(jì)采用薄板換熱器。麥汁冷卻發(fā)酵接種溫度后，接觸氧，此時(shí)氧化反應(yīng)微弱，氧在麥汁中呈溶解態(tài)，它是酵母前期發(fā)酵繁殖必需的。10 / 51第 3 章 三大衡算 糖化車間的物料衡算糖化車間工藝流程示意圖（圖 31）圖 31 啤酒廠糖化車間流程示意圖 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 31 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng) 目 名 稱 百分比（%）麥汁煮沸鍋麥糟糊化粉碎麥芽，大米 糖化 過濾水、蒸汽薄板冷卻器回旋沉淀槽熱凝固物 冷凝固物發(fā)酵車間11 / 51定 額 指 標(biāo)原料利用率麥芽水分大米水分無水麥芽浸出率無水大米浸出率麥芽清凈和磨碎損失6137595原料配比啤酒損失率(對(duì)熱麥汁)麥芽大米冷卻損失發(fā)酵損失過濾損失裝瓶損失總損失7525411啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料（麥芽、大米）和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量（糖化糟和酒花糟）等。根據(jù)上表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行 100kg 原料生產(chǎn) 12176。經(jīng)典啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L12176。經(jīng)典啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行 150000t/a 啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。 100kg 原料生產(chǎn) 12176。P 經(jīng)典啤酒的物料衡算（1）熱麥汁量 根據(jù)表 41 可得原料收率分別為： 麥芽收率為： （100－6）247。100=% 大米收率為： （100－13）247。100=% 混合原料收得率為： [%+%]%=%由上述可得 100kg 混合原料可制得的 12176。熱麥汁量為：（247。12）100=又知 12176。汁在 20℃時(shí)的相對(duì)密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時(shí)的麥汁體積增加 倍，故熱麥汁（100℃）體積為：（247。）=（2） 添加酒花量： %=（3） 冷麥汁量為： 12 / 51 （1－）=（4） 發(fā)酵成品液量： （1－）=（5） 清酒量（過濾）為：（1－）=（6） 成品啤酒量為： （1－）= 生產(chǎn) 100L12176。P 經(jīng)典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) 12176。成品啤酒 ，故可得出下述結(jié)果：生產(chǎn) 100L12176。經(jīng)典啤酒需耗混合原料量為：（100247。）100=麥芽耗用量： 75%=大米耗用量： －=酒花用量為 對(duì)經(jīng)典啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為 %，故酒花耗用量為： （）100%=（5） 熱麥汁量為： （）100=（6） 冷麥汁量為： （）100=（7） 濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為 80%，則濕度糟量為：[（1－） （100－75）/（100－80）]=濕大米糟量：[（1―） （100―95）/（100－80）]=濕糖化糟量： +=酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為 40%，且酒花糟水分含量為 80%，則酒花糟量為：[（100―40）/（100―80）]=（9）發(fā)酵成品液量：（）100=13 / 51（10）清酒量： （）100= 150000t/a 12176。P 經(jīng)典啤酒糖化車間物料衡算全年生產(chǎn)天數(shù)為 300 天，設(shè)旺季生產(chǎn) 170 天，淡季生產(chǎn) 130 天。旺季每天糖化數(shù)為 6 次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為 4 次，則全年糖化次數(shù)為：1706+1304=1540計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。糖化一次所得啤酒為：150000247。1054= t/次則糖化一次定額量： 1012=18366L（1）混合原料量：(18366/)100=18366kg（2）麥芽耗用量：18336 75%= 大米耗用量：18366－=（3）煮沸后熱麥汁量：（）18366=106354L（4）冷麥汁量：（）18366=102101L（5）發(fā)酵液總量：（）18366=101079L（6）清酒產(chǎn)量：（）18366=100069L（7）酒花耗用量：（）18366%=（8）濕糖化糟量：濕麥糟量為：[（1－） （100－75）/（100－80）]=16185kg濕大米糟量為：[（1―） （100―95）/（100－80）]=14 / 51故濕糖化糟量為： 16185+=（9）酒花糟量：[（100―40）/（100―80）]= 把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果，整理成物料衡算表：如表 32 所示。表 32 啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱 單位 對(duì) 100kg 混合原料100L 12176。P 經(jīng)典啤酒糖化一次定額量150000t/a 啤酒生產(chǎn)混合原料 Kg 100 18366 28283640麥芽 Kg 75 20755350大米 Kg 25 7070910酒花 Kg 327558熱麥汁 L 106354 163785160冷麥汁 L 102101 157235540濕糖化糟 Kg 26462898濕酒花糟 Kg 982674發(fā)酵成品液 L 101079 155661660清酒液 L 100069 154106260成品啤酒 L 100 151800備注：12176。P 經(jīng)典啤酒的密度為 1012kg/m3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒為 。15 / 51去發(fā)酵煮沸強(qiáng)度10%冷凝固物冷麥汁酒花糟熱凝固物薄板冷卻器回旋沉淀槽90min酒花煮沸鍋麥汁麥糟過濾70℃糖化結(jié)束 78℃20min10min7min15min15min料水比 1：糖化鍋熱水，50℃70℃，25min5min自來水 18℃糊化鍋大米粉 麥芽粉 t0（℃） ，20min麥芽粉 ℃， 60min料水比 1：t（℃）100℃，10min90℃ 20min 100℃，40min63℃，60min 150000t/a 啤酒廠糖化車間熱量衡算本設(shè)計(jì)采用國內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。工藝流程如 31 圖，數(shù)據(jù)根據(jù)表 32以下對(duì)糖化過程各步操作的熱量分別進(jìn)行計(jì)算：16 / 51圖 33 啤酒廠糖化工藝流程示意圖 糖化用水耗熱量 Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為： 1()????式中， 為糖化一次大米粉量， 為糊化鍋加入的麥芽量（為大米量的20%） 。糖化鍋加水量為： ???式中 —糖化一次麥芽粉量，即（）kg—糖化一次麥芽定額量。自來水平均溫度取 t1=18℃ ，而糖化配料用水溫度 t2=50℃，故耗熱量為： （31）61212()()?????式中 t1—糖化配料用水溫度，t 1=50℃ t2—自來水平均溫度，t 2=18℃ 第一次米醪煮沸耗熱量 Q2由工藝流程圖可知 （32）..3??糊化鍋內(nèi)米醪由初溫 t0 加熱至 100℃耗熱 （33）()Gct?米 醪 米 醪式中 W —含水百分率c0—絕對(duì)谷物比熱容，取 c0=（kgK） 。c 米醪 —米醪比熱容， c 谷物 =[(100W)c0+]1 [