【文章內(nèi)容簡介】 上段的溫度控制應當緩慢且慎重，不可快速冷卻，防止發(fā)酵罐內(nèi)的溫度出現(xiàn)大幅度的下降，酵母大量沉積會使其還原雙乙酰的能力下降。在此過程中主要以保持發(fā)酵液對流度和數(shù)目一定的懸浮酵母，溫度情況為T上T中T下，~℃。（3）降溫以及保溫階段發(fā)酵液還原雙乙酰達到標準之后就開始進入降溫階段，這個階段應按照工藝設定好的速度把啤酒均勻地冷卻到貯酒的溫度，此時酒液發(fā)酵已經(jīng)基本上結束，并且二氧化碳的生成和放熱幾乎停止，原二氧化碳上升形成的拖拉力等造成的從下到上的對流大大減弱，啤酒在不同的溫度下密度差所形成對流的作用逐漸占據(jù)主導地位，根據(jù)啤酒最大密度時的溫度計算公式可知，啤酒最大密度時溫度約為3℃，3℃上下的啤酒對流方向是相反的，控制溫度時應跟據(jù)這個特點來區(qū)別對待。（4）雙乙酰還原溫度冷卻至3℃啤酒在這個階段降溫中密度見見增大，對流方向仍為從下到上，啤酒沿發(fā)酵罐壁向下流動，由于此時的冷媒與啤酒溫差比較大，降溫及罐內(nèi)的平衡過程不好控制，所以應以上帶和中帶的溫度控制為主，而且必須防止冷卻過于劇烈而造成貼近罐壁部分的啤酒結冰，從而影響降溫效果和啤酒的質量。（5）3℃保溫過程在整體降溫過程中，3℃以前的降溫速度非?？?，降溫慣性比較大，在接近3℃對流方向改變過程中，容易發(fā)生發(fā)酵罐內(nèi)各點啤酒溫度的混亂，或者溫度發(fā)生驟升驟降，或者溫度持續(xù)改變，無法按工序執(zhí)行控制，而且難以總結出變化的規(guī)律。針對這種情況，在生產(chǎn)過程中采用了3℃保溫的工藝，目的是為了穩(wěn)定啤酒流動狀態(tài)，以及減緩或者停頓對流的過程，發(fā)酵罐內(nèi)溫度能準確地均衡下來，并且在保溫過程中徹底排放掉剩余的廢棄的啤酒酵母以及沉積物，3℃保溫過程結束以后就可以開始進行新一輪的對流降溫過程，通過實踐，這種工藝手段能有效的保證降溫速率和啤酒的澄清。（6）3℃以下深冷過程啤酒降溫到3℃時密度最高，這時將形成溫度不同密度卻相同的啤酒，區(qū)域性對流的自動進行狀態(tài)混亂，啤酒溫度形成了一定的梯度，套冷量傳達和冷卻的要求不能夠達到，冷卻速度和啤酒溫度下降很慢，此時主要控制下部溫溫度，加大錐罐底部啤酒溫度控制的強度，降低啤酒的密度，使對流方向由從下到上變成為自上而下，改變形成的溫度梯度，可以滿足溫度控制的效果，這個過程中下段溫度應比中、上段溫度低1℃~2℃。（7）貯酒階段貯酒階段的溫度控制對于發(fā)酵液的成熟和啤酒的澄清等都有很大影響，溫度控制不當就可能使得發(fā)酵液結冰。這個階段溫度控制主要控制上、中、下三段溫度的均衡，縮小罐內(nèi)發(fā)酵液的溫差。貯酒過程中罐中下段二氧化碳的密度要高于中段和上段，但是下段發(fā)酵液的密度要高于中段和上段，同時存在從下到上和從上到下的對流，狀態(tài)比較混亂，緩慢而且很不規(guī)則，使用調節(jié)閥的控制冷媒可采用時間長、流量小的操作方法，對于開關閥就可以采去頻率高、時間短開啟控制，避免長時間的深度冷卻，溫度控制精度要求在177?！?，不能出現(xiàn)溫度回升。 啤酒發(fā)酵設備概述發(fā)酵罐是啤酒生產(chǎn)的主要設備，目前，我國絕大部分啤酒廠均采用園柱錐底式發(fā)酵罐簡稱錐形罐，—般在圓柱部分焊有兩到三段冷卻夾套，錐底還有一冷卻夾套。整個罐體除罐頂裝置和罐底的進出口以外，全部用絕熱材料包裹起來，用其來阻隔與外界的熱交換。這樣使得罐內(nèi)發(fā)酵液與外界的熱交換量和發(fā)酵液產(chǎn)生的生化熱相比較可忽略不計，控溫中通過冷卻夾套由冷卻介質帶走的熱量主要是生化熱。錐形發(fā)酵罐直徑和高度的比值一般是1: ~4。錐形罐的底內(nèi)角，不銹鋼罐錐角一般情況是60176。，內(nèi)部涂有涂料的鋼罐錐角一般是75176。，這樣可以使的在排污時酵母能強制滑出。錐形罐的有效容量必須是每批麥汁注入量的整數(shù)倍，并且應當在16~24小時內(nèi)填充滿一個錐形罐，錐形罐的容量系數(shù)一般取80%~85%。發(fā)酵是一個放熱的過程，如果讓啤酒自然發(fā)酵，發(fā)酵液的溫度會逐漸上升，因此在發(fā)酵罐外部罐壁設置有上、中、下三段冷卻套，相應的設立上、中、下三個測溫點和三個調節(jié)閥，通過閥門調節(jié)冷卻套內(nèi)冷卻液的流量來實現(xiàn)對酒體溫度的控制。 啤酒發(fā)酵溫控基本要求由于啤酒酵母的作用，麥汁在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵，在發(fā)酵過程中釋放出的生化反應熱和CO2熱量釋放導致發(fā)酵溫度上升，同時CO2的產(chǎn)生使罐內(nèi)壓力升高。在整個發(fā)酵過程中，根據(jù)發(fā)酵過程的規(guī)律來控制發(fā)酵過程的時間和溫度是保證發(fā)酵能夠正常地、安全地進行，提高啤酒的質量以及口味，減輕操作人員的勞動強度，較少能耗的關鍵。罐類容器的主要工藝參數(shù)有氣體壓力、溫度、液位。氣壓的大小能反應出發(fā)酵罐內(nèi)CO2的多少，壓力到了一定的程度就需從發(fā)酵罐頂部排出一定量的CO2來減小罐內(nèi)的壓力，防止出現(xiàn)爆炸。發(fā)酵罐內(nèi)溫度的高低是提醒罐內(nèi)物料加熱的時間長短，方便操作人員進行物料的儲存以及物料的反應。液位能間接地反應物料的多少，方便控制物料的儲存量，實時調控和進行物料的反應等。所以需要對發(fā)酵罐內(nèi)液溫的變化進行實時控制，同時發(fā)酵罐內(nèi)的壓力狀況也是安全生產(chǎn)過程中的必要的控制量。圖21 啤酒發(fā)酵罐控制系統(tǒng)流程圖啤酒的發(fā)酵工藝對控制的要求是：發(fā)酵罐上帶、中帶、下帶酒液溫度的實時檢測，并且控制發(fā)酵罐的溫度在特定階段要與標準的工藝生產(chǎn)曲線相符合；控制發(fā)酵罐內(nèi)部氣體的排放，使得發(fā)酵罐內(nèi)的壓力狀況符合不同階段的控制需要。啤酒發(fā)酵的溫度控制系統(tǒng)流程圖如圖21所示。 啤酒發(fā)酵工藝流程根據(jù)錐形發(fā)酵大罐的特性將發(fā)酵的全過程分為多個階段，在各個階段，對象的特性相對較穩(wěn)定，壓力和溫度的控制方面具有一定的規(guī)律性。在發(fā)酵開始前，根據(jù)工藝要求先設定好工藝控制的壓力曲線、溫度；在發(fā)酵的過程中，根據(jù)發(fā)酵進行的程度，發(fā)酵罐上段、中段以及下段溫度的差異，以及3段溫度各自的變化情況，自動選擇各個階段相應的控制策略，從而達到預期的控制效果。主要分為以下階段：（l）酵母添加麥汁中需要加入適量的酵母，才能注入發(fā)酵罐內(nèi)。整個發(fā)酵過程可以理解為酵母把麥汁中的糖類分解成乙醇、水及其它產(chǎn)物的過程。可以用化學總反應方程式如下：葡萄糖 乙醇這個階段麥汁原料經(jīng)由連接管道由糖化罐進入發(fā)酵罐中。（2）發(fā)酵啤酒發(fā)酵是一個復雜的微生物代謝過程，這是啤酒生產(chǎn)過程中耗時最長的一個環(huán)節(jié)。在發(fā)酵期間，一般是往附著于罐壁上的冷卻夾套內(nèi)通入致冷酒精水或液氨來吸收生化反應熱，以維持適宜的發(fā)酵溫度，致冷量通過調節(jié)冷媒流量來控制。整個發(fā)酵過程可以分為主酵和后酵兩個階段：① 主酵——酵母接種到麥汁中，然后進入發(fā)酵罐幾小時就逐步開始主發(fā)酵，麥汁的糖度逐漸下降，產(chǎn)生一定量CO2，反應釋放的熱量使的整個罐內(nèi)的溫度逐步增加。經(jīng)過2~3天后就開始進入發(fā)酵最旺盛的高泡期，再過2~3天，糖的下降速度變慢，糖度降到很低，啤酒酵母開始沉淀，這時需要進行封罐發(fā)酵。此時，主發(fā)酵基本就結束了，開始進行降溫轉入后酵階段。一般的啤酒在主酵時的工藝要求大約控制在12℃。② 后酵——當發(fā)酵罐內(nèi)的溫度從主酵的12℃降到大約3℃時，后酵階段開始進行，這一階段是進行雙乙酰還原為主。此外，后酵階段還完成了剩余糖的發(fā)酵工作，蛋白質得到充分沉淀，氧含量得到降低，提高啤酒質量的穩(wěn)定性。一旦雙乙酰指標合格，發(fā)酵罐就需要進入第二個降溫過程，把發(fā)酵罐內(nèi)的溫度從3℃降到0～－1℃，這時候就可以進行貯酒，這樣能提高啤酒的風味和質量。經(jīng)過一段時間的貯酒，整個發(fā)酵環(huán)節(jié)基本結束。（3）啤酒過濾和殺菌主酵、后酵結束以后，啤酒需要經(jīng)過高溫瞬時殺菌和過濾機進行生物和膠體穩(wěn)