【文章內(nèi)容簡介】 卻到50℃以下，隨著冷卻進(jìn)行，麥汁重新析出的渾濁物質(zhì)，并在25℃左右析出最多。若把此麥汁重新加熱到60℃以上，麥汁又恢復(fù)澄清透明，因此，這是可逆的。 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、蛋白質(zhì)、酒花樹脂、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，即使與氧接觸，氧化反應(yīng)較微弱，氧在麥汁中呈溶解狀態(tài)，是酵母前期繁殖必須的。麥汁濃度增加減少飽和溶氧量。充氧操作為：麥汁溫度降至6℃以下，空氣通風(fēng)，10176。3. 冷麥汁通風(fēng)方法若采用純氧，溶氧將達(dá)到40ml/L以上。一般只有快速發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒時(shí)采用純氧，普通啤酒發(fā)酵采用壓縮空氣通風(fēng)，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，在線上充氧。此外麥汁應(yīng)采取分批進(jìn)罐，冷麥汁通風(fēng)時(shí)間，宜早不宜晚，最后12批進(jìn)罐麥汁不再通風(fēng)。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母1. 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(xì)胞、世代時(shí)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，：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，：卡爾倍一號(hào)，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號(hào)二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快。2. 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(huì)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(fēng)味。酵母細(xì)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(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達(dá)到30mg/l以上時(shí)的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià)離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng)”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。3. 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng) 啤酒酵母純正與否，對(duì)啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大。啤酒工廠生產(chǎn)使用的酵母由保存的純種酵母，經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)，達(dá)到一定數(shù)量后，供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。每個(gè)啤酒廠都應(yīng)保存適合本廠使用的純種酵母，以保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的順序如下：斜面試管（原菌種）→富氏瓶或試管培養(yǎng)→巴氏瓶或三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢生罐培養(yǎng)→酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐→酵母繁殖罐→發(fā)酵罐。以上從斜面試管到卡氏罐培養(yǎng)為實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段；漢生罐以后為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)階段。4. 接種量表21 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(shè)計(jì)選用的是兩罐式發(fā)酵法。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分析和比較來進(jìn)行取舍。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(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動(dòng)力和洗刷費(fèi)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(dòng)力消耗大。塔式系統(tǒng)對(duì)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(qiáng)。并且塔式觀造價(jià)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(fēng)味上品評(píng)與間歇法啤酒差別大，難以被消費(fèi)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(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。從實(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)計(jì)不采用此法。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(shè)置在單獨(dú)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(diǎn)是：（1） 采用下面酵母，主發(fā)酵溫度比較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢，發(fā)酵的代謝副產(chǎn)物相對(duì)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(xì)微，風(fēng)味柔和，保存期較長。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(shù)操作和發(fā)酵設(shè)備方面與下面發(fā)酵有所不同，但兩者的發(fā)酵機(jī)理是一致的。上面發(fā)酵工藝的特點(diǎn)（1） 上面發(fā)酵系采用上面酵母，是在較高的溫度(15～20℃)下進(jìn)行的。酵母起發(fā)快，接種量可以減少，形成的酵母新細(xì)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(fù)雜，但酵母使用代數(shù)遠(yuǎn)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(dāng)酵母升至液面時(shí)，為發(fā)酵旺盛階段，此時(shí)應(yīng)開始降低液溫，可采用12～14℃冷水冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)立即撤去，發(fā)酵4～6天即行結(jié)束。（3） 發(fā)酵結(jié)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(fēng)時(shí)間長，目的是使酵母分散懸浮在發(fā)酵液中，對(duì)凝集性強(qiáng)的酵母，通風(fēng)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(dá)飽和。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒時(shí)，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(dú)特的風(fēng)味，但保存期短。從實(shí)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(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)容器必須清洗；轉(zhuǎn)入空罐時(shí)CO2損失少；酒損少，因?yàn)闆]有了管道中殘酒的損失；所需的工作時(shí)間少；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构?，沒有氧侵入的危險(xiǎn)。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(gè)發(fā)酵過程都在同一個(gè)發(fā)酵罐中進(jìn)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(duì)流, 就會(huì)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(shí)間才能達(dá)到平衡, 從而影響啤酒風(fēng)味。同時(shí), 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(chǎng)需求。故不采用一罐法。故本設(shè)計(jì)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(yīng)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(chǔ)酒罐。各段發(fā)酵均在有絕熱維護(hù)層，并具有室溫調(diào)節(jié)裝置的的廠房內(nèi)進(jìn)行，一般分為前發(fā)酵室（78℃）主發(fā)酵室（67℃），后酵和儲(chǔ)酒室（20℃）等部分。1．酵母接種量：本設(shè)計(jì)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(xì)胞濃度控制在（512）10個(gè)/ml。 設(shè)酵母泥的濃度為2010個(gè)/g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為：810個(gè)/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(jì)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(shí)至十小時(shí)）的生長滯緩期，之后才能加入出芽繁殖，當(dāng)酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細(xì)胞濃度達(dá)到20個(gè)/ml，發(fā)酵麥汁表面開始?xì)馀?，此階段即為前發(fā)酵。但由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至20～30個(gè)小時(shí)。 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(yīng)用糖類發(fā)酵釋放自由能合成細(xì)胞并產(chǎn)生熱量。此時(shí)糖降比較緩慢，而α氨基氮下降迅速。由于有機(jī)酸產(chǎn)生和麥汁緩沖物質(zhì)減少，麥汁PH下降迅速。酵母達(dá)到最高濃度時(shí)，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(jìn)行冷卻以保持最高發(fā)酵溫度。當(dāng)發(fā)酵度達(dá)到酵母凝聚點(diǎn)時(shí)（一般酵度在35%45%），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細(xì)胞數(shù)開始下降，糖降速率開始降低。為了促進(jìn)凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應(yīng)逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵溫度。176。P時(shí)，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(jìn)行后發(fā)酵，后期進(jìn)行低溫儲(chǔ)酒。后發(fā)酵和儲(chǔ)酒的目的是：糖類繼續(xù)發(fā)酵，促進(jìn)啤酒風(fēng)味成熟，增加CO2溶解，促進(jìn)啤酒澄清。:圓柱錐底發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)有：（1）加速發(fā)酵 （麥汁）和酵母對(duì)流獲得強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(jì)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(jì)選擇兩罐法發(fā)酵。：（1）設(shè)備的外型特點(diǎn)：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(dòng)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(hù)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(jī)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(jìn)罐方法采用直接進(jìn)罐方法。（2）接種量和起酵溫度麥汁直接進(jìn)罐法，為了縮短起酵時(shí)間，大多采用較高接種量，%～%，接種后細(xì)胞濃度為（15177。3）106個(gè)/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(jì)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(shí)間。（5）冷卻、降溫VDK還原終點(diǎn)是根據(jù)成品啤酒應(yīng)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(huì)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(qiáng)度和實(shí)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(dāng)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(jìn)行充氧同時(shí)添加酵母，為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中，酵母應(yīng)在整個(gè)麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（～）10/mL麥汁，～。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(xì)胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)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，主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細(xì)胞組成，可做飼料或經(jīng)行其它綜合利用。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量占65%～70%,可留作下批種酵母用。下層為弱細(xì)胞或死細(xì)胞，由最初沉降下來的顆粒組成，可作飼料或棄置不用。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)行冷卻。常用的冷卻方式有兩種：間接冷卻法和直接冷卻法，由于直接冷卻的冷卻介質(zhì)是液氨，即液氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，在實(shí)際生產(chǎn)中需要注意一下幾個(gè)方面：一是液氨具有刺激性臭味，在一定條件下可燃可爆，二是液氨工作壓力較高，且滲透性很強(qiáng)，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計(jì)采用間接冷卻方式。間接冷卻方式其冷溶劑是乙二醇與水的混合溶液，它在氨制冷的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在5℃左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫，一般情況下，發(fā)酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質(zhì)循環(huán)，即液氨吸熱蒸發(fā)制冷循環(huán)系統(tǒng)和冷卻發(fā)酵罐酒液的酒精水循環(huán)系統(tǒng)。 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(jià)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(shí)間內(nèi)溶解和過飽和，簡單