【正文】 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(wú)菌 壓縮 空氣充 分混 合，壓 到前酵 池中，再用無(wú)菌空氣攪拌均勻即可。 設(shè)酵母泥的濃度為 2010 8 個(gè) /g，按工藝規(guī)定接種后酵母濃度為： 810 6 個(gè) /ml 則每千克麥汁接種酵母泥克數(shù)（ n）： n=810 6 1000/2010 8 =4g 即接種量為 %。 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 室第一章 啤酒工藝選擇與論證 25 （ 78℃ ）主發(fā)酵室（ 67℃ ），后酵和儲(chǔ)酒室（ 20℃ ）等部分。 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(guò)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。 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(jié)論： 根據(jù) 本次釀 造啤 酒屬 淡爽 型及考 慮到 更少 占有廠 房。 兩罐法發(fā)酵 此法制 得的 啤酒特 點(diǎn)為 有較 長(zhǎng)陳 貯后熟 期， 啤酒 風(fēng)味特 性有 陳 釀香味，口感柔和、醇厚、細(xì)膩，泡沫細(xì)膩和穩(wěn)定。 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(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行 。 （ 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。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。 （ 4）上面發(fā)酵在發(fā)酵過(guò)程 中通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)，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。發(fā) 酵 2～ 3 天，四川理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 當(dāng)酵母升至液面時(shí)，為 發(fā)酵 旺盛階段，此時(shí) 應(yīng)開(kāi)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。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(zhǎng)久沒(méi)有衰退現(xiàn)象。 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。 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(lèi) 型。 （ 2） 下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長(zhǎng)，酒液澄清良好。 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。 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。 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(guò)濾 ，絕熱 良好和 清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)。 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。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。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。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分析和比較來(lái)進(jìn)行取舍。 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(zhǎng)情況 . (4)發(fā)酵容器的形狀、尺寸、材料 . (5)發(fā)酵工藝條件（ ｐ H、溫度、溶氧水平、發(fā)酵時(shí)間等）。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(lài)于基質(zhì)的離子濃度 ，尤其是鈣離子含量達(dá)到 30 mg/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。 酵母的分類(lèi) ： ： 發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 ： 發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀快 ： 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。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 啤酒酵母的分類(lèi) 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(chēng)為 “酵母 ”。 最終麥汁質(zhì)量 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 。 一般來(lái)說(shuō)原料移用率可達(dá) 98%～ 99%。 浸出得率和原料利用率 為了比 較和其 他原 料的糖 化完 全程度 和過(guò) 濾時(shí)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(chē)間量 的關(guān) 系。因?yàn)橥L(fēng) 太遲，會(huì)延長(zhǎng)酵母停滯期，增加雙乙酰，并使罐中泡沫增加，影響罐容積。 即將 無(wú)菌、 無(wú)油 的壓縮 空氣在麥汁冷 卻的輸 送線路 中， 通過(guò)文 丘里管 或不 銹鋼舌 片混 合器、 肽管混 合器，在線上通風(fēng)充氧。 在 6℃ 以下，空氣通風(fēng) 度 麥汁，飽和溶氧量約為 。 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。目 前我 國(guó)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。 本設(shè)計(jì)選用采大多數(shù)中小酒廠采用硅藻土過(guò)濾法過(guò)濾，其流程為 : 煮沸鍋 → 麥汁緩沖罐 → 麥汁過(guò)濾機(jī) → 麥汁冷卻器 此流程 主要除 去熱 凝固物 ，也 能同時(shí) 吸附 冷凝固 物， 過(guò)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(shí) 氧很少 以溶 解形式 存在 ，而是 和麥汁中糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、酒花樹(shù)脂、多酚等發(fā)生氧化反應(yīng)。另外在 60OC 時(shí)又恢復(fù)澄清 透明，所以此過(guò)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(gè)等電點(diǎn)， 和 ，當(dāng)溫度大于 60O C時(shí)會(huì)重新分散于麥汁中。 本設(shè)計(jì) 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(shí)現(xiàn)分離。 濕熱凝固物（含揮發(fā)物 80%85%）， 占麥汁量的 %%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 g。所以工藝上應(yīng)力求徹底分離熱凝固物。如不分離熱凝固物，在發(fā)酵中，會(huì)引起 酵母吸 附絮凝 使發(fā) 酵不正 常。本設(shè)計(jì)也采用帶篩孔的酒花分離器。 麥汁處 理因使 用設(shè) 備和要 求不 同，流 程很 多，本 設(shè)計(jì) 考慮實(shí) 際情況采用以下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理： (1) 酒花分離 煮沸鍋 回旋沉淀槽 泵 熱麥汁 薄板冷卻系統(tǒng) 無(wú)菌空氣 通風(fēng) 酒花糟及熱凝固物 發(fā)酵 第一章 啤酒工藝選擇與論證 19 使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在 煮沸結(jié)束后應(yīng)采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。 (2) 麥汁處于高溫時(shí)，盡可能減少空氣接觸，防止氧化，麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，補(bǔ)充適量空氣，供酵母前期呼吸。 由于 發(fā)酵技 術(shù)不同 ，成 品啤酒 質(zhì)量 要求不 同，處 理方法有很大差異 .最主要差別是冷凝固物是否分離。 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。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。 對(duì)設(shè)計(jì)而言 ,為便于物料衡算 ,酒花添加量定為 %。5 Bu。 酒花的添加 酒花添加量應(yīng)依據(jù)酒花質(zhì)量（含 α酸的量），消費(fèi)者習(xí)慣，啤酒品種，濃度等不同而不同。 酒花 浸出率 高，所得麥汁質(zhì)量好。 麥汁煮沸方法 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。 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(jìn)入加熱管，麥汁形成對(duì)流，省去動(dòng)力和攪拌 系統(tǒng)。 麥汁煮沸的設(shè)備 分批式麥汁煮沸，在一個(gè)有加熱裝置的特殊容器中進(jìn)行，稱(chēng)煮沸鍋。 (4)浸出酒花中物質(zhì)。同時(shí)殺菌，以保證 發(fā)酵的安全性。P），通過(guò)煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。 通過(guò)比較可知 壓濾機(jī) 法對(duì)麥芽粉碎度要求嚴(yán)格，過(guò)濾、洗滌時(shí)間長(zhǎng)，并且過(guò)濾速度慢 。 過(guò)濾方法的選擇 （ 1） 過(guò)濾槽法 過(guò)濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以過(guò)濾篩板和麥糟構(gòu)成過(guò)濾介質(zhì)，用醪的液柱高度 產(chǎn)生靜壓力為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。 （ 3） 用熱水洗滌麥糟，洗出麥糟中的可溶性浸出物，得到 “二濾、三濾 ”麥汁。 麥芽醪的過(guò)濾過(guò)程包括如下三個(gè)過(guò)程： （ 1） 殘留在糖化醪中的耐熱性的 α淀粉酶，將少量的高分子糊精進(jìn)一步 液化，使之全部轉(zhuǎn)變成無(wú)色糊精或糖類(lèi)，提高原料浸出物收得率。 過(guò)濾過(guò)程是首先在糖化醪中的耐熱 α淀粉酶將少量的高分子糊精進(jìn)一步液 化，使 之全部 轉(zhuǎn)變 成無(wú)色 糊精和 糖類(lèi) ，提高 原料 浸出物 收率； 其次麥芽 醪中分 離出頭 號(hào)麥 汁；最 后洗滌 麥糟 ，洗出 麥糟 中的可 溶性浸 出物，得到 “二濾 ”及 “三濾 ”麥汁，此 步操作要求為：時(shí) 間盡量短，防止麥 芽皮殼成分的溶解。 (6) 酶制劑的和添加劑的使用 α淀粉酶、 β淀粉酶 、糖化酶、 R酶、葡聚糖酶等酶 制劑，乳 酸、磷酸 、石膏等ｐ H 調(diào) 整物質(zhì)， 多酚消除劑 等一系列添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要適量使用。 α淀粉酶最適活性溫度為 70OC，兩種酶共同 作用，最適ｐ H 為 ～ ，時(shí)間為 30～ 120 分鐘。形成 α氨基氮為 45～ 50 OC，形成 可溶性多肽為 50～ 55 OC，作用 時(shí)間為 10～ 10 分鐘。 (1) 酸休止 利用麥芽中 磷酸酯酶 對(duì)麥芽中菲 汀的水解， 產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌增殖產(chǎn)乳酸，此 工藝條件是：溫度為 35～ 37OC，～ ，時(shí)間為 30～ 90 分鐘。 我國(guó)啤 酒生產(chǎn) 大多數(shù)使用非發(fā)芽谷物做輔料，所有均采用復(fù)式糖化法。 其他糖 化方法 都由 以上兩 種方 法演變 而來(lái) ，以上 兩種 方法用 于最初最初的 純麥芽 糖化， 當(dāng)采 用不發(fā) 芽谷物 做輔 料，進(jìn) 行糖 化時(shí)必 須先進(jìn) 行預(yù)輔料 的預(yù)處 理，即 糊化 和液化 。 浸出糖 化法是 指麥 芽醪只 利用 酶的生 化作 ，用不 斷加 熱或冷 卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成。 煮出糖 化法是 指麥 芽醪利 用酶 的生化 作用 和熱力 的物 理作用 ，使有效成分 分解和 溶解， 通過(guò) 部分麥 芽醪的 熱煮 沸、并 醪， 使醪液 逐步梯 級(jí)升溫至糖化完畢。故本設(shè)計(jì)才用此方法進(jìn)行糖化。 煮出糖化 法，根 據(jù)醪 液煮沸 的次數(shù) ，常用 的有一 次、 二 次和三 次煮四川理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 出糖化法。而煮 出法糖 化法可 以補(bǔ)救一些麥芽 溶解不 良的缺 點(diǎn)，原 料利用 率高， 糖化時(shí) 間短， 麥汁成 份好，適合釀造傳統(tǒng)下面發(fā)酵啤酒。這就是復(fù)式糖化法。 (2) 浸出糖化法： 浸出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻 調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成，麥芽醪未經(jīng)煮沸。 糖化方法可分為以下幾類(lèi)： (1) 煮出糖化法： 煮出糖化法麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使 有效成 分分解 和溶解 ，通過(guò) 部分麥芽 醪的熱 煮沸， 并醪， 使醪液逐步梯級(jí)升溫至糖化完畢。 糖化過(guò) 程是原 料的 分解和 萃取 的過(guò)程 ，它 主要是 依靠 麥芽中 個(gè)種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié)助酶促分解和萃取過(guò)程。 麥汁的 組成、 顏色 將直接 影響 到啤酒 的品 種和質(zhì) 量； 糖化工 藝和原料；水 、電、 汽以及 熱量 的消耗 ，與生 產(chǎn)成 本密切 相關(guān) 。溶解的各種干物質(zhì)稱(chēng)作 “浸出物 ”(extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱(chēng)作 “麥芽 汁 ”或 “麥汁 ”(Wort)。如 表 13 為輔料 (大米 )的粉碎度要求。 輔料 (大米 )粉碎采用三輥或四輥的二級(jí)粉碎機(jī)，第一和第二輥之間的輥間距為 ～ ，大米在此進(jìn)行粗粉碎，經(jīng)過(guò)篩分后粗粉和細(xì)粉分別進(jìn)儲(chǔ)倉(cāng)，篩面粗粉再進(jìn)入第二、三輥之間，輥間距為 ～ ，粉碎成細(xì)粉，三輥均是拉絲輥。 啤酒工業(yè)常用的分級(jí)篩有三 種，這里我 列 舉一種，如表 12。 輥式粉碎機(jī) ，根據(jù)每臺(tái)機(jī)的輥數(shù)可分 成：對(duì)輥式、四輥 式、五輥和六輥式多種。濕法粉 碎麥芽 皮殼充 分吸 水變軟 ，粉碎 時(shí)皮 殼不易 磨碎 胚乳帶 水研磨 均勻，糖化速度快。在 小時(shí)內(nèi)完成一批投料，根據(jù)日加工量，選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)器臺(tái)數(shù)。 麥芽的粉碎 麥芽粉 碎的方 法主 要有： 干法粉 碎， 濕法粉 碎， 回潮干 法粉碎 ，以及連續(xù)調(diào)濕粉 碎。淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速率，也影響到反應(yīng)深度即影響到