【正文】 發(fā)酵車間工藝流程圖 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 年產(chǎn) 11OP 淡色 啤酒 7 萬 旺季每天糖化 8 次， 170 天，產(chǎn)量占全年總產(chǎn)量 70%， 2 鍋可裝滿一個錐形發(fā)酵罐 主發(fā)酵時間為 6 天 24 11 度 Bx 麥汁比熱容 c1=() 冷媒用 15%酒精稀溶液，比熱容可視為 c2=() 麥芽糖厭氧發(fā)酵熱 q=麥汁發(fā)酵度 60% 麥汁冷卻耗冷量 Q1 本設(shè)計采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法，使用的冷卻介質(zhì)為 2℃的冷卻水，出口溫度為 85℃，糖化車間送來的熱麥汁溫度為 94℃，冷卻至發(fā)酵起始溫度 6℃。 P啤酒 糖化一次定額 量 7萬噸 /年 啤酒生產(chǎn) 混合原料 麥芽 大米 酒花 熱麥汁 冷麥汁 濕糖化糟 濕酒花糟 發(fā)酵液 過濾酒 成品啤酒 ㎏ ㎏ ㎏ ㎏ L L ㎏ ㎏ L L L 100 70 30 100 51429 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 備注： 11176。 70%= 106（ L） (11)全年成品啤酒量 : 51429 8 170247。 70%= 105（ kg） (9)全年發(fā)酵液量： 8 170247。 70%= 106（ L） (4)全年濕糖化糟量： 8 170247。 70%= 105（ kg） (5)熱麥汁量： 8 170247。 70%= 106（ kg） (3)全年大米耗量： 8 170247。 =（ kg） 由于生產(chǎn)旺季占到全年產(chǎn)量的 70%，由此可算得全年產(chǎn)量： （ 51429 8 170） /70%= 106 （ L） 年實際產(chǎn)量為： 106 =（萬噸） 以單次糖化生產(chǎn)做基準(zhǔn)，可算得各個項目全年狀況如下： (1)全年混合原料需要量： 8 170247。 = （ L） (10) 過濾酒量： 51429247。 =（ kg） (8) 濕酒花糟量： 51429247。 =（ L） (6) 冷麥汁量： 51429247。 70= (3) 大米用量： 51429247。（ 11%）247。 8=（噸 /天） 由此可算出每次投料量和其他項目的物料平衡。 P 淡色啤酒糖化車間物料衡算 生產(chǎn)旺季以 170 天計，占總產(chǎn)量的 70%，則旺季日產(chǎn)量為： 100000 70%247。 P 冷麥汁 中浸出物量為： 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(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 2C6H2O6 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。濕酵母泥含水分 85% 酵母含固形物量 : 851001 ??? 則含水分 7%的商品干酵母量為： ??? 21 (13)二氧化碳量 因 11176。 P 淡色啤酒約 ，故可得下述結(jié)果： (1)生產(chǎn) 100L11176。 ） =(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) 生產(chǎn) 100L 11176。 P 麥汁在 20℃時的 密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 倍。 P 熱麥汁量為： （ 247。 100=% 原料大米收得率為： (10011)247。 P 啤酒的物料衡算，最后進行 7 萬噸 /年啤酒廠的物料衡算 表 31 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(biāo) 原料利用率 98 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 冷卻損失 發(fā)酵損失 對熱麥汁而言 19 率 過濾損失 裝瓶損失 總損 失率 啤酒總損失率 對熱麥汁而言 100 ㎏原料生產(chǎn) 11176。 物料衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)表 31 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，先進行 100kg 原料生產(chǎn) 11176。包裝是“無聲的推銷員”，消費者通過包裝可以了解產(chǎn)品，引起消費興趣，激發(fā)購買動機，從而有利于擴大商品銷售。美觀大方的包裝造型、生動形象的圖案和新穎別致的裝潢可以襯托產(chǎn)品形象，提高產(chǎn)品的附加價值。包裝應(yīng)該保證產(chǎn)品的安全和清潔衛(wèi)生，使其在儲存、運輸和銷售過程中 不致散失、損壞和變質(zhì)，這是包裝最基本的作用。啤酒包裝的基本功能有以下幾點。產(chǎn)品包裝既是產(chǎn)品的賣點，又是市場的亮點，新穎獨特的包裝設(shè)計往往最容易打動消費者的心。 18 啤酒的包裝 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。 啤酒過濾方式的選擇與論證 對于啤酒過濾來說，現(xiàn)在使用較普遍的過濾方法主要有硅藻土過濾法、濾棉過濾機和微孔膜過濾機。 啤酒過濾式一種物理分離過程，是啤酒生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)工序。 啤酒過濾 啤酒過濾理論 經(jīng)過發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會從啤酒中析出 ，導(dǎo)致啤酒渾濁。 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，在實際生產(chǎn)中需要注意一下幾個方面：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，因而發(fā)酵罐的夾套焊接要求也較高，故本設(shè)計采用間接冷卻方式。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。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。 故本設(shè)計選用錐形罐一罐法下面酵母發(fā)酵（即發(fā)酵溫度為 5~10℃） 17 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(yīng)在整個麥汁流入過程中均勻添加，接種量一般為（ ） 107/mL 麥汁，即約 濃酵母泥 /hL麥汁。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，因此不用倒罐；節(jié)能，因為不用倒罐，沒有氧侵入的危險。 ②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長。 下面發(fā)酵的特點 ①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。 F、上面發(fā)酵配制的啤酒成熟較快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨特風(fēng)味，但保存期短。 E、上面發(fā)酵一般不采用 后發(fā)酵，主發(fā)酵的發(fā)酵度接近發(fā)酵度，下酒后，加膠澄清，貯藏一階段，采用人工充 CO2，使達到飽和。優(yōu)良的酵母，其酵母層應(yīng)具有褶皺狀的外觀。發(fā)酵三天左右，當(dāng)酵母升至液面時，為發(fā)酵旺盛階段，此時應(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立即撇去，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，酵母使用代數(shù)大大增加長久沒有衰退現(xiàn)象，但酵母回收工作較下面發(fā)酵復(fù)雜。從實際情況出發(fā)，故本設(shè)計不采用此法。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評與間歇法啤酒差別大，難以被消費者接受。塔式系統(tǒng)對酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而 16 且要求凝聚性強。 （ 1）連續(xù)發(fā)酵 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、勞動力和洗刷費用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循環(huán)使用五代。 ⑸冷卻、降溫 VDK 還原終點是根據(jù)成品啤酒應(yīng) VDK 的含量而定。 ⑶主發(fā)酵溫度 采用低溫發(fā)酵 ⑷ VDK 還原 在大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱 VDK 還原階段。接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段的溫度，一般低于主發(fā)酵溫度 2～ 3℃。 ③圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝： ⑴進罐方法 采用直接進罐方 法。外防護層采用 ，特別是瓦楞型板更受歡迎。冷卻夾套的單釀罐內(nèi)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。 ⑵罐材料：大型 均采用碳鋼加涂料或是不銹鋼兩種材料。單釀罐一般的 D： H=1:～ 6。本次設(shè)計選擇單釀罐法發(fā)酵。 。 （ 3℃以上）快于低溫（ 0℃以下） 。 －多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。 。 澄清的目的是使過濾時順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。 ②冷風(fēng)冷卻： 1000～ 1200 千卡 /晝夜 /m179。 貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對流方式，以節(jié)省動力消耗。 ④改善了啤酒的非生物的穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。 ②減少啤酒的不成熟味覺加快啤酒成熟。 ④在較低的貯酒溫度下，一些易形成混濁的蛋白質(zhì)－單寧復(fù)合物逐漸析出而先行沉淀下來或被過濾除去，改善了啤酒的非生物穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存期。 ③在較長的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹脂等。 后發(fā)酵的作用 : ①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器 中，不斷溶解 ，使之達到飽和狀態(tài)。 此時酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。 rH＝ ＋ 2pH（ 30℃） ⑦色度變化 : 麥汁色度降低的幅度，隨原麥汁色度深淺而變化，色度深者降低幅度大，色度淺者降低幅度小。二氧化碳含量一般為 ～ （ w/wl 左右） ⑤ PH 值的變化 : 冷麥汁 PH 一般為 ～ ，隨發(fā)酵進程而逐步降低， PH 值的下降主要由于發(fā)酵過程中，二氧化碳和有機酸和二氧化碳的形成。 ③苦味物質(zhì)的變化： 在發(fā)酵過程中，麥汁中近 1/3 的苦味物質(zhì)損失?？砂l(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，發(fā)酵速度愈快。在主發(fā)酵結(jié)束前， 小心 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。 P 時，發(fā)酵緩慢，泡沫消失 ，逐步形成泡蓋。為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)酵溫度趨近后酵母溫度。此階段大量釋放出發(fā)酵廢熱 ，必須進行冷卻 ，以保持最高發(fā)酵溫度 。 P。由于有機酸和麥汁緩沖物質(zhì)減少，PH 下降迅速。 2. 主發(fā)酵： 主發(fā)酵前期酵母吸收麥汁中氨基酸和營養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)用 糖類發(fā)酵 釋放自由能（ ATP） 合成 酵母細(xì)胞 。 前發(fā)酵時間，隨接種溫度 、接種量變化。一般為前酵期（ 5～ 8℃），主酵期（ ～ 9℃），后酵和貯酒期（ 0～ 2℃）。②下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵期較長，酒液澄清良好，酒的泡沫細(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長。 啤酒發(fā)酵工藝 傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，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)，保持室溫 5～ 6℃，采用開放式或密閉式發(fā)酵容器：①采用下面的酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進程比較緩慢。 上述諸方面的控制技術(shù)，不但影響發(fā)酵工藝過程，而且深刻影響啤酒風(fēng)味物質(zhì)的代謝。 8. 儲酒條件和時間。 6. 后酵（或雙乙酰還原）條件選擇。 4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。 2. 麥汁組分。本設(shè)計設(shè)計的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。二者形態(tài)上存在明顯的差別。 其過程 為：斜面試管（原菌種）→試管培養(yǎng)→小，中，大三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→增殖罐培養(yǎng)→酵母擴大培養(yǎng)→發(fā)酵罐。啤酒工廠從單細(xì)胞分離得到一個酵母細(xì)胞，經(jīng)鑒定確認(rèn)為是本廠生產(chǎn)用的優(yōu)良菌株，然后經(jīng)過若干次擴大培養(yǎng)，最后制備成 1013— 1014 個細(xì)胞 /ml 后供發(fā)酵用。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，金屬離子對凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強 度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達到 30mg/l 以上時的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價離子也能促凝，但是單價離子會因“反離子效應(yīng)”對其產(chǎn)生抑制作用。酵母是單細(xì)胞 11 真核生物，外層由厚的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜所包囊；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有許多細(xì)胞器，有細(xì)胞核、線粒體、微體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、核糖體等，還存在作為能源的糖原，脂質(zhì)及多磷酸鹽等物質(zhì)。為使空氣溶解至冷