【正文】 kg） (9) 發(fā)酵液量： 247。 =（ L） (7) 濕糖化糟量： 247。 30= (kg) (4) 混合原料用量： += (kg) (5) 熱麥汁量： 247。 = （ L） (2) 麥芽用量： 247。 (1) 成品啤酒量（灌裝前）： 1000247。 170=(噸 /天 ) 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化 4 次，旺季總糖化次數(shù)為 608 次（淡季根據(jù)需要酌情調(diào)整糖化次數(shù)），可算得每次糖化可產(chǎn)成品啤酒量（灌裝后）為： 247。 P 啤酒含二氧化碳為 %，酒中含 CO2 量為： = 則釋放出的 CO2 量為： = 而 1m3CO2在 20℃常壓下重 故釋放出的 CO2 的體積為： m? 年產(chǎn) 5 萬噸 12176。 P 冷麥汁密度為 ，則 冷麥汁質(zhì)量為： = 所以， 12176。 P 經(jīng)典啤酒需耗混合原料量 （ 100/） 100=(kg) (2)麥芽耗用量 70%=) (3)大米耗用量 30%=(kg) (4)酒花耗用 100L 熱麥汁中加入的酒花量為 千克，故酒花耗用量為： （ ） 100 %=(kg) 同理， 100kg 原料耗酒花： = (5)熱麥汁量 （ ） 100=(L) (6)冷麥汁量 （ ） 100=(L) (7)發(fā)酵液量： （ ） 100=(L) (8)濾過酒量： （ ） 100=(L) (9)成品酒量： （ ） 100=100(L) (10)濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟含水分 80%， 21 濕麥芽糟量為： [()(10075)/(10080)] = 濕大米糟量為： [()(10095)/(10080)] = 故濕糖化糟量為： += 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕糖化糟： = (11)濕酒花糟量： 1 設(shè)酒花在麥汁中的浸出率為 40%，酒花糟含水分以 80%計(jì)，則酒花糟量為： 100)80100( 100)40100( ??? ??? 同理， 100kg 原料產(chǎn)生濕酒花糟： = (12)酵母量（以商品干酵母計(jì)） 生產(chǎn) 100L 啤酒可得 2kg 濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為 1kg。 P 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。 故熱麥汁（ 100℃）體積為： （ 247。 12） 100=(kg) 20 又知 12176。 100=% 混合原料收得率為： （ %+ %） 98%=% 由上述可得 100kg 混合原料可制得的 12176。 P 啤酒的物料衡算 (1)熱麥汁量 根據(jù)表 31 可得原料收得率分別為： 原料麥芽收得率為： (1005)247。 P 啤酒的物料衡算，然后進(jìn)行100L12176。 19 第三章 物料衡 算 物料衡算的意義 物料衡算是指理論上進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，所要消耗的物料和可以得到的產(chǎn)品以及副產(chǎn)品的量，物料衡算的準(zhǔn)確與否關(guān)系到整個生產(chǎn)工藝的合理性和設(shè)計(jì)的可行性，是整個設(shè)計(jì)階段的重要一環(huán)。 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(jī)和 18 微孔膜過濾機(jī)。 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。 故本設(shè)計(jì)選用錐形罐一罐法下面酵母發(fā)酵（即發(fā)酵溫度為 5~10℃） 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。一罐法工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：清洗消耗少，因?yàn)橹挥幸粋€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，因此不用倒罐；節(jié)能，因?yàn)椴挥玫构?，沒有氧侵入的危險(xiǎn)。 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(diǎn) ①采用下面酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)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(dú)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(dá)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(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) 17 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(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)計(jì)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(fèi)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，而且要求凝聚性強(qiáng)。 （ 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(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。 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(diǎn)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。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圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵工藝： ⑴進(jìn)罐方法 采用直接進(jìn)罐方法。外防護(hù)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:。本次設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對流方 15 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，不斷溶解酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。 此時(shí)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(jìn)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(jī)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。可發(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，撈去泡蓋，即可進(jìn)行后酵和回收凝聚酵母泥。 P 時(shí)，發(fā)酵緩慢，泡沫小時(shí)，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。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進(jìn)行冷卻。酵母達(dá)到最高濃 度時(shí)，糖降最快，每天外觀濃度降可達(dá) ～ 176。此時(shí)糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。但由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至 20～ 30 個小時(shí)。一般為前酵期（ ～ 11℃），主酵期（ ～ 13℃ ），后酵和貯酒期（ 0～ 1℃）。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。 13 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(jìn)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(shí)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(jì)設(shè)計(jì)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(kuò)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(kuò)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(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)離子會因“反離子效應(yīng)”對其產(chǎn)生抑制作用。酵母是單細(xì)胞真核生物，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)。為使空氣溶解至冷麥汁中，必須通入很細(xì)小的空氣泡，并以渦流形式與麥汁進(jìn)行混合。 麥汁冷卻有一段式和兩段式兩種冷卻方式 .本設(shè)計(jì)采用三段式冷卻方式，其優(yōu)點(diǎn)是利于酵母的沉降，溫差會有利于 醪液的對流。麥汁冷卻的基本要求有：麥汁和冷卻水流經(jīng)部位要便于清洗，密封性要好，嚴(yán)防冷卻水和麥汁的滲漏。 麥汁在冷卻過程中會形成冷凝固物，并逐 漸沉淀下來，去除冷凝固物的方法可以用自然沉降法和浮選法，自然沉降法是待冷凝固物自然沉降后加以除去，浮選法是麥汁在去除熱凝固物后，通入無菌空氣就會吸附在細(xì)密的小氣泡上，隨氣泡升至液面，并加以除去。漩渦成沉淀槽是最常用的熱凝固物分離設(shè)備，與其它設(shè)備相比，她的分離效果最佳。煮沸的主要作用：⑴滅酶和 殺菌；⑵蛋白質(zhì)變形和絮凝；⑶浸出酒花中物質(zhì)；⑷排除麥汁異雜臭氣。過濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（約～ 176。 麥汁煮沸工藝 內(nèi)加熱式麥汁煮沸鍋又可分為常壓煮沸和低壓煮沸，本設(shè)計(jì)采用常壓煮沸工藝。麥汁煮沸時(shí)，麥汁由下而上穿過加熱器的列管向上沸騰。 啤酒廠商用的煮沸鍋有內(nèi)加熱式煮沸鍋、外加熱式煮沸鍋、低壓煮沸過和連續(xù)流動式麥汁煮沸器，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)加熱式煮沸鍋。 麥汁煮沸 麥汁煮沸設(shè)備選擇及優(yōu)缺點(diǎn) 麥汁過濾結(jié)束后，就要進(jìn)行麥汁煮沸，并在麥汁過濾中添加酒花。 過濾槽法過濾麥汁是通過篩分效應(yīng)，濾層效應(yīng)和深層過濾效應(yīng)三方面的作用而進(jìn)行的。我國大多數(shù)啤酒廠均采用過濾槽靜壓過濾法進(jìn)行麥汁過濾。技術(shù)指標(biāo)應(yīng)保證過濾的麥汁達(dá)到生產(chǎn)所需要的質(zhì)量要求，盡可能多地獲得澄清麥汁，提高生產(chǎn)率，減少對環(huán)境的污染。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)及其他雜志溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，口味柔和，發(fā)酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡單，糖化時(shí)間短，在 3h 內(nèi)即可完成。 三次糖化法原料利用率高，利于酶的 作用，適用于濃色啤酒，耗熱能多，生產(chǎn)周期長，故不采用。 二次糖化法對原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，常采用此方法生產(chǎn)淺色啤酒，也可生產(chǎn)其他類型的啤酒，所以二次糖化法好了靈活性較大。只適合使用麥芽，釀制上面發(fā)酵啤酒和低濃度發(fā)酵啤酒，糖化時(shí)間長，必須采用質(zhì)量很好的麥芽，故不采用。 浸出糖化法：是純粹利用麥芽中酶的生化作用， 浸出麥芽中的可溶性物質(zhì)。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質(zhì)溶解出來，從而得到盡可能多的溶解物，并且使麥汁組成適和發(fā)酵。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質(zhì)稱為浸出物。粉碎方法為干法粉碎。因?yàn)闈穹ǚ鬯橛斜砥け容^完整課獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害，過濾時(shí)間短，糖化效果好，麥芽汁清亮對溶解不良的麥芽可提高其浸出率，適合比較高的投料量，的優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)采用濕法粉碎。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，不能將麥芽粉碎的太細(xì)，因?yàn)榭紤]到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過細(xì)，會增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒的風(fēng)味；皮殼和原料中不溶性物質(zhì)粉碎過細(xì)，造成過濾阻力增加，影響過濾操作；淀粉等貯藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速度，也影響反應(yīng)深度即影響到麥 汁組成，所以麥芽的粉碎只需達(dá)到一定的程度即可。 麥汁制備 麥芽及輔料的粉碎理論 麥芽和谷物原料的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過粉碎后，有較大的比表面積，使物料中貯藏物 質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。上面酵母又叫表面酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞能夠長時(shí)間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細(xì)胞和子細(xì)胞增殖后彼此分開，幾乎都是