【正文】 啤酒企業(yè)不僅要生產(chǎn)合乎標準和品質上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊 美觀的商標和包裝，如此才能使其產(chǎn)品更具吸引力和競爭力，使其品牌更加深入人心。一瓶啤酒質量的好壞，對消費者來說，首先看到的是這瓶啤酒的包裝。 硅澡過濾機易實現(xiàn)自動化，過濾效果好，速度快，雜菌清洗容易，維修方便，過濾能力可通過加減濾板框數(shù)調(diào)節(jié)，故選此法。經(jīng)過過濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力，同時，可賦予啤酒以良好的生物穩(wěn)定性與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質量的完美。所以，必須經(jīng)過過濾工序將其除去。 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)四川理工學院畢業(yè)設計 16 酵罐冷卻系統(tǒng)有兩種介質循環(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)。 發(fā)酵設備的降溫控制 本設計采用的發(fā)酵設備為應用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。中層為核心酵母，由健壯、發(fā)酵力強的酵母細胞組成，其量占 65%70%,可留作下批種酵母用。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，無變異，鏡檢酵母細胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細胞活性 97%以上 ，冷水低溫保存時間不超過 3天，使用代數(shù)不超過 7代。 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)。 故本設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℃） 四川理工學院畢業(yè)設計 15 發(fā)酵設備的降溫控制 本設計采用的發(fā)酵設備為應用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設計的工藝溫度下進行，必須進行冷卻。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，酒的泡沫細致，風味柔和，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，設備周轉快，啤酒有獨特風味，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，其酵母層應具有褶皺狀的外觀。發(fā)酵三天左右，當酵母升至液面時，為發(fā)酵旺盛階段，此時應開始降低液溫，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)酵復雜。從實際情況出發(fā)，故本設計不采用此法。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風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 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℃。 ⑵接種量和起酵溫度 四川理工學院畢業(yè)設計 13 麥汁直接進罐法，為了縮短起酵時間，大多采用較高接種量， %～ %，接種后細胞濃度為（ 15177。 ⑸罐主要附件：智能型鉑溫度傳感器，清洗取樣閥，安全閥， IP 執(zhí)行機構，視鏡，空氣和二氧化碳排出管，人孔等裝置。 ⑷隔熱層和防護層：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。 ⑶冷卻夾套：國內(nèi) 大多用低溫低壓（ 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)流動換熱。 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 60～ 85176。 ②設備的結構特點： ⑴設備的外型特點：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。 ； 4．圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵及其工藝 : ①發(fā)酵方法分類：主要分單釀罐發(fā)酵和兩罐法發(fā)酵兩種。 值：酒液度 PH在（ ～ ）上面發(fā)酵（ 以下） 。 ③影響啤酒澄清的因素 : 。 。 ②啤酒中的主要懸浮物質 : 。 啤酒的澄清 : ①啤酒澄清的作用：啤酒澄清 是 在貯酒期間，是使酒中所含的懸浮物沉淀下來。 貯酒 室的冷耗量，一般為： ①排管冷卻： 600～ 800 千卡 /晝夜 /m179。 貯酒室一般設在發(fā)酵室下面，分地 上 與地下兩種，先采用地上，整個貯酒室應分為數(shù)室，以控制同貯酒時間的溫度和便于進酒出酒等。 ③使懸浮的酵母冷凝固物和酒花樹脂等，在低溫和低 PH 值情況下，緩慢的沉淀下來，使啤酒澄清，便于過濾。 貯酒的作用： 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于酒內(nèi)，使之達到飽和狀態(tài)。在低溫和低 PH 值的情況下，緩慢沉淀下來，使啤酒逐漸澄清。 ②后發(fā)酵初期產(chǎn)生的 CO2 在排出貯酒罐外時，降去酒內(nèi)所含的一些酒類的揮發(fā)性成分，如乙醛，硫化氧，雙乙酰等同時排出，減少啤酒的不成熟味覺，加快啤酒成熟。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。 3．后發(fā)酵和儲酒 : 過濾麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液 叫 嫩啤酒，又叫新啤酒。 ⑥氧與 rH值 : rH 值是表示溶液中氫壓的負對數(shù)值，是表示溶液氧化還原勢（ EH）的一種方法， rH愈高，溶液的氧化力愈高，還原力愈低，反之亦然。 ④二氧化碳的產(chǎn)生 : 二氧化碳在酒液中的溶解度視發(fā)酵度溫度和罐壓的變化而有增減。 ②含氮物質的變化： 麥汁中含 可同化氮或不可同化氮的成分， 均與啤酒質量有關，前者影響著發(fā)酵進程和酵母代謝所產(chǎn)生的風味物質，后者則關系到啤酒的物理性能，如啤酒的澄清，非生物穩(wěn)定性和泡沫性能等。 發(fā)酵過程中的主要物質變化 : ①糖類的變化： 在發(fā)酵過程中，同等條件下，發(fā)酵度隨可發(fā)酵性糖與總糖的比例而變化的。泡蓋是 CO2帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、蛋白質等被氧化、聚合形成的。 四川理工學院畢業(yè)設計 10 主發(fā)酵后期每日糖降小于 176。 發(fā)酵度達到酵母凝聚點時（一般發(fā)酵度在 35%～ 45%），酵母開始凝聚，發(fā)酵液中懸浮酵母細胞數(shù)開始下降，糖降速率隨之降低。 P。由于有機酸和麥汁緩沖物質減少， 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，應用糖類發(fā)酵合成細胞并產(chǎn)生熱量。 1. 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)小時至十小時）的生長滯緩期，之后才能出芽繁殖，當酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細胞濃度達到 20 10^6 個 /ml，發(fā)酵麥汁表 面開始 產(chǎn)生 氣泡，此階段即為前發(fā)酵。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。 主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降容器底部。由于發(fā)酵工藝的多變性，造成啤酒風味千差萬別。 9. 發(fā)酵中壓力或者 CO2 濃度。 7. 酵母分離時間和方法。 5. 發(fā)酵設備和酵母在發(fā)酵中的流態(tài)。 四川理工學院畢業(yè)設計 9 3. 酵母接種量和接種技術。 啤酒發(fā)酵工藝技術控制 啤酒發(fā)酵工藝技術控制，至今尚未深入到發(fā)酵代謝控制，所謂工藝控制多數(shù)停留在外界影響因素的選擇性（非定量）控制，它包括如下幾方面： 1. 啤酒酵母的菌株選 擇。上面酵母又叫表面酵母，其母細胞和子細胞能夠長時間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細胞和子細胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細胞或幾個細胞連接。 5．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 ～ 6．酵母 的選擇： 在實際生產(chǎn)中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。酵母的擴大培養(yǎng)關鍵在于：①選擇優(yōu)良的單一細胞菌株；②在整個擴大培養(yǎng)中保證酵母品種強壯，無污染。 四川理工學院畢業(yè)設計 8 4． 酵母擴大培養(yǎng)： 最終決定啤酒品質的因素是啤酒酵母，最終影響釀酒工藝和控制的因素也是啤酒酵母。 3． 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 ，它會影響酵母的回收再利用發(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 以及 啤酒風味。 啤酒發(fā)酵的工藝論證 啤酒酵母 1． 酵母的分類： ：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 ：發(fā)酵度低，凝集性強，沉淀塊 ：卡爾倍一號，發(fā)酵度高，沉淀慢；卡爾號二號，發(fā)酵度低，沉淀快 2． 酵母的基本結構： 啤酒酵母在麥汁中 25℃培養(yǎng)三天，細胞為圓形，卵形，橢圓形。 麥汁的充氧 發(fā)酵需要大量的酵母，而酵母繁殖需要氧氣，以利于酵母增殖并同時進入發(fā)酵階段。要有足夠的冷卻面積，冷卻時間要短，冷凝固物析出的量多。 麥汁的冷卻 常用 的麥汁冷卻器為板式換熱器，換熱效率很高。漩渦沉淀槽是立式柱形槽，麥汁沿切線方向泵入，形成旋轉流動，并使熱凝固物以錐丘狀沉降于槽底中央，清亮麥汁從側面麥汁出口排出。 麥汁后處理 熱凝固物及冷凝固物的分離 麥汁煮沸后應盡快將麥汁中的熱凝固物進行有效的分離，以獲得澄清的麥汁，然后將麥汁冷卻至工藝要求的溫 度，冷卻的同時，要進行通風，為酵母繁殖提供足夠的氧氣。 P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達到規(guī)定濃度。通過麥芽汁的煮沸可達到蒸發(fā)水分、濃縮麥汁的目的。內(nèi)加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點：1，設備投資少，無需維護，沒有磨損，耗電量低； 2熱輻射損失??； 3煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調(diào)整； 4 設備簡單，不需 外加加熱器和攪拌器。 內(nèi)加熱式煮沸鍋的特點是：麥汁加熱器垂直安裝在鍋內(nèi)，加熱器為列管式加熱器。煮沸期間將發(fā)生一系列復雜的物理和化學變化，麥汁質量也會受多種因素影響。麥汁的過濾速度受濾層阻力、濾層滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素影響。本設計采用四川理工學院畢業(yè)設計 6 過濾槽靜壓過濾法進行麥汁過濾。 麥汁過濾方法及影響因素 過濾槽是大多數(shù)啤酒廠經(jīng)常采用的麥汁過濾設備，在啤酒生產(chǎn)中，麥汁過濾方法大致可以分為四類：過濾槽靜壓過濾法，過濾槽正壓過濾法，過濾槽抽吸 即 負壓過濾法，壓濾機過濾法。 麥汁過濾 麥汁過濾的基本要求及技術指標 麥汁過濾的基本要求是迅速、徹底地分離糖化醪液中的可溶性浸出物，盡量減少影響啤酒風味的麥皮多酚、色素、苦味質以及麥芽中的高分子蛋白質、脂肪、脂肪酸和β葡聚糖等物質進入麥汁，從而保證麥汁良好的口味和較高的澄清度。 2．糖化的具體過程 : 糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內(nèi)升溫，達到糖化各階 段所要求的溫度。適用于各種性質的麥芽和制造各種類型的啤酒， 但能耗較多 ，故 不 采用此法。 一次糖化法適于蛋白質分解良好，糖化能力高的麥芽，原料利用率低，故不采用。它是最簡單的糖化方法，是把醪液從一定溫度開始加熱至幾個溫度階段進行，最后達到糖化終止溫度。 1．糖化方法 麥芽的糖化方法通?？煞譃橹蟪鎏腔ê徒鎏腔?，其中煮出糖化法又分為一次、二次和三次煮出糖化法。麥汁中浸出物與投料量比值的百分數(shù)稱為浸出率。 糖化工藝的選擇與論證 利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、 pH 值、時間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物 質逐步分解為可溶性低分子物質，這個分解過程稱為糖化。 輔料的粉碎 對于輔料大米 ， 胚乳比較堅硬 ， 對粉碎要求較大，粉碎得越細有利于輔料的糖化和糊化，粉碎采用三堒或四堒的二級粉碎機。因為濕法粉碎有表皮比較完整，從而獲得良好的過濾層，解決了粉塵的危害，過濾時間短，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等優(yōu)點。然而，在實際生產(chǎn)中，不能將麥芽粉碎的太細，因為考慮到啤酒釀造的特殊性：麥芽皮殼若粉碎過細，會增加皮殼有害物質的溶解，影響啤酒的風味；皮殼和原料中不溶性物質粉碎過細，造成過濾阻力增加，影響過濾操作；淀粉等貯藏物質的粉碎細度，不但影響酶促反應速度，也影響反應深度即影響到麥汁組成，所以麥芽的粉碎只需達到一定的程度即可。 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，使物料中貯藏物質增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應及物料的溶解。上面酵母又叫表面酵母，其母細胞和子細胞能夠長時間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫