【正文】 啤酒變混濁，其排泄的代謝產(chǎn)物甚至使啤酒變質(zhì)，從而不能飲用。啤酒過(guò)濾就是把啤酒中殘余的酵母細(xì)胞和其它物質(zhì)從啤酒中分離出去，如果不進(jìn)行分離，這些物質(zhì)就會(huì)慢慢從啤酒中析出，使得啤酒變混濁。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯酒，整個(gè)發(fā)酵環(huán)節(jié)基本結(jié)束。此外，后酵階段還完成了剩余糖的發(fā)酵工作，蛋白質(zhì)得到充分沉淀，氧含量得到降低，提高啤酒質(zhì)量的穩(wěn)定性。一般的啤酒在主酵時(shí)的工藝要求大約控制在12℃。經(jīng)過(guò)2~3天后就開始進(jìn)入發(fā)酵最旺盛的高泡期，再過(guò)2~3天，糖的下降速度變慢，糖度降到很低，啤酒酵母開始沉淀，這時(shí)需要進(jìn)行封罐發(fā)酵。在發(fā)酵期間，一般是往附著于罐壁上的冷卻夾套內(nèi)通入致冷酒精水或液氨來(lái)吸收生化反應(yīng)熱，以維持適宜的發(fā)酵溫度，致冷量通過(guò)調(diào)節(jié)冷媒流量來(lái)控制?？梢杂没瘜W(xué)總反應(yīng)方程式如下：葡萄糖 乙醇這個(gè)階段麥汁原料經(jīng)由連接管道由糖化罐進(jìn)入發(fā)酵罐中。主要分為以下階段：（l）酵母添加麥汁中需要加入適量的酵母，才能注入發(fā)酵罐內(nèi)。 啤酒發(fā)酵工藝流程根據(jù)錐形發(fā)酵大罐的特性將發(fā)酵的全過(guò)程分為多個(gè)階段，在各個(gè)階段，對(duì)象的特性相對(duì)較穩(wěn)定，壓力和溫度的控制方面具有一定的規(guī)律性。圖21 啤酒發(fā)酵罐控制系統(tǒng)流程圖啤酒的發(fā)酵工藝對(duì)控制的要求是：發(fā)酵罐上帶、中帶、下帶酒液溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且控制發(fā)酵罐的溫度在特定階段要與標(biāo)準(zhǔn)的工藝生產(chǎn)曲線相符合；控制發(fā)酵罐內(nèi)部氣體的排放，使得發(fā)酵罐內(nèi)的壓力狀況符合不同階段的控制需要。液位能間接地反應(yīng)物料的多少，方便控制物料的儲(chǔ)存量，實(shí)時(shí)調(diào)控和進(jìn)行物料的反應(yīng)等。氣壓的大小能反應(yīng)出發(fā)酵罐內(nèi)CO2的多少，壓力到了一定的程度就需從發(fā)酵罐頂部排出一定量的CO2來(lái)減小罐內(nèi)的壓力，防止出現(xiàn)爆炸。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，根據(jù)發(fā)酵過(guò)程的規(guī)律來(lái)控制發(fā)酵過(guò)程的時(shí)間和溫度是保證發(fā)酵能夠正常地、安全地進(jìn)行，提高啤酒的質(zhì)量以及口味，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，較少能耗的關(guān)鍵。發(fā)酵是一個(gè)放熱的過(guò)程，如果讓啤酒自然發(fā)酵，發(fā)酵液的溫度會(huì)逐漸上升，因此在發(fā)酵罐外部罐壁設(shè)置有上、中、下三段冷卻套，相應(yīng)的設(shè)立上、中、下三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)和三個(gè)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)閥門調(diào)節(jié)冷卻套內(nèi)冷卻液的流量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)酒體溫度的控制。這樣可以使的在排污時(shí)酵母能強(qiáng)制滑出。錐形罐的底內(nèi)角，不銹鋼罐錐角一般情況是60176。這樣使得罐內(nèi)發(fā)酵液與外界的熱交換量和發(fā)酵液產(chǎn)生的生化熱相比較可忽略不計(jì)，控溫中通過(guò)冷卻夾套由冷卻介質(zhì)帶走的熱量主要是生化熱。 啤酒發(fā)酵設(shè)備概述發(fā)酵罐是啤酒生產(chǎn)的主要設(shè)備，目前，我國(guó)絕大部分啤酒廠均采用園柱錐底式發(fā)酵罐簡(jiǎn)稱錐形罐，—般在圓柱部分焊有兩到三段冷卻夾套，錐底還有一冷卻夾套。貯酒過(guò)程中罐中下段二氧化碳的密度要高于中段和上段，但是下段發(fā)酵液的密度要高于中段和上段，同時(shí)存在從下到上和從上到下的對(duì)流，狀態(tài)比較混亂，緩慢而且很不規(guī)則，使用調(diào)節(jié)閥的控制冷媒可采用時(shí)間長(zhǎng)、流量小的操作方法，對(duì)于開關(guān)閥就可以采去頻率高、時(shí)間短開啟控制，避免長(zhǎng)時(shí)間的深度冷卻，溫度控制精度要求在177。（7）貯酒階段貯酒階段的溫度控制對(duì)于發(fā)酵液的成熟和啤酒的澄清等都有很大影響，溫度控制不當(dāng)就可能使得發(fā)酵液結(jié)冰。針對(duì)這種情況，在生產(chǎn)過(guò)程中采用了3℃保溫的工藝，目的是為了穩(wěn)定啤酒流動(dòng)狀態(tài)，以及減緩或者停頓對(duì)流的過(guò)程，發(fā)酵罐內(nèi)溫度能準(zhǔn)確地均衡下來(lái)，并且在保溫過(guò)程中徹底排放掉剩余的廢棄的啤酒酵母以及沉積物，3℃保溫過(guò)程結(jié)束以后就可以開始進(jìn)行新一輪的對(duì)流降溫過(guò)程，通過(guò)實(shí)踐，這種工藝手段能有效的保證降溫速率和啤酒的澄清。（4）雙乙酰還原溫度冷卻至3℃啤酒在這個(gè)階段降溫中密度見見增大，對(duì)流方向仍為從下到上，啤酒沿發(fā)酵罐壁向下流動(dòng)，由于此時(shí)的冷媒與啤酒溫差比較大，降溫及罐內(nèi)的平衡過(guò)程不好控制，所以應(yīng)以上帶和中帶的溫度控制為主，而且必須防止冷卻過(guò)于劇烈而造成貼近罐壁部分的啤酒結(jié)冰，從而影響降溫效果和啤酒的質(zhì)量。在此過(guò)程中主要以保持發(fā)酵液對(duì)流度和數(shù)目一定的懸浮酵母，溫度情況為T上T中T下，~℃。（2）主發(fā)酵及后發(fā)酵階段主發(fā)酵階段由于啤酒酵母的大量繁殖而產(chǎn)生比較多的熱量，隨著發(fā)酵液中氧氣的快速消耗，啤酒酵母在無(wú)氧呼吸的作用下轉(zhuǎn)化成大量的酒精，使的罐內(nèi)中下帶啤酒中酒精含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)上帶，啤酒的密度發(fā)生改變，在酒精的釋放和密度改變的共同作用下，死的發(fā)酵液發(fā)生從下到上的劇烈對(duì)抗，此過(guò)程溫度控制應(yīng)促進(jìn)對(duì)流作用能充分進(jìn)行，保持比較旺盛發(fā)酵狀態(tài)并切均衡發(fā)酵罐內(nèi)酒液的狀態(tài)，要求以控制上段的溫度為主要部分，中段為輔，形成溫度的梯度，℃左右。 發(fā)酵各階段溫度控制機(jī)理（1）自然升溫階段麥汁注滿發(fā)酵罐后的溫度高低將會(huì)直接影響發(fā)酵工藝是否能準(zhǔn)確執(zhí)行，發(fā)酵過(guò)程周期的長(zhǎng)短，酵母還原雙乙酰的能力，酵母的增值速度以及副產(chǎn)物的形成、泡沫、啤酒的口味等，過(guò)高或者過(guò)低的發(fā)酵罐溫度都不利于酵母和成品啤酒的質(zhì)量。這個(gè)階段主要是回收酵母和一些固態(tài)物質(zhì)能夠充分沉淀。雙乙酰濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)濃度（）時(shí)，并且糖度降到極限的42~48個(gè)小時(shí)后，如果此時(shí)離裝罐時(shí)間已經(jīng)超過(guò)6天，發(fā)酵則可以進(jìn)入降溫的階段，降溫階段需要分成兩個(gè)階段切按照不同的速率進(jìn)行降溫，此時(shí)需要把所有的冷媒閥打開，使發(fā)酵液能夠快速降溫。發(fā)酵進(jìn)入后發(fā)酵階段，這個(gè)階段要求溫度控制在12℃~18 ℃（不同工藝數(shù)值不同）。則每?jī)尚r(shí)檢測(cè)一次。同時(shí)溫度控制開始，保證發(fā)酵液的溫度在規(guī)定的范圍之內(nèi)。從原麥汁入發(fā)酵罐起，就開始進(jìn)行主發(fā)酵，這個(gè)階段溫度要控制在12℃（不同工藝數(shù)值不同）左右。℃范圍內(nèi)，如果溫度偏低，就會(huì)使得發(fā)酵過(guò)程緩慢，從而影響生產(chǎn)進(jìn)度；如果溫度偏高，又會(huì)造成發(fā)酵副產(chǎn)物超出標(biāo)準(zhǔn)，影響啤酒的質(zhì)量。發(fā)酵過(guò)程是啤酒生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，啤酒發(fā)酵是一個(gè)很復(fù)雜的生化過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是通過(guò)一系列生化反應(yīng)而把麥汁轉(zhuǎn)化成啤酒的過(guò)程，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程同樣也包含若干個(gè)生產(chǎn)工序，如：麥汁充氧、酵母添加、發(fā)酵、過(guò)濾、修飾以及酵母擴(kuò)培等等。表21上面發(fā)酵與下面發(fā)酵主要工藝區(qū)別上面發(fā)酵下面發(fā)酵接種溫度/℃14 ? 165 ? 7主發(fā)酵最高溫度/℃18 ? 228 ? 12發(fā)酵時(shí)間短長(zhǎng)罐壓高低 啤酒發(fā)酵過(guò)程啤酒采用的主要原料麥芽和水，加上酒花，經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制成的一種低酒精度飲料。兩者的組要工藝區(qū)別如表21所示。我國(guó)幾乎全部的啤酒廠都采用下面發(fā)酵方法。到目前為止，除英國(guó)、澳大利亞、加拿大、美國(guó)、德國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家還保留上面發(fā)酵法以外，世界上的大多數(shù)啤酒廠都采用下面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法生產(chǎn)的啤酒已占世界總產(chǎn)量的90%以上。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度上來(lái)看，現(xiàn)代控制和智能控制都具有良好的發(fā)展前景，具有很高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)用價(jià)值。5．多變量控制對(duì)已有的單變量控制器進(jìn)行改進(jìn)，使其能達(dá)到某些生產(chǎn)要求的一個(gè)有效措施就是對(duì)罐體實(shí)行多變量控制的策略，薛福珍等人對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行Smith多變量解耦和預(yù)補(bǔ)償之后，對(duì)控制變量進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)節(jié)，并成功用于發(fā)酵發(fā)酵過(guò)程的溫度控制，并且取得了令人滿意的控制效果。因此很難找到或建立某一確切的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)控制我國(guó)大部分啤酒生產(chǎn)廠家目前仍然采用常規(guī)儀表進(jìn)行控制，人工監(jiān)控各種參數(shù)，人為因素較多。啤酒發(fā)酵對(duì)象的時(shí)變性、時(shí)滯性及其不確定性，決定了發(fā)酵罐控制必須采用特殊的控制算法。啤酒工業(yè)目前的技術(shù)特點(diǎn)是向自動(dòng)化、大型化、生產(chǎn)期短和經(jīng)濟(jì)效益高的方向來(lái)發(fā)展。但是，痛過(guò)分析，啤酒的發(fā)酵過(guò)程是一種多變量