【正文】 器設(shè)置衛(wèi)生型的溫度傳感器，由此可使冷卻區(qū)域間相互隔離，保證一個穩(wěn)定的發(fā)酵與存儲環(huán)境。 罐容器為排走在發(fā) 酵過程中產(chǎn)生的熱量設(shè)置了冷凝設(shè)備，在其中泵入了液態(tài)氨，它可以使周圍環(huán)境冷卻下來。 發(fā)酵與存儲 發(fā)酵與存儲幾乎無一例外都是在橢圓型罐 (ZKTs)中進行的，這些罐由橢圓型頂蓋和圓錐型下部組成，其在收獲酵母、清空和清潔時具有優(yōu)勢，按照不同需求被使用于發(fā)酵與存儲。按照測量的溫度，啤酒將被冷卻裝置或快或慢地泵入，原則上是啤酒溫度越低啤酒降到預(yù)定溫度的速度越快。 麥芽汁冷卻 在麥芽汁冷卻過程中，通過蒸煮提純的麥芽汁會盡快被冷卻到預(yù)定的溫度：目的一是降低通過高溫支持的質(zhì)量損失，二是為了防止對啤酒有害的微生物繁殖。 JUMO 能夠借助于過程調(diào)節(jié)器獲得額外的能源節(jié)約，類似于麥芽對快速響應(yīng)的傳感器和優(yōu)化的麥芽汁蒸煮中過程調(diào)節(jié)器開關(guān)頻率的選擇也是不可或缺的，因為這種結(jié)合支持了設(shè)備制造商的突出技術(shù)。蒸煮是必不可少的，因為只有在蒸煮的過程中才能提取出受歡迎的香味和蛋白成分并蒸發(fā)掉其他不需要的成分。 麥芽汁蒸煮 麥芽汁蒸煮的過程因其需要大量的能源，對啤酒釀造業(yè)一直是個巨大的成本因素。壓差變送器 JUMO dTRANS p02 delta 因其快速響應(yīng)時間和高速很適合此類應(yīng)用。 為了預(yù)防這種減速必須確定榨渣層前和榨渣層后的壓差，為了保持一個穩(wěn)定的、快速的麥芽汁流，這個壓差必須保持在盡可能小的程度。但榨渣在通過流動的麥芽汁時形成阻力，因為多的麥芽汁引起通流，在阻力作用下形成一個漩渦以使后續(xù)的通流可以進行。 JUMO IMAGO 500 利用其多達 8 個通道的調(diào)節(jié)器、具有數(shù)學及邏輯功能、串行接口和制表功能可以勝任此類過程的所有要求。這個調(diào)節(jié)器確保加熱裝置只提供必要的能量，也 意味著沒有不必要的運行，此外一個經(jīng)過優(yōu)化的測量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備負責加熱可以盡快達到期望的溫度。生物催化劑只有在參數(shù)例如溫度、時間和 pH 值各自都處于最適宜的情況下才能發(fā)揮其全部潛力，在這里最重要的參數(shù)是溫度，當其超過對酵素很關(guān)鍵的區(qū)間時，酵素將不再活動，強度分解將無法繼續(xù)進行。歐洲由于受到金融危機影響消費市場低迷， 2020 年啤酒產(chǎn)量僅約 5515 萬公升，下降了 % 生產(chǎn)設(shè)備 ： 1． 原料粉碎設(shè)備 Materiall milling equipement 2． 糖化過濾設(shè)備 Mashfiltering equipement 3． 發(fā)酵貯酒設(shè)備 Fermenting and storage equipement 4． 硅藻土過濾設(shè)備 DE filter 5． CIP 清洗系統(tǒng) CIP cleaning system 6． 制冷系統(tǒng) Refrigerating system 7． 水處理系統(tǒng) Simple water treatment sysyem 8． 相關(guān)的電氣設(shè)備 Related electrical equipment 菌種 ： 選擇雙乙酰產(chǎn)生量低的菌種；適當提高酵母接種量，雙乙酰還原期酵母數(shù)不低于 7106個 /100ml；使用酵母代數(shù)不要超過 5 代。其中 越南 增長 %， 印度 增長 %，中國也增長 7%。該研究所指出：「亞洲人均啤酒消費量還較少，因此發(fā)展空間很大 。 隨著亞洲經(jīng)濟高速成長，消費者的愛好趨于多樣化，喝啤酒也成為了很多人的習慣。 日本麒麟飲食文化研究所 2020 年 8 月 10 日公布的「 2020 年主要國家啤酒產(chǎn)量」調(diào)查報告顯示，亞洲已超過歐洲成為全球第一大啤酒生產(chǎn)地。發(fā)酵后期，酵母細胞向發(fā)酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死細胞中的蛋白酶被活化后，分解細胞蛋白質(zhì)形成多肽，通過被適當水解的細胞壁進入發(fā)酵液，此現(xiàn)象稱為酵母自溶，其對啤酒風味有較大影響，會造成 酵母臭 。一般情況下，麥汁中含氮物質(zhì)占浸出物的 4%～ 6%，含氮量 800～ 1000mg/L 左右，α 氨基氮含量在 150～ 210mg/L 左右。當合成細胞時需要 8 種氨基酸以外的氨基酸時，細胞外的氨基酸不能被輸送到細胞內(nèi)，這時酵母就通過生物合成 所需的氨基酸。酵母對氨基酸的吸收情況與對糖的吸收相似，發(fā)酵初期只有 A 組 8 種氨基酸（天冬酰氨、絲氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰氨）很快被吸收，其它氨基酸緩慢吸收或不被吸收。 2．含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 麥芽汁中的α 氨基氮含量和氨基酸組成對酵母和啤酒發(fā)酵有重要影響，酵母的生長和繁殖需要吸收麥汁中的氨基酸、短肽、氨、嘌呤、嘧啶等可同化性含氮物質(zhì)。但在葡萄糖（含果糖）質(zhì)量分數(shù)在 %～ %以上時，氧的存在并不能抑制發(fā)酵，而有氧呼吸卻受大抑制，稱反巴斯德效應(yīng)。 啤酒酵母在含一定溶解氧的冷麥汁中進行以下兩種代謝，總反應(yīng)式如下： 有氧下 C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→ 6H2O+6CO2+38ATP+281kJ 無氧下 1/2C12H22O12+1/2H2O→ C6H12O6+2ADP+2Pi→ 2C2H5OH+2CO2+2ATP+ 啤酒酵母對糖的發(fā)酵都是通過 EMP 途徑生成丙酮酸后，進入有氧 TCA 循環(huán)或無氧分解途徑。此外，麥芽三糖滲透酶也受到麥芽糖的阻遏作用，麥芽糖質(zhì)量分數(shù)在 1%以上時，麥芽三糖也不能發(fā)酵。麥芽糖和麥芽三糖要通過麥芽糖滲透酶和麥芽三糖滲透酶的作用輸送到酵母體內(nèi)，再經(jīng)過水解才能被利用。葡萄糖、果糖可以直接透過酵母細胞壁，并受到磷酸化酶作用而被磷酸化。麥芽汁中麥芽四糖以上的寡糖、戊糖、異麥芽糖等不能被酵母利用稱為 非發(fā)酵性糖 。 葡萄糖的乙醇發(fā)酵過程共有 12 步生物化學反應(yīng)，具體可分為 4 個階段： 第一階段： 葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯 。 發(fā)酵過程是糖的分解代謝過程，是放能反應(yīng)。由麥芽糖生物合成乙醇的生物途徑如下： 總反應(yīng)式 1/2C12H22O12+1/2H2O→ C6H12O6+2ADP+2Pi→ 2C2H5OH+2CO2+2ATP+ 麥芽糖 葡萄糖 乙醇 理論上每 100g葡萄糖發(fā)酵后可以生成 。 發(fā)酵主產(chǎn)物 乙醇的合成途徑 麥汁中可發(fā)酵性 糖主要是麥芽糖，還有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽三糖等。在主發(fā)酵階段，進行酵母的適當繁殖和大部分可發(fā)酵性糖的分解，同時形成主要的代謝產(chǎn)物乙醇和高級醇、醛類、雙乙酰及其前驅(qū)物質(zhì)等代謝副產(chǎn)物。這些發(fā)酵產(chǎn)物影響到啤酒的風味、泡沫性能、色澤、非生物穩(wěn)定性等理化指標，并形成了啤酒的典型性。啤酒發(fā)酵是在啤酒酵母體內(nèi)所含的一系列酶類的作用下，以麥汁所含的可發(fā)酵性營養(yǎng)物質(zhì)為底物而進行的一系列生物化學反應(yīng)。啤酒發(fā) 酵過程中主要涉及糖類和含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及啤酒風味物質(zhì)的形成等有關(guān)基本理論。現(xiàn)代發(fā)酵主要有圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和高濃稀釋發(fā)酵等方式，目前主要采用圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵。根據(jù)酵母發(fā)酵類型不同可把啤酒分成上面發(fā)酵啤酒和下面發(fā)酵啤酒。 啤酒發(fā)酵過程是指啤酒酵母在一定條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質(zhì)而進行的正常生命活動，而啤酒就是啤酒酵 母在生命活動之中所產(chǎn)生的產(chǎn)物。 啤酒 一般典型特征 ： 表現(xiàn)在多方面。在德國，除出口啤酒外，德國國內(nèi)銷售啤酒一概不使用輔助原料?，F(xiàn)在國際上的啤酒大部分均添加輔助原料。啤酒是根據(jù)英語 Beer 譯成中文 “ 啤 ” ，稱其為 “ 啤酒 ” ，沿用至今。 生物化工課程論文 專業(yè)班級： 08 級化學工程與工藝二班 姓 名： 翟 文 明 學 號： 20200300425 任課 老師： 李 紅 麗 啤酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝 啤酒是人類最古老的酒精飲料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。啤酒于二十世紀初傳入 中國 ，屬外來酒種。啤酒以大 麥芽 ﹑酒花﹑水為主要原料﹐經(jīng)酵母 發(fā)酵作用 釀制而成的飽含二氧化碳的低 酒精度 酒。有的國家規(guī)定輔助原料的用量總計不超過麥芽用量的 50％。在 2020 年，亞洲的啤酒產(chǎn)量約 5867 萬升，首次超越 歐洲 ，成為全球最大的啤酒生產(chǎn)地。在色澤方面﹐大致分為淡色﹑濃色和黑色 3 種﹐不管色澤深淺﹐均應(yīng)清亮﹑透明無渾濁現(xiàn)象﹔注入杯中時形成泡沫﹐應(yīng)潔白﹑細膩﹑持久﹑掛杯﹔有獨特的酒花香味和苦味﹐淡色啤酒較明顯﹐且酒體爽而不淡﹐柔和適口﹐而濃色啤酒苦味較輕﹐具有濃郁的麥芽香味﹐酒體較醇厚﹔含有飽和溶解的 CO2﹐有利于啤酒的起泡性﹐飲用後有一種舒適的刺激感覺﹔應(yīng)長時間保持其光潔的透明度﹐在規(guī)定的保存期內(nèi)﹐不應(yīng)有明顯的懸浮物。由于酵母菌類型的不同，發(fā)酵的條件和產(chǎn)品要求、風味等的不同，造成發(fā)酵方式也不相同。一般可以把啤酒發(fā)酵技術(shù)分為傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)。 啤酒發(fā)酵機制 啤酒的生產(chǎn)是依靠純種啤酒酵母利用麥芽汁中的糖、氨基酸等可發(fā)酵性物質(zhì)通過一系列的生物化學反應(yīng)，產(chǎn)生乙醇、二氧化碳及其他代謝副產(chǎn)物，從而得到具有獨特風味的低度飲料酒。 啤酒發(fā)酵的基本理論 冷麥汁接種啤酒酵母后，發(fā)酵即開始進行。通過新陳代謝最終得到一定量的酵母菌體和乙醇、 CO2 以及少量的代謝副產(chǎn)物如高級醇、酯類、連二酮類、醛類、酸類和含硫化合物等發(fā)酵產(chǎn)物。啤酒發(fā)酵分主發(fā)酵（旺盛發(fā)酵）和后熟兩個階段。后熟階段主要進行雙乙酰的還原使酒成熟、完成殘?zhí)堑睦^續(xù)發(fā)酵和 CO2的飽和，使啤酒口味清爽，并促進了啤酒的澄清。單糖可直接被酵母吸收而轉(zhuǎn)化為乙醇，寡糖則需要分解為單糖后才能被發(fā)酵。實際上，只有 96%的糖發(fā)酵為乙醇和 CO2， %生成其它代 謝副產(chǎn)物， %用于合成菌體。每 1mol 葡萄糖發(fā)酵后釋放的總能量為 ，其中有 61mol 以 ATP 的形式貯存下來，其余以熱的形式釋放出來，因此發(fā)酵過程中必須及時冷卻，避免發(fā)酵溫度過高。 第二階段： 磷酸已糖分裂為兩個磷酸丙酮 第三階段： 3磷酸甘油醛生成丙酮酸 第四階段： 丙酮酸生成乙醇 發(fā)酵過程的物質(zhì)變化 1．糖類的發(fā)酵 麥芽汁中糖類成分占 90%左右，其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、麥芽三糖和棉子糖等稱為 可發(fā)酵性糖 ，為啤酒酵母的主要碳素營養(yǎng)物質(zhì)。啤酒酵母對糖的發(fā)酵順序為：葡萄糖 果糖 蔗糖 麥芽糖 麥芽三糖。蔗糖要被酵母產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化酶水解為葡萄糖和果糖后才能進入細胞內(nèi)。當麥汁中葡萄糖質(zhì)量分數(shù)在 %～ % 以上時，葡萄糖就會抑制酵母分泌麥芽糖滲透酶，從而抑制麥芽糖的發(fā)酵，當葡萄糖質(zhì)量分數(shù)降到 %以下時抑制才被解除，麥芽糖才開始發(fā)酵。不同菌種分泌麥芽三糖滲透酶的能力不同，在同樣麥芽汁和發(fā)酵條件下發(fā)酵度也不相同。酵母在有氧下經(jīng)過 TCA 循環(huán)可以獲得更多的生物能，此時無氧發(fā)酵被抑制，稱為巴斯德效應(yīng)。實際酵母接入麥汁后主要進行的是無氧酵解途徑（發(fā)酵），少量為有氧呼吸代謝。啤酒酵母接入冷麥汁后，在有氧存在的情況下通過吸收麥汁中的低分子含氮物質(zhì)如氨基酸、二肽、三肽等用于合成酵母細胞蛋白質(zhì)、核酸等，進行細胞的繁殖。當上述 8 種氨基酸濃度下降50%以上時，其它氨基酸才 能被輸送到細胞內(nèi)。麥汁中含氮物質(zhì)的含量及所含氨基酸的種類、比例不同對酵母的生長、繁殖和代謝副產(chǎn)物高級醇、雙乙酰等的形成都有很大影響。 啤酒發(fā)酵過程中，含氮物質(zhì)約下降 1/3 左右，主要是部分低分子氮（α 氨基氮）被酵母同化用于合成酵母細胞，另外有部分蛋白質(zhì)由于 pH 和溫 度的下降而沉淀，少量蛋白質(zhì)被酵母細胞吸附。 生產(chǎn)狀況 ： 2020年亞洲的啤酒產(chǎn)量約為 5867萬升，首次超越歐洲，成為全球最大啤酒生產(chǎn)地。這是該調(diào)查自 1974 年啟動以來亞 洲首次奪魁。受此推動，亞洲啤酒產(chǎn)量大幅上升。 2020 年亞洲的啤酒產(chǎn)量約 5867 萬升，較上年增長 %。而日本受到?jīng)鱿牡扔绊懏a(chǎn)量減少了 %。 工藝流程： 麥芽制造 麥芽的目的是通過不同酵素的作用降低強度，為了使這部分過程無限制地進行，重要的是每種酵素遵守對其合適的條件。所以對啤酒制造者而言重要的是使用可靠的溫度傳感器，它將信號傳送給調(diào)節(jié)加熱 設(shè)備的調(diào)節(jié)器。 JUMO 為此推薦多通道編程調(diào)節(jié)器 JUMO IMAGO 500， 結(jié)合一個具有 EHEDG 認證的食品業(yè)溫度傳感器，例如 JUMO 類型 902810 或 902815。 提純 那些沒有被麥芽溶解的成分即榨渣在提純過程中被與麥芽汁分離，在此麥芽首先被泵入循環(huán)中直到形成一層非溶性成分，這個榨渣層在下道工序中被用作麥芽汁的過濾材料，它現(xiàn)在應(yīng)該是盡可能快的流過濾層。由此榨渣聚在一起使麥芽汁流緩慢下來。當壓差上升的時候純凈桶的刀具開始弄松榨渣層并降低壓差，為了能達 到一個最佳的過濾速度，在此應(yīng)用一個高精度的壓差變送器是很重要的。如在衛(wèi)生環(huán)境中應(yīng)用，它裝備了衛(wèi)生型的壓力傳感器。為此，企業(yè)越來越對能使該過程更節(jié)約能源的科技和靈感發(fā)生興趣。 現(xiàn)今存在各種不同的麥芽汁蒸煮方式，所有的方式都致力于在保持阻力 不變的同時節(jié)約能源。 JUMO IMAGO 500 就是這種選擇的產(chǎn)品，借助前多通道功能在一臺設(shè)備中整合了麥芽制造和芽汁蒸煮過程所需要的測量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備。因此，不可缺少的是可靠和衛(wèi)生 的溫度測量，并通過調(diào)節(jié)來控制流量。 對此調(diào)節(jié)