【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(gè)穩(wěn)定的發(fā)酵與存儲(chǔ)環(huán)境。 罐容器為排走在發(fā) 酵過(guò)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?chē)h(huán)境冷卻下來(lái)。 發(fā)酵與存儲(chǔ) 發(fā)酵與存儲(chǔ)幾乎無(wú)一例外都是在橢圓型罐 (ZKTs)中進(jìn)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(shí)具有優(yōu)勢(shì)，按照不同需求被使用于發(fā)酵與存儲(chǔ)。按照測(cè)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(guò)程中，通過(guò)蒸煮提純的麥芽汁會(huì)盡快被冷卻到預(yù)定的溫度：目的一是降低通過(guò)高溫支持的質(zhì)量損失，二是為了防止對(duì)啤酒有害的微生物繁殖。 JUMO 能夠借助于過(guò)程調(diào)節(jié)器獲得額外的能源節(jié)約，類(lèi)似于麥芽對(duì)快速響應(yīng)的傳感器和優(yōu)化的麥芽汁蒸煮中過(guò)程調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)頻率的選擇也是不可或缺的，因?yàn)檫@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?yàn)橹挥性谡糁蟮倪^(guò)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(guò)程因其需要大量的能源，對(duì)啤酒釀造業(yè)一直是個(gè)巨大的成本因素。壓差變送器 JUMO dTRANS p02 delta 因其快速響應(yīng)時(shí)間和高速很適合此類(lèi)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(gè)穩(wěn)定的、快速的麥芽汁流，這個(gè)壓差必須保持在盡可能小的程度。但榨渣在通過(guò)流動(dòng)的麥芽汁時(shí)形成阻力，因?yàn)槎嗟柠溠恐鹜鳎谧枇ψ饔孟滦纬梢粋€(gè)漩渦以使后續(xù)的通流可以進(jìn)行。 JUMO IMAGO 500 利用其多達(dá) 8 個(gè)通道的調(diào)節(jié)器、具有數(shù)學(xué)及邏輯功能、串行接口和制表功能可以勝任此類(lèi)過(guò)程的所有要求。這個(gè)調(diào)節(jié)器確保加熱裝置只提供必要的能量，也 意味著沒(méi)有不必要的運(yùn)行，此外一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的測(cè)量、調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備負(fù)責(zé)加熱可以盡快達(dá)到期望的溫度。生物催化劑只有在參數(shù)例如溫度、時(shí)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(dāng)其超過(guò)對(duì)酵素很關(guān)鍵的區(qū)間時(shí)，酵素將不再活動(dòng)，強(qiáng)度分解將無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。歐洲由于受到金融危機(jī)影響消費(fèi)市場(chǎng)低迷， 2020 年啤酒產(chǎn)量?jī)H約 5515 萬(wàn)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(guò)濾設(shè)備 Mashfiltering equipement 3． 發(fā)酵貯酒設(shè)備 Fermenting and storage equipement 4． 硅藻土過(guò)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(dāng)提高酵母接種量，雙乙酰還原期酵母數(shù)不低于 7106個(gè) /100ml；使用酵母代數(shù)不要超過(guò) 5 代。其中 越南 增長(zhǎng) %， 印度 增長(zhǎng) %，中國(guó)也增長(zhǎng) 7%。該研究所指出：「亞洲人均啤酒消費(fèi)量還較少，因此發(fā)展空間很大 。 隨著亞洲經(jīng)濟(jì)高速成長(zhǎng)，消費(fèi)者的愛(ài)好趨于多樣化，喝啤酒也成為了很多人的習(xí)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(guó)家啤酒產(chǎn)量」調(diào)查報(bào)告顯示，亞洲已超過(guò)歐洲成為全球第一大啤酒生產(chǎn)地。發(fā)酵后期，酵母細(xì)胞向發(fā)酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死細(xì)胞中的蛋白酶被活化后，分解細(xì)胞蛋白質(zhì)形成多肽，通過(guò)被適當(dāng)水解的細(xì)胞壁進(jìn)入發(fā)酵液，此現(xiàn)象稱為酵母自溶，其對(duì)啤酒風(fēng)味有較大影響，會(huì)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(dāng)合成細(xì)胞時(shí)需要 8 種氨基酸以外的氨基酸時(shí)，細(xì)胞外的氨基酸不能被輸送到細(xì)胞內(nèi)，這時(shí)酵母就通過(guò)生物合成 所需的氨基酸。酵母對(duì)氨基酸的吸收情況與對(duì)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(duì)酵母和啤酒發(fā)酵有重要影響，酵母的生長(zhǎng)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?jǐn)?shù)在 %～ %以上時(shí)，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(jìn)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(wú)氧下 1/2C12H22O12+1/2H2O→ C6H12O6+2ADP+2Pi→ 2C2H5OH+2CO2+2ATP+ 啤酒酵母對(duì)糖的發(fā)酵都是通過(guò) EMP 途徑生成丙酮酸后，進(jìn)入有氧 TCA 循環(huán)或無(wú)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?jǐn)?shù)在 1%以上時(shí)，麥芽三糖也不能發(fā)酵。麥芽糖和麥芽三糖要通過(guò)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(guò)水解才能被利用。葡萄糖、果糖可以直接透過(guò)酵母細(xì)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(guò)程共有 12 步生物化學(xué)反應(yīng)，具體可分為 4 個(gè)階段： 第一階段： 葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯 。 發(fā)酵過(guò)程是糖的分解代謝過(guò)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(jìn)行酵母的適當(dāng)繁殖和大部分可發(fā)酵性糖的分解，同時(shí)形成主要的代謝產(chǎn)物乙醇和高級(jí)醇、醛類(lèi)、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(fēng)味、泡沫性能、色澤、非生物穩(wěn)定性等理化指標(biāo)，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(lèi)的作用下，以麥汁所含的可發(fā)酵性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為底物而進(jìn)行的一系列生物化學(xué)反應(yīng)。啤酒發(fā) 酵過(guò)程中主要涉及糖類(lèi)和含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及啤酒風(fēng)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(lèi)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(guò)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(jìn)行的正常生命活動(dòng)，而啤酒就是啤酒酵 母在生命活動(dòng)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(guó)，除出口啤酒外，德國(guó)國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售啤酒一概不使用輔助原料?，F(xiàn)在國(guó)際上的啤酒大部分均添加輔助原料。啤酒是根據(jù)英語(yǔ) Beer 譯成中文 “ 啤 ” ，稱其為 “ 啤酒 ” ，沿用至今。 生物化工課程論文 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 08 級(jí)化學(xué)工程與工藝二班 姓 名： 翟 文 明 學(xué) 號(hào)： 20200300425 任課 老師： 李 紅 麗 啤酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝 啤酒是人類(lèi)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(jì)初傳入 中國(guó) ，屬外來(lái)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(guó)家規(guī)定輔助原料的用量總計(jì)不超過(guò)麥芽用量的 50％。在 2020 年，亞洲的啤酒產(chǎn)量約 5867 萬(wàn)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(wú)渾濁現(xiàn)象﹔注入杯中時(shí)形成泡沫﹐應(yīng)潔白﹑細(xì)膩﹑持久﹑掛杯﹔有獨(dú)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(jué)﹔應(yīng)長(zhǎng)時(shí)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(lèi)型的不同，發(fā)酵的條件和產(chǎn)品要求、風(fēng)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(jī)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(guò)一系列的生物化學(xué)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(dú)特風(fēng)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(kāi)始進(jìn)行。通過(guò)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(jí)醇、酯類(lèi)、連二酮類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)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(gè)階段。后熟階段主要進(jìn)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(jìn)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(shí)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(lái)，其余以熱的形式釋放出來(lái)，因此發(fā)酵過(guò)程中必須及時(shí)冷卻，避免發(fā)酵溫度過(guò)高。 第二階段： 磷酸已糖分裂為兩個(gè)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(guò)程的物質(zhì)變化 1．糖類(lèi)的發(fā)酵 麥芽汁中糖類(lèi)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。啤酒酵母對(duì)糖的發(fā)酵順序?yàn)椋浩咸烟?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(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)麥汁中葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %～ % 以上時(shí)，葡萄糖就會(huì)抑制酵母分泌麥芽糖滲透酶，從而抑制麥芽糖的發(fā)酵，當(dāng)葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到 %以下時(shí)抑制才被解除，麥芽糖才開(kāi)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(guò) TCA 循環(huán)可以獲得更多的生物能，此時(shí)無(wú)氧發(fā)酵被抑制，稱為巴斯德效應(yīng)。實(shí)際酵母接入麥汁后主要進(jìn)行的是無(wú)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(guò)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(xì)胞蛋白質(zhì)、核酸等，進(jìn)行細(xì)胞的繁殖。當(dāng)上述 8 種氨基酸濃度下降50%以上時(shí)，其它氨基酸才 能被輸送到細(xì)胞內(nèi)。麥汁中含氮物質(zhì)的含量及所含氨基酸的種類(lèi)、比例不同對(duì)酵母的生長(zhǎng)、繁殖和代謝副產(chǎn)物高級(jí)醇、雙乙酰等的形成都有很大影響。 啤酒發(fā)酵過(guò)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(xì)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(xì)胞吸附。 生產(chǎn)狀況 ： 2020年亞洲的啤酒產(chǎn)量約為 5867萬(wàn)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(dòng)以來(lái)亞 洲首次奪魁。受此推動(dòng)，亞洲啤酒產(chǎn)量大幅上升。 2020 年亞洲的啤酒產(chǎn)量約 5867 萬(wàn)升，較上年增長(zhǎng) %。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(guò)不同酵素的作用降低強(qiáng)度，為了使這部分過(guò)程無(wú)限制地進(jìn)行，重要的是每種酵素遵守對(duì)其合適的條件。所以對(duì)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(hào)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(gè)具有 EHEDG 認(rèn)證的食品業(yè)溫度傳感器，例如 JUMO 類(lèi)型 902810 或 902815。 提純 那些沒(méi)有被麥芽溶解的成分即榨渣在提純過(guò)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(gè)榨渣層在下道工序中被用作麥芽汁的過(guò)濾材料，它現(xiàn)在應(yīng)該是盡可能快的流過(guò)濾層。由此榨渣聚在一起使麥芽汁流緩慢下來(lái)。當(dāng)壓差上升的時(shí)候純凈桶的刀具開(kāi)始弄松榨渣層并降低壓差，為了能達(dá) 到一個(gè)最佳的過(guò)濾速度，在此應(yīng)用一個(gè)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(lái)越對(duì)能使該過(guò)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(shí)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(tái)設(shè)備中整合了麥芽制造和芽汁蒸煮過(guò)程所需要的測(cè)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(cè)量，并通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)控制流量。 對(duì)此調(diào)節(jié)