【正文】 ，進 行分析比較，設計適合的工藝流程和操 作條件，選擇適合的生產(chǎn)設備，并進行科學、合理的配置 。 ，種類和性質。 主要方法： ，確定工藝方法以及流程 （如物料衡算） 。釀造水質不僅決定著產(chǎn)品的質量和風味，而且還直接影響著釀造的全過程。另外， Ca 和 Mg 比例要大于 3:1。水的鎂硬小于等于 ，水中含鹽量要求很低。麥芽外觀短胖， 除根干凈，不含雜草、雜谷粒、砂土、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質。 酒花 酒花能夠賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質的絮凝，能提高啤酒起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。 輔料 啤酒生產(chǎn)中適用輔助原料有重大意義，可以降低啤酒生產(chǎn)成本，具有經(jīng)濟性；可以降低麥汁總氮相對減少麥汁中高分子含氮化合 物的比例，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；調整麥汁組分，提高啤酒某些特性。 8 酵母 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。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。 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。 麥芽的粉碎 麥芽的粉碎大致可分為干法粉碎、濕法粉碎、回潮粉碎和連續(xù)浸漬粉碎 4 種。故本設計采用濕法粉碎。粉碎方法為干法粉碎。從麥芽和麥芽輔料中溶解出來的物質稱為浸出物。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質溶解出來，從而得到盡可能多的溶解物，并且使麥汁組成適和發(fā)酵。 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。只適合于優(yōu)質麥芽，釀制上面發(fā)酵啤酒和低濃度發(fā)酵啤酒，糖化時間長。 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。適用于各種性質的麥芽 和制造各種類型的啤酒，比較經(jīng)濟，原料利用率高，故采用此法。 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升溫，達到糖化各階 段所要求的溫度。 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 [3]。 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，過濾槽抽吸是負壓過濾法，壓 濾機過濾法。本設計采用過濾槽靜壓過濾法進行麥汁過濾。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。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。 內加熱式煮沸鍋的特點是：麥汁加熱器垂直安裝在鍋內，加熱器為列管式加熱器。內加熱式煮沸鍋具有以下優(yōu)點： 1，設 10 備投資少，無需維護，沒有磨損，耗電量低； 2 熱輻射損失小； 3 煮沸溫度和蒸發(fā)速率可以調整； 4 設備簡單，不需外加加熱器和攪拌器。通過麥芽汁的煮沸可達到蒸發(fā)水分、濃縮麥汁的目的。 P），通過煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達到規(guī)定濃度。 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。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。 麥汁的冷卻 常用的麥汁冷卻器為板式換熱器，換熱效率很高。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。 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，橢圓形到臘形。 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于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的啤酒風味。 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。酵母的擴大培養(yǎng)關鍵在于：①選擇優(yōu)良的單一細胞發(fā)出菌株；②在整個擴大培養(yǎng)中保證酵母品種，強壯，無污染。 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。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。 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。 12 3. 酵母接種量和接種技術。 5. 發(fā)酵設備和酵母在發(fā)酵中的流態(tài)。 7. 酵母分離時間和方法。 9. 發(fā)酵中壓力或者 CO2 濃度。由于發(fā)酵工藝的多變性，造成啤酒風味千差萬別。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降容器底部。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。 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，之后才能加入出芽繁殖，當酵母克服生長緩滯期，出芽繁殖細胞濃度達到 20 106 個 /ml，發(fā)酵麥汁表面開始氣泡，此階段即為前發(fā)酵。一般低溫發(fā)酵常在 16~20h，中溫發(fā)酵在 12~14h。此時糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。酵母達到最高濃度時，糖降最快，每天外觀濃度降可達 ～ 176。 VDK峰值出現(xiàn)在最高酵母濃度后 12~24h。 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。 主發(fā)酵后期每日糖降 小于 176。泡蓋是CO2 帶至發(fā)酵液面的多酚、酒花樹脂、高分子蛋白質接觸空氣 氧化、聚合 而 形成的。 發(fā)酵過程中的主要物質變化 : ①糖類的變化： 13 在發(fā)酵過程中，同等條件下，發(fā)酵度室隨可發(fā)酵性糖與總糖的比例而變化的。 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。 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。 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。 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。啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵期中完成。 ②后發(fā)酵初期產(chǎn)生的 CO2 在排出貯酒罐外時，降去酒內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。在低溫和低 PH 值的情況下，緩慢沉淀下來，使啤酒逐漸澄清。 14 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，使之達到飽和狀態(tài)。 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，使啤酒足見澄清，便于過濾。 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。 貯酒室的冷耗量，一般為： ①排管冷卻： 600～ 800 千卡 /晝夜 /m179。 啤酒的澄清 : ①啤酒澄清的作用：啤酒澄清時在貯酒期間，是使酒中所含的懸浮物沉淀下來。 ②啤酒中的主要懸浮物質 : 。 。 ③影響啤酒澄清的因素 : 。 值：酒液度 PH 在（ ～ ）上面發(fā)酵（ 以 下） 。 度； 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。 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。 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。 15 ⑶冷卻夾套：國內 大多用低溫低壓（ 3℃ ,）液態(tài)冷媒在半圓管，弧形管的夾套，或米勒板式夾套內流動換熱。 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。 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。 ⑵接種量和起酵溫度 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（ 15 加或減 3） 106 個 /ml。目的是使酵母繁殖在較低溫度下進行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過多積累。 VDK 還原初期一般不排放酵母，也就是發(fā)酵全部酵母參與 VDK 還原，這可縮短還原時間。 ⑹罐壓控制 利用 N2 備壓 ～ 。 啤酒發(fā)酵方法的選擇 啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：連續(xù)發(fā)酵法，上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法，一罐發(fā)酵法，以下就這幾種發(fā)酵方法進行詳細分析和比較來進行取舍。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足 ：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動力消耗大。并且塔式觀造價高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。 八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由于污染和風味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。 （ 2）上面發(fā)酵的工藝特點 A、上面發(fā)酵系 統(tǒng) 在較高的溫度（ 15~20℃）下進行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細胞較多。 B、上面發(fā)酵的麥汁接種溫度為 14~16℃，比較高。 C、發(fā)酵結束，酵母成緊密的一層浮在波面上，厚約 3~4 厘米。 D、上面發(fā)酵在發(fā)酵過程中通風時間長，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對凝聚性強的酵母通風尤屬必要。若上面發(fā)酵采用后發(fā)酵工藝，下酒是酒液中應保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生 CO2，飽和在酒中。 （ 3）下面發(fā)酵 傳統(tǒng)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， 保持室溫 5~6℃，采用開放式或密閉式，圓形或方形的發(fā)酵容器。主發(fā)酵完畢后，大部分酵母沉降在容器底部 。 （ 4）一罐法發(fā)酵 隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有啤酒廠普遍采用一罐發(fā)酵工藝，即麥汁的主發(fā)酵，雙乙酰還原、降溫以及貯酒階段在同一個露天發(fā)酵罐中進行。故在設計中采用此法。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。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。 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。 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)。所以，必須經(jīng)過過濾工序將其除去。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不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質量的完美。 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)調節(jié)，故選此法。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。因此，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。 （ 1）保護功能。 （ 2）美化增值功能。 （ 3）促銷功能。 第三章 物料衡算 物料衡算的意義 物料衡算是指理論上