【正文】 入一定量的氧氣，以利酵母繁殖；除去麥汁煮沸及冷卻時(shí)凝聚的沉淀物，以利發(fā)酵和提高啤酒質(zhì)量。此時(shí)，應(yīng)將麥汁送入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵。麥汁冷卻過程溫度應(yīng)保持一致，不要忽高忽低，否則會(huì)造成酵母的衰老或發(fā)酵不正常。酵母是單細(xì)胞真核生物，外層由厚的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜所包囊；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有許多細(xì)胞器，有核、線粒體、微體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、核糖體等，還存在作為能源的糖原，脂質(zhì)及多磷酸鹽等物質(zhì)。酵母細(xì)胞不同的絮凝能力受到其自身的基因和外界作用影響，金屬離子對(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于基質(zhì)的離子濃度，尤其是鈣離子含量達(dá)到30mg/l以上時(shí)的促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià)離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng)”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。啤酒工廠從單細(xì)胞分離得到一個(gè)酵母細(xì)胞，經(jīng)鑒定確認(rèn)為是本廠生產(chǎn)用的優(yōu)良菌株，然后經(jīng)過若干次擴(kuò)大培養(yǎng)，最后制備成1013—1014個(gè)細(xì)胞/ml后供發(fā)酵用。其過程為：斜面試管（原菌種）→試管培養(yǎng)→小，中，大三角瓶培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→增殖罐培養(yǎng)→酵母擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵罐。二者形態(tài)上存在明顯的差別。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是經(jīng)典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發(fā)酵技術(shù)，故選用下面酵母。2. 麥汁組分。4. 起酵溫度和發(fā)酵溫度。6. 后酵（或雙乙酰還原）條件選擇。8. 儲(chǔ)酒條件和時(shí)間。上述諸方面的控制技術(shù)，不但影響發(fā)酵工藝過程，而且深刻影響啤酒風(fēng)味物質(zhì)的代謝。傳統(tǒng)的下面發(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(nèi)，保持室溫5～6℃，采用開放式或密閉式發(fā)酵容器：①采用下面的酵母，主發(fā)酵溫度較低，發(fā)酵進(jìn)程比較緩慢。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(xì)致，風(fēng)味柔和，保存期較長。一般為前酵期（～11℃），主酵期（～13℃），后酵和貯酒期（0～1℃）。但由于工藝改進(jìn)，前發(fā)酵時(shí)期已縮短至20～30個(gè)小時(shí)。此時(shí)糖降比較緩慢，而氨基酸下降迅速。酵母達(dá)到最高濃度時(shí)，糖降最快，～176。此階段大量廢熱產(chǎn)生，必須進(jìn)行冷卻。為凝聚和保存凝聚酵母的活性，發(fā)酵后期應(yīng)逐步降低溫度，使發(fā)酵溫度趨近后酵母溫度。P時(shí)，發(fā)酵緩慢，泡沫小時(shí)，逐步形成泡蓋。在主發(fā)酵結(jié)束前，撈去泡蓋，即可進(jìn)行后酵和回收凝聚酵母泥?？砂l(fā)酵性糖含量愈高，發(fā)酵度愈高；發(fā)酵速度則隨發(fā)酵溫度和酵母添加量而變化，發(fā)酵溫度愈高，酵母添加量愈大，發(fā)酵愈旺，發(fā)酵速度愈快。③苦味物質(zhì)的變化：在發(fā)酵過程中，麥汁中近1/3的苦味物質(zhì)損失?！╳/wl左右）⑤PH值的變化:～，隨發(fā)酵進(jìn)程而逐步降低，PH值的下降主要由于發(fā)酵過程中，二氧化碳和有機(jī)酸和二氧化碳的形成。rH＝＋2pH（30℃） ⑦色度變化:麥汁色度降低的幅度，隨原麥汁色度深淺而變化，色度深者降低幅度大，色度淺者降低幅度小。此時(shí)酒的二氧化碳含量不足，口味不成熟，不適于飲用。后發(fā)酵的作用:①嫩啤酒中殘留的可發(fā)酵性糖性糖繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧化碳在密閉的貯酒容器中，不斷溶解酒內(nèi)，使之達(dá)到飽和狀態(tài)。③在較長的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母，冷凝固物和酒花樹脂等。④在較低的貯酒溫度下，一些易形成混濁的蛋白質(zhì)－單寧復(fù)合物逐漸析出而先行沉淀下來或被過濾除去，改善了啤酒的非生物穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存期。②減少啤酒的不成熟味覺加快啤酒成熟。④改善了啤酒的非生物的穩(wěn)定性，從而提高了成品啤酒的保存作用。貯酒室采用冷風(fēng)冷卻，鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在貯酒樓上，利用冷空氣下降，熱空氣上升的對(duì)流方式，以節(jié)省動(dòng)力消耗。②冷風(fēng)冷卻：1000～1200千卡/晝夜/m179。澄清的目的是使過濾時(shí)順利，產(chǎn)量高；濾后的酒透明度好，穩(wěn)定性高。－多酚氧化物的復(fù)合物質(zhì)。（3℃以上）快于低溫（0℃以下）。 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(jìn)行詳細(xì)分析和比較來進(jìn)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(dòng)力消耗大。并且塔式觀造價(jià)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(fēng)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(diǎn)A、上面發(fā)酵系在較高的溫度（15～20℃）下進(jìn)行的，酵母起發(fā)快，接種量可以減少，因此形成的酵母新細(xì)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(jié)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(fēng)時(shí)間長，目的是使酵母懸浮發(fā)酵液中，對(duì)凝聚性強(qiáng)的酵母通風(fēng)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(yīng)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(nèi)，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(gè)露天發(fā)酵罐中進(jìn)行。故在設(shè)計(jì)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(zhì)，無變異，鏡檢酵母細(xì)胞大小整齊，健壯，無雜菌感染，細(xì)胞活性97%以上，冷水低溫保存時(shí)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(qiáng)的酵母細(xì)胞組成，其量占65%～70%,可留作下批種酵母用。 發(fā)酵設(shè)備的降溫控制本設(shè)計(jì)采用的發(fā)酵設(shè)備為應(yīng)用極為廣泛的露天錐形發(fā)酵罐，酵母在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)計(jì)的工藝溫度下進(jìn)行，必須進(jìn)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(jìn)行冷卻，溫度一般控制在6至9℃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(zhì)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?qū)⑵涑?。?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(shí)，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(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。硅澡過濾機(jī)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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。一瓶啤酒質(zhì)量的好壞，對(duì)消費(fèi)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(biāo)準(zhǔn)和品質(zhì)上乘的產(chǎn)品，而且要有端莊美觀的商標(biāo)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(hù)功能。（2）美化增值功能。（3）促銷功能。2 工藝計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100kg原料生產(chǎn)8176。淡色純生啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行80000t/a啤酒廠糖化車間的物料衡算計(jì)算。淡色啤酒的物料衡算（1）熱麥汁量 據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，可得到原料收率分別為（優(yōu)級(jí)）麥芽收率：（100—6）/100 =≈％ 大米收率：（100—）/100=.0818625≈％混合原料收得率為 （％＋％）％=由上述可得100kg混合原料可制得的8176。麥汁在20℃，而100176。P淡色啤酒的物料衡算根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)8176。淡色啤酒需耗混合原料量1000/100 = （2） 麥芽好用量為：75％ = （3） 大米耗用量為： = （4） 酒花耗用量，對(duì)于淺色啤酒，％，故酒花耗用量為： 1000 ％ = （kg）（5）熱麥汁量為 1000 = （L）（6）冷麥汁量為 1000 = （L）（7）濕糖化糟量，設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80％，則濕麥糟量為：（）（10079）/ （100 80） = （kg）而濕大米糟量為（）（）/（10080） = （kg）故濕糖化糟量為：+ = （kg）（8）酒花糟量 ，設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40％，且酒花糟水分含量為80％，則酒花糟量為：（10040）/（10080） = （kg）（9）酵母量（以商品干酵母計(jì)）生產(chǎn)1000L啤酒可得20kg濕酵母泥，其中一半作生產(chǎn)接種用，一半作商品酵母用，即為10kg。1000 = （kg）則含水分7％的商品干酵母量：1000247。則 ： = （kg）所以，8176。342 = （kg）式中 44 ——CO2分子量 342 ——麥芽糖（C12H22O11）分子量設(shè)8176。CO2在20℃故釋放出的CO2的體積為：247。）(11).空瓶耗量①100kg，損耗量：％ = 10瓶，故總需要量為1839+10=1849瓶②1000L，1000/ = 2000 ％ = 10瓶，故總需要量為2000+10=2010瓶(12).瓶蓋耗量為 100kg，1839 1％ = 19個(gè)，耗量為1858個(gè) 1000L，2000 1％ = 20個(gè)，耗量為2020個(gè)(13).商標(biāo)耗量為 100kg，1839％ = ≈ 2個(gè)，耗量為1841個(gè) 1000L，2000％ = 2 個(gè)，耗量為2002個(gè) 80000t/a 純生啤酒廠物料衡算表表21 80000t/a 純生啤酒廠物料衡算表物料名稱單位100kg混合原料1000L8176。實(shí)際年產(chǎn)啤酒 83462 t 。工藝流程示意圖如下，其中的投料量為糖化一次的用料量大米粉1224kgt0（℃），20min料水比1: 熱水50℃自來水，18℃℃，60min料水比1: 糖化鍋糊化鍋70℃13min12min90℃，20min7min100℃，40min63℃，60min10min5min70℃，25min20min冷卻t（℃）100℃，10min78℃糖化結(jié)束過濾麥糟麥汁煮沸鍋90min煮沸強(qiáng)度10％回旋沉淀槽薄板冷卻器酒花槽熱凝固物冷凝固物冷麥汁發(fā)酵車間圖21 糖化工藝流程細(xì)節(jié)圖根據(jù)工藝，m1 =（1224+） = （kg）式中1224 —— 糖化一次大米粉量 —— 糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的20％）糖化鍋加水量為m2 = = （kg）式中 為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量即3672 = （kg）故糖化總用水量為：mw = m1 +m2 = （kg）自來水平均溫度取t1 = 18℃ ，而糖化配料用水溫度t2 = 50℃故耗熱量為 Q1 = （m1 + m2）Cw（t2 t1）= 106 （KJ）由糖化工藝流程可知=加熱至100℃耗熱= m米醪C米醪（100t0）（1） 計(jì)算米醪的比熱容C谷物 = [(100w)C0+]進(jìn)行計(jì)算，式中w為含水百分率C0為谷物比熱容，取C0 = (KgK)C大米 = [()+] = KJ/(KgK)（2）米醪的初溫t0 = [(m大米C大米 + m麥芽C麥芽) 18 + m1Cw50] / m米醪C米醪 = [(1224 + ) 18 + 50] / =℃式中m米醪 = 1224 + + = （Kg）（2） 把上述結(jié)果代回式= m米醪C米醪（100 t0）中得= （100 ） = 106（KJ）設(shè)煮沸時(shí)間為40min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5％，則蒸發(fā)水分量為：m v1 = m米醪 5％40/60 = 5％40/60 =（Kg）故= m v1I = = 105（KJ）式中 I——煮沸溫度（約為100℃）以下水的汽化潛熱（KJ/Kg）米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前2次耗熱量的15％，即 = 15％（+）（+）結(jié)果得 =（+）= 106（KJ）℃的耗熱量Q3按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63℃，故混合前米醪先以100℃冷卻到中間溫度t0.已知麥芽粉初溫為18℃，用50℃的熱水配料，則麥醪溫度為t麥醪 = [(m麥芽C麥芽18) +( m2Cw50)] / m麥醪C麥醪 = ℃其中，糖化鍋中m麥醪 = m麥+m2 = + = Kg根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為t = (m混合C混合t混合 m麥醪C麥醪t麥醪) / m米醪C米醪其中麥醪的比熱容C麥醪 =（m麥芽C麥芽 + m2Cw）/ m麥醪 =(+) /= [KJ/(KgK)]故t = (63–)/() = ℃℃，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：m麥汁=4896（kg）=49582（kg）又C麥汁= 3672 + 1224 + 4896 =[kJ/(kg)]故=m麥汁C麥汁（10070）=106（kJ）煮沸強(qiáng)度10％，mv3=4958210％=（kg）故=mv3h==107（kJ）式中h —— 煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg）=15％（）=（）=107（kJ）Q總 ==107（kJ），h = （kJ/kg）在糖化過程個(gè)步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6為最大，且知煮沸時(shí)間為90min，熱效率95％，故：(kJ/h)相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：據(jù)設(shè)計(jì)，每年糖化次數(shù)為1840次，共生產(chǎn)啤酒82800 t。表22 80000 t/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表（耗蒸汽量）名稱壓力/MPa每噸產(chǎn)品消耗定額/kg每小時(shí)最大用量/(kg/h)每晝夜消耗量/(kg/d)年消耗量/(kg/a)備注蒸汽（表壓）