【正文】 30min，直至麥芽外觀完全符合規(guī)定的標準。然后升溫至 65— 68℃ ，進行 20— 30min的糖化，再在 30min 內加熱至 160— 180℃ 。當聞到濃郁的焦香氣味時，再加熱麥芽至 220— 230℃ 保持 10— 20min，即可出爐攤冷。 本次設計采用的是連續(xù)浸漬濕法粉碎 。連續(xù)浸漬濕式粉碎改進了原來濕式粉碎的兩個缺點，麥芽浸漬時間比濕法粉碎要短的多，溶解均勻一致。 糖化方法 的選擇 及論證 糖化 是將淀粉水解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖。 現在的啤酒廠一般采用浸出糖化法。 因為本次設計 的任務是 140P黑 啤酒，由于 用全麥芽， 我選擇了升溫浸出糖化法 。各段溫度 段的保留時間 ,完全取決于此段作用酶的含量及麥汁組成分的要求。 升溫浸出糖化法 ,由于麥芽醪未經煮沸分解 ,因此 , 要求麥芽 發(fā)芽率高 ,溶解充分。 糖化曲線如圖 21 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 6 圖2 1 糖化曲線01020304050607080900 25 45 65 85 105 125 145時間/ m i n溫度/℃ 原料的配比 ： 麥芽 100% 粉碎前浸泡 60秒 糖化：在糖化中 ,麥芽的糖化分解 ,采用二段式糖化。 此休止一般為20～ 40min。二段溫度糖化分解 ,對提高麥汁發(fā)酵度十分有利。因為麥糟中含有的 多酚物質，浸漬時間長，會給麥芽汁帶來不良的苦澀味和麥皮味，麥皮中的色素浸漬時間長，會增加麥芽汁的色澤，微小的蛋白質顆粒，可破壞泡沫的持久性。過濾槽的優(yōu)點是操作簡單，工藝成熟，進醪排糟都很容易也是比較普遍的。 進行正常過濾注意調節(jié)麥汁流量（逐步減少）收集頭號濾過麥汁一般需要 45～ 90min，待麥糟快要露出時開動耕槽機耕槽，疏松麥糟層，噴水洗槽。 : (1)蒸發(fā)水分 、 濃縮麥汁 (2)鈍化全部酶和麥汁殺菌 (3)蛋白質變性和絮凝 (4)酒花有效組分的浸出 (5)排除麥汁中特異的 異 雜臭氣 麥汁的容量已蓋滿煮沸鍋的加鹽層時 ,即開始加 熱了 ,使麥汁維持在 70～ 80℃之間 ,防止菌酸菌等產菌污染 ,待麥糟洗滌結束后即加大蒸汽量 ,使麥汁達到沸騰。煮沸強度 10%, 小時煮沸時間 ,加入石膏調 pH。 ]4[ 優(yōu)點： 廣泛采用酒花顆粒，酒花的苦味物質比酒花球果易溶解。 酒花使用量減少，更強調 ? 酸的異構化率。熱麥汁由雙向切線方向進槽 ,在槽內回旋產生離心力。該設備占地面積小 ,加工容易投資也少。同時在發(fā)酵中被分散 ,將來進入啤酒 ,影響啤酒的非生物穩(wěn)定性。 (2)槽底部向出口傾斜 1～ 2%便于凝固物中麥汁緩慢流出。 (4)進料 時間 12～ 20min,麥汁靜置 時間 30～ 40min。 發(fā)酵工藝 冷卻后的麥汁添加酵母以后，便是發(fā)酵 的開始。酵母接種后， 在麥汁充氧的條件下，恢復 其生理活性，以麥汁中的氨基酸為主要 氮源，可發(fā)酵 性糖為主要碳源，進行呼吸作用，并從中獲取能量而增 殖，同時產生一系列的代謝副產物，此后便在無氧的條件下進行酒精發(fā)酵。下一 階段，酵母細胞基本不繁殖， 即 所謂的酵母停滯期。 有氧呼吸階段：此階段主要是指酵母細胞以可發(fā)酵 性 糖為主要能量來源，在氧的作用下進行繁殖。這些糖類被酵母吸收，進行酵解的順序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麥芽糖，麥芽三糖。啤酒釀造中酵母的主要 作用是降糖，產生二氧化碳和酒精。啤酒酵母又可分為上面發(fā)酵酵母和下面發(fā)酵酵母。一般來講， Ale,Stout 這些種類的啤酒大多采用此種酵母。值得一提的是，用來釀酒的酵母，均含有大量的蛋白質和多種氨基酸，維生素以及礦物質，特別是核酸，更具有抗老防衰的獨特作用 。 圖2 2 發(fā)酵工藝曲線2024681012141 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14時間/ d溫度/℃ 入罐溫度為 10℃ ,此溫度選在 10℃比較適合，因為若低于此溫度 ，升溫的時間會很長，在長時間的升溫過程中很容易染菌。 本設計中麥汁進罐的方法是直接進罐法。 直接進罐的作用是為了縮短起酵時間 ,大多采用較高的接種量。 因本設計為 14o全麥啤酒， 主發(fā)酵溫度在 ～ 12℃ 比較適合 ,主發(fā)酵的溫度若過低會導致啤酒釀造完后容易上頭， 設計選取主發(fā)酵溫度 12℃，屬中溫發(fā)酵 。由于本設計選用的菌種繁殖快，滿罐后第 2天發(fā)酵的降糖與還原雙乙酰這兩個生化過程基本在 12℃ 下同時進行。 啤酒的過濾和貯酒 發(fā)酵結束的成熟啤酒，雖然大部分蛋白質和酵母已經沉 淀，但仍有少量物質懸浮于酒中，必須經過澄清處理才能進行包裝。 本次設計采用 燭式過濾系統(tǒng)和膜式過濾系統(tǒng)。綜合其他因素，設計中采用了環(huán)式（燭式）硅藻土過濾機。 該法的優(yōu)點是可以直接濾出無菌鮮酒，若配合無菌包裝可省出巴氏殺菌機而產生出生物穩(wěn)定性可靠的成品啤酒，從而有利于啤酒泡沫穩(wěn)定性，成品酒無過濾介質污染，產品損失率減少。啤酒過 濾后存放清酒的容器稱為清酒罐。 清酒罐不能用空氣背壓，要用二氧化碳或無菌氮氣背壓，因為整個發(fā)酵過程要求的無菌程度較高。 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 11 啤酒的包裝 濾清啤酒 ↓ 啤酒瓶 → 選瓶 → 洗瓶 → 驗瓶 → 灌裝機 ← co2 ↓ 驗酒 ← 殺菌機 ← 驗酒 ← 壓蓋機 ← 瓶蓋 ↓ 商標 → 貼標機 → 裝箱機 → 瓶裝熟啤酒 成品啤酒的質量 成品啤酒應符合國家標準的 ，中華人民共和國國家標準 — 啤酒（ GB49272021）如表 22所示： 表 22 中華人民共和國國家標準 — 啤酒（ GB49272021） 項目 優(yōu)級 一級 二級 酒精含量 ][a %（ V/V） [或 %（ m/m） ]≥ 大于、等于 176。 P 176。 P 176。 P 176。 P 176。 P [] [] 續(xù)表 22 中華人民共和國國家標準 — 啤 酒（ GB49272021） 項目 優(yōu)級 一級 二級 原麥汁濃 度 ][b 176。 P 等于、小于 176。 P 176。 P 等于、小于176。 ][b “ X”為標簽上標注的原麥汁濃度，“ ”或“ ”為允許的負偏差。 ][d 僅對“生啤酒”和“鮮啤酒”有要求。 黑啤酒的物料衡算 : 原料麥芽收得率 : （ 1006） %=% 則 100kg原料可制得的 14176。麥汁在 20℃時的相對密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃的麥汁體積增加 倍，故熱麥汁（ 100℃）的體積為： 496 ?? ： 487． 56（ ） = ： 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 14 ()= ： ()= ： ()= 生產 100L 14176。成品啤酒量為 故可得出下述結果： 100L 14176。濕酵母泥含水分 85% 酵母含固形物量 : 851001 ??? 則含水分 7%的商品干酵母量為： ??? 因 14176。冷麥汁 中浸出物量為： 14% = 設麥汁的真正發(fā)酵度為 55%，則可發(fā) 酵的浸出物量為： 55%= 麥芽糖發(fā)酵的化學反應式為： C12H22O11+H2O— 2C6H12O6 2C6H2O6— 4C2H5OH+4CO2+56kJ 設麥芽汁中的浸出物均為麥芽糖構成，則 CO2生成量為： ??? 式中 44— CO2分子量 342— 麥芽糖（ C12H22O11） 分子量 設 14176。CO2在 20℃常壓下重 故釋放出的 CO2的體積為： m? 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 16 物料衡算 設生產 旺季 200 天，每天糖化 6 次，而淡季 120 天，每天糖化 4 次， 因此，每年總糖化次數： 200 6+12 4=1680 次 則一次糖化生產成品啤酒量為： kg43 1050000 ??? 而 14176。 啤酒的密度為 1056kg/m3 實際年生產啤酒 : 0 0 5 41 0 5 37 ???? ? 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 18 熱量衡算 本設計采用的 是 一次浸出糖化法， 其中的投料量為糖化一次的用料量。 式中 w 為含水百分率； 0C 為絕對谷物比熱容，取 )/( KkgkJC ?? 則： )/(])6100[( KkgkJC ????????麥芽 ?? ????? ?? GG GCCGC麥芽麥芽麥芽麥醪 )/( KkgkJ ? kgGGG 1 0 7 4 8 5 2 1 4 ????? 麥芽麥醪 5018????????????麥醪麥醪麥芽麥芽麥醪 CGGCCGt =℃ ℃升溫到 63℃耗熱量 2Q )( 1 0 7 0)(2 ??????? 麥醪麥醪 CGQ 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 19 = 63℃升溫到 70℃耗熱量 3Q kJCGQ 6 9 9 1 8)6370( 1 0 7 0)6370(3 ???????? 麥醪麥醪 70℃升溫到 78℃耗熱量 4Q kJCGQ 7 9 9 0 )7078(4 ??????? 麥醪麥醪 5Q 設洗糟水平均溫度為 80℃，每 100kg原料用水 450kg,則用水量： kgG ???洗 故 kJCGQ 2 4 6 9 0 7 9 6 3)1880(5 ??????? 洗 6Q 39。39。39。 6666 ??? (1)麥汁升溫至沸點耗熱量 39。6 ??????? 麥汁麥汁 (2)煮沸過程蒸發(fā)耗熱量 39。6Q 煮沸強度 10%，時間 ，則蒸發(fā)水分為： kgV % 1 9 9 3 ???? 故 kJIVQ 0 8 3 2 3 4 7 9 2 5 739。6 ???? 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 20 (3)熱損失為： kJQ 1 4 1 7 0 6) 0 8 3 2 3 4 4 4 5 6 9 4(%15)39。39。39。 666 ??????? (4)麥汁煮沸總耗熱： kJ 6 4 1 9 7 4 1 4 1 7 0 0 8 3 2 3 4 4 4 5 6 9 439。39。39。 6666 ??????? 總Q kJi i 1???????? ??總 D 使用表壓為 的飽和蒸汽， I=，則 : kgiI QD %95)( )( ?????? ?總 式中 i— 相應冷凝水焓 。39。1?t ℃ 。2t =55℃ 冷卻水溫度 1t =18℃ 。39。 年產 14176。 根據啤酒生產物料衡算表，可知每糖化一次得熱麥汁 ， 而相應的麥汁密度為 1048 3/mkg ,故麥汁量為： kgG 1 7 3 0 2 8 01 0 4 8 3 ???? ? 又知 14176。39。1t 和 39。2Q 假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為 ，設發(fā)酵度為 60%，則 1L 麥汁放熱量為： kJq %60% 1 30 ???? 根據物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為 ，則每錐形罐發(fā)酵放熱量 為 ： 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計 (論文 ) 25 kJQ 39。39。39。39。39。39。39。 222 ????? (4)每罐發(fā)酵耗冷量 0Q kJQ 39。39。設濕酵母添加量為麥汁量的 %，且使用 1℃的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的 3 倍。 由上述條件 ， 可得無菌水用量為： dkgG W / 7 1 23% 1 7 3 339。 kgGG WW ??? 假定無菌水冷卻操作在 2小時內完成，則無菌水冷卻耗冷量為： hkJttCGQ WWW / )130()39。(3 ????????? 式中 — 每班裝罐 罐。根據工廠實踐，年產 5萬噸啤酒工廠酵母培養(yǎng)耗冷量： Q= kJ/h 對應的年耗冷量為： kJ 844 ????????? 相應的高峰冷凍介質循環(huán)量為： hkgttC QM /)]8(0[ 666)( 12 44 ??????? tQ 綜上計算，可求算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為： ?? ?????? 4 1 / hkJQiQt 非工藝耗冷量 ntQ 除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁、運轉機械 、 圍護結構及管道等均會耗用或散失冷量，構成所謂的非工藝耗冷量，現分別介紹。通常，這部分的冷量散失可由經驗數據求取。故旺季每天耗冷量為： dkJGQ b / 7 9 9 5 4 0220216101020212822022021 335 ?????????