年產(chǎn)10萬噸啤酒工廠的設(shè)計(jì).doc

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1、 年產(chǎn)10萬噸啤酒工廠的設(shè)計(jì) THE DESIGN OF BEER FACTORY WITH ANNUAL PRODUCTION OF 100,000 TONS 專 業(yè)：生物工程 摘 要 2005年我國啤酒產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)2400多萬噸，居世界第一位。作為當(dāng)今世界做流行的一種飲品，啤酒越來越多的引起人們的青睞于關(guān)注。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)10萬噸的啤酒工廠的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括麥芽汁的制備工段，發(fā)酵

2、工段和啤酒的包裝三個(gè)部分。 在麥芽汁的制備工段，麥芽和大米的比例為4：1。采用三鍋一槽（糊化鍋，麥汁過濾槽和麥汁煮沸槽）的復(fù)式糖化設(shè)備，方法為雙醪浸出糖化法，期間添加耐高溫的α-淀粉酶，使糖化進(jìn)行得比較徹底、完全。 發(fā)酵工段采用下面啤酒酵母、一罐法發(fā)酵，利用100噸的圓柱錐形發(fā)酵罐使主發(fā)酵、后發(fā)酵和貯酒都在一個(gè)罐內(nèi)進(jìn)行，省去了導(dǎo)管的煩惱，也為工廠節(jié)省了空間。盡管溫度76℃，主發(fā)酵溫度8℃，發(fā)酵周期37天，共50個(gè)發(fā)酵罐。 啤酒包裝車間采用兩條包裝線，分別罐裝春生啤酒和普通啤酒。其中純生啤酒年產(chǎn)量為4萬噸，普通啤酒年產(chǎn)量為6萬噸。 關(guān)鍵字：啤酒；工廠設(shè)計(jì)；發(fā)酵；

3、糖化； ABSTRACT 目 錄 第一章 總論……………………………………………………………………（） 第二章 全廠物料衡算…………………………………………………………（） 第三章 麥芽汁的制備…………………………………………………………（） 第一節(jié) 麥芽和大米的粉碎………………………………………………………（） 第二節(jié) 糖化制取麥汁……………………………………………………………（） 第三節(jié) 過濾糖化醪……………………………………………………………

4、…（） 第四節(jié) 麥汁煮沸和酒花的添加…………………………………………………（） 第五節(jié) 麥汁的冷卻與澄清………………………………………………………（） 第六節(jié) 麥芽汁制備工段的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………（） 第四章 啤酒的發(fā)酵……………………………………………………………（） 第一節(jié) 下面發(fā)酵 ………………………………………………………………（） 第二節(jié) 圓柱錐形發(fā)酵罐 ………………………………………………………（） 第三節(jié) 發(fā)酵工段的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………（） 第五章 成品啤酒………………………………………………………………（） 第

5、一節(jié) 啤酒的澄清 ……………………………………………………………（） 第二節(jié) 啤酒的包裝工藝 ………………………………………………………（） 第三節(jié) 成品啤酒工段設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………（） 第六章 綜合利用………………………………………………………………（） 第一節(jié) 麥糟的綜合利用 ………………………………………………………（） 第二節(jié) 酵母的綜合利用 ………………………………………………………（） 第三節(jié) 二氧化碳的綜合利用 …………………………………………………（） 第七章 安全措施………………………………………………………………（） 第八章 廢水處

6、理………………………………………………………………（） 第九章 人員安排………………………………………………………………（） 第十章 投資估算與經(jīng)濟(jì)效益分析……………………………………………（） 致謝 ………………………………………………………………………………（） 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………（） CONTENTS Chapter 1 Introduction…………………………………………………………（） Chapter 2 Balance calculation of the total material in whole fact

7、ory(2) Chapter 3 The preparation of the wort………………………………………（） Section 1 The crush of the walt and rice……………………………………（） Section 2 Make and fetch the wheat and juice in sacchaifiction………………（） Section 3 Filter the wine with the dregs of sacchaifiction……………………（） Section 4 Wort ferb and clarificatio

8、n ………………………………………………（） Section 5 Wort colling and clarification……………………………………………（） Section 6 The calculated the design of the paeparation of wort section……（） Chapter 4 The fermention of beer………………………………………………………（） Section 1 Underside fermention…………………………………………………………（） Section 2 The fermention p

9、lot of the cylinder toper ……………………………（） Section 3 The calculated of design of the fermention section…………………（） Chapter 5 Ripe beer………………………………………………………………………（） Section 1 The clarification of beer……………………………………………………（） Section 2 The packing technics of beer………………………………………………（） Section 3 The calc

10、ulated and design of the ripe beer……………………………（） Chapter 6 Colligate using………………………………………………………………（） Section 1 The colligate using of the roton malt…………………………………（） Section 2 The colligate of yeast……………………………………………………（） Section 3 The colligate of carbon dioxide…………………………………………（） Chapter 7 Safe me

11、asurement ……………………………………………………………（） Chapter 8 Liquid waste dispose ………………………………………………………（） Chapter 9 Personnel arrangement………………………………………………………（） Chapter 10 The investment estmates and analyze of economic benefit ………（） Thanks ………………………………………………………………………………………（） References …………………………………………………………

12、………………………（） 第一章 總 論 關(guān)于啤酒的淵源, 可以追溯到人類文明的搖籃--- 東方世界的兩河流域(底格里河與幼發(fā)拉底河)、尼羅河下游和九曲黃河之濱. 最原始的啤酒可能出自居住于兩河流域的蘇美爾人之手, 距今至少已有9000 多年的歷史. 我國古代的原始啤酒可能也有4000至5000年的歷史了。最早的工業(yè)化生產(chǎn)啤酒廠 ：1837年, 在丹麥的哥本哈根城里, 誕生了世界上第一個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)瓶裝啤酒的工廠其啤酒釀造技術(shù)至今仍居世界前列. 　到1979年, 全國啤酒廠總數(shù)達(dá)到90多家, 啤酒產(chǎn)量達(dá)37.3 萬噸, 比建國前增長(zhǎng)了50 多倍.然而, 我們啤酒業(yè)大力發(fā)

13、展真正發(fā)生在1979年后十年, 我國的啤酒工業(yè)每年以30%以上的高速度持續(xù)增長(zhǎng)。80年代, 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn), 遍及神州大地. 到1988年我國大陸啤酒廠家發(fā)展到813個(gè), 總產(chǎn)量達(dá)656.4 萬噸, 僅次于美國、德國, 名列第三, (到1993 年躍居第二 ) 短短十年, 我國啤酒廠家增長(zhǎng)9 倍, 產(chǎn)量增長(zhǎng)17.6 倍, 從而我國成了名符其實(shí)的啤酒大國。2005年我國啤酒產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)2400多萬噸，居世界第一位。今后的啤酒發(fā)展史將由中國人來譜寫！ 在啤酒的生產(chǎn)中，酒花、水、和酵母，這些原料的質(zhì)量決定著生產(chǎn)啤酒的質(zhì)量，大麥?zhǔn)怯脕碇瞥甥溠康?，作為本次工廠設(shè)計(jì)，麥芽采用已經(jīng)制成成品

14、的，不需要再用大麥進(jìn)行麥芽制備工段。酒花在啤酒釀造中最主要的成分是酒花樹脂，酒花油和多酚物質(zhì)，它們賦予啤酒的特有的苦味和香味，酒花樹脂還具有防腐作用，多酚物質(zhì)則具有澄清麥汁和賦予啤酒以醇酒體的作用。水是啤酒釀造中使用最多的原料，但在所需水中，只用很少一部分直接進(jìn)入啤酒，絕大部分用于物料清洗、沖洗和制冷系統(tǒng)的冷卻設(shè)備。水的獲取和處理對(duì)啤酒釀造意義重大，因水質(zhì)直接影響到啤酒的質(zhì)量，因此，啤酒廠的水源應(yīng)優(yōu)先考慮采用地下水。在本次設(shè)計(jì)中，采用較常用的下面發(fā)酵法，所以啤酒酵母也采用下面發(fā)酵酵母，在發(fā)酵中不僅將麥汁中的糖發(fā)酵成酒精，而且其心沉代謝產(chǎn)物也影響皮具的口味和特點(diǎn)。為了降低麥汁的成本，應(yīng)盡量多的采

15、用輔料，谷類輔料的使用量常用比例為20%～30%，可根據(jù)所致啤酒類型和麥芽的同化氮含量而適當(dāng)增減，本設(shè)計(jì)處于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，采用大米作為輔料，大米浸出物含量較高，在90%以上（風(fēng)干），蛋白質(zhì)含量較低，今為8%～9%。 麥汁制備采用復(fù)式糖化法,復(fù)式設(shè)備（又稱三鍋一槽組合式）包括糊化鍋，糖化鍋，麥汁過濾槽（或麥汁壓濾機(jī)）和麥汁煮沸鍋等四項(xiàng)主要設(shè)備，將粉碎后的的麥汁與水與大米進(jìn)行混合，利用各種酶，創(chuàng)造適合酶活性的最適條件。糖化后的麥汁進(jìn)行過濾，煮沸后在添加酒花，計(jì)算麥汁浸出物收得率。經(jīng)煮沸和添加酒花后，麥汁應(yīng)迅速冷卻，此后使麥汁發(fā)酵成乙醇和CO2，在圓柱錐形發(fā)酵罐里發(fā)酵，采用一罐法。對(duì)生成的啤酒進(jìn)

16、行過濾，對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，膠木進(jìn)行回收利用，利用硅藻土過濾機(jī)對(duì)啤酒進(jìn)行過濾。在制造純生啤酒時(shí)，只需對(duì)發(fā)酵后的啤酒進(jìn)行膜過濾即可。將啤酒進(jìn)行罐裝，即完成了啤酒的工藝流程。在罐裝設(shè)備方面，包裝機(jī)械也是在不斷進(jìn)步，自動(dòng)化程度越來越高，罐裝速度越來越快。一些大型工廠都引進(jìn)國外包裝線，其罐裝速度最高已達(dá)60000瓶/小時(shí)。因此在對(duì)啤酒工廠的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)啤酒的生產(chǎn)過程中的各種設(shè)備和各個(gè)階段所需要的溫度，清洗用水量，錐形罐形體設(shè)計(jì)等各方面的要點(diǎn)都要考慮進(jìn)去。 在本次設(shè)計(jì)中，所采用的生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)方法，在當(dāng)前國內(nèi)同行業(yè)中，都處于領(lǐng)先水平，從糖化罐到發(fā)酵罐，從過濾槽到硅藻土過濾機(jī)，所有的設(shè)備都是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中最流

17、行的設(shè)備。是眾多先進(jìn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝的集合體，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，是其它的公意所不具備的，克服眾多生產(chǎn)工藝的缺點(diǎn)，很容易被人們所接受。受到大家的一致歡迎。所以這套生產(chǎn)設(shè)備具有很強(qiáng)的可行性，生產(chǎn)工藝也為大多數(shù)廠家所常用。因此，本次設(shè)計(jì)所采用的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝及其設(shè)備具有很強(qiáng)的可行性。 第二章 全廠物料衡算 本次設(shè)計(jì)的是年產(chǎn)10萬噸的啤酒工廠，主要生產(chǎn)兩個(gè)檔次的啤酒，中低檔的普通啤酒與高檔次的純生啤酒。普通啤酒年產(chǎn)6萬噸，純生啤酒大約年產(chǎn)4萬噸。生產(chǎn)原料采用麥芽與大米混合糖化進(jìn)行發(fā)酵來制取啤酒。 一．100kg原料生產(chǎn)12度淡色啤酒的物料衡算

18、 混合物料中大米占20%，大米浸出率92%，水分含量為12%。麥芽的量占80%，浸出率80%，水分含量是5%。原料利用率為98.4%。 100kg原料生產(chǎn)12度淡色啤酒物料衡算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表格 項(xiàng)目 名稱 % 說明 額定指標(biāo) 原料 98.4 麥芽水分 5 大米水分 12 無水麥芽浸出率 80 無水大麥浸出率 92 原料配比 麥芽 80 大米 20 損失率 冷卻損失 0.7 對(duì)熱麥汁而言 發(fā)酵損失 1.5 過濾損失 2 包裝損失 2 空瓶 0.2

19、瓶蓋 1 商標(biāo) 0.1 總損失率 啤酒總損失率 6.2 對(duì)熱麥汁而言 （1） 熱麥汁量 原料大米收得率：% 原料麥汁浸出率： 混合收得率： 那么100kg原料產(chǎn)12度熱麥汁量為： 12度麥汁在20℃比重為1.047，100℃的麥汁比20℃的麥汁體積增加1.04倍，熱麥汁體積： (2)冷麥汁量： (3)發(fā)酵液量： (4)過濾酒量： (5)成品酒量： L 二．若生產(chǎn)100L的12度淡色啤酒 （1）生產(chǎn)100L12度淡色啤酒混合原料量： (2)麥芽耗用量： (3)大米耗用量： (4)酒花耗用量（0.2%）（100L熱麥汁的

20、酒花添加量為0.2kg） (5)熱麥汁量： (6)冷麥汁量： （7）發(fā)酵液量： (8)過濾酒量 (9)成品酒量： (10)濕的糖化糟量：排出的濕麥糟含水分80% 是糖化糟：每投100kg原料麥芽，約產(chǎn)濕麥糟110～130kg(根據(jù)麥芽及輔料配比不同而已)，含水分80%左右，以干物質(zhì)計(jì)為25～30kg. 假定每100kg原料麥芽產(chǎn)糟量為125kg,則 X=21.22 （11）酒花糟量：酒花在麥汁中浸出率40%，酒花在麥汁中浸出率40%，酒花糟含水分80% （12）酵母量（以商品干酵母計(jì)）：每產(chǎn)100L啤酒可得2kg濕酵母，其中一半作生產(chǎn)

21、接種用，一半作商品酵母用，濕酵母泥含水分85%，商品干酵母含水分7%。 酵母固形物量：,含水7%的商品干酵母 （13）CO2產(chǎn)量：生產(chǎn)12度100L啤酒需冷麥汁量為：105.7kg,其浸出物量為： 麥汁的真正發(fā)酵度55%，可發(fā)酵浸出物量： 麥芽糖發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)式為：C12H22O6+H2O →2C6H12O6 →4C2H5OH+CO2↑+56千卡 若麥汁中浸出物均為麥芽糖，則CO2生成量為： 若12度啤酒含CO2為0.4%，則酒中CO2量： 釋出CO2量: 1M3CO2在20C 常壓重1.832Kg,釋出CO2體積: 3 (14)空瓶量: (15)瓶蓋量:

22、(16)商標(biāo)量: 物料名稱 單位 100kg原料 100L成品啤酒 10萬噸12度啤酒廠 6萬噸11度啤酒 4萬噸8度啤酒 全廠總衡算 混合原料用量 kg 100 16.98 16218t 8919.9 4324.8 13244.6 麥芽 kg 80 13.584 12974t 7135.7 3459.73 10595.43 大米 kg 20 3.396 3243.6t 1783.98 864.96 2648.94 酒花 kg 0.2 0.21372 32.436t 17.84 8.6496 26.31 熱麥汁

23、 L 627.1 106.45 101691.44 55930.1 37286.9 93217 冷麥汁 L 622.7 105.71 100964.66 55530.6 37020.4 92551 發(fā)酵液 L 613.37 104.12 99425.9 54684.3 36456.2 91140.5 過濾酒 L 601.1 102.04 97421.2 53581.7 35721.1 89302.8 成品酒 L 589.08 100 191020 105061 70040.1 175101.1 濕糖化糟 kg 9

24、3.41 21.22 20267.4 11147.1 7431.38 18578.48 濕酒化糟 kg 3.59 0.64 582.6 320.43 213.62 534.05 商品干酵母 kg 0.84 0.16 152.8 84.04 56.03 140.07 游離二氧化碳 kg 16.72 3.17 3207.7 1764.24 1176.16 2940.4 第三章 麥芽汁的制備 第一節(jié) 麥芽與大米的粉碎 啤酒釀造中大麥為主要原料，大麥要進(jìn)過麥芽制造才能進(jìn)入下一個(gè)階段——麥汁制備。麥芽制造是指釀造大麥

25、經(jīng)過一系列加工制成麥芽的過程，是啤酒生產(chǎn)的開始，是啤酒釀造原料——麥芽的生產(chǎn)過程。制麥的主要目的是使大麥吸收一定水分后，在適當(dāng)條件下發(fā)芽，產(chǎn)生一系列的酶，以便在后續(xù)處理過程中使大分子物質(zhì)（如淀粉、蛋白質(zhì)）溶解和分解。綠麥芽通過干燥會(huì)產(chǎn)生啤酒所必需的色、香、味等成分。 麥芽制造過程如下： 麥芽制造過程決定麥芽的種類和質(zhì)量，進(jìn)而決定啤酒的類型并影響啤酒的質(zhì)量。 大麥經(jīng)過發(fā)芽過程，雖然內(nèi)含物有了一定程度的溶解和分解，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這些大分子物質(zhì)不能作為酵母的底物，酵母生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和發(fā)酵所需的糖類都是低分子物質(zhì)。麥汁制備就是將固體的原輔料（如麥芽和大米）通過粉碎、糖化、過濾過

26、程得到清亮的液體——麥芽汁，麥芽汁再經(jīng)煮沸、冷卻成為具有固定組成的成品麥芽汁。 1、麥芽和輔料大米的粉碎：粉碎是一種純機(jī)械加工過程，原料通過粉碎可以增大表面積，使內(nèi)含物與介質(zhì)水和生物催化劑酶接觸面積增大，加速物料內(nèi)含物的溶解和分解。 麥芽和大米在進(jìn)行糖化前必須要進(jìn)行粉碎，原料的粉碎程度對(duì)糖化制成麥汁的組成原料利用率的高低有密切的影響，應(yīng)根據(jù)下達(dá)糖化配料及粉碎的工藝要求進(jìn)行嚴(yán)格操作，經(jīng)常觀察粉碎的均勻度，以此判斷粉碎效果。麥芽的皮殼在麥汁過濾時(shí)作為自然濾層，因此不能粉碎過細(xì)，應(yīng)盡量保持完整。若粉碎過細(xì)，一方面濾層壓的太緊，增加過濾阻力；另一方面皮殼中的有害物質(zhì)如多酚、苦味物質(zhì)等容易溶出，使啤

27、酒苦味粗糙、色度加深。麥芽胚乳部分從理論上講粉碎的越細(xì)越好，特別是對(duì)溶解不好的麥芽，采用機(jī)械粉碎的方法可以使內(nèi)含物在糖化過程中最大限度的溶出，提高糖化收得率。但過細(xì)也會(huì)增加耗電量，操作費(fèi)用增加。反之，麥芽粉碎要求“皮殼破而不爛，胚乳盡可能細(xì)些”。 麥芽的粉碎方法分為三種，即干法粉碎、濕法粉碎、增濕粉碎。 本設(shè)計(jì)使用增濕粉碎法。增濕粉碎法（或稱回潮粉碎）是介于干法粉碎和濕法粉碎之間的一種粉碎方法，即將麥芽在粉碎之前用水或蒸汽進(jìn)行增濕處理，使麥皮水分提高，增加其柔韌性，粉碎時(shí)達(dá)到破而不碎的目的。增濕的方法是在粉碎機(jī)上加一個(gè)螺旋推進(jìn)器，麥芽經(jīng)過螺旋推進(jìn)器，并通過飽和蒸汽，麥芽和飽和蒸汽在螺旋推進(jìn)

28、器中的接觸時(shí)間為30～40s，蒸汽壓力為50kPa（110℃），麥芽溫度提高到40～50℃，平均吸水0.7～1.0%，麥皮略高為1.2%。 具體粉碎的流程如下： 粉碎采用的粉碎機(jī)選擇為五輥粉碎機(jī)，因?yàn)檩伿椒鬯闄C(jī)的粉碎程度容易控制，并可保證皮殼磨碎適當(dāng)。 其中影響麥芽粉碎的因素有 1、麥芽性質(zhì)對(duì)粉碎細(xì)度的影響：麥芽的溶解狀態(tài)和麥芽中的水分含量都對(duì)粉碎情況有影響。 2、粉碎機(jī)對(duì)粉碎細(xì)度的影響 3、糖化方法對(duì)粉碎度的影響：目前的糖化方法主要有兩大類，即浸出糖化法和煮出糖化法。浸出糖化法要求胚乳粉碎的細(xì)些，依靠機(jī)械粉碎破壞植物細(xì)胞壁，增加酶與底物的接觸面積；而煮出糖化法則可以粉碎的粗些

29、。 4、過濾設(shè)備對(duì)粉碎度的影響：當(dāng)使用過濾槽過濾時(shí)，麥芽的皮殼作為自然濾層，因此不能粉碎過細(xì)，應(yīng)盡量保持完整. 第二節(jié) 糖化制取麥汁 糖化是麥芽?jī)?nèi)含物在酶的作用下繼續(xù)溶解和分解的過程，麥芽及輔料粉碎物加水混合后，在不同的溫度段保持一定時(shí)間，使麥芽中的酶在最合適的條件下充分作用相應(yīng)的底物，使之分解并溶于水。即利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件下，將麥芽和輔料原料中不溶性的高分子物質(zhì)逐步分解為可溶性的低分子物質(zhì)的過程。糖化過程應(yīng)盡可能多地將麥芽干物質(zhì)浸出來，并在酶的作用下進(jìn)行適度的分解。 一、 糖化過程中主要物質(zhì)的變化 1、 淀粉的分解：淀粉的分解是糖化過程中最主要的酶促反應(yīng)，糖化是

30、否徹底，換句話說淀粉分解是否完全，直接影響著淀粉的利用率，最終發(fā)酵度等指標(biāo)。 1、 淀粉酶的分解 淀粉酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、麥芽糖酶、蔗糖酶、界限糊精酶、R-酶等，這些酶的作用方式、作用條件和產(chǎn)物是各不相同的。 ① α-淀粉酶 能迅速將大分子淀粉水解為糊精，使溶液黏度降低，但還原糖生成少，所以又稱液化酶。利用α-淀粉酶對(duì)淀粉溶液的液化性質(zhì)，在處理輔料大米時(shí)，向大米醪中添加適量的α-淀粉酶，促進(jìn)大米淀粉的液化。 ② β-淀粉酶 該酶水解淀粉時(shí)還原糖生成多，溶液還原能力上升快，黏度下降慢。β-淀粉酶的最適作用PH略低于α-淀粉酶，但對(duì)溫度較敏感。 2、 淀粉的分解 糖化過程

31、中淀粉的分解是發(fā)芽過程中淀粉分解的繼續(xù)，淀粉在淀粉分解酶 協(xié)同作用下分解，分解速度大大快于發(fā)芽時(shí)期。大麥淀粉主要是在糖化階段分解的。 3、 淀粉分解的檢查 糖化過程中淀粉分解是否完全，需要靠一些檢驗(yàn)項(xiàng)目來確定，這些指標(biāo)從不同監(jiān)督反映了淀粉的分解情況。 ① 碘反映 無論是實(shí)驗(yàn)室還是實(shí)際生產(chǎn)中，淀粉與碘液的呈色反應(yīng)都是檢驗(yàn)淀粉分解是否完全的最重要、最常用和最簡(jiǎn)單的手段。 ② 最終發(fā)酵度 最終發(fā)酵度是指麥汁發(fā)酵前與發(fā)酵后浸出物含量的差值占發(fā)酵前浸出物含量的百分?jǐn)?shù)，發(fā)酵度越高，說明麥汁中可發(fā)酵性糖的含量越高，淀粉分解的越好。 ③ 糖與非糖之比 糖是指用菲林試劑測(cè)定的麥汁中的還原

32、糖，非糖是指麥汁中除還原糖以外的所有浸出物。與最終發(fā)酵度一樣，糖與非糖之比是通過測(cè)定麥汁中可發(fā)酵性糖與非可發(fā)酵性糖的比例來檢查淀粉的分解狀況。淡色啤酒一般控制在1﹕0.3左右。 4、 影響淀粉分解的因素 ① 麥芽溶解度的影響 ② 粉碎細(xì)度的影響 ③ 淀粉酶活性的影響 ④ 糖化方法的影響 ⑤ 糖化醪濃度的影響 ⑥ 糖化溫度和時(shí)間的影響 ⑦ 糖化醪PH的影響 2、 蛋白質(zhì)分解：與淀粉分解不一樣，蛋白質(zhì)溶解主要是在制麥過程中進(jìn)行，而糖化過程主要起修飾作用，制麥過程中與糖化過程中蛋白質(zhì)溶解之比為1﹕（0.6～1.0），而淀粉分解之比為1﹕（10～14）。糖化過程中蛋白質(zhì)分解的好壞

33、，即各部分蛋白質(zhì)所占的比例，直接影響啤酒發(fā)酵和最終產(chǎn)品的品質(zhì)。 高分子蛋白質(zhì)可以提高啤酒的圓潤(rùn)性和適口性，增強(qiáng)啤酒的泡沫，但過多也會(huì)降低啤酒的非生物穩(wěn)定性，導(dǎo)致啤酒早期混濁；低分子氮作為酵母的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也會(huì)直接進(jìn)入到成品啤酒中去，糖化過程中蛋白質(zhì)分解適中，酵母生長(zhǎng)繁殖期間無需人為補(bǔ)加氮源。 1、 蛋白分解酶 分解蛋白質(zhì)的主要酶類有：內(nèi)肽酶和外肽酶，其中內(nèi)肽酶又包括蛋白酶、二肽酶和三肽酶等；外肽酶包括氨肽酶和羧肽酶。 2、 蛋白質(zhì)的分解 糖化過程中大麥蛋白質(zhì)的分解同樣是發(fā)芽過程中分解的繼續(xù)，不同的是蛋白質(zhì)分解主要是在發(fā)芽過程中進(jìn)行，糖化過程起調(diào)整作用。如果發(fā)芽時(shí)蛋白質(zhì)分解很差，糖化過

34、程中也很難調(diào)整過來。 ⑶、蛋白質(zhì)分解的控制 蛋白質(zhì)的分解成都會(huì)影響到酵母的生長(zhǎng)繁殖、啤酒的發(fā)酵和啤酒的質(zhì)量。所以蛋白質(zhì)的分解要控制在一定范圍內(nèi)，既不能分解不足又不能分解過度。 ① 氮區(qū)分 采用隆丁區(qū)分法，可將蛋白質(zhì)區(qū)分為三部分，即高分子氮（A區(qū)）、中分子氮（B區(qū)）、低分子氮（C區(qū)）。在未煮沸的麥芽汁中它們之間比較合適的比例為：1﹕1﹕3。 ② 蛋白分解強(qiáng)度 是指熱麥汁蛋白溶解度與加酒花煮沸的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定法麥汁蛋白溶解度之比。一般控制在85%～120%,平均為104%。 ③ α-氨基氮 其正常值應(yīng)在200～250mg/L之間，最低不超過180mg/L。 ④ 甲醛氮

35、 含量一般在300～350 mg/L之間。 ⑷、影響蛋白質(zhì)分解的因素 ① 麥芽溶解度的影響 ② 休止溫度和時(shí)間的影響 ③ 糖化醪PH的影響 ④ 糖化醪濃度的影響 3、 半纖維素和麥膠物質(zhì)的分解 半纖維素和麥膠物質(zhì)的分解實(shí)際上是指β-葡聚糖的分解。 1、 β-葡聚糖 2、 β-葡聚糖的分解 3、 β-葡聚糖分解的評(píng)價(jià) 4、 影響β-葡聚糖分解的因素 ① 麥芽溶解度的影響 ② 麥芽粉碎細(xì)度的影響 ③ 糖化方法的影響 ④ 休止溫度和時(shí)間的影響 ⑤ 糖化醪PH的影響 4、 多酚物質(zhì)的變化 多酚存在于大麥皮殼、胚乳、糊粉層和儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)層中，占大麥干物質(zhì)的0.3%～

36、0.4%。麥芽溶解的越好，多酚物質(zhì)游離得也越多。糖化過程中多酚物質(zhì)的變化通過游離、沉淀、氧化、聚合等形式表現(xiàn)出來 糖化過程中，在浸出物溶出和蛋白質(zhì)分解的同時(shí)，多酚物質(zhì)游離出來，相對(duì)分子量在600～3000之間的活性多酚具有沉淀蛋白質(zhì)的性質(zhì)，溫度高于50℃時(shí)與蛋白質(zhì)一起沉淀。 5、 脂類的分解 脂類在脂酶的作用下分解，生成甘油脂和脂肪酸，82%～85%的脂肪酸是由棕櫚酸和亞油酸組成。糖化過程中脂類的變化分為兩個(gè)階段：第一階段是脂類的分解，即在脂酶兩個(gè)最適溫度段通過酯酶的作用甚成甘油酸和脂肪酸；第二個(gè)階段是脂肪酸在脂氧合酶的作用下發(fā)生氧化，表現(xiàn)在亞油酸和亞麻酸的含量減少。 濾過的麥汁混濁，

37、可能有脂類進(jìn)入到麥汁中，會(huì)對(duì)啤酒的泡沫產(chǎn)生不利的影響。 6、 磷酸鹽的變化 在磷酸酯酶的作用下，麥汁中有機(jī)磷酸鹽水解，將磷酸游離出來，使糖化醪PH降低，緩沖能力提高。磷酸酯酶的最適作用溫度為50℃～53℃，超過60℃迅速失活；最適作用PH5.0。 二、 糖化過程 1、 糖化目的 對(duì)麥汁進(jìn)行糖化的目的主要是通過酶的作用，促使麥芽及其輔料內(nèi)含物的有效溶解，制成符合要求的麥芽汁，即要有較高的收得率，物質(zhì)的分解和分離較快，最低限度的能量消耗。 為了達(dá)到糖化的目的，必須對(duì)釀造原料的質(zhì)量和生產(chǎn)條件有所要求，糖化過程中酶的分解和麥汁組分取決于麥芽質(zhì)量和糖化工藝條件——溫度、時(shí)間、PH 、濃

38、度和粉碎細(xì)度等。 2、 糖化設(shè)備 糖化過程中需要兩個(gè)容器：糖化鍋和糊化鍋，用來處理不同的醪液。 1、 糖化鍋 糖化鍋用于麥芽粉碎物投料、部分醪液及混合醪液的糖化。鍋身為柱體，帶有保溫層。鍋頂為球體，上部有排氣筒。鍋內(nèi)裝有攪拌器，以便使醪液充分混合均勻。麥芽粉碎物通過混合器與水混合進(jìn)入糖化鍋。 2、 糊化鍋 用于輔料投料及其糊化和部分濃醪的蒸煮。鍋體為圓柱形，上部和底部為球形，內(nèi)裝攪拌器，鍋底有加熱裝置，外加保溫層。 3、 糖化設(shè)備組合 糖化車間是將糖化鍋、糊化鍋和后面的過濾槽、煮沸鍋等組合在一起的。傳統(tǒng)的小型啤酒廠采用兩器組合，但現(xiàn)在已經(jīng)基本淘汰。四器組合是將糖化鍋和過濾槽安

39、裝在同一個(gè)平面上，糊化鍋和煮沸鍋安裝在同一個(gè)平面上，前者高于后者，糖化醪從糖化鍋到糊化鍋及麥汁從過濾槽到煮沸鍋是利用自然壓差?；匦恋聿蹎为?dú)安裝。 現(xiàn)代糖化大多采用五器組合，即糖化鍋、糊化鍋、過濾槽、煮沸鍋和回旋沉淀槽。設(shè)備全部安裝在同一個(gè)平面上，流體的輸送全部采用動(dòng)力輸送，設(shè)備趨于大型化，操作向著自動(dòng)控制方向發(fā)展。 3、 糖化工藝條件的控制 1、 配料比 ① 原輔料配比 輔料添加量的多少，要考慮麥芽酶活性的高低和麥汁中可溶性氮含量的多少，隨著輔料添加量的提高，麥汁中氨基酸含量下降。本設(shè)計(jì)用大米作為輔料，其添加量為25%。 ② 糖化用水和洗槽用水 糖化過程中使用的水有兩部分：一

40、部分是在配料時(shí)加入，稱為糖化用水；另一部分是用于洗出殘留在麥槽中的麥汁的水，稱為洗槽用水。其用量由下列條件決定：糖化的用料量及其浸出率、制成麥汁的容量和濃度、糖化方法和洗槽方法、麥汁煮沸時(shí)的蒸發(fā)量。糖化用水大米醪的加水比一般為1﹕5.0左右。而洗槽用水一般為400L/kg。 2、 投料溫度 投料溫度于麥芽溶解狀況和糖化方法相關(guān)聯(lián)，主要有兩種投料溫度，即較低的溫度35℃～40℃和較高的溫度50℃。麥芽溶解的好，含酶就多，糖化時(shí)間就短，不需要強(qiáng)烈的糖化方法，因此投料溫度可高些；相反，如果麥芽溶解不足，投料溫度可適當(dāng)?shù)托果溠吭谳^低的溫度下浸泡、吸水軟化，有利于酶的浸出，并使酶的作用時(shí)間延長(zhǎng)。

41、 3、 各糖化階段休止溫度和時(shí)間 在某種酶的最適作用溫度下維持一定時(shí)間，使相應(yīng)底物盡可能多的分解，這段時(shí)間稱為休止時(shí)間，溫度稱為休止溫度。糖化階段的休止溫度要盡量適應(yīng)不同酶的最適作用溫度，發(fā)揮各種酶的最大潛力。 糖化過程中最主要的酶是蛋白酶、α-淀粉酶和β-淀粉酶。蛋白酶在糖化醪中的最適作用溫度為50℃～55℃，在此溫度范圍內(nèi)保溫進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，使蛋白質(zhì)分解到要求的程度，蛋白質(zhì)的休止時(shí)間一般不會(huì)超過一個(gè)小時(shí)。β-淀粉酶的最適作用溫度為60℃～65℃，在此溫度下保溫糖化，使醪液中還原糖迅速增加，醪液中淀粉與碘反應(yīng)所呈現(xiàn)的顏色逐漸變淺，直至無色，糖化完全。這段時(shí)間的休止是真正的也是最重

42、要的糖化休止階段，也稱麥芽糖休止，一般為一個(gè)小時(shí)。α-淀粉酶在較高的溫度下如70℃～75℃仍有活性，在此溫度下保溫一段時(shí)間，充分發(fā)揮α-淀粉酶的作用，產(chǎn)生糊精可繼續(xù)被殘余的淀粉酶作用，提高淀粉利用率，這段時(shí)間不需要太長(zhǎng)，20min已經(jīng)足夠。 糖化結(jié)束后升溫至過濾溫度76℃～78℃。液體黏度是溫度是指數(shù)函數(shù)，提高過濾溫度，會(huì)降低黏度，提高過濾速度，78℃時(shí)糖化醪的黏度僅為40℃時(shí)的一半。 4、 糖化醪的PH 麥芽含有豐富的酶系，各種酶都有各自的最適作用PH范圍，要全部照顧到是不可能的，到要使糖化醪PH 適合或接近主要酶類的最適PH 是可以做到的。一般約為5.9左右。 5、 酶制劑的應(yīng)用

43、 隨著酶制劑工業(yè)的發(fā)展，啤酒釀造應(yīng)用酶制劑也越來越多。糖化過程中添加酶制劑不外乎兩個(gè)目的，一個(gè)是處理未發(fā)芽的谷物（輔料）,另一個(gè)是彌補(bǔ)麥芽中某些酶活性的不足。實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)不同的情況加入相應(yīng)的酶制劑，常用的有α-淀粉酶、β-淀粉酶、β-葡聚糖酶、復(fù)合酶等。 ① α-淀粉酶 α-淀粉酶是用來促進(jìn)未發(fā)芽谷物的液化，如大米醪的糊化和液化。 ② β-淀粉酶 β-淀粉酶（食品級(jí)）大多是從植物中提取出來的，添加量100～200U/g，可以改善麥汁糖類組成。 ③ β-葡聚糖酶 β-葡聚糖酶由芽胞桿菌提取出來，最適作用溫度55℃左右。添加量隨產(chǎn)品不同而各異。試驗(yàn)認(rèn)為，在麥芽溶解不良時(shí)，添

44、加β-葡聚糖酶，麥汁過濾速度可加快，麥汁量增加。 ④ 復(fù)合酶 復(fù)合酶中含有幾種酶，一般含有β-葡聚糖酶、α-淀粉酶和蛋白酶等。外加復(fù)合酶輔助麥芽糖化，會(huì)起到協(xié)同和立補(bǔ)作用。 ⑹ 添加劑 用麥汁澄清劑（如DHG澄清劑、單寧等）代替甲醛，釀造出的啤酒更有優(yōu)勢(shì)。 4、 糖化方法 根據(jù)是否分出部分糖化醪進(jìn)行蒸煮來分，將糖化方法分為煮出糖化法和浸出糖化法；使用輔料時(shí)，要將輔料配成醪液，與麥芽醪一起糖化，稱為雙醪糖化法，按雙醪混合后是否分出部分濃醪進(jìn)行蒸煮又分為雙醪煮出糖化法和雙醪浸出糖化法。 1、 煮出糖化法 糖化過程中在某一特定的時(shí)間停止攪拌，短時(shí)間靜置后從糖化鍋中取出部

45、分濃醪至糊化鍋，用蒸氣加熱至沸騰并蒸煮一定時(shí)間，使淀粉顆粒崩解，再送回糖化鍋與保留的稀醪混合后繼續(xù)糖化，更利于酶的作用，這種糖化方法成為煮出糖化法。根據(jù)部分醪液煮出的次數(shù)不同又分為三次煮出糖化法、二次煮出糖化法和一次煮出糖化法。 ① 三次煮出糖化法 是指三次取出部分糖化醪并進(jìn)行蒸煮。適用于處理溶解不好的麥芽和釀造深色啤酒。 ② 二次煮出糖化法 是由三次煮出糖化法引申出來的，去除了第三部分煮醪，只兩次分出部分醪液進(jìn)行蒸煮。該法適應(yīng)性較強(qiáng)，可用來處理各種性質(zhì)的麥芽和釀造各類啤酒。 ③ 一次煮出糖化法 是指只一次分出部分醪液進(jìn)行蒸煮。 2、 浸出糖化法 浸出糖化法是由煮出糖化法去掉部

46、分糖化醪蒸煮而來的，每個(gè)階段的休止過程與煮出糖化法相同，投料溫度大約為35℃～37℃，浸出糖化法適用于溶解良好，含酶豐富的麥芽。糖化過程在帶有加熱裝置的糖化鍋中既能完成，無需糊化鍋。 3、 雙醪糖化法 是指未發(fā)芽的谷物粉碎后配成的醪液和麥芽粉碎物配成的醪液。根據(jù)混合醪液是否煮出分為雙醪煮出糖化法和雙醪浸出糖化法。雙醪煮出糖化法又分為雙醪一次煮出糖化法和雙醪二次煮出糖化法。 ① 雙醪一次煮出糖化法 經(jīng)糊化的大米醪與麥芽醪混合后，一次取出部分混合醪液再一次煮沸的糖化方法。 ② 雙醪二次煮出糖化法 經(jīng)糊化的大米醪與麥芽醪混合后，兩次取出部分混合醪液進(jìn)行 煮沸的糖化方法。 ③ 雙醪浸

47、出糖化法 經(jīng)糊化的大米醪與麥芽醪混合后，不再取出部分混合醪液進(jìn)行煮沸，而是經(jīng)過70℃升溫至過濾溫度的糖化方法。 5、 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)10萬噸啤酒工廠的設(shè)計(jì)，主要利用下面發(fā)酵釀造11淡色純生啤酒。所以采用雙醪二次煮出糖化法。糖化車間采用五器組合。 具體操作過程如下： 糖化鍋 糊化鍋 50℃（30～90min） 45℃～50℃（20min） （10min）

48、 70℃(20min) （15min） 倒醪 65℃～68℃ 煮沸（40min） （碘液反應(yīng)基本完全） 取部分醪液 65℃～68℃ （15min） 倒醪 76℃～78℃ 煮沸（5～10min） 麥汁過濾 糖化鍋： 麥芽投料，投料溫度35℃～37℃，保溫30min左右； 與來自糊化鍋的大米醪兌醪，兌醪后溫度5

49、0℃～55℃，蛋白質(zhì)休止時(shí)間在60min以內(nèi)； 分出第一部分混合醪液入糊化鍋，剩余醪液繼續(xù)保溫休止； 與來自糊化鍋的醪液兌醪，兌醪后溫度65℃～67℃； 保溫糖化至碘反應(yīng)僅本完全； 分出第二部分混合醪液入糊化鍋，剩余醪液繼續(xù)保溫休止； 與來自糊化鍋的醪液兌醪，兌醪后溫度76℃～78℃； 靜置10min后泵入過濾槽過濾。 糊化鍋： 大米投料，投料溫度45℃，保溫20min左右； 升溫至70℃（若以α-淀粉酶為液化劑則升溫至90℃），保溫10min左右； 升溫至煮沸溫度，煮沸30min左右； 送入糖化鍋進(jìn)行兌醪； 將第一次從糖化鍋取出來的部分醪液加熱至沸，然后送回糖化鍋進(jìn)行

50、兌醪； 將第二次從糖化鍋取出來的部分醪液加熱至沸，然后送回糖化鍋進(jìn)行兌醪； 糖化完成。 第三節(jié) 過濾糖化醪 糖化結(jié)束后，必須將糖化醪盡快地進(jìn)行固液分離，即過濾，從而得到清亮麥汁。固體部分稱為麥糟，這是啤酒廠的主要副產(chǎn)物之一；液體部分稱為麥汁，是啤酒酵母發(fā)酵的基質(zhì)。糖化醪是以大麥皮殼為自然濾層，采用重力過濾器（過濾槽）或加壓過濾器（板框壓濾機(jī)）將麥汁分離。 一、麥汁分離過程 分離麥汁的過程分兩步：第一步是將糖化醪中的麥汁分離，這部分麥汁稱為“頭號(hào)麥汁”或“第一麥汁”，這個(gè)過程稱為“頭號(hào)麥汁過濾”；第二步是將殘留在麥槽中的麥汁用熱水洗出，洗出的麥汁稱為“洗槽麥汁”或“第二麥汁”，

51、這個(gè)過程稱為“洗槽”。 二、麥汁分離原理 本設(shè)計(jì)采用過濾槽過濾，它是重力過濾。糖化醪中不溶祖墳沉降積聚在篩板上，形成自然過濾層，稱為麥糟層，并覆蓋全槽篩板面積。麥汁和洗槽水依靠重力自上而下通過麥糟層，克服其阻力而得到麥汁。 麥糟層由相對(duì)密度較大的麥皮沉淀而成，較輕的皮殼和麥皮碎片也較快沉淀，然后是相對(duì)密度較輕的細(xì)小碎片、細(xì)小顆粒和蛋白質(zhì)組成的混合物沉淀，成為上層粉糊，再后是麥汁也將所有的麥糟浸濕并透過。麥糟層厚通常為30～50cm。 三、 影響麥汁過濾的因素 1、麥汁性質(zhì) 麥汁的黏度越大，過濾速度越慢。麥汁黏度是由糊精含量、β-葡聚糖含量等決定的。此外還受到浸出物含量、溫度、PH

52、等的影響。 2、濾層厚度 糖化投料量、配比和粉碎細(xì)度確定了麥糟體積、糟層厚度和糟層性質(zhì)。對(duì)對(duì)濾槽而言，麥芽要粗粉碎，麥皮體積＞650ml/100g，麥皮占10%～18%以上，粗粒＜8%，輔料比例不宜超過40%。糟層厚度＜25cm時(shí)，得不到澄清的麥汁。 3、濾層阻力 濾層的阻力大，過濾慢。濾層的阻力大小取決于孔道直徑的大小，孔道的長(zhǎng)度和彎曲性、孔隙率。濾層阻力是由糟層厚底和糟層滲透性決定的。 4、過濾壓力 過濾槽的壓力差是指麥糟層上面的液位壓力與篩板下的壓力之差。壓力差增大，雖能加快過濾，但容易壓緊麥糟層，板結(jié)后反而流速降低。 四、麥汁過濾操作及其控制要點(diǎn) 1、麥汁過濾的工

53、藝條件 糖化醪液溫度：75℃～78℃ 糟層沉淀情況：表面平整，麥糟厚度一般在350mm左右，料糟底面積比0.5～0.7/100原料。 頭號(hào)麥汁過濾時(shí)間：45～90min 第二麥汁過濾時(shí)間：45～90min 總過濾時(shí)間：3h內(nèi) 洗滌水溫：75℃～80℃，不宜用堿性水 過濾時(shí)壓差：200～300Pa 防止糟層和糟底降溫，過濾時(shí)避免震動(dòng)。 2、麥汁過濾操作過程 ⑴、檢查篩板是否鋪平按緊，麥汁泵入前用78℃熱水淹沒濾板。 ⑵、醪液由底部泵入時(shí)，應(yīng)讓耕刀慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，使麥糟分布均勻；醪液由上部泵入時(shí)，應(yīng)采用醪液分配器，使流速減至0.3～0.4m/s。 ⑶、醪液全部泵入后，將耕刀提上，

54、靜置15min，形成濾層，調(diào)節(jié)麥汁管調(diào)節(jié)閥，頭號(hào)麥汁回流至清，沒有可見顆粒存在，然后進(jìn)入麥汁煮沸鍋。過濾一定時(shí)間后，耕刀漸漸下降至適當(dāng)位置，不斷地慢轉(zhuǎn)動(dòng)，并注意麥汁抽空變渾。 4 、麥糟剛露出時(shí)，噴淋75℃～78℃熱水，將耕刀下降，耕刀轉(zhuǎn)動(dòng)，分兩次間歇洗槽：第一次加水至略低于進(jìn)醪時(shí)的位置；第二次是第一次水量的一半，也有兩者水量相反的。 5 、出糟：將耕刀下降，等鉤脫離，再出糟。 ⑹、清洗篩板 3、操作的控制 ⑴、過濾中觀察頭號(hào)麥汁色度和清亮度，測(cè)定頭號(hào)麥汁的濃度和數(shù)量。檢查麥汁的碘反應(yīng)。 ⑵、測(cè)定洗糟水中的殘?zhí)牵^察澄清情況。 ⑶、麥糟壓榨液由過濾紙過濾，冷卻后側(cè)糖為可洗出物的約

55、0.4%，洗糟殘?zhí)菫?.7%，說明洗糟不均勻。 4、 經(jīng)濟(jì)性：正常情況下過濾次數(shù)為6次/天。 5、 廢水量約為4hl/t原料 第四節(jié) 麥汁的煮沸和酒花的添加 一、 麥汁的煮沸 1、 麥汁煮沸過程中的變化及其作用 1、 蒸發(fā)多余的水分，使麥汁濃縮到規(guī)定濃度。 頭號(hào)麥汁與洗糟麥汁混合后，濃度低于要求的麥汁濃度，因此要利用麥汁煮沸的方式將多余的水分蒸發(fā)掉，將麥汁濃縮。蒸發(fā)水分的多少，要視啤酒的類型而定。煮沸結(jié)束后的麥汁濃地應(yīng)略低于要求的原麥汁濃度，因?yàn)樵邴溨鋮s過程中仍有少量的水分蒸發(fā)。 2、 破壞酶的活性，終止生物化學(xué)變化，固定麥汁組成。 為了保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，必

56、須人為地終止麥汁中的生物學(xué)變化，將麥汁中的各物質(zhì)的比例固定，即麥汁定型。 3、 將麥汁滅菌。 原輔料、釀造水、糖化過濾過程以及設(shè)備、管路等都有可能將雜菌帶入麥汁中。如果這些雜菌進(jìn)入到發(fā)酵階段，會(huì)抑制酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，造成發(fā)酵異常，煮沸可達(dá)到滅菌的目的。 4、 浸出酒花中的有效成分。 在麥汁煮沸過程中添加酒花，使有效的成分在高溫下溶出，更充分的發(fā)揮其作用。酒花有效成分的溶出時(shí)需要溫度和時(shí)間的，隨著溫度的提高，溶出量增加。 5、 使蛋白質(zhì)變性凝固。 在發(fā)芽和糖化過程中，溶解的高分子蛋白質(zhì)經(jīng)過了酶分解，部分變成了低分子物質(zhì)，但仍有部分存在于麥汁中，特別是相對(duì)分子質(zhì)量高于6105 的蛋白質(zhì)

57、會(huì)降低啤酒的非生物穩(wěn)定性，使啤酒早期混濁。這部分高分子蛋白質(zhì)要在麥汁煮沸過程中除去，添加麥汁澄清劑可促使其凝固。 ⑹、PH 有所降低。 麥汁煮沸期間PH 降低0.1～0.2個(gè)單位，主要是因?yàn)殁}鎂離子的增酸作用、堿性磷酸鹽析出、酒花中苦味酸溶出和酸性美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的形成。PH 的降低有利于蛋白質(zhì)的凝固。 ⑺、色度升高。 隨著煮沸時(shí)間的延長(zhǎng)，色度有所增加。色度的增加來自于兩個(gè)方面，一方面是美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的生成，另一方面是多酚的非酶氧化。 2、 煮沸方法 按煮沸壓力的高低來分，煮沸方法分為常壓煮沸、低壓煮沸 ⑴、常壓煮沸 常壓煮沸是指敞口煮沸，鍋內(nèi)壓力與外界大氣壓相同。這種傳統(tǒng)的敞

58、口煮沸方式很難回收余熱，不能很好的利用二次蒸汽。 ⑵、低壓煮沸 低壓煮沸時(shí)采用密閉式，產(chǎn)生的二次蒸汽可以回收利用。低壓煮沸的溫度一般為107℃～110℃，煮沸時(shí)間60～70min。采用低壓煮沸回收熱量的組合方式很多，但總的來講可以分為兩大類：第一種類型是回收的二次蒸氣加熱工廠的用水，第二種類型是將二次蒸汽壓縮，與生蒸汽一起煮沸麥汁。 本次設(shè)計(jì)就采用的是常壓煮沸法。 3、 煮沸過程 煮沸過程分為三個(gè)階段：預(yù)熱、初沸和蒸發(fā)。 ⑴、預(yù)熱是指過濾麥汁流過加熱器表面后進(jìn)行微火加熱，這個(gè)時(shí)候的蒸汽量較小。預(yù)熱過程的目的主要是考慮在過濾期間，麥汁會(huì)自然冷卻，使溫度下降，若等濾完后再加熱，耗費(fèi)時(shí)

59、間長(zhǎng)。所以預(yù)熱過程可以起到保溫和緩慢升溫的作用。 ⑵、初沸即麥汁開始沸騰，初沸的時(shí)間不應(yīng)超過30min，此階段的蒸汽量還沒開足，蒸汽量不是很大，洗槽過程仍在進(jìn)行。此階段的作用是為蒸發(fā)做準(zhǔn)備，一旦洗槽完畢，立即可以進(jìn)行蒸發(fā)。 ⑶、蒸發(fā)即煮沸階段，此階段蒸汽量開到最大，使麥汁保持激烈的沸騰狀態(tài)。平均5～8min蒸發(fā)100L水，此階段要維持90min左右。 二、 酒花的添加 啤酒花可以賦予啤酒爽口的苦味和特有的香味，促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性，此外還有利于啤酒泡沫和起到抑菌作用。 1、 酒花內(nèi)含物的溶解及其作用 1、 苦味物質(zhì) ①α-酸 α-酸在麥汁中的溶解度與麥汁的P

60、H 和溫度有關(guān)，隨著溫度的升高，溶解性增強(qiáng)；隨著PH 的降低，溶解性下降。 ②β-酸的溶解 在麥汁煮沸條件下，β-酸幾乎不溶解，不異構(gòu)，無苦味，很少與蛋白質(zhì)沉淀，所以β-酸幾乎不起作用。 ③ 軟樹脂和硬樹脂 煮沸時(shí)溶解，但苦味較小。 2、 酒花油 酒花油極易揮發(fā)，煮沸過程中約97%隨之蒸發(fā)，分離熱凝固物和冷凝固物時(shí)以及發(fā)酵過程中也有損失但這些物質(zhì)的口味非常低，微量即能賦予啤酒強(qiáng)烈的香氣。 3、 多酚物質(zhì) 煮沸時(shí)多酚迅速溶于麥汁中，相對(duì)分子質(zhì)量在600～3000之間的聚合多酚能與蛋白質(zhì)形成聚合物，促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固。 2、 酒花添加量 酒花添加量有兩種計(jì)算方法，一種是按每

61、百升麥汁或啤酒添加酒花的質(zhì)量計(jì)；另一種是每百升麥汁添加酒花中α-酸的質(zhì)量計(jì)。 3、 酒花添加方法 1、 添加酒花是考慮的因素 ① 防止麥汁初沸時(shí)泡沫溢出 ② α-酸要有充分的異構(gòu)時(shí)間 ③ 多酚物質(zhì)與蛋白質(zhì)要有足夠的接觸時(shí)間 ④ 盡可能多的保留酒花香味物質(zhì) 2、 酒花添加時(shí)間 一般分三次添加酒花，第一次在煮沸開始時(shí)添加，添加量為酒花總量的19%左右；第二次在煮沸時(shí)間的一半時(shí)添加，添加量為總量的43%左右；最后一次在煮沸結(jié)束前10min時(shí)添加，添加量為總量的38%左右。 3、 酒花的添加方式 酒花的添加方式一般有兩種，一種是直接從人孔加入；另一種是密閉煮沸時(shí)先將酒花加入酒花添加

62、罐中，然后再由煮沸鍋中的麥汁將其沖入煮沸鍋中。本設(shè)計(jì)選擇直接從人孔加入酒花。 第五節(jié) 麥汁的冷卻及充氧 經(jīng)煮沸的麥汁要冷卻到發(fā)酵溫度，在冷卻過程中分離凝固物，并通入無菌空氣提供酵母生長(zhǎng)繁殖所需要的氧。 一、 麥汁冷卻 熱麥汁在回旋沉淀槽停留一段時(shí)間后，通過自然輻射作用，溫度有所下降，從煮沸溫度降到95℃左右，還需進(jìn)一步冷卻至發(fā)酵溫度7℃～8℃。常用的冷卻設(shè)備是薄板冷卻器。薄板冷卻器冷卻分為兩段冷卻和一段冷卻，本設(shè)計(jì)采用兩段冷卻。 二、 麥汁充氧 酵母是兼性微生物，在有氧條件下生長(zhǎng)繁殖，在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。酵母進(jìn)入酒精發(fā)酵階段前，需要繁殖到一定數(shù)量，這階段是

63、需氧的。因此，要將麥汁通風(fēng)，使麥汁達(dá)到一定的溶解氧含量。由于該設(shè)計(jì)是生產(chǎn)純生啤酒，所以通入的空氣應(yīng)該先進(jìn)行無菌處理，即空氣過濾。 第六節(jié) 麥汁制備工段工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 年產(chǎn)10萬噸的啤酒廠，以每年300個(gè)工作日計(jì)算，每個(gè)生產(chǎn)周期為37天，每年有8個(gè)生產(chǎn)周期。規(guī)定年產(chǎn)量為10萬噸，即每個(gè)生產(chǎn)周期生產(chǎn)1.25萬噸，換算成以千克為單位就是千克。每個(gè)生產(chǎn)周期所消耗的混合原料占全部所需原料的1/8。 1、 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算為 ⑴、混合原料用量： ⑵、大麥用量： ⑶、大米用量: ⑷、若粉碎機(jī)以每天工作20個(gè)小時(shí)計(jì)，那么在每個(gè)生產(chǎn)周期中： 麥芽粉碎機(jī)粉碎能力： 大米粉碎機(jī)粉碎能力： ⑸、若

64、糖化時(shí)間為3小時(shí)，一天糖化4次 每100kg原料需糊化槽容積按0.7 計(jì)，則糊化槽需要的總?cè)莘e為： （8950.8/100）*0.7=62.6556 每100kg原料需糖化槽化容積按0.7 計(jì)，則糖化槽需要的總?cè)莘e為： （44754/100）*0.7=313.278 糊化鍋容積：62.6556/8=7.83195 糖化鍋容積：313.278/8=39.16 ⑹、若每天過濾時(shí)間為15小時(shí)，不包括輔助時(shí)間。 過濾機(jī)過濾能力： （62.6556+313.278）/15=25.01m3/h ⑺、熱麥汁量：(1.25*107 )/1.047*103 /100 /37 * 10

65、6.45=343.48m3 ⑻、設(shè)100L 熱麥汁酒花的添加量為0.2kg 則酒花用量為： 343.48*0.2*103 /100=686.96 ⑼、糖化用水，頭號(hào)麥汁浸出物濃度為16%，那么100kg原料糖化所需投水量為： 總浸出物： A=(80%*76%+20%*80.96%)*100=76.99 總投水量： W=A(100-B)/B=76.99(100-15)/15=436.3L 每天所需投水量： 44754*436.3=19526170L ⑽、洗槽用水：在釀造淡色啤酒時(shí)，洗槽用水的投放量一般為400L/100kg原料，由此可知本設(shè)計(jì)的洗槽用水量為： 44754

66、*400=17901600L ⑾、麥汁煮沸時(shí)所消耗的熱量 煮沸時(shí)間一般為2h,那么從麥汁煮沸過濾槽出來的麥汁溫度為78℃，在麥汁煮沸鍋里用正氣加熱。熱利用率達(dá)到70%，那么 Q=C△M△T=0.9614*4.2*(100-78)*343.48*1.047*103=32765876KJ Q總=32765876/70%=56170618KJ ⑿、麥汁冷卻熱量 采用密閉式的冷卻方法。 Q=1.2MC△T=1.2*343.48*1.047*103*0.9614*4.2*(94.5-8)=149766046KJ 2、 設(shè)備選型 由以上計(jì)算可知，計(jì)算出的糖化鍋容積為 39.16M3 ，糊化過的容積為 7.83195M3 在生產(chǎn)中一般都要有一定的預(yù)留空間，所以去糖化鍋容積為50m3 糊化過取為10m3 3、 車間布置 糖化車間的布置要符合糖化的過程，特設(shè)計(jì)如下： 麥芽粉碎機(jī) 大米粉碎機(jī) 糖化鍋 糊化鍋 過濾槽 麥汁 冷卻器 麥汁回旋 煮沸槽 4、 車間消耗費(fèi)用計(jì)算 本次設(shè)計(jì)