年产20万吨啤酒厂糖化车间的设计(编辑修改稿)

年产20万吨啤酒厂糖化车间的设计(编辑修改稿)内容摘要：

损失，且不安全，而一段冷却是以水为载冷剂，不需酒精，也可将酒精水溶液减少一半。 综上所述，本设计采用一段式冷却法对麦汁进行冷却。 (四 )麦汁的充氧 高浓酿造由于麦汁浓度提高，麦汁溶氧水平降低。 根据有关资料报道，在 10℃条件下 ， 麦汁通空气只能得到 ，而通入纯氧能得到。 因此，高浓酿造通入空气无法满足酵母菌株繁殖所需氧气，必须通入部分纯氧方可达到麦汁所需的含氧量。 在薄板冷却器中，麦汁吸氧很差，一般需在冷麦汁出口管道中安装倒 U形管或文丘里管进行充氧。 本设计采用无油、无菌的压缩空气和部分纯氧，在冷却麦汁的输送过程中，通过文丘里管在线上通风充氧 ,麦汁充氧量控制在 8~10ppm，若充氧量不足（ 6ppm），前期发酵尚可，后期降糖慢，麦汁发酵不完全，发酵度低；若麦汁充氧量过大（ 10ppm），酵母增殖过多，降低乙醇含量。 酵母代谢产物增高，双乙酰峰值高而慢，会推迟双乙酰还原时间。 麦汁分四批进罐，最后一批不进行通风，以免延长酵母停滞期，增加双乙酰，使罐中泡沫增加，影响罐容积。 七、酵母的扩大培养 啤酒酵母纯正与否，对啤酒发酵和啤酒质量的影响很大，啤酒酵母经扩大培养，达到一定数量后，供生产现场使用。 １３ 扩大培养的关键在于： 1． 选择优良的单一细胞出发菌株。 2． 在整个扩培中保证酵母品种健壮，无污染。 啤酒酵母的扩大培养流程为： 斜面试管 (原菌 ) 试管培养 巴氏瓶培养 卡氏罐培养 汉生罐培养 酵母增殖桶 酵母添加罐 发酵罐 酵母扩大培养须注意的问题有： 1． 扩大培养酵母须注意控制扩大的倍数和各级培养阶段的温度，每次的扩大倍数在汉生罐以前一般为 1020 倍，在汉生罐之后控制在 46 倍。 扩大培养的温度为先高后低，逐步下降，开始可控制在 25℃左右，每一个扩大培养阶段的温度降低幅度不要太大，以免抑制酵母菌的繁殖活性。 2． 一切培养用具，包括容器，器皿，操作器械，培养基等，都必须严格消毒灭菌。 3． 对每一次扩大移种后酵母细胞发育的情况，都必须进行认真 的镜检。 4． 每次扩大培养的移种应选在出芽率最高，死亡率最低的时候，这样可以缩短培养时间 (在酵母对数生长期移种 )。 5． 酵母菌的增殖必须有氧存在，因此，在扩大培养期间须不断地供应无菌空气或氧，应使发酵麦汁具有 810mg/L 的含氧量。 本设计中采用 G03 酵母菌株 作为啤酒生产用菌株，由于采用高浓酿造技术，因此在进行工厂放大之前，应对 G03 菌株进行小型试验，测定该菌株在高浓麦汁中所需要的发酵温度和溶解氧含量。 成熟酵母的质量标准为： 细胞密度： 70106个 /ml； 芽生率： 30%； 次甲基兰染色率： %； 镜检：无杆菌，细胞较整齐； 肝糖染色率： 80%。 八、发酵 冷却的麦汁添加酵母后，即进行发酵，现在一般采用圆筒体锥底发酵罐(.)发酵。 (一 )发酵方法分类 单酿罐发酵：前发酵 ,主发酵 ,后发酵 ,贮酒全部在一个罐中完成 圆筒锥底 ⑴前发酵，主发酵在发酵罐完成， 发酵罐发酵 两罐法发酵 后发酵和贮酒在贮酒罐中完成。 ⑵前发酵，主发 酵，后发酵在发酵罐 １４ 中完成贮酒在另一贮酒罐完成。 (二 )圆柱锥底发酵罐具有如下优点 1． 因该罐具有锥底，主发酵后回收酵母方便。 2． 罐本身具有冷却夹套，冷却面积能够满足工艺上的降温要求。 3． 圆柱锥底罐是密闭罐，可以回收二氧化碳，也可进行二氧化碳洗涤；可以作发酵罐，也可以作贮酒罐。 4． 罐内的发酵液，由于罐体高度而产生的二氧化碳梯度，以及冷却方位的控制，可以形成自下而上或自上而下的自然对流。 (三 )单酿罐发酵具有如下优点 1． 不用泵倒罐，减少吸收氧的缺陷。 2． 能节省冷耗，减少 酒液的损失。 3． 减少清洗罐的操作和费用，依赖 ，工艺卫生更容易得到保证。 因此本设计采用圆柱锥底发酵罐的单罐发酵法。 (四 )单罐法发酵工艺 1． 酵母添加方法和添加量 锥形罐的容量一般是麦汁批产量的几倍，麦汁都是连续追加满罐，添加酵母时应考虑尽量缩短酵母繁殖期。 本设计采用分批接种酵母，第一批麦汁根据正常要求通风 (溶氧达 1214mg/L 左右 )， 添加全部酵母的部分 (3040%)，追加第二批麦汁时，将余量酵母全部加进去，仍按常规通风。 以后继续追加麦汁，每次少量通风或不通风，最 后一批可不通风，以免双乙酰峰值后移，同时也避免酒液其他成分的氧化和泡沫溢出罐外。 因本设计采用高浓发酵技术，故酵母的添加量约为(1418) 106个 /ml 麦汁。 2． 主发酵温度 过去传统的主发酵温度，多采用 8℃左右，而在近代的大罐酿造中，为了加速发酵，缩短酒龄，常采用麦汁在 1112℃发酵，用此方法其代谢产物不会有太大的变化，且发酵周期也由过去传统发酵的 23 个月，缩短为 2025d 左右。 但由于本设计中采用的是高浓酿造，考虑到酵母在高浓麦汁中的忍受性，故此适当提高主发酵温度至 1415℃，这样有利于酵母 的起酵与繁殖，为酵母在高浓麦汁中正常代谢创造条件。 3． 双乙酰还原温度 双乙酰还原温度的控制是啤酒成熟和酒龄长短的关键，双乙酰还原温度可以等于、高于或低于主酵温度，但相对而言，若双乙酰的还原温度低于主酵温度，则更有利于获得风味柔和、协调的啤酒，其质量较好，但发酵所需要的时间会较长；相比而言，采用同温还原介于高温和低温还原之间，它既能保持啤酒较好的风味，同时也不致于引起发酵周期的延长，同时由于温度不变，可操作性较强。 故此在本设计中，作者采用同温还原的方式进行双乙酰的还原。 4． 发酵工艺曲线 １５ 用 G－ 03 酵母菌株进行单酿罐发酵的工艺曲线如图 所示。 5． 冷却降温 双乙酰还原至规定的指标后，对酒液开始冷却降温，降温速率控制在 ℃/h，此时双乙酰仍在继续进行还原，当酒液降温至 56℃时，维持 2428h，分三四次回收酵母泥，最后继续降温至 0－ 1℃，贮酒 8d 左右，再进行成品啤酒的过滤与灌装。 九、发酵车间的 CIP 清洗系统 发酵车间的清洗系统担负麦汁冷却薄板换热器及麦汁输送管路，酵母扩大培养车间，发酵大罐及发酵车间输送管道，酵母回收系统等的清洗。 (一 )麦汁从沉淀槽 薄板换热器 发酵罐罐路清洗体系 每批次：进麦汁前用 85℃热水清洗 20min，无菌空气顶出清洗水走麦汁。 每 1520 批次后： 85℃热水清洗 20min，碱性清洗剂循环清洗 30min，用无菌空气顶出清洗剂 5min，消毒剂循环清洗 15min，无菌空气顶出无菌水后即可麦汁。 每月用酸性清洗剂代替碱性清洗剂按上述流程走。 (二 )大罐清洗 1． 80℃热水清洗 20min 加热污垢。 2．停 5min，排走热水。 3．碱性清洗剂循环清洗 30min，同时补入无菌空气。 4．泵回碱性清洗剂 5min。 5．消毒剂消毒 15min。 6． 泵回消毒剂 5min。 7． 无菌水清洗消毒剂 10min，边清洗边排除余水。 8． 保压 备用 (在整个清洗过程中 )。 每季度在第 4 步后加酸洗 20min，除去大罐中的草酸钙结晶。 其中碱性消毒剂为： 3％ ～ 5％ NaOH＋ ％ EDTA 图 发酵工艺曲线02468101214160 4 8 12 16发酵时间／d发酵温度／℃ １６ 十、过滤前高浓啤酒的稀释 (一 ) 高浓酿造 高浓酿造指生产比正常浓度高的麦汁，然后在糖化以后的生产工序中加水稀释，使啤酒仍然保持原有正常原麦汁浓度的方法。 高浓酿造法的优点： 1． 糖化和发酵设备的利用率提高，节省工厂建设投资。 2． 生产费用降低，热能和冷量显著降低，能降低成本。 3． 实物劳动 生产率的提高。 4． 啤酒非生物稳定性提高。 5． 香味稳定性提高。 6． 淡爽风格更突出。 但其具有如下缺点： 1． 糖化时原料浸出物收率下降。 2． 酒花 酸 的利用率下降。 3． 不易制造浓醇风格的啤酒。 综上所述，因本设计是制造 11oP 淡爽型啤酒，并且采用单独收集淡的洗糟麦汁，经活性炭吸附过滤后，作为下一轮第一次洗糟用水的方法以提高浸出物收率，故本设计采用高浓酿造法。 (二 ) 稀释方法的确定 稀释方法有三种： 1． 稀释麦汁：糖化麦汁采用高浓度，在回旋沉淀槽稀释，此法仅使用在糖化能力不足的工厂。 2． 前稀释：主发酵用高浓度，后发酵 (双乙酰还原 )时稀释，此法对稀释水脱氧要求低。 3． 后稀释：啤酒发酵、贮酒结束、成熟酒在后处理或过滤前稀释，此法是典型的高浓酿造后稀释法。 在哪一工序进行稀释，各厂的做法不同，有的在发酵罐中稀释，有的在贮酒时稀释，有的在滤酒前或滤酒后稀释。 一般说来，越在后面的工序中稀释，设备利用率就提高得越多，但技术条件要求越高，对稀释用水的水质要求越严格。 另外，由有关资料表明，在整个高浓度酿造过程中，稀释工序越向后推 (即高浓度的形式保持的时间长些 )，则啤酒的稳定性相对地要好些。 故本设计采用后稀释中的滤酒前稀释，其稀释用水，需经一定的设备 处理，以保证啤酒的质量。 (三 ) 稀释用水的制备 1． 稀释用水的基本要求： (1) 此水应是完全可靠的、无生物量存在的可饮用水。 (2) 此水必须是无任何气味和异杂口味，而且必须是清沏、透明、无色的。 (3) 如果此水含有消毒的余氯，必须经过严格的脱氯处理。 (4) 水中可溶性铁和锰离子应十分低，总铁离子应小于 ，铁加锰离子应 １７ 小于 (5) 此水中溶解氧应该十分低。 不同稀释度对氧含量要求也不同。 当稀释度在1020％，要求在 ，当稀释度 30％时，要求小于。 当稀释度更大时，要求小于。 (6) 此水中一般无机离子应该符合饮用水的标准，应该是低钠离子、低总盐量的软水。 (7) 此水中总碱度应比较低，至少要比糖化投料水和洗糟水更低 (一般要求碱度＋22 度 ) (8) 此水的温度和混合啤酒的温度一致，水中二氧化碳含量应接近和略高于混合啤酒中的含量。 2． 稀释用水处理流程： 饮用水 —— 水处理和调整离子 —— 除生物 —— 脱氧 —— 冷却和充 CO2—— 稀释用水。 (四 ) 定比混合 定比混合指将高浓酿造的成熟啤酒按比例和脱氧过饱和 CO2 的稀释用水均匀混合。 控制高浓酿造稀释十分重要，稀释比例过大，影响啤酒口味及胶体稳定性，使啤酒口味淡薄， 甚至有水腥味；稀释比例太小，设备利用率不高，经济意义不大。 经验证明，稀释度在 15％ 40％，不仅降低生产成本，而且成品啤酒具有色泽浅、口味淡爽、风味稳定和非生物稳定性较好的优点。 十一、过滤 经过后酵的成熟酒，大部分蛋白颗粒和酵母已沉淀，少量悬浮于酒中，须滤除方能包装。 目前用于啤酒厂的过滤机有如下几种： 1． 预涂式过滤机 2． 板式过滤机 3． 框式过滤机 4． 滤盘式过滤机 5． 膜过滤机 预涂式过滤机具有如下优点： 1． 可以不断地添加助滤剂，使过滤性能得到更新、补充。 2． 过滤能力强，可以过滤很混浊的酒。 3． 省汽省水省工，不像滤盘式过滤机 那样要拆卸和洗棉，且酒损也少。 故其设计采用预涂式过滤机。 为了达到完美的过滤效果，必须分 3 次添加过滤介质： 1． 第一次预涂层：在 200300KPa 的压力下，将脱氧水或已滤酒与一定数量的粗土混合，以循环的方式进行预涂，由此形成压力稳定的基础预涂层，第一次预涂用量为 700800g/m2,大约为整个预涂量的 70％左右。 2． 第二次预涂使用较细的、有过滤活性的混合硅藻土，这样就能截留混浊物质， １８ 并能防止过滤机堵塞。 总预涂用土量为 1000g/m2左右，预涂层厚 3mm，预涂过程大约需 1015min。 3． 连续补料，为 不断更新滤层，以保持滤层的通透性，使流量恒定，进口与出口压力之差应每小时平均上升 2030KPa，一般连续补料时多混合使用两种硅藻土： 2/3 中土和 1/3 的细土，连续补料时的硅藻土用量为： 60120g/hL 啤酒。 十二、包装 啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序，对啤酒质量和外观有直接影响，包装容器可分为瓶装、听装和桶装。 (一 ) 空瓶的洗涤 新旧瓶均须洗涤，回收瓶还须经挑选，检出油瓶、毛口瓶等，回收瓶一般不装出口酒或优质酒。 洗瓶要求瓶内外无残存物，瓶内无菌，瓶内滴出残存水无碱性反应。 洗涤剂可用 3％的 NaOH 水 溶液或配加葡萄糖酸钠，连二亚硫酸钠等，洗涤剂要求无毒性，排污水必须经严格处理。 (二 ) 装瓶 装酒必须做到严格的无菌，尽量减。