年产40万吨8度啤酒厂发酵车间工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产40万吨8度啤酒厂发酵车间工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

③ 醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于纯水及盐溶液，也不溶于无水乙醇，而溶于体积百分数为 50%—90%的无水乙醇溶液或酸碱溶液，经加热不凝固。 某 些醇溶 蛋白是 造成 啤酒浑 浊和氧 化浑 浊主要 成分。 醇溶 蛋白约 占大麦蛋白质总量的 38%，是麦糟蛋白质的主要成分。 ④ 谷蛋白 谷蛋白不溶于中性盐溶液和纯水，溶于稀碱。 谷蛋白和醇溶 蛋白使 构成麦 糟蛋 白质的 主要成 分。 谷蛋白 也有 四有组 分组成 ，约占大麦总蛋白量的 29%。 啤酒酿造对大麦的质量要求 感官检验 （ 1）外观和色泽 收获良好的大 麦，应具有光泽 ，呈纯淡黄；不成熟大麦 呈微绿 色；收 割前 后遇雨 受潮大 麦发 暗，色 泽发 暗，胚 部呈深 褐色；受霉菌侵蚀的大麦呈灰色或微蓝色。 （ 2）气味 良好的大麦具新鲜稻草香味，稍升温，发出一股麦香味；四川理工学院 毕业设计 6 受潮发霉则有霉臭味，其发芽能力已遭受损失 （ 3）夹杂物 良好的大麦应不含有其他谷粒、草籽、土块、碎石、破伤粒、石粒及带病虫害的麦粒。 （ 4）品种纯净度和麦粒整 齐度 优良的大麦应具有品种纯净度，不夹杂不 同品种 、不同 产地 和不同 年份的 大麦 ；单一 品种 的大麦 ，也要 求麦粒均匀整齐，以求发芽均匀一致。 （ 5）麦 粒形态 麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物高，蛋白质低，发芽快。 （ 6） 感官指标 淡黄色，具有光泽，无病斑粒，无霉味和其他异味 (一二三级相同 )。 物理检验 （ 1）千粒重 以无水物计千粒重应为 30~40g； （ 2） 麦粒均匀 mm 以上麦粒 占 85%者属于一级大麦， ~ mm者为二级大麦， 以下为次级大麦； （ 3）胚乳性质 胚乳断面可分为粉状、玻璃和半玻璃质，优良大麦粉状粒为 80%以上。 化学检验 （ 1）水分 测定 水 分 是 计 算干 物 质 的 基 础。 原 料 大 麦 水 分不 高 于13%，否则不能贮藏，易发生霉变，呼吸损失大。 （ 2）蛋白质 蛋白质含量一般要求为 9%12%。 （ 3）浸出物 间接衡量淀粉含量的方法，一般为 72%80%。 表 11 我国啤酒大麦 理化 标准 种类 二棱 多棱 项目 优级 一级 二级 优级 一级 二级 水分 %≤ 13 13 13 13 13 13 粒含污水物 42 40 36 40 35 30 千粒重 /g(无水物质 ) ≥ 95 90 85 96 92 85 发芽率％ ≥ 97 75 90 97 95 90 大麦浸出物含量 50 76 74 76 72 70 蛋白质含量（无水） % 12 12. 5 13. 5 12. 5 13. 5 14 选粒试验（ 2. 5mm 以上） % 85 80 76 75 70 65 第一章 啤酒工艺选择与论证 7 夹杂物含量 % 0. 5 1. 5 3 0. 5 1. 5 2 破损粒含量 % 0. 5 1 3 0. 5 1 2 啤酒糖化的其他原料 在啤酒 麦汁 中制造 的原 料中， 除了 主要 原料大 麦麦 芽以 外，还 包括特种麦芽，小麦麦芽及辅助原料。 (1)大米 啤酒酿造用大米，原则上凡大米不论品种均可用于酿造，但从啤酒 风味而 言，米 的食 感越好 ，酿造 的啤 酒风味 也越 好。 由 于大米 淀粉含量高（ 75%82%），无水浸出率高达 90%93%，无花色苷，含脂肪低（ %%），并 含有 较多泡 持蛋 白，用 它做 辅料 酿造啤 酒， 啤酒的 色泽浅、口味纯净，泡沫洁白细腻，泡持性好，它是优良的啤酒辅料。 (2)玉米 作为啤酒辅料的玉米，含脂肪太高，会影响啤酒的风味和泡沫。 因此，作为啤酒辅料的玉米，必须进行脱脂处理。 (3)小麦 我国是世界小麦主要生产国。 小麦发芽后制成的小麦芽也是酿造啤 酒的 主要 原料。 利 用小 麦做 辅料 ，麦 汁总氮 和 α氨 基氮均 比大 米高，发 酵快， 但过滤 和煮 沸麦汁 略浑浊 ， 需 进行处 理为 好，酿 成的啤 酒泡沫细腻、持久。 (4) 淀粉 淀粉纯度高 、杂质少 、粘度低 、无残渣、 可生产高 浓度啤酒。 但 是由于 淀粉是 原粮 加工产 品，一 般价 格均高 于原 料，在 啤酒中 作为辅料使用和原料相似，因此，淀粉作为辅料使用不如原料经济。 啤酒花和酒花制品 酒花赋 予啤酒 柔和 优美的 芳香 和淡爽 的微 苦味， 能加 速麦汁 中高分子蛋白 的絮凝 ，提高 啤酒 泡沫起 泡性和 泡持 性，也 能增 加麦汁 和啤酒 的生物稳定性。 酒花的主要化学成分 酒花的化学组分中，对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为酒花精油，苦味物质和多酚。 (1) 苦味物质 苦味物质是提供啤酒愉快苦味的因素，在酒花中主要指 α酸， β酸及一系列氧化，聚合产物。 过去把它们统称 “软树脂 ”。 (2) 酒花精油 酒花精油是酒花腺体另一种重要成分，它经蒸馏后成黄绿色 油状物 ，是啤 酒香 气的重 要来源 ，特 别是它 易挥 发，是 啤酒开 瓶四川理工学院 毕业设计 8 闻香的 主要成 分。 啤 酒的 酒花香 气是由 酒花 精油和 苦味 物质的 挥发组 分降解后共同形成的。 (3) 多酚物质 酒花中 物质约 占总质量 的 4%8%，他们在 啤酒酿造中的作用为： ① 在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。 ② 在麦汁冷却时形成冷凝固物。 ③ 在后 酵和 储酒直 至罐 瓶 以 后， 缓慢和 蛋白 质结 合，形 成气 雾浊及永久混浊物。 ④ 在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。 酒花的品种 酒花按世界市场上供应的可分为四类： A 类：优质香型酒花 优质 香型酒花的 α酸含量 为 %%， α酸、β 酸的比值为 1： 1，酒花精油含量为 %%。 B 类：香型酒花（兼型） 普通香 型酒花的 α酸含量为 5. 0%%， α酸、 β 酸的比值为 — 酒花精油含量为 %%。 C 类：没有明显特征的酒花 D 类：苦型酒花 优质苦型酒花的 α酸含量为 %%， α酸、 β酸的比值为。 酒花制品 酒花粉 我国啤酒厂目前均把商品压榨酒花，在使用前用锤式粉碎机粉碎成颗粒 1mm 以下的酒花粉。 它的优点是： （ 1）酒花苦味物质在煮沸利用率可增加 10% （ 2）使用方便 （ 3）不需要酒花分离器 ，而且在漩涡沉淀 槽中酒花粉糟和热凝固蛋白质能形成紧密的沉淀。 这种粗加工方法也存在缺点，主要是： （ 1）贮藏酒花球果，水分太高，不利于粉碎 （ 2）酒花粉在使用前在常 温下保存十余小时至几天 ，酒花的氧化很严重 （ 3）贮存时间太长的酒花，一些有害物 质 的溶解加剧，影响啤酒的第一章 啤酒工艺选择与论证 9 风味 因此使用酒花粉，应在酒花厂，酒花温度在 55℃ 以下，干燥至水分为 5%6%然后进行粉碎，粉碎后立即包装于密闭容器中，并冲入惰性气体。 酒花颗粒 酒花颗粒是把酒花压榨成直径 28mm，长约 15 mm 的短棒状，增加其密度，减少其体积，同时也降低了它们 的表面积，在惰性气体中保存 ，酒花不易氧化变质，颗粒酒花是世界上使用最为广泛的酒花制品。 酒花浸膏 应用有机溶剂或二氧化碳萃取酒花的有效物质，制成浓缩 510 倍有效物质的浸膏，在煮沸或发酵贮酒中使用。 啤酒酿造用水 啤酒生产用水主要包括加工水及洗涤，冷却水两大部分。 加工用水中投料水，洗糟水，啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒重要原料之一，在习惯上称作酿造水。 啤酒酿造水的性质，重要取决于水中溶解盐类的种类和含量，水的生物学纯净度及气味，酿造水对啤酒生产全过程将产生很大的影响，如糖化时水解酶 的 活性和稳定性，酶促反应的速度，麦芽的酒花在不同含盐水中溶解度的差别，盐和蛋白质及酚类物质的絮凝成点，酵母生长，发酵风味物质的形成等，最终还将影响到啤酒的风味物质和稳定性。 大自然 的天 然水源 分为 如下 几种 ：雨 水 ，雪 水， 地表水 ，地 下水，冰水，海水。 水中无机离子对啤酒酿造的影响 碳酸盐和重碳酸盐 水中的碳酸盐和重碳酸盐有降酸作用 HCO3+H+→H 2 O+C O 2 大麦籽 粒中 存在复 合磷 酸盐 ，发 芽中受 到磷 酸酯 酶的降 解， 形成游离的 H2 PO4 _ ,由于 H 2PO4 在 K 2 的作用下分 解为 H +，它使麦芽醪呈偏酸性 ，水中重碳酸盐的降酸作用，使麦芽醪 PH 升高，引起 一系列的工艺缺点 ： （ 1）糖化醪 pH 升高，酶促 反应受到抑制，蛋白质分解 困难，麦汁麦芽糖减少，糊精增加，粘度加大，造成过滤减慢，收得率下降。 四川理工学院 毕业设计 10 （ 2）麦汁 pH 升高，麦芽皮 壳多酚等有害物质溶解度加 大，啤酒色泽和涩味增加。 （ 3）啤酒的稳定性降低。 （ 4）改变酒花的苦味，使啤酒苦味粗糙。 钙，镁离子 水中钙，镁离子的增酸作用 3 Ca2++2HPO42→ 23(PO4)Ca +2 H + 在啤酒糖化时， Ca2+含 量在每升 40 到 70 毫克 ，能保持淀粉液化酶的耐热性。 麦汁含 Ca2+在 每升 80 到 100 毫克时 ，可促进麦汁煮沸时形成 单宁 —蛋 白质 —钙 的复 合物， 促进 热凝 固物 蛋白 质的 絮凝。 Mg2+在麦芽 中含量约为 130 mg/ 含有 10—15 mg/ L 的 Mg2+已经足够 ，不宜超过 80mg/L。 Mn2+、 Fe2+ 的影响 优质啤酒含 Fe2+应少于 mg/ L,若含量大于 mg/ L，会对啤酒质量造成损害 ，使啤 酒泡沫 不洁白 ，加速 啤酒的氧 化浑浊。 Mn2+对 啤酒的 影响与二价铁离子相似。 Na+ ,K+ 的影响 Na+ ,K+常常在 50—100:300— 浅色啤酒变得粗糙，不柔和。 Cl 的影响 Cl对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作 用，它能赋予啤酒丰满的 酒体，爽口，柔和的风味。 酿造水中含有 20—60 mg/ L 的 Cl是必须的。 麦芽汁制备工艺 麦汁制造过程包括：原料的粉碎，原料的糊化，糖化，糖化醪的过滤，混合麦汁加酒花煮沸，麦汁处理（澄清，冷却，通氧）等一系列物理学，化学，生物化学的加工过程。 麦汁制造的工艺要求： （ 1） 原料有效成分得到最大限度的萃取。 这主要指原料 和辅料中的淀粉转变 成可溶 性无色 糊精 和可发 酵性糖 类的 过程， 它关 系到麦 汁的收 得率和原料利用率，和啤酒生产成本直接挂钩。 第一章 啤酒工艺选择与论证 11 （ 2） 原料中无用和有害的成分溶解最少。 之主要指麦芽 的皮壳物 质、原料的脂肪，高分子蛋白质 等。 这些物质会 影响到啤酒的风味和稳定性。 在麦汁 制造中 减少溶 解这 些物质 或通过 麦汁 处理使 其减 少是提 高啤酒 质量的关键之一。 （ 3） 制成麦汁的有机和无机组分的数量和配比应该符合淡色啤酒的要求。 啤 酒风格 和类型 的形 成，除 了酵母 品种 、发芽 技术 外，麦 汁组成 是主要的物质基础。 （ 4） 在保证上述三点的原则下，缩短生产时间，降低工时和耗能。 麦芽与大米的粉碎 麦芽和大米的粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后，增大比表面积，使物料中储藏的物质和水、酶的接触面积增大，加速酶促反应及物料的溶 解。 在啤酒生产中，不单要考虑物料粉碎操作的经济性，更应考虑啤酒酿造特殊要求： (1) 麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质的溶解，影响啤酒风味。 (2) 皮壳和原料物质中不溶性物质粉碎过细，会增加过滤阻力，影响过滤操作。 淀粉等储藏物质的粉碎细度，不但影响酶促反应速率，也影响到反应深度即影响到麦汁组成。 因此粉碎虽然属简单的物理操作，但在啤酒酿造过程中特别重视麦芽粉碎度的控制，麦芽的粉碎方法也不断地得到改造。 麦芽的粉碎 麦芽粉 碎的方 法主 要有： 干法粉 碎， 湿法粉 碎， 回潮干 法粉碎 ，以及连续调湿粉 碎。 本设计采用麦芽湿法粉碎，湿法粉碎全部操作有：浸渍 → 磨碎 → 匀浆→ 泵出。 在 小时内完成一批投料，根据日加工量，选择适当的机器台数。 粉碎过程应尽量缩短 麦芽在机器内的停留时间 ，以防止受到污染。 湿法粉 碎麦芽 皮壳充 分吸 水变软 ，粉碎 时皮 壳不易 磨碎 胚乳带 水研磨 均匀，糖化速度快。 湿法粉碎可提高过滤速度 20%25%或提高投料量，麦糟层厚度可达 500600mm , 但不影响过滤。 辊式粉碎机 ，根据每台机的辊数可分 成：对辊式、四辊 式、五辊和六辊式多种。 我国广泛采用四、五、六辊式粉碎机。 啤酒工业常用的分级筛有三 种，这里我 列 举一种，如表 12。 四川理工学院 毕业设计 12 表 12 EBC， ASBC 标准筛比较表 ESC 标准筛 ASBC 标准筛 麦芽粉碎物分级 筛号 每平方厘米筛孔数 /个 筛孔净宽/mm 筛号 筛孔净宽/mm / / 10 2. 00 皮壳 1 36 1. 27 14 1. 410 皮壳 2 64 1. 01 1。