年产40万吨8度啤酒厂发酵车间工艺设计(1)

年产40万吨8度啤酒厂发酵车间工艺设计(1)内容摘要：

味 、无 臭、不溶于 水，对酶的 作用具有 相当强 的抗力 ，在制麦中，它不 参与麦 粒中的代 谢作用。 （ 4） 半纤 维素 和麦 胶物 质 半 纤维 素和 麦胶 物质 是 胚乳 细胞 壁的组成 部分。 胚 乳细 胞内 主要 含淀 粉， 发芽 过程 中只 有 当半 纤维 素酶 将细胞壁分解之后 ，其他 水解酶才 能进入 细胞内分 解淀粉 等大分子 物质。 半纤维素 和麦胶 物质约占 大麦质 量的 10% 11%，二者具有类似 的化学成分。 麦胶物质 是多糖 混合物 ，能溶于 热水，在 40 至 80℃ 范围内 ，温度越 高， 溶解 度越 大。 半纤 维素 不溶 于热 水， 而溶 于 稀碱 溶液。 谷 皮中的半纤 维素主 要含 戊聚糖 和少 量的  葡聚糖 及糖醛。 胚 乳中的 半纤 维素主要含  葡聚糖 及少量 戊聚糖。 （ 5） 蛋白质 大麦中 蛋白质含 量的高 低及其类 型，直 接影 响 制麦和酿造 工艺 以及 成品 啤酒 的质 量。 按其 在不 同溶 剂中 的 溶解 度和 沉淀 形状分为下列四组。 ① 清蛋白 清蛋白溶于 水和稀 的中性盐 溶液及 碱溶液中 ，因 此麦汁中含有清 蛋白。 加热时 从 52℃ 开始，清 蛋白从这 些溶液 中凝固析 出，即随 着煮 沸的 进行 而加 速凝 固。 大麦 清蛋 白是 唯一 能 溶于 水的 高分 子蛋白质。 ② 球蛋白 球蛋白是种 子的储 藏蛋白，占大麦 总质量的 31%，不溶于纯水， 溶于稀 酸和稀碱。 溶解 的清蛋白 和球蛋 白一样， 在 90℃ 以上全部凝固，但 是凝固并 不完全。  球蛋白是 对啤酒稳 定性 有 害的主要 成分之一。 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 以上麦粒占 85%者属于 一级大麦 ， ~ 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 14 选粒试验（ 2. 5m m 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 % 3 2 破损粒含量 % 1 3 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 %%， 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 2 8mm，长 约 15mm 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 2O +C O2 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 H2PO 4_ ,由于 H2 PO4 在 K2 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++2HPO4 2 → 23(PO4)Ca +2H+ 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 130mg/ 用水中 含有 10—15mg/ 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 ,若含 量大于 ，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—60mg/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。