啤酒廠裝備工藝

啤酒廠裝備工藝學(xué)院:食品與生物工程學(xué)院班級(jí):生工101姓名:金艷娟學(xué)號(hào):2010053067摘要 近年來(lái)啤酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展興旺,以下就對(duì)啤酒的一些生產(chǎn)工藝,及啤酒廠的裝備工藝做一下簡(jiǎn)單介紹。包括原料處理、糖化，發(fā)酵、裝備、以及操作流程。關(guān)鍵詞：裝備工藝糖化工藝發(fā)酵工藝操作流程摘要Beerindustrydeveloprapidlyinrecentyears,thefollowingaresomeofthebeerproductionprocess,andintroduceasimplebreweryequipmentprocess.Includingrawmaterialstreatment,saccharification,fermentation,equipment,andoperatingprocessKeywords:EquipmenttechnologySaccharificationprocessThefermentationprocessOperationprocess一、前言近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，國(guó)民對(duì)啤酒的需求也日益增加。因此對(duì)啤酒生產(chǎn)工藝了解是必須的。這樣才能更好地改進(jìn)啤酒上產(chǎn)工藝，改進(jìn)設(shè)備的效率。二、工藝狀況1、原料工藝碳水化合物主要是淀粉、纖維素、半纖維素和麥膠物質(zhì)，以及不同多糖的分解產(chǎn)物：淀粉是大麥中碳水化合物的最主要成分，含量最多，占干物質(zhì)的58%～65%。淀粉含量越高，浸出物就越多，麥汁收得率也越高；纖維素是細(xì)胞壁的支撐物質(zhì)，主要存在于皮殼中，微量存在于胚及果皮和種皮中，不存在于胚乳中，纖維素的最小組成單位為葡萄糖；半纖維素是植物的骨架物質(zhì)，對(duì)其形態(tài)起支撐作用，所以又稱骨架物質(zhì)或支撐物質(zhì)。大麥中半纖維素和麥膠物質(zhì)的含量與大麥成熟度、氣候條件等有關(guān)，約占大麥干物質(zhì)的10%。主要存在于胚乳中，構(gòu)成胚乳細(xì)胞壁，也存在于麥殼中；大麥中含有少量的低分子糖類，主要存在于胚和糊粉層中。大麥蛋白質(zhì)主要存在于糊粉層中，胚乳中也有存在，含量一般在9.0%～12.0%之間，蛋白質(zhì)的主要作用：提供酵母營(yíng)養(yǎng)，使啤酒口感醇厚、圓潤(rùn)，豐富啤酒泡沫，使啤酒早期混濁。2).輔助原料在啤酒釀造過(guò)程中，除了使用大麥麥芽作為主要原料外，還可添加部分輔助原料。正確使用輔助原料可以降低原料成本，調(diào)整麥汁組成，提高啤酒發(fā)酵度，將糖化鍋的糖化醪（76—78℃）充分?jǐn)嚢?，盡快泵入過(guò)濾槽，以免醪液溫度下降。為了避免過(guò)濾層不均勻，醪液3.2.6.靜置通過(guò)靜置，使麥糟層自然沉降，形成30-40cm的(濕法60-70cm)3.2.7預(yù)過(guò)濾（預(yù)噴）及回流目的是去掉靜置后篩板與槽底間的沉積物(開(kāi)始時(shí)回流的混濁麥汁是由水、麥汁和篩底團(tuán)塊組成)。通過(guò)麥汁閥或泵的開(kāi)關(guān)來(lái)完成，這樣在麥汁區(qū)形成一個(gè)渦流，一起把槽底間的沉積物帶出來(lái)。在預(yù)過(guò)濾（預(yù)噴）過(guò)程中，閥門(mén)的開(kāi)啟不得過(guò)大，以免產(chǎn)生過(guò)大的吸力，使糟層吸緊。3.2.8洗糟 當(dāng)?shù)谝畸溨鞒鲋谅冻鳆溤銜r(shí)，從頂部噴入78℃3.3麥汁煮沸3.3.1麥汁煮沸過(guò)程中的變化其作用1、蒸發(fā)多余的水分2、破壞酶的活性，終止生物化學(xué)變化，固定麥汁組成。3、麥汁滅菌4、浸出酒花中的有效成分5、使蛋白質(zhì)變性凝固3.3.2酒花的添加啤酒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、酒花添加量：酒花添加量有兩種計(jì)算方法，第一種是按每百升麥汁或啤酒添加酒花的質(zhì)量計(jì)，第二種是按每百升麥汁添加酒花中α-酸的質(zhì)量計(jì)。2、添加酒花時(shí)考慮的因素：防止麥汁初沸時(shí)泡沫溢出；α-酸有充分的異構(gòu)化時(shí)間；多酚物質(zhì)與蛋白質(zhì)要有足夠的接觸時(shí)間；盡可能多的保留酒花香味物質(zhì)。3、酒花添加時(shí)間：一般分三次添加酒花，以煮沸時(shí)間90min為例，第一次在煮沸開(kāi)始時(shí)添加，添加量為酒花總量的19%左右；第二次在煮沸后45min時(shí)添加，添加量為總量的43%左右；第三次在煮沸結(jié)束前10min添加，添加量為總量的38%左右。4、酒花添加方式：直接從人孔加入；密閉煮沸時(shí)先將酒花加入酒花添加罐中，然后再利用煮沸鍋中的麥汁將其沖入煮沸鍋中。3.3.3麥汁冷卻、凝固物分離及充氧經(jīng)煮沸的麥汁要冷卻到發(fā)酵溫度，再冷卻過(guò)程中分離凝固物，并通入無(wú)菌空氣提供酵母生長(zhǎng)繁殖所需的氧。凝固物是在麥汁煮沸過(guò)程中由于蛋白質(zhì)變性凝固和多酚物質(zhì)不斷氧化聚合而形成的，根據(jù)析出的溫度不同分為熱凝固物和冷凝固物。3.3.4熱凝固物在比較高的溫度下凝固析出的凝固物稱為熱凝固物，這種凝固物主要是在麥汁煮沸時(shí)產(chǎn)生，在麥汁冷卻至60℃熱凝固物的生成量受很多因素影響：麥芽含氮量高，特別是高分子氮含量高，熱凝固物多；麥芽溶解越充分，蛋白質(zhì)溶解越多，熱凝固物析出就越多；麥汁越濃，熱凝固物越多；麥芽焙焦溫度高、糖化投料溫度低、煮醪量多，已有部分蛋白質(zhì)凝固，麥汁過(guò)濾時(shí)被分離出去，麥汁煮沸時(shí)熱凝固物減少；麥汁煮沸時(shí)間、麥汁pH、麥汁澄清劑和酒花的添加以及酒花中多酚含量等，都影響熱凝固物的析出。3.3.5熱凝固物的分離發(fā)酵前必須除掉熱凝固物，若帶入發(fā)酵醪中，可能會(huì)黏附在酵母細(xì)胞表面，將影響酵母的正常發(fā)酵。另外，熱凝固物對(duì)啤酒色度、泡沫性質(zhì)、苦味和口味穩(wěn)定性都有不良影響。一般用回旋沉淀槽分離熱凝固物。分離熱凝固物的方法很多，如沉淀槽分離、回旋沉淀槽分離、離心機(jī)分離、硅藻土過(guò)濾機(jī)分離等。目前絕大多數(shù)啤酒廠采用回旋沉淀槽分離熱凝固物。3.3.6麥汁冷卻常用的麥汁冷卻設(shè)備是薄板冷卻器，分為兩段冷卻和一段冷卻。兩段冷卻：第一段冷卻用自來(lái)水作冷卻介質(zhì)，將麥汁從95℃左右冷卻至40～50℃,冷卻水由不到20℃被加熱到55℃左右；第二段冷卻是用深度冷凍的水作為冷卻介質(zhì)，麥汁被進(jìn)一步冷卻到發(fā)酵入罐溫度7℃左右，冷凍水從-4℃～3.3.7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(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。酵母進(jìn)入發(fā)酵階段之前，需要繁殖到一定的數(shù)量，這階段是需氧的。因此，要將麥汁通風(fēng)，使麥汁達(dá)到一定的溶解氧含量（7～10mg/L）。由于啤酒發(fā)酵是純種培養(yǎng)，所以通入的空氣應(yīng)該先進(jìn)行無(wú)菌處理，即空氣過(guò)濾。3.3.8冷凝固物及其分離麥汁經(jīng)緩慢冷卻析出的無(wú)定形的細(xì)小顆粒，即為冷凝固物。冷凝固物從80℃4.啤酒發(fā)酵4.1啤酒酵母啤酒酵母屬真核生物，細(xì)胞結(jié)構(gòu)類似高等生物，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、線粒體以及各種貯藏物質(zhì)。4.2啤酒發(fā)酵機(jī)理糖類的發(fā)酵：啤酒酵母的可發(fā)酵性糖和發(fā)酵順序是：葡萄糖＞果糖＞蔗糖＞麥芽糖＞麥芽三糖酵母發(fā)酵糖類生成乙醇和CO2的總反應(yīng)方程式如下：C6H12O6+2ADP+2H3PO42C2H5OH+2CO2+2ATP+113kJ4.3啤酒發(fā)酵技術(shù)主發(fā)酵工藝：主發(fā)酵主要分為：起泡期、高泡期和落泡期三個(gè)階段4.4啤酒過(guò)濾啤酒過(guò)濾是一個(gè)純物理分離過(guò)程，利用過(guò)濾前后的壓差將待過(guò)濾液體從一端推向另一端，穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，發(fā)酵液中懸浮的微小粒子被截留下來(lái)，濾出的啤酒透明且有光澤。三.裝備工藝1.主要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格備注1糊化鍋100L用于加熱煮沸大米或其他輔料粉和部分麥芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的設(shè)備。2糖化鍋200L用于麥芽粉淀粉及蛋白質(zhì)的分解，并與已糊化的輔料醪混合，維持醪液在一定的溫度，使醪液進(jìn)行淀粉糖化，以制備麥汁。3過(guò)濾槽200L用于過(guò)濾糖化后的麥醪，使麥汁與麥糟分開(kāi)，得到清亮麥芽汁的設(shè)備。4煮沸鍋230L用于過(guò)濾后麥汁煮沸和加入酒花，使麥汁達(dá)到一定濃度的設(shè)備。5旋沉槽200L用于煮沸后熱凝固物的分離。6冷卻器用于發(fā)酵醪液的冷卻，使醪液達(dá)到合適的發(fā)酵溫度。7發(fā)酵罐200L用于啤酒發(fā)酵和部分冷凝固物的沉淀分離，在啤酒酵母參與下將可發(fā)酵性糖和氨基酸等分解成酒精。8硅藻土過(guò)濾機(jī)用于過(guò)濾未分離完全的雜質(zhì)，保證啤酒的口味。9清酒罐200L貯酒2.操作規(guī)程2.1糊化鍋操作1、設(shè)備檢查：檢查閥門(mén)、儀表及水、電、汽供應(yīng)是否正常。2、打開(kāi)閥V2，在糊化鍋內(nèi)加水；待加水52kg后關(guān)閉閥V2，停止加水。3、打開(kāi)閥V8，給糊化鍋加熱；待加熱至30℃4、啟動(dòng)攪拌；打開(kāi)進(jìn)料閥，選擇進(jìn)料量，投入麥芽及大米粉；然后關(guān)閉進(jìn)料閥。5、打開(kāi)閥V8，給糊化鍋加熱；待加熱至70℃6、打開(kāi)閥V8，給糊化鍋加熱；待加熱至100℃7、糊化鍋空出后，打開(kāi)閥V2，用水沖洗。2.2糖化鍋操作1、打開(kāi)閥V12，在糖化鍋內(nèi)加水；待加水96kg后，關(guān)閉閥V12，停止加水。2、打開(kāi)蒸汽閥V13，給糖化鍋加熱；待加熱至37℃3、啟動(dòng)攪拌；打開(kāi)進(jìn)料閥，選擇進(jìn)料量，進(jìn)料；待進(jìn)料完畢后，關(guān)閉進(jìn)料閥。4、停止攪拌，靜止20min。5、啟動(dòng)攪拌。6、打開(kāi)蒸汽閥V13，給糖化鍋加熱；待加熱至50℃7、停止攪拌，保溫40min。8、啟動(dòng)攪拌。9、打開(kāi)閥V4；啟動(dòng)泵P1；打開(kāi)閥V6、V7，將糊化鍋醪液泵入糖化鍋。10、調(diào)整糖化鍋溫度為65℃11、啟動(dòng)糖化鍋攪拌；打開(kāi)閥V13，給糖化鍋加熱。12、待加熱至72℃，關(guān)閉閥V13，停止加熱和攪拌，糖化鍋處于保溫狀態(tài)，靜止40MIN11、啟動(dòng)攪拌。12、打開(kāi)蒸汽閥V13，給糖化鍋加熱；待加熱至78℃13、糖化鍋空出后，打開(kāi)閥V12，用水沖洗。2.3過(guò)濾槽操作1、過(guò)濾槽頂熱水，浸沒(méi)濾板。2、打開(kāi)閥V3；啟動(dòng)泵P1；打開(kāi)閥V23，將糖化鍋醪液排入過(guò)濾槽。3、同時(shí)啟動(dòng)耕刀旋轉(zhuǎn)，使麥糟分布均勻。4、醪液全部泵入后，關(guān)閉閥V3、泵P1、閥V23。5、停止耕刀轉(zhuǎn)動(dòng)，并使耕刀上升，靜止20min。6、打開(kāi)閥V25；啟動(dòng)回流泵P2，打開(kāi)閥V24，進(jìn)行回流。7、洗糟。8、排糟。9、加水清洗過(guò)濾槽。2.4煮沸鍋操作1、待過(guò)濾槽濾液澄清后，打開(kāi)閥V25；啟動(dòng)倒醪泵P2；打開(kāi)閥V26，將過(guò)濾槽醪液排入煮沸鍋。2、待醪液全部倒入后，關(guān)閉閥V25、V26、泵P2。3、打開(kāi)蒸汽閥V35（加熱前打開(kāi)廢氣閥VD9），加熱煮沸。4、麥汁煮沸開(kāi)鍋10min，添加苦型酒花。5、麥汁煮沸開(kāi)鍋30min，添加香型酒花。6、麥汁煮沸終前10min，添加苦型酒花。7、待麥汁達(dá)到一定濃度，關(guān)閉蒸汽閥V35，煮沸鍋處于保溫狀態(tài)。2.5旋沉槽操作1、打開(kāi)閥V32，啟動(dòng)泵P3，打開(kāi)閥V33，將醪液倒入旋沉槽。2、待醪液全部倒入后，關(guān)閉閥V32，V33，泵P2；靜止30min。3、醪液排完后，沖洗旋沉槽。2.6發(fā)酵罐操作1、檢查設(shè)備。2、進(jìn)行4步法洗滌發(fā)酵罐（水洗—火堿洗—水洗—雙氧水洗）。3、接種，添加酵母（接種前先設(shè)定發(fā)酵時(shí)間、壓控上下限和發(fā)酵溫度）。4、打開(kāi)自來(lái)水閥V41。5、打開(kāi)冰水進(jìn)口閥VD17，