10万吨11°淡色啤酒发酵罐的设计(3)

2019-09-01 09:23

式,以节省动力消耗。

贮酒室的冷耗量,一般为:

①排管冷却:600~800千卡/昼夜/m3 ②冷风冷却:1000~1200千卡/昼夜/m3 啤酒的澄清:

①啤酒澄清的作用:啤酒澄清时在贮酒期间,是使酒中所含的悬浮物沉淀下来。 澄清的目的是使过滤时顺利,产量高;滤后的酒透明度好,稳定性高。 ②啤酒中的主要悬浮物质: a.酵母细胞; b.冷凝固性蛋白质; c.酒花树脂;

d.蛋白质-多酚氧化物的复合物质。 ③影响啤酒澄清的因素: a.悬浮物质的性质;

b.贮酒温度高温(3℃以上)快于低温(0℃以下);

c.PH值:酒液度PH在(4.0~4.5)上面发酵(PH4.0以下); d.容器大小;e.酒液粘度。 4.圆筒体锥底发酵罐发酵及其工艺:

①发酵方法分类:主要分单酿罐发酵和两罐法发酵两种。本次设计选择单酿罐法发酵。 ②设备的结构特点:

⑴设备的外型特点:外筒体蝶形或拱形盖,锥形体底,罐筒体壁和锥底有各种形式的冷却夹套。单酿罐一般的D:H=1:1-2。发酵罐底角,考虑到发酵中酵母自然沉降最有利,取排出角73-75°。

⑵罐材料:大型C.C.T均采用碳钢加涂料或是不锈钢两种材料。

⑶冷却夹套:国内C.C.T大多用低温低压(-3℃,0.03MPa)液态冷媒在半圆管,弧形管的夹套,或米勒板式夹套内流动换热。冷却夹套的单酿罐内一般分三段:上段距发酵液面15cm向下排列,中段在筒体的下部距支座15cm向上排列,锥底段尽可能接近排酵母口,向上排列。

⑷隔热层和防护层:绝热材料常用绝热材料聚酰氨树脂或自熄式聚苯乙烯泡沫。外防护层采用0.7-1.5mm厚的合金铝板或0.5-0.7mm的不锈钢板,特别是瓦楞型板更受欢迎。

⑸罐主要附件:智能型铂温度传感器,清洗取样阀,安全阀,真空破坏阀,CIP执行机构,上视镜,灯镜,空气和二氧化碳排出管装置。

③圆筒体锥底发酵罐发酵工艺: ⑴进罐方法

采用直接进罐方法。

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⑵接种量和起酵温度

麦汁直接进罐法,为了缩短起酵时间,大多采用较高接种量,0.6%~0.8%,接种后细胞浓度为(15加或减3)×106个/ml。麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的,一般低于主发酵温度2~3℃。目的是使酵母繁殖在较低温度下进行,减少酵母代谢副产物过多积累。 ⑶主发酵温度 采用低温发酵 ⑷VDK还原

在大罐发酵中,后发酵一般称VDK还原阶段。VDK还原初期一般不排放酵母,也就是发酵全部酵母参与VDK还原,这可缩短还原时间。 ⑸冷却、降温

VDK还原终点是根据成品啤酒应VDK的含量而定。 ⑹罐压控制

利用N2备压0.6~0.8Mpa。 ⑺酵母的排放和收集 酵母回收循环使用五代。 2.6.4 啤酒发酵方法的选择

啤酒发酵方法主要有以下几种方式:连续发酵法,上面发酵法,下面发酵法,一罐发酵法,以下就这几种发酵方法进行详细分析和比较来进行取舍。 (1)连续发酵

连续发酵主要有多罐式连续发酵和塔式连续发酵,这种连续发酵系统都可大大 缩短发酵周期,提高设备利用率,降低了投资,减少了酒损,降低了蒸汽、劳动力和洗刷费用,提高了酒花利用率,且产生的成品啤酒质量稳定。但是这几种连续体系也各有不足:多罐式系统需搅拌,动力消耗大。塔式系统对酵母要求高,使用的酵母不仅要求发酵度高,而且要求凝聚性强。并且塔式观造价高,不利于小规模生产。更重要的是,连续发酵法啤酒从风味上品评与间歇法啤酒差别大,难以被消费者接受。

八十年代后,锥形罐发酵取代了传统发酵,生产周期得到了缩短,而连续发酵由 于污染和风味(特别是双乙酰)控制的困难逐步停止了使用。从实际情况出发,故本设计不采用此法。 (2)上面发酵的工艺特点

A、上面发酵系在较高的温度(15~20℃)下进行的,酵母起发快,接种量可以减少,因此形成的酵母新细胞较多。发酵终了,大部分酵母浮在液面,酵母使用代数大大增加长久没有衰退现象,但酵母回收工作较下面发酵复杂。

B、上面发酵的麦汁接种温度为14~16℃,比较高。发酵三天左右,当酵母升至液面时,为发酵旺盛阶段,此时应开始降低液温,可采用12~14℃冷水冷却,并在酵母形成泡盖时

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立即撇去,发酵4~6天即行结束。

C、发酵结束,酵母成紧密的一层浮在波面上,厚约3~4厘米。优良的酵母,其酵母层应具有褶皱状的外观。

D、上面发酵在发酵过程中通风时间长,目的是使酵母悬浮发酵液中,对凝聚性强的酵母通风尤属必要。

E、上面发酵一般不采用后发酵,主发酵的发酵度接近发酵度,下酒后,加胶澄清,贮藏一阶段,采用人工充CO2,使达到饱和。若上面发酵采用后发酵工艺,下酒是酒液中应保留部分残糖,继续发酵,产生CO2,饱和在酒中。

F、上面发酵配制的啤酒成熟较快,设备周转快,啤酒有独特风味,但保存期短。 (3)下面发酵

传统下面发酵法,发酵容器安置在空气过滤、绝热良好和清洁卫生的发酵室内, 保持室温5~6℃,采用开放式或密闭式,圆形或方形的发酵容器。 下面发酵的特点

①采用下面酵母,主发酵温度较低,发酵进程比较缓慢。主发酵完毕后,大部分酵母沉降在容器底部。

②下面发酵啤酒的后发酵期较长,酒液澄清良好,酒的泡沫细致,风味柔和,保存期较长。

(4)一罐法发酵

随着啤酒工业的发展,现有啤酒厂普遍采用一罐发酵工艺,即麦汁的主发酵, 双乙酰还原、降温以及贮酒阶段在同一个露天发酵罐中进行。一罐法工艺有以下优点:清洗消耗少,因为只有一个容器必须清洗;转入空罐时CO2损失少;酒损少,因为没有了管道中残酒的损失;所需的工作时间少,因此不用倒罐;节能,因为不用倒罐,没有氧侵入的危险。故在设计中采用此法。

故本设计选用锥形罐一罐法下面酵母发酵(即发酵温度为5~10℃) 2.6.5 酵母的添加与回收

在麦汁进行充氧同时添加酵母,为了使酵母均匀分布在发酵罐中,酵母应在整个麦汁流入过程中均匀添加,接种量一般为(1.5-1.8)×107/mL麦汁,即约0.6-0.8L浓酵母泥/hL麦汁。种酵母要求:外观色泽洁白,凝聚性良好,无黏着现象,无杂质,无变异,镜检酵母细胞大小整齐,健壮,无杂菌感染,细胞活性97%以上,冷水低温保存时间不超过3天,使用代数不超过7代。沉降于发酵罐底的酵母可以分为三类:上层为轻质酵母,主要由落下的泡盖和最后沉降下来的酵母细胞组成,可做饲料或经行其它综合利用。中层为核心酵母,由健壮、发酵力强的酵母细胞组成,其量占65%-70%,可留作下批种酵母用。下层为弱细胞或死细胞,由最初沉降下来的颗粒组成,可作饲料或弃置不用。 2.6.6 发酵设备的降温控制

本设计采用的发酵设备为应用极为广泛的露天锥形发酵罐,酵母在发酵过程中会产生

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热量,为使发酵和后熟在设计的工艺温度下进行,必须进行冷却。

常用的冷却方式有两种:间接冷却法和直接冷却法,由于直接冷却的冷却介质是液氨,即液氨直接在锥形罐的冷却夹套中蒸发并吸热,在实际生产中需要注意一下几个方面:一是液氨具有刺激性臭味,在一定条件下可燃可爆,二是液氨工作压力较高,且渗透性很强,因而发酵罐的夹套焊接要求也较高,故本设计采用间接冷却方式。

间接冷却方式其冷溶剂是乙二醇与水的混合溶液,它在氨制冷的蒸发器箱中进行冷却,温度一般控制在-5℃左右,它主要用于麦汁冷却和发酵罐的降温,一般情况下,发酵罐冷却系统有两种介质循环,即液氨吸热蒸发制冷循环系统和冷却发酵罐酒液的酒精水循环系统。

2.7 酵母的添加与回收

在麦汁进行充氧同时添加酵母,为了使酵母均匀分布在发酵罐中,酵母应在整个麦汁流入过程中均匀添加,接种量一般为(1.5-1.8)×107/mL麦汁,即约0.6-0.8L浓酵母泥/hL麦汁。种酵母要求:外观色泽洁白,凝聚性良好,无黏着现象,无杂质,无变异,镜检酵母细胞大小整齐,健壮,无杂菌感染,细胞活性97%以上,冷水低温保存时间不超过3天,使用代数不超过7代。沉降于发酵罐底的酵母可以分为三类:上层为轻质酵母,主要由落下的泡盖和最后沉降下来的酵母细胞组成,可做饲料或经行其它综合利用。中层为核心酵母,由健壮、发酵力强的酵母细胞组成,其量占65%-70%,可留作下批种酵母用。下层为弱细胞或死细胞,由最初沉降下来的颗粒组成,可作饲料或弃置不用。 2.8 发酵设备的降温控制

本设计采用的发酵设备为应用极为广泛的露天锥形发酵罐,酵母在发酵过程中会产生热量,为使发酵和后熟在设计的工艺温度下进行,必须进行冷却。

常用的冷却方式有两种:间接冷却法和直接冷却法,由于直接冷却的冷却介质是液氨,即液氨直接在锥形罐的冷却夹套中蒸发并吸热,在实际生产中需要注意一下几个方面:一是液氨具有刺激性臭味,在一定条件下可燃可爆,二是液氨工作压力较高,且渗透性很强,因而发酵罐的夹套焊接要求也较高,故本设计采用间接冷却方式。

间接冷却方式其冷溶剂是乙二醇与水的混合溶液,它在氨制冷的蒸发器箱中进行冷却,温度一般控制在-5℃左右,它主要用于麦汁冷却和发酵罐的降温,一般情况下,发酵罐冷却系统有两种介质循环,即液氨吸热蒸发制冷循环系统和冷却发酵罐酒液的酒精水循环系统。

2.9 啤酒过滤

2.9.1 啤酒过滤理论

经过发酵或后处理的成熟啤酒,其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部,少量仍悬浮于酒液中,这些物质在以后的贮存期间会从啤酒中析出,导致啤酒浑浊。所以,必须经过过滤工序将其除去。

啤酒过滤式一种物理分离过程,是啤酒生产过程中非常重要的生产工序。经过过滤后,

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啤酒外观清亮透明,富有光泽,使其更富有吸引力,同时,可赋予啤酒以良好的生物稳定性与非生物稳定性,使其至少在保质期内不出现外观的变化,从而保证了啤酒外观质量的完美。

2.9.2 啤酒过滤方式的选择与论证

对于啤酒过滤来说,现在使用较普遍的过滤方法主要有硅藻土过滤法、滤棉过滤机和微孔膜过滤机。

硅澡过滤机易实现自动化,过滤效果好,速度快,杂菌清洗容易,维修方便,过滤能力可通过加减滤板框数调节,故选此法。

2.10 啤酒的包装

啤酒的包装形式有瓶装、易拉罐装和桶装三种形式,本设计生产的主要是瓶装啤酒。一瓶啤酒质量的好坏,对消费者来说,首先看到的是这瓶啤酒的包装。产品包装既是产品的卖点,又是市场的亮点,新颖独特的包装设计往往最容易打动消费者的心。因此,啤酒企业不仅要生产合乎标准和品质上乘的产品,而且要有端庄美观的商标和包装,如此才能使其产品更具吸引力和竞争力,使其品牌更加深入人心。啤酒包装的基本功能有以下几点。

(1)保护功能。包装应该保证产品的安全和清洁卫生,使其在储存、运输和销售过程中不致散失、损坏和变质,这是包装最基本的作用。

(2)美化增值功能。美观大方的包装造型、生动形象的图案和新颖别致的装潢可以衬托产品形象,提高产品的附加价值。

(3)促销功能。包装是“无声的推销员”,消费者通过包装可以了解产品,引起消费兴趣,激发购买动机,从而有利于扩大商品销售。

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