齐齐哈尔大学毕业设计(论文)
90807060温度/℃50403020100025456585105125时间/min145图2-1 糖化曲线
原料的配比：麦芽100% 粉碎前浸泡60秒
糖化：在糖化中,麦芽的糖化分解,采用二段式糖化。首先经过62.5℃糖化,此温度下糖化,麦芽中核苷酸、内切肽酶及?-淀粉酶均有活性,促进了核酸分解（形成核苷酸、及嘌呤、嘧啶）；内切肽酶还有一定活性,可补充蛋白质的分解,形成较多的可溶性氮（多肽）；?-淀粉酶在此段温度有最高活性,有利于形成较多的可发酵性糖。此休止一般为20～40min。随后再升至70℃进行第二段糖化,主要发挥?-淀粉酶的催化作用,提高麦汁收率。二段温度糖化分解,对提高麦汁发酵度十分有利。
2.3.3麦芽醪的过滤
糖化结束后，应尽快地把麦芽汁和麦糟分开，以得到清亮和较高收得率的麦芽汁，避免影响半成品麦芽汁的色香味。因为麦糟中含有的多酚物质，浸渍时间长，会给麦芽汁带来不良的苦涩味和麦皮味，麦皮中的色素浸渍时间长，会增加麦芽汁的色泽，微小的蛋白质颗粒，可破坏泡沫的持久性。
过滤的方法有压滤机法和过滤槽法，此次设计所采用的方式是过滤槽法。过滤槽的优点是操作简单，工艺成熟，进醪排糟都很容易也是比较普遍的。在醪夜进槽前其中就有78℃的温水，使水溢过率板，作用是预热槽以及排除管塞底的空气，泵送糖化醪送完
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后开幼耕槽机转3～5r，使糖化醪在槽内均匀分布，静置20min使糖化醪沉降形成过滤层通过回流泵使麦汁回流直至麦汁澄清,一般需要10～15min。进行正常过滤注意调节麦汁流量（逐步减少）收集头号滤过麦汁一般需要45～90min，待麦糟快要露出时开动耕槽机耕槽，疏松麦糟层，喷水洗槽。采用2～3次洗槽，同时收集二滤麦汁，开始比较浑浊，需要回流直至澄清待洗槽残液流出浓度达7度时过滤结束，旋转耕槽机刀开动耕槽机，打开麦糟排除阀 。
2.3.4麦汁的煮沸和酒花的添加
1.煮沸的目的: (1)蒸发水分、浓缩麦汁 (2)钝化全部酶和麦汁杀菌 (3)蛋白质变性和絮凝 (4)酒花有效组分的浸出 (5)排除麦汁中特异的异杂臭气
麦汁的容量已盖满煮沸锅的加盐层时,即开始加热了,使麦汁维持在70～80℃之间,防止菌酸菌等产菌污染,待麦糟洗涤结束后即加大蒸汽量,使麦汁达到沸腾。本设计采用外加热煮沸锅,可以防止局部过热,引起麦汁色度加深和加热面结垢,清洗困难。煮沸强度10%,1.5小时煮沸时间,加入石膏调pH。
2.添加酒花的目的: (1)赋予啤酒爽快的口感 (2)赋予啤酒特殊的香气 (3)保持啤酒的非生物稳定性
添加方法：第一次，煮沸5～15min后，添加总量的5%～10%，主要是消除煮沸物的泡沫；第二次，煮沸30～40min后，添加总量的55%～60%，主要是萃取?-酸，并促进异构；第三次，煮沸80～85 min后，加剩余酒花，主要是萃取酒花油，提高酒花香。[4]
优点：1、广泛采用酒花颗粒，酒花的苦味物质比酒花球果易溶解。2、煮沸设备改进、麦汁循环强化、蒸发强度提高，煮沸时间缩短。3、酒花使用量减少，更强调?-酸的异构化率。
2.3.5麦汁的处理
热凝固物分离工艺，采用回旋沉淀槽法。热麦汁由双向切线方向进槽,在槽内回旋产生离心力。由于受槽内运动离心力的作用力的合力把颗粒推向槽底中央。该设备占地面积小,加工容易投资也少。如不分离热凝固物,在发酵中,会引起热凝固物吸附大量酵
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母,使发酵不正常。同时在发酵中被分散,将来进入啤酒,影响啤酒的非生物稳定性。
技术条件：
(1)麦汁液面与槽直径比1:2～3。
(2)槽底部向出口倾斜1～2%便于凝固物中麦汁缓慢流出。 (3)麦汁进口速度10～16m/s(泵能力)。
(4)进料时间12～20min,麦汁静置时间30～40min。 (5)麦汁切线进口位置约在麦汁高度1/3处。
2.4 发酵工艺
冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始。整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要氮源，可发酵性糖为主要碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而增殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。
酵母恢复阶段：酵母细胞膜的主要组成物质是甾醇，当酵母在上一轮繁殖完毕后，甾醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成甾醇，产生新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖甾醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的参与下进行，合成代谢的主要能量来源由暂储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。下一阶段，酵母细胞基本不繁殖，即所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供下一次接种使用。
有氧呼吸阶段：此阶段主要是指酵母细胞以可发酵性糖为主要能量来源，在氧的作用下进行繁殖。
无氧呼吸阶段： 在此发酵过程中，绝大部分可发酵性糖被分解成乙醇和二氧化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖，麦芽三糖。
2.4.1啤酒酵母
酵母是生产所有酒类不可缺少的物质，酵母的种类很多，啤酒酵母的学名：Saccharomyces cerevisiae，根据Loder分类，酵母有39属，350种。啤酒酿造中酵母的主要作用是降糖，产生二氧化碳和酒精。但不是所有的酵母都可以用来酿酒，用来酿制啤酒的酵母大部分是经过人工培养的专用酵母，称之为啤酒酵母。啤酒酵母又可分为上面发酵酵母和下面发酵酵母。用上面发酵酵母酿造的啤酒，在发酵过程中，温度比较高，发酵时间比较短，发酵完毕以后，酵母大多漂浮在上面。一般来讲，Ale,Stout这些种类的啤酒大多采用此种酵母。相反，使用下面发酵酵母在酿制啤酒的发酵过程中，温度比较低，发酵时间比较长，发酵完毕之后，酵母大多沉聚在底部，像Pilsner Beer,Munich Beer
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这类的著名啤酒，大多采用此种酵母进行发酵。值得一提的是，用来酿酒的酵母，均含有大量的蛋白质和多种氨基酸，维生素以及矿物质，特别是核酸，更具有抗老防衰的独特作用。
2.4.2发酵工艺曲线
发酵工艺曲线如图2-2。
141210温度/℃86420-21234567时间/d891011121314图2-2 发酵工艺曲线
2.4.3工艺的论证
入罐温度为10℃,此温度选在10℃比较适合，因为若低于此温度，升温的时间会很长，在长时间的升温过程中很容易染菌。因此一天就要升到主发酵温度，并且采用的是自然升温。
本设计中麦汁进罐的方法是直接进罐法。冷却通风后的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母,泵到锥形发酵罐，全量酵母与第一锅麦汁一次性加入锥形罐中。
直接进罐的作用是为了缩短起酵时间,大多采用较高的接种量。本次设计采用的接种是设定在3.0%，因此接种后细胞浓度为2.0×106个/ml，此细胞浓度对啤酒风味物高级醇以及双乙酰的含量是均匀合理的,对啤酒的发酵度与酒精度也是有帮助的，麦汁是分批进入C.C.T的，为了减少VDK前驱物质α-2乙酰乳酸的生成量,要求满罐时间在12～18h内。因本设计为14o全麦啤酒，主发酵温度在9.5～12℃比较适合,主发酵的温度若过低会导致啤酒酿造完后容易上头，设计选取主发酵温度12℃，属中温发酵。
在发酵的过程中双乙酰的还原也是非常重要的环节，双乙酰已被视为啤酒好坏的标度。由于本设计选用的菌种繁殖快，满罐后第2天发酵的降糖与还原双乙酰这两个生化过程基本在12℃下同时进行。
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当外观浓度降至40pVDK＜0.1mg/l,在1天内降至5℃停留24小时，排酵母,是为了提高啤酒的口感、味道及改善酵母泥的品质。
2.5 啤酒的过滤和贮酒
2.5.1过滤的目的
发酵结束的成熟啤酒，虽然大部分蛋白质和酵母已经沉淀，但仍有少量物质悬浮于酒中，必须经过澄清处理才能进行包装。啤酒过滤的目的：除去酒中的悬浮物，改善啤酒外观，使啤酒澄清透明，富有光泽；除去或减少使啤酒出现浑浊沉淀的物质（多酚物质和蛋白质等），提高啤酒的胶体稳定性（非生物稳定性）；除去酵母或细菌等微生物，提高啤酒的生物稳定性。
2.5.2过滤的方法
本次设计采用烛式过滤系统和膜式过滤系统。
由于滤层铺设在刚硬的支承环上，故管路压力波动，不致于引起预涂层折裂变形；滤柱是圆形截面，过滤表面积随着滤层厚度而增加，当滤层积聚成大的外直径时，不仅仅外表面的硅藻土起过滤作用，在较小直径的内部也引起过滤作用；在机壳内部没有任何活动部件，这对灭菌是有利的；易于实现自动化控制。综合其他因素，设计中采用了环式（烛式）硅藻土过滤机。
膜式过滤主要用于精滤生产无菌啤酒,啤酒先经离心机离心或硅藻土过滤机粗滤后,再入膜滤除菌。该法的优点是可以直接滤出无菌鲜酒，若配合无菌包装可省出巴氏杀菌机而产生出生物稳定性可靠的成品啤酒，从而有利于啤酒泡沫稳定性，成品酒无过滤介质污染，产品损失率减少。
2.5.3贮酒
本次设计采用贮酒温度是-1℃,因为对酒的保质期有好处,但也不能太低因为酒会结冻。啤酒过滤后存放清酒的容器称为清酒罐。清酒罐是过滤机和灌装机之间的缓冲容器，为了灌装稳定，清酒需要停留6-12小时才能灌装，但清酒在清酒罐最多只能存放3天。
清酒罐不能用空气背压，要用二氧化碳或无菌氮气背压，因为整个发酵过程要求的无菌程度较高。清酒罐每周要用酸、碱洗一次，每隔1-2个月进行一次CIP系统清洗。
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