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分解和浸取过程。糖化过程是一个非常复杂的生化过程。
糖化醪过滤 麦芽醪过滤就是要获得澄清麦汁。麦芽醪的过滤包括如下三个过程:残留在糖化醪中的耐热性的α-淀粉酶,将少量的高分子糊精进一步液化,使之全部转变成无色糊精和糖类,提高原料浸出物收率;从麦芽醪中分离出“头号麦汁”;用热水洗涤麦糟,洗出吸附于麦糟的可溶性浸出物,得到“二滤、三滤麦汁”。
麦汁的煮沸 麦汁的煮沸主要是为了蒸发多余水分,使麦汁浓缩到规定浓度;为了破坏酶的活力,防止淀粉酶等继续作用,稳定可发酵性糖与糊精的比例,稳定麦汁组成;同时能达到麦汁灭菌,特别是乳酸菌等杂菌,避免发酵时产生酸败,以保证最终产品的质量。
冷却 麦汁煮沸定型后,必须立即进行冷却,目的在于麦汁冷却至定型温度,适合酵母发酵的需要;充入一定量的氧气以利酵母繁殖;除去麦汁煮沸及冷却时凝聚的沉淀物和酒花,以利发酵和提高啤酒质量。冷却要求时间短,麦汁无细菌且不浑浊,沉淀损失少,操作简单。
2.4.3发酵
啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下,利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动,其代谢的产物就是所要的产品—啤酒。由于酵母类型的不同,发酵的条件和产品要求、风味不同,发酵的方式也不相同。根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式,目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。发酵分前发酵、主发酵和后发酵。所谓前发酵,实际上是接种酵母处于休眠阶段,酵母和麦汁接触后,有较长生长滞缓期,才能进入出芽繁殖细胞浓度,发酵麦汁表面开始起沫,此阶段为前发酵。主发酵是啤酒发酵的主要阶段,也是啤酒发酵的第一阶段,主要内容是啤酒酵母菌对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵,生成酒精和CO2以及其他一些物质,以构成啤酒的主要成分。主发酵过程工艺的控制很重要,重点控制的是温度、浓度和时间。三者互相制约,又相辅相成。
2.4.4后处理及包装
经过发酵后的成熟啤酒液,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,必须经过过滤将其除去,以得到清亮透明的啤酒。这样既可使啤酒的外观富有吸引力,又可大大改善啤酒的生物稳定性与非生物稳定性。然后,才可进行包装。啤酒过滤或分离的方法有:滤棉法、硅藻土法、板式过滤法、微孔薄膜过滤法、离心分离法。较合理的工艺是联合方式处理,硅藻土法与离心分离法常作粗滤,板式过滤法和微孔薄膜过滤法作精滤。单用滤棉过滤法或硅藻土过滤法一次处理可制新啤酒,但不能达到无菌水平。成熟啤酒经过过滤以后,即可包装出厂。啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序,对啤
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酒质量与外观有直接的影响。啤酒的包装方式,根据销售需要而分为瓶装啤酒、罐装啤酒和桶装啤酒等几种。一般在当地销售的啤酒以不经杀菌的桶装或瓶装、罐装鲜(生)啤酒为主,而运至外地销售的以及出口啤酒,则通常是经过杀菌的瓶装或罐装熟啤酒,或经无菌过滤的纯生啤酒,其保质期较长。
3.设计工艺计算
3.1全场物料衡算 3.1.1工艺指标
根据我国啤酒生产情况,有关生产原料配比、工艺指标及生产数据如下表:
表3—1 基础工艺指标表
项目 名称 无水麦芽浸出百分比(%) 项目 名称 麦芽 75 原料配比 大米 冷却损失 95 发酵损失 98 6 12 啤酒损失率(对热麦汁) 过滤损失 装瓶损失 总损失 1 0.8 0.7 7 30 4.5 百分比(%) 70 定 率 无水大米浸出率 原料利用率 麦芽水分 大米水分 额 标 准
3.1.2对100Kg原料(75%麦芽、25%大米)生产啤酒物料衡算
1.热麦汁计算
原料收得率
麦芽收得率为:0.75(100-6)÷100=70.5% 大米收得率为:0.95(100-12)÷100=83.6%
混合原料收得率为:0.98(0.70×70.5%+0.30×83.6%)×100%=72.94% 由此,100kg混合原料可制得11°P热麦汁量为:72.94÷11×100=663.09kg
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又知11°P麦汁在20℃时的相对密度为1.0442,而100℃热麦汁比20℃时的体积增加1.04倍,故100℃热麦汁体积为:663.09÷1.0442×1.04=660.42L 2.冷麦汁量:660.42×(1-4.5%)=630.70 L 3.发酵液量:630.70×(1-1%)=624.39L 4.过滤酒量:624.39×(1-0.8%)=619.39L 5.成品啤酒量:619.39×(1-0.7%)=615.05L
6.酒花耗用量:每100L热麦汁加入酒花量定为0.28kg则100Kg原料耗用酒花量为: 660.42/100×0.28=1.85kg
7.湿糖化糟:设排出湿麦糟含水80% ,
麦糟:70×[(1-6%)×(100-75)÷(100-80)]=82.25kg 大米糟:30×[(1-12%)×(100-95)÷(100-80)]=6.6kg 湿糖化糟:82.25+6.6=88.85kg
8.酒花糟:设酒花糟在麦汁中浸出率40%,酒花糟含水量按80%计算,
酒花糟 1.85×(1-40%)÷(1-80%)=5.55kg 9.酵母量(以商品干酵母计):
生产100L啤酒可得商品酵母1kg,则生产615.05L啤酒可得6.1505kg干酵母湿酵母含水分 85%,酵母固形物6.15×(1-85%)=0.92 kg
含水分 7%的商品干酵母0.92×1÷(1-7%)=0.99kg
3.1.3生产100L啤酒物料衡算
由上面计算可知100kg混合原料可生产11°P成品啤酒615.05L 1.生产100L11°P淡色啤酒需耗混合原料为:
100÷615.05×100=16.26kg
2.麦芽耗用量:
16.26×70%=11.38kg
3.大米耗用量:
16.26×30%=4.88kg
4.酒花耗用量:100L麦汁中加入酒花量为 0.28kg,则100L11°P啤酒耗用酒花量: 660.42/615.05×0.28=0.3kg 5.热麦汁量:
660.42÷615.05×100=107.38L
6.冷麦汁量:
630.70÷615.05×100=102.54L
7.发酵液量:
624.39÷615.05×100=101.52L
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8.过滤酒量:
619.39÷615.05×100=100.71L
9.成品酒量:
615.05÷615.05×100=100L
10.湿糖化糟量:设排出的湿麦糟水份含量为80%,则
湿麦糟量[(1-0.06)×(100-75)÷(100-80)]×11.38=13.37 kg 湿大米糟量[(1-0.12)×(100-95)÷(100-80)]×4.88=1.07kg 综上可得湿糖化糟量 13.37+1.07=14.44kg
11酒花糟量:设麦汁煮沸过程中酒花浸出率为40%,且酒花糟水份含量为80%,
则酒花糟量[(100-40)÷(100-80)]×0.3=0.9kg 12.酵母量(以商品干酵母计):
生产100L啤酒可得2kg湿酵母泥,其中一半作生产接种用,一半作商品酵母用即1kg,湿酵母泥含水分85%
酵母固形物量:1×(100-85)÷100=0.15kg 那么含水分7%的商品干酵母量为:0.15×100÷(100-7)=0.16kg
3.1.4年产20万吨啤酒糖化一次物料衡算
生产旺季每天糖化 7次,旺季以170天计,占年产量70%,淡季每天糖化4次, 均留10天检修,以170天计。则每年总糖化次数7×170+4×170=1870次(11°P 淡色啤酒密度1.012 kg/L) 1.每次糖化啤酒量为:
200000×1000÷1.012÷1870=105683.66L
2.消耗混合原料为:
105683.66×16.26÷100=17184.16kg
3.消耗麦芽为:
17184.16×70%=12028.91kg
4.消耗大米为:
17184.16×30%=5155.25 kg
5.消耗酒花为:
0.3×105683.66÷100=317.05 kg
6.热麦汁为:
107.38×105683.66÷100=113483.11L
7.冷麦汁为:
102.54×105683.66÷100=108368.02L
8.湿糖化糟为:
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14.44×105683.66÷100=15260.72 kg
9湿酒花糟为:
0.9×105683.66÷100=951.15kg
10.发酵液为:
101.52×105683.66÷100=107290.05L
11.过滤液为:
100.71×105683.66÷100=106434.01L
12.成品酒为:
100×105683.66÷100=105683.66L
13.商品干酵母为:
0.16×105683.66÷100=169.09kg
由前述的的三项生产物料衡算计算结果整理得全厂生产物料衡算表,如下所示:
表3—2 全厂物料衡算表
物料名称 混合原料 麦芽 大米 酒花 热麦汁 冷麦汁 湿糖化糟 湿酒花糟 发酵液 过滤液 商品干酵母 成品酒 单位 Kg Kg Kg Kg L L Kg Kg L L Kg L 100Kg原料 100 70 30 1.85 660.42 630.70 88.85 5.55 624.39 619.39 0.99 615.05 100L啤酒物料 16.26 11.38 4.88 0.3 107.38 102.54 14.44 0.9 101.52 100.71 0.16 100 糖化一次物料衡算 17184.16 12028.91 5155.25 317.05 113483.11 108368.02 15260.72 951.15 107290.05 106434.01 169.09 105683.66 年产20万吨啤酒衡算 32134379.2 22494061.7 9640317.5 592883.5 212213415.7 202648197.4 28537546.4 1778650.5 200632393.5 199031598.7 316198.3 197628444.2
全年实际生产成品酒量为:197628444.2×1.102=217786545.5Kg=21.7786万吨
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