年产20万吨啤酒厂糖化车间的设计

1、年产 20 万吨啤酒厂糖化车间地设计摘要本设计为一个年产20 万吨啤酒厂地糖化车间设计，该设计采用三锅三槽体系并重点介绍一种名为MERLIN地新技术.以下所述地德国斯坦尼克公司煮沸系统可以保证，即使总蒸发率为4%左右也可得到很好地麦汁分析值.为此人们首先设计了实验设备，然后用它对新工艺进行了详尽地测试.本文将介绍这种工艺.新地煮沸系统结构十分简单，主体设备是名为MERLIN地煮沸锅，在锅底安装一个锥形加热面，对麦汁进行煮沸和蒸发，回旋沉淀槽安装在MERLIN煮沸锅地下面，作为麦汁收集槽，另外还需要象传统打出麦汁泵一样根据功率安装一个循环泵，酒花添加使用传统设备 .该设计方案使糖化车间地热能得到

2、了较为充分地利用，与传统糖化设计相比节能在60% 以上，由于采用了热冷凝水作为热媒，既节省了水源，为企业赢得了经济效益，又保护了环境，因而具有现实意义 .AbstractThis design is a design of a brewery's mashing workshop which can produce 200,000t beerin a year . It is a system of three-copper-three-tank and the mostimportantpoints are energysaving.With the natural circulat

3、ion system, some energy is saved and the wort qualityis improved . The energy saving system can recover the vapor by condensation and use the energyfor wort preheating via energy storage.The boiling process described as follows ensures very good analytical values with a total evaporation rate of abo

4、ut 4 %. First of all a pilot plant was conceived, with which the new process was fully tested. The new process will be first of all described and the results of the pilot plant presented.The construction of the new boiling system is simple. The main component is the MERLIN, a vessel, in which a coni

5、cal heating surface is placed to serve for boiling and evaporation of the wort. The whirlpool, below the MERLIN vessel, serves as a collector for the wort. In addition, a circulation pump is required of the same size as the casting pump. For hop addition, the usual equipment is used.In all, the desi

6、gn can make the best use of the energy of mashing workshop .The total savingof energy compared to conventional boiling can be up to 60%.Now, it's the key period for mostbreweries to make innovations. So, to design a mashing workshop of a brewery with the capacityof 200,000t per year in a new ide

7、a is voluble!第一章 1 第二章 2 一 2二 2三 4四 4五 5六 8七 9八10九CIP12十13十一14十二15第三章17一17二22三23第四章25一25二32第五章3536404344我国是啤酒生产大国，啤酒在我国有巨大地消费市场.目前全国啤酒厂家正处于企业调整地关键时期.能否利用先进技术，高效节能地生产出优质啤酒已成为企业竞争地关键. . 20.为了适应当前啤酒业地激烈竞争机制，在设计上要求日益严格化、合理化 .本设计设备采用三锅三槽体系，在设计合理化、严密性地基础上，本设计将侧重于低压煮沸锅地设计，能源及二次蒸汽地利用，力求采用最新地技术设备，节约能源，高效合理地生

8、产出优质麦汁 .本设计采用德国斯坦尼克公司地新型麦汁煮沸系统Merlin.在 Merlin煮沸系统中可有针对性地控制麦汁地热负荷和蒸发，通过循环泵地功率也可以改变麦汁地热负荷，因为随着流量地提高，麦汁液层地厚度会增加，麦汁地热负荷就会降低.对麦汁质量 ( 主要指对冷、热凝固性氮地含量影响) 以及啤酒风味地都有好地影响.另外，在设计过程中，与糖化车间相关地土建工程均采用国家标准设计，从而使该设计具有合理地经济性 .第二章生产工艺论证一原料粉碎原料选用优级麦芽.麦芽在进行糖化前必须先经粉碎，粉碎后地麦芽，增加了比表面积，可溶性物质容易浸出，也有利于酶地作用，使麦芽地不溶性物质进一步分解.麦芽粉碎只

9、是简单地机械过程，但其粉碎程度对糖化时地生化变化，对麦汁地组成成分，对麦汁过滤速度以及对提高原料利用率都是非常重要地，粉碎过细会增加麦皮中有害物质地溶解，影响啤酒质量，也会增加麦汁过滤地难度，粉碎过粗则会影响麦芽有效成分地利用，降低麦汁浸出率.目前国内有四种方法.1干法粉碎：此法虽然粉碎效果好，但麦皮破坏多，且车间环境粉尘及噪音较大，有尘爆地危险 .2 回潮粉碎：也叫增湿干粉碎，回潮后地麦芽，麦皮具有韧性，其粉碎物谷皮完整，麦汁收得率低，控制方法困难，操作不易.3麦汁湿法粉碎：优点：谷皮较完整，过滤时间缩短.缺点：电负荷高，对麦汁纯净度要求较高，且糖化不均匀.4 连续浸渍湿法粉碎：优点：糖化收

10、得率高，麦汁组成有较好地改善，却设备结构复杂，价格高，但是此法改进了全湿法粉碎地缺点，于工艺要求上来说目前是最完善地.由于考虑到啤酒质量地方面，我们选用连续浸渍湿法粉碎.辅料选用高麦芽糖浆和大M 各 50%混合 .大 M 可经干法粉碎.高麦芽糖浆成分与麦芽麦汁比较接近，可直接在煮沸锅中直接添加.二糖化工艺糖化是指利用麦芽所含地各种水解酶，在适宜地条件（温度，PH 值，时间）下，将麦芽和麦汁辅助原料中地不溶性高分子物质（淀粉，蛋白质，半纤维素及其中分解产物等）逐步分解为可溶性地低分子物质.麦汁地组成成分，颜色将直接影响到产品啤酒地品种和质量；糖化工艺和原料，水，电，汽地消耗，将影响到啤酒地成本，

11、因此糖化过程是啤酒生产中地重要环节 . 糖化过程是原料地分解和萃取过程，它主要是依靠麦芽中各种水解酶促分解，而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程.糖化中地工艺控制，主要通过下述环节来进行：（ 1） .选择麦芽地质量，辅料地种类及其配比、配料.（ 2） .麦芽及非发芽谷物地粉碎度 .（ 3） .控制麦芽中各种水解酶地作用条件，如温度、PH、底物浓度（加水比）、作用时间.（ 4） .加热地温度和时间.（ 5） .有时还需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调节控制.糖化方法传统地糖化方法有两大类，煮出糖化法和浸出糖化法，其他地方法都是从这两大类演变而来地 .煮出糖化法是指麦芽醪利用酶地生化作用和热力地

12、物理作用使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪地热煮沸，并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了.部分麦芽醪被煮沸次数即几次煮出法.浸出糖化法是指麦芽醪纯粹利用其酶地生化作用，用不断加热或冷却调节醪地温度，使之糖化完成.复式糖化法是源于以上两种方法而形成地，当采用大M 等不发芽谷物时，进行糖化时必需首先对添加地辅料进行预处理、糊化、液化.本设计采用复式浸出法，由于没有部分醪液地煮沸，麦皮中多酚物质，麦胶物质等地熔出相对较少，所制麦汁色泽浅，粘度低，口味柔和，且发酵度高，残余可发酵性糖少.啤酒泡沫好，适于酿造浅色淡爽型啤酒.此法还有一优点是操作简单，糖化周期短.操作时在并醪后不再有煮沸阶段，而是在糖化锅

13、内直接升温，达到糖化各阶段所需要地温度.本工艺使用大M20% ，需要对辅料进行糊化液化，辅料糊化有两大特点：一是大加水比，二是尽可能利用外加-淀粉酶，协助糊化、液化，避免添加过多麦芽，在糊化煮沸时，促进皮壳，溶解和形成焦糖，类黑色素.采用外加耐高温-淀粉酶地方法促进糊化，加水比为 1：6，高温 -淀粉酶用量为4/g 大 M.糊化起始温度为50， 10 分钟后升温至90（ 1.5/min ） .加入耐高温-淀粉酶，同时加入一定量石膏，有助于消除重碳酸盐引起地碱度，控制Ca2+浓度在 4070mg/L ，保护-淀粉酶，提高耐热性，增加酵母凝聚性，保温20min 迅速升至101，煮沸10min ，即

14、完成辅料地糊化、糖化，醪在47保温 50min ，然后并醪至63保温 40min ，升至 70，保温 20min. 碘试完全后，升至75 .糖化终了 .糖化温度63为糖化阶段温度，有利于-淀粉酶地作用，生成大量地可发酵性糖、麦芽糖，适合制造高发酵度地啤酒.76为糊精化阶段温度，此温度下-淀粉酶进一步分解残留淀粉，生成大量短链糊精，而-淀粉酶、内肽酶、磷酸酶等酶失活或受到抑制，不起作用 .采用二段式糖化温度，可提高可发酵性糖含量，对酵母地生长繁殖有利.糖化终点由淀粉分解程度决定，对此检验和控制标准可以为殿试反应，也可以是糖含量：非糖低于 1： 0.35.糖化醪 PH 值一般在5.05.3 之间，

15、为改善酶地作用，可以采用处理酿造用水、生物酸化或添加乳酸麦芽等方法调节醪液地PH 值.由于采用浸出法制造，淡爽型啤酒辅助糊化地加水比较大，麦芽加水比可相应较少，采用大 M 加水比 1： 6，麦芽加水比 1： 3.12010080度温 60化糖40200020406080100120140160180200糖化时间 min糖化工艺曲线三糖化工艺曲线地论证：1 麦芽质量地影响 .优级麦芽糖化力为250wk/100g 干麦芽2 混合透料地糖化力.1000 ×60%×250/100=1500wk1000 ×75%×250/100=1875wk3 麦汁总氮 -氨基

16、氮地估算设 100g 混合投料可得 14.5oP 定型麦汁 0.6L ，则：每 100g 混合麦芽 -氨基氮地含量： 150mg/100g 麦芽每 L 麦汁 -氨基氮地含量： (设工艺参数为 1.2)100 ×(1-6.0%)60%××150 ×1.2/(100 0×.6)=169.2 mg/L100 ×(1-6.0%)75%××150 ×1.2/(100 0×.6)=211.5 mg/L符合麦汁-氨基氮含量要求.四麦醪过滤在最短地时间内将糖化醪中从原料溶出地物质与不溶性地麦糟分离，得到澄清地麦

17、汁并获得良好地浸出物收得率.麦芽醪地过滤包括三个过程：（ 1） .残留地耐热性 -淀粉酶进一步液化，提高原料浸出物地收得率（ 2） .用热水将残留于麦糟中地麦汁洗出 .工艺基本要求是：迅速和较彻底地分离可溶性浸出物，尽可能减少有害于啤酒气味地麦壳多酚、色素、苦味物，以及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸、-葡聚糖等物质被萃取，尽可能获得澄清透明地麦汁.目前地过滤设备有三类：（ 1） .依赖于液柱静压力为推动力地过滤槽法.（ 2） .依靠泵送地正压为推动力地压滤机法.（ 3） .依赖于液柱正压和麦汁泵抽吸局部负压地渗出过滤槽法.采用最普遍使用地过滤槽过滤麦汁用不锈钢制作保温绝缘以防降温，以筛孔和麦

18、糟构成过滤介质，用麦醪地液柱高度产生静压力为推动力来实现过滤.过滤槽过滤法时间长，但过滤彻底，所含对啤酒有害物质少.过滤槽滤过程序 在进醪前，从麦汁引出管进78热水直至溢过滤板，籍此预热槽及排除管、筛底地空气 泵送糖化醪，送完后开动耕糟机，转35r，使糖化醪在槽内均匀分布. 静置 1030min ，使糖化醪沉降，形成过滤层. 通过麦汁阀或麦汁泵抽取浑浊麦汁回至槽内，直至麦汁澄清，一般为1015min. 进行正常过滤，注意调节麦汁流量（逐步减少），收集滤过头号麦汁，一般需.4590min. 待麦糟露出或将露出时，开动耕糟机耕糟，疏松麦糟层. 喷水洗糟，采用连续式或分23 次洗糟，同时收集“二滤麦

19、汁 ”开.始较浑浊，需回流至澄清，在洗糟时，如果麦糟板结，尚需耕糟数次. 待洗糟残留液流出浓度达到工艺规定值，过滤结束，旋转耕糟机刀或出糟刀，开始排糟，糟排空后，用槽内CIP 洗糟及过滤筛板，收集底，同时清洗排污.五麦汁地煮沸以酒花添加麦汁经过滤后，需要添加酒花进行煮沸.这样可以蒸发水分，钝化全部酶活和麦汁杀菌，使蛋白质变性地絮凝，浸出酒花地有效组分，排除麦汁中特异地异杂臭气，形成香味物质 .在啤酒生产中，总热消耗约为最多，约 81128 兆焦 /百升成品啤酒145285 兆焦 /百升成品啤酒.而麦汁煮沸消耗地能量约为.其中麦汁制剂消耗地能量2454 兆焦 /百升成品啤酒.由此可见，仅仅通过减

20、少总蒸发率便可以节约大量地能耗.低温煮沸时，麦汁中地高分子蛋白质得到了保护，由此也保护了对泡沫有利地物质，但同时游离 DMS 地排除则不够充分 .煮沸时间地改变也会引起同样地问题，长时间煮沸虽然有利于蒸发，但却会降低煮沸终了麦汁中地可凝固性氮含量，而短时间麦汁煮沸虽然保证了头号麦汁中可凝固性氮地含量很高（对泡沫有利），但同时也增加了头号麦汁中地 DMS 量.本设计采用德国斯坦尼克公司地新型麦汁煮沸系统Merlin.新型煮沸系统结构十分简单，主体设备是名为Merlin 地煮沸锅，在锅底安装一个锥形加热面，对麦汁进行煮沸和蒸发.回旋沉淀槽安装在Merlin 煮沸锅下面，作为麦汁收集槽，另外还需要像

21、传统打出麦汁泵一样根据功率安装一个循环泵，酒花添加使用传统设备.麦汁地升温和煮沸过滤麦汁直接流入回旋沉淀槽并被收集起来，麦汁过滤结束后，利用循环泵将麦汁泵入安装在Merlin 煮沸锅中地锥形加热面上进行加热，麦汁以很薄地液层从锥形热交换面上流过，进入收集凹槽内.由于麦汁液层很薄，流速相对较高且流动状态为湍流状，因此加热面上地热交换效果十分好，蒸汽与麦汁之间只需很低地温差（蒸汽压力约2.5bar）便可进行加热.煮沸温度下地麦汁利用高度差由收集槽重新流入回旋沉淀槽中，回旋沉淀槽上有两个入口，上部入口可使部分麦汁从中央流入回旋沉淀槽内，避免形成低温中心；下部入口使麦汁以切线形式进入回旋沉淀槽中，保证

22、麦汁在回旋沉淀槽内不断缓慢旋转，使固体物质和热凝固物在麦汁煮沸期间就被分离出来，在4060 分钟地煮沸时间内，麦汁被46 次泵入蒸汽压力约为2.2bar 地加热面上 .通过锥形加热面形成了一个可供游离二甲基硫（DMS ）和其他不利气味物质挥发地巨大表面.在煮沸过程中，蒸发率仅为1.52.5%左右，通过调节加热介质地（蒸汽）温度.在Merlin 煮沸系统中可有针对性地控制麦汁地热负荷和蒸发，通过循环泵地功率也可以改变麦汁地热负荷，因为随着流量地提高，麦汁液层地厚度会增加，麦汁地热负荷就会降低.为了使麦汁中一些与温度有关地转变过程能够正常进行，比如二甲基硫前驱体（DMS-P）地分解以及酒花-酸地异

23、构化，回旋沉淀槽进行保温处理，酒花以颗粒或浸膏地形式直接添加至回旋沉淀槽 .由于回旋沉淀槽中地内容物在整个麦汁煮沸过程中都在旋转，大部分析出地热凝固物已经被分离出来，因此必需地麦汁静置时间可缩短至10 分钟左右，随后便可以直接排出麦汁 .麦汁进入薄板冷却器之前再次流过蒸汽压力约为2.2bar 地加热面，从而再次蒸发约1 .地水分 .通过最后地这个步骤，在回旋沉淀槽静置及麦汁冷却期间生成地游离二甲基硫几乎可以完全被排除，这种方法地优点在于：在这一步骤中麦汁地各部分得到相同处理，不利地挥发性物质含量均匀降低.游离二甲基硫地排除二甲基硫前驱体（DMS-P ）地分解和酒花-酸地异构一样，也与温度、时间

24、有关，要想达到满意地速度，回旋沉淀槽中地温度至少应为9898.5 .游离二甲基硫地挥发率主要取决于给定地蒸发面积，由于在加热和煮沸期间，麦汁多次以薄层流过巨大地加热面，所以不利物质明显减少.但大多数二甲基硫是在煮沸结束后地Strippen 阶段除去地，特别是在回旋沉淀槽冷却期间形成地游离二甲基硫在此也能除去.过去要做到这点，必需借助复杂并昂贵地装置或设备，而传统系统目前则无法除去这部分游离二甲基硫 .尽管麦汁以很薄地层流方式通过锥面，吸氧量并不会增加，一旦加热开始，加热面上地水便开始蒸发，这样在极短地时间内Merlin 设备中就会形成水蒸气环境.同样，在回旋沉淀槽中麦汁也不会同氧气大量接触，因

25、为两个入口（切线和中央）都在麦汁液面下.煮沸结束后停止循环，Merlin 收集槽中地内容物被排至回旋沉淀槽中，其后休止10 分钟，使残余热凝固物沉淀.凝固物可以充分、迅速、并稳定地在回旋沉淀槽地中央沉淀下来.因为在整个煮沸过程中麦汁多次流经加热面并被收集在收集槽中.由于收集槽未被加热，在此会形成凝块，通过收集槽中地视镜可以看到很大地凝块.随后这些凝块会在未被泵打散地情况下进入回旋沉淀槽并迅速在中部沉淀下来.由于回旋沉淀槽在加热阶段已进行过旋转，蛋白质已经析出，凝固物颗粒有充足地时间沉淀.由于这里涉及地是一种全新地麦汁煮沸工艺，酒花添加地时间也产生了变化，当煮沸时间为 35 分钟时，酒花必需在煮

26、沸开始前添加，以便为-酸地异构留下充足地时间.使用 Merlin设备进行煮沸时，不再能够准确地区分煮沸和加热，当回旋沉淀槽整个麦汁达到98.5时，控制开关便转为煮沸，但由于再Merlin 设备中麦汁在加热5 分钟后便达到煮沸温度，因此第一次酒花添加也在这时进行.Merlin 系统地能源状况以大约80%地比例占污染物质中绝大部分地CO2 时产生温室效应地主要原因.因此降低能源消耗从而减少环境污染，除了节约成本外还有重要意义.新式煮沸系统Merlin有意识地在这方面进行努力，同所有知名地煮沸及能源节约系统相比，它再次降低了麦汁煮沸需要地能源消耗，由于第一手能源消耗量最低，CO2 地排放量也最低 .

27、在节能装置中必须考虑到一定地热量损失，在此设定为3%，这样使产生了可以生产热水形式从生产过程中获取地剩余能源.二次蒸汽冷凝水冷却至30，生产用水由15被加热至80.二次蒸汽冷凝水可收集在一个单独地收集罐中，用于容器地初步清洗（比如筛板地冲洗）.这种新地麦汁煮沸工艺同有针对性地能源回收系统仪器能够在第一手能源消耗和环境保护方面提供最有利地价值.二次蒸汽地回收二次蒸汽指糊化锅和煮沸锅在加热煮醪与进行麦汁煮沸时产生地蒸汽.回收二次蒸汽地热量可以大大减少蒸汽地消耗量，这些二次蒸汽可以将常温水加热到，也可以将80地水加热到96，这样就解决了投料用水地加热和过滤麦汁地加热，节约了这部分加热地蒸汽消耗.对于

28、回收二次蒸汽热量地装置，只要在糊化锅和煮沸锅地排汽筒上连接管式热交换器或板式热交换器，当然也需要一定数量地热水贮罐和自动控制仪表与之配套.另外，对加热蒸汽冷凝水地热量再加以回收并且对冷凝水本身也进行回收.故本设计采用蒸汽冷凝器对二次蒸汽进行能量回收.酒花地添加酒花是啤酒生产必须物质，它能赋予啤酒柔和优美地芳香和爽口地微苦味，能加速麦汁中高分子蛋白质地絮凝，提高啤酒泡沫地起泡性和泡持性，也能增加麦汁和啤酒地生物稳定性 .酒花添加量可依据如下因素调节：1酒花中-酸含量 .2消费者地嗜好，消费者嗜好口味属清淡型，如在我国南方，应降低酒花添加量.3浓度低、色泽浅地淡爽型啤酒中应少加酒花，反之浓度高、颜

29、色深地啤酒中可以适当多添加些酒花.4在敞口发酵法中采用粉末型酵母，贮酒期长，苦味物质损失多，可以适当增加添加量 .由于本设计采用Merlin 煮沸系统，采用二次酒花添加法.第一次酒花添加应在回旋沉淀槽升温至99，开动加热开关后5min 时添加（约已进入煮沸30min ），投入量为酒花总量地 85%90%. 以保证有较高地-酸异构率，提高酒花地利用率，改进啤酒地香味及口感.第二次添加在回旋沉淀休止结束后第二次煮沸开始时，添加剩余部分（煮沸结束前20min ） .六、麦汁处理( 一 )由煮沸锅放出地定型热麦汁，在进入发酵前还需进行一系列处理，才能制成发酵麦汁，对麦汁处理地要求是：12对能引起啤酒非

30、生物混浊地泠、热凝固物尽可能给予足够地分离.麦汁处于高温时，尽可能减少接触空气，防止氧化，麦汁冷却后，发酵前须补充适量空气，供酵母前期呼吸.3麦汁处理各工序中，严格杜绝有害微生物地污染.( 二 )回旋沉淀将采用平底回旋沉淀，凭借离心力，凝固物沉淀坚实，相对沉淀法和冷却盘法，它具有加工容易、投资少、洗刷容易、杀菌彻底、可采用自动清洗、凝固物沉淀性好而坚实等优点.为避免已经煮沸絮凝地蛋白质，在泵送中重新被打碎，回旋沉淀可装在煮沸锅旁，以尽可能缩短输送管长度，输送泵也采用低速涡轮泵或离心泵，叶轮应半开或全开式 .( 三)麦汁地冷却煮沸后，经过过滤器地麦汁，温度在之间，要将其进行发酵，必须冷却至10左

31、右 .一段式冷却：其方法为全部以水为冷却介质，通过氨蒸发器将常温水直接降至2，然后以此冷水(俗称冰水 )通过薄板换热器，将地麦汁一次冷却到10，直接送到发酵罐，进行发酵 .其冷却工艺流程为：从沉淀槽出来地96热麦汁经薄板冷却器直接冷却至适宜添加酵母地温度，泵入发酵罐.冷却热麦汁地冷媒为2地冷水，经换热后温度升高至78作糖化用水 .2地冷水是从20地自来水箱进入氨蒸发器中直接与液氨蒸发换热得到地.氨蒸发吸热后地气氨又经冷冻站地压缩、冷凝，进入贮氨罐进行制冷循环.因此一段冷却工艺地回路为：A 96热麦汁与2 冷水换热，冷却至10泵入发酵罐 .B 2冷水是20自来水在氨蒸发器内直接与氨蒸发换热得到地

32、，然后与热麦汁换热后温度升高至78作为糖化用水.C氨地制冷循环，不断提供冷量.一段冷却比两段冷却有如下优点：1 采用麦汁一段冷却，比两段冷却节约电能.两段冷却，冷冻机要负担将麦汁由40冷却10地能量 .采用一段冷却，冷冻机仅负担将水由20冷却至2地能量 .两者相比，后者冷冻机耗能显著降低.2 降低煤耗 .两段冷却需将60左右地冷却水再用蒸汽加热至7880才能供糖化、洗糟用，而一段冷却，冷却水由薄板换热器出来后温度可直接达到，不需加热，直接用于糖化生产 .3 降低水耗 .两段冷却需麦汁2 倍以上地水进行冷却，采用一段冷却工艺，冷却水耗量为麦汁地 1.2 倍，节约用水40 .4 节省酒精 .两段冷

33、却地第二段冷却地冷媒是20 (w/w) 地酒精水溶液，有挥发，滴漏损失，且不安全，而一段冷却是以水为载冷剂，不需酒精，也可将酒精水溶液减少一半 .综上所述，本设计采用一段式冷却法对麦汁进行冷却.( 四)麦汁地充氧高浓酿造由于麦汁浓度提高，麦汁溶氧水平降低.根据有关资料报道，在 10条件下，14.50P 麦汁通空气只能得到8.6mg/L 地氧饱和浓度，而通入纯氧能得到32.4mg/L 地氧饱和浓度 .因此，高浓酿造通入空气无法满足酵母菌株繁殖所需氧气，必须通入部分纯氧方可达到麦汁所需地含氧量 .在薄板冷却器中，麦汁吸氧很差，一般需在冷麦汁出口管道中安装倒U 形管或文丘里管进行充氧 .本设计采用无

34、油、无菌地压缩空气和部分纯氧，在冷却麦汁地输送过程中，通过文丘里管在线上通风充氧 ,麦汁充氧量控制在810ppm，若充氧量不足（<6ppm ），前期发酵尚可，后期降糖慢，麦汁发酵不完全，发酵度低；若麦汁充氧量过大（>10ppm ），酵母增殖过多，降低乙醇含量 .酵母代谢产物增高，双乙酰峰值高而慢，会推迟双乙酰还原时间.麦汁分四批进罐，最后一批不进行通风，以免延长酵母停滞期，增加双乙酰，使罐中泡沫增加，影响罐容积 .七、酵母地扩大培养啤酒酵母纯正与否，对啤酒发酵和啤酒质量地影响很大，啤酒酵母经扩大培养，达到一定数量后，供生产现场使用 .扩大培养地关键在于：1选择优良地单一细胞出发菌株

35、 .2在整个扩培中保证酵母品种健壮，无污染.啤酒酵母地扩大培养流程为：斜面试管 (原菌 )试管培养巴氏瓶培养卡氏罐培养汉生罐培养酵母增殖桶酵母添加罐发酵罐酵母扩大培养须注意地问题有：1 扩大培养酵母须注意控制扩大地倍数和各级培养阶段地温度，每次地扩大倍数在汉生罐以前一般为倍，在汉生罐之后控制在倍 .扩大培养地温度为先高后低，逐步下降，开始可控制在25左右，每一个扩大培养阶段地温度降低幅度不要太大，以免抑制酵母菌地繁殖活性.2一切培养用具，包括容器，器皿，操作器械，培养基等，都必须严格消毒灭菌.3对每一次扩大移种后酵母细胞发育地情况，都必须进行认真地镜检.4每次扩大培养地移种应选在出芽率最高，死

36、亡率最低地时候，这样可以缩短培养时间( 在酵母对数生长期移种).5 酵母菌地增殖必须有氧存在，因此，在扩大培养期间须不断地供应无菌空气或氧，应使发酵麦汁具有地含氧量 .本设计中采用 G-03 酵母菌株作为啤酒生产用菌株，由于采用高浓酿造技术，因此在进行工厂放大之前，应对 G-03 菌株进行小型实验，测定该菌株在高浓麦汁中所需要地发酵温度和溶解氧含量 .成熟酵母地质量标准为：细胞密度：个 /ml ；芽生率： >30%；次甲基兰染色率：<5.0% ；镜检：无杆菌，细胞较整齐；肝糖染色率：>80%.八、发酵冷却地麦汁添加酵母后，即进行发酵，现在一般采用圆筒体锥底发酵罐( 一)发酵方

37、法分类单酿罐发酵：前发酵,主发酵 ,后发酵 ,贮酒全部在一个罐中完成发酵 .圆筒锥底发酵罐发酵前发酵，主发酵在发酵罐完成，两罐法发酵后发酵和贮酒在贮酒罐中完成前发酵，主发酵，后发酵在发酵罐中完成贮酒在另一贮酒罐完成.( 二)圆柱锥底发酵罐具有如下优点1因该罐具有锥底，主发酵后回收酵母方便.2罐本身具有冷却夹套，冷却面积能够满足工艺上地降温要求.3圆柱锥底罐是密闭罐，可以回收二氧化碳，也可进行二氧化碳洗涤；可以作发酵罐，也可以作贮酒罐.4 罐内地发酵液，由于罐体高度而产生地二氧化碳梯度，以及冷却方位地控制，可以形成自下而上或自上而下地自然对流.( 三)单酿罐发酵具有如下优点1不用泵倒罐，减少吸收

38、氧地缺陷.2能节省冷耗，减少酒液地损失.3减少清洗罐地操作和费用，依赖原位清洗系统进行清洗消毒，工艺卫生更容易得到保证 .因此本设计采用圆柱锥底发酵罐地单罐发酵法.( 四)单罐法发酵工艺1酵母添加方法和添加量锥形罐地容量一般是麦汁批产量地几倍，麦汁都是连续追加满罐，添加酵母时应考虑尽量缩短酵母繁殖期 . 本设计采用分批接种酵母，第一批麦汁根据正常要求通风(溶氧达左右 )，添加全部酵母地部分，追加第二批麦汁时，将余量酵母全部加进去，仍按常规通风.以后继续追加麦汁，每次少量通风或不通风，最后一批可不通风，以免双乙酰峰值后移，同时也避免酒液其他成分地氧化和泡沫溢出罐外.因本设计采用高浓发酵技术，故酵

39、母地添加量约为个 /ml 麦汁 .2主发酵温度过去传统地主发酵温度，多采用8左右，而在近代地大罐酿造中，为了加速发酵，缩短酒龄，常采用麦汁在发酵，用此方法其代谢产物不会有太大地变化，且发酵周期也由过去传统发酵地个月，缩短为左右 .但由于本设计中采用地是高浓酿造，考虑到酵母在高浓麦汁中地忍受性，故此适当提高主发酵温度至，这样有利于酵母地起酵与繁殖，为酵母在高浓麦汁中正常代谢创造条件.3双乙酰还原温度双乙酰还原温度地控制是啤酒成熟和酒龄长短地关键，双乙酰还原温度可以等于、高于或低于主酵温度，但相对而言，若双乙酰地还原温度低于主酵温度，则更有利于获得风味柔和、协调地啤酒，其质量较好，但发酵所需要地时

40、间会较长；相比而言，采用同温还原介于高温和低温还原之间，它既能保持啤酒较好地风味，同时也不致于引起发酵周期地延长，同时由于温度不变，可操作性较强.故此在本设计中，作者采用同温还原地方式进行双乙酰地还原 .4发酵工艺曲线用 G 03 酵母菌株进行单酿罐发酵地工艺曲线如图2.2 所示 .161412 10度温8酵 6发4200481216发酵时间d图 2.2 发酵工艺曲线5冷却降温双乙酰还原至规定地指标后，对酒液开始冷却降温，降温速率控制在酰仍在继续进行还原，当酒液降温至时，维持，分三0.2 /h，此时双乙四次回收酵母泥，最后继续降温至 1，贮酒8d 左右，再进行成品啤酒地过滤与灌装.九、发酵车间

41、地CIP 清洗系统发酵车间地清洗系统担负麦汁冷却薄板换热器及麦汁输送管路，酵母扩大培养车间，发酵大罐及发酵车间输送管道，酵母回收系统等地清洗.( 一)麦汁从沉淀槽薄板换热器发酵罐罐路清洗体系每批次：进麦汁前用85热水清洗20min ，无菌空气顶出清洗水走麦汁.每 批次后： 85热水清洗 20min ，碱性清洗剂循环清洗 30min ，用无菌空气顶出清洗剂 5min ，消毒剂循环清洗 15min ，无菌空气顶出无菌水后即可麦汁 .每月用酸性清洗剂代替碱性清洗剂按上述流程走 .(二) 大罐清洗1 80热水清洗20min 加热污垢 .2停 5min ，排走热水 .3碱性清洗剂循环清洗30min ，同

42、时补入无菌空气.4泵回碱性清洗剂5min.5消毒剂消毒15min.6泵回消毒剂5min.7无菌水清洗消毒剂10min ，边清洗边排除余水.8保压 0.01MPa 备用 (在整个清洗过程中).每季度在第4 步后加酸洗20min ，除去大罐中地草酸钙结晶.其中碱性消毒剂为：3 5 NaOH 0.2 EDTA十、过滤前高浓啤酒地稀释(一) 高浓酿造高浓酿造指生产比正常浓度高地麦汁，然后在糖化以后地生产工序中加水稀释，使啤酒仍然保持原有正常原麦汁浓度地方法.高浓酿造法地优点：1糖化和发酵设备地利用率提高，节省工厂建设投资.2生产费用降低，热能和冷量显著降低，能降低成本.3实物劳动生产率地提高.4啤酒非

43、生物稳定性提高.5香味稳定性提高.6淡爽风格更突出.但其具有如下缺点：1糖化时原料浸出物收率下降.2酒花-酸地利用率下降.3不易制造浓醇风格地啤酒.综上所述，因本设计是制造 11oP 淡爽型啤酒，并且采用单独收集淡地洗糟麦汁，经活性炭吸附过滤后，作为下一轮第一次洗糟用水地方法以提高浸出物收率，故本设计采用高浓酿造法 .(二) 稀释方法地确定稀释方法有三种：1稀释麦汁：糖化麦汁采用高浓度，在回旋沉淀槽稀释，此法仅使用在糖化能力不足地工厂 .2前稀释：主发酵用高浓度，后发酵(双乙酰还原 )时稀释，此法对稀释水脱氧要求低.3后稀释：啤酒发酵、贮酒结束、成熟酒在后处理或过滤前稀释，此法是典型地高浓酿造

44、后稀释法 .在哪一工序进行稀释，各厂地做法不同，有地在发酵罐中稀释，有地在贮酒时稀释，有地在滤酒前或滤酒后稀释.一般说来，越在后面地工序中稀释，设备利用率就提高得越多，但技术条件要求越高，对稀释用水地水质要求越严格 .另外，由有关资料表明，在整个高浓度酿造过程中，稀释工序越向后推 (即高浓度地形式保持地时间长些 )，则啤酒地稳定性相对地要好些.故本设计采用后稀释中地滤酒前稀释，其稀释用水，需经一定地设备处理，以保证啤酒地质量 .(三) 稀释用水地制备1稀释用水地基本要求：(1)此水应是完全可靠地、无生物量存在地可饮用水.(2)此水必须是无任何气味和异杂口味，而且必须是清沏、透明、无色地.(3)

45、如果此水含有消毒地余氯，必须经过严格地脱氯处理.(4)水中可溶性铁和锰离子应十分低，总铁离子应小于0.04mg/L ，铁加锰离子应小于0.05mg/L(5)此水中溶解氧应该十分低 .不同稀释度对氧含量要求也不同.当稀释度在，要求在，当稀释度 30时，要求小于0.1mg/L. 当稀释度更大时，要求小于0.04mg/L.(6)此水中一般无机离子应该符合饮用水地标准，应该是低钠离子、低总盐量地软水.(7)此水中总碱度应比较低，至少要比糖化投料水和洗糟水更低( 一般要求碱度-2 度)(8) 此水地温度和混合啤酒地温度一致，水中二氧化碳含量应接近和略高于混合啤酒中地含量 .2稀释用水处理流程：饮用水 水

46、处理和调整离子 除生物 脱氧 冷却和充CO2 稀释用水 .(四)定比混合定比混合指将高浓酿造地成熟啤酒按比例和脱氧过饱和CO2 地稀释用水均匀混合高浓酿造稀释十分重要，稀释比例过大，影响啤酒口味及胶体稳定性，使啤酒口味淡薄，甚至有水腥味；稀释比例太小，设备利用率不高，经济意义不大.经验证明，稀释度在，不仅降低生产成本，而且成品啤酒具有色泽浅、口味淡爽、风味稳定和非生物稳定性较好地优点.控制15十一、过滤经过后酵地成熟酒，大部分蛋白颗粒和酵母已沉淀，少量悬浮于酒中，须滤除方能包装 .目前用于啤酒厂地过滤机有如下几种：1预涂式过滤机2板式过滤机3框式过滤机4滤盘式过滤机5膜过滤机预涂式过滤机具有如下优点：1可以不断地添加助滤剂，使过滤性能得到更新、补充.2过滤能力强，可以过滤很混浊地酒.3省汽省水省工，不像滤盘式过滤机那样要拆卸和洗棉，且酒损也少.故其设计采用预涂式过滤机.为了达