啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒， 而且营养丰富。 啤酒发酵就是利用啤酒酵母对麦汁中 的某些组分进行一系列的 生物化学代谢，产生酒精及各种风味物质，形成具有独特风味的 酿造酒。1、实验目的 通过小型装置熟悉啤酒酿造全过程及其中间控制。2、要求1熟悉酿造装置及其设备的主要特性；2熟悉啤酒酿造工艺及啤酒酿造设备的操作；3通过试验了解发酵液的变化，如：酵母细胞浓度，酵母芽生率等；4锻炼同学在生产中分析问题和解决问题的能力。3、实验装置及其原辅料3.1 原辅料 麦芽：澳麦麦芽，焦香麦芽 酒花：苦花、香花 酵母：下面酵母 S-189 3.2 实验装置 实验装置为微型啤酒设备引进山东中德设备 本啤酒生产系统主要设备构成如下：1糖化系统 ：包括麦芽粉碎机、糖化锅、过滤槽、麦汁泵。2发酵系统 ：发酵罐、酵母添加罐。3CIP 洗涤系统： 包括消毒罐、碱水罐、消毒车。4换热系统： 薄板换热器。5制冷系统： 包括冰水罐、冰水制冷机组、冰水泵。4、实验步骤4.1 麦芽粉碎4.1.1 设备检查：查看粉碎机料斗内有无杂质，零部件是否紧固，电源线是否接好、是否有 裸露。电机接地、其它附件是否正常，如无异常，准备粉碎。4.1.2 原料检验：麦芽粉碎前，仔细检查麦芽外观质量，有无霉烂现象，不同酒种每批粉碎量为：大麦啤酒：大麦芽 15-20kg 依麦芽质量定，焦香麦芽 200-400g；小麦啤酒：大麦芽、小麦芽各8-10kg ;黑啤酒：大麦芽16-18kg，焦香麦芽2-4kg;黑麦芽1-1.5kg。 特别注意：大麦芽应当即粉即用，不宜长时间保存，更不可过夜。焦香麦芽、黑麦芽粉碎时，不得润水。4.1.3 将麦芽参加料斗中，开始粉碎，粉碎过程中，随时取样检查麦芽粉碎情况，根据麦芽粉的粗细，适当调整磨盘与固定盘的间隙和进料量，粗、细粒比例为1:2.5。4.1.4 粉碎时操作人员应该佩戴防尘器具，粉碎过程中严禁将手伸进料斗内，粉碎室内严禁 烟火。4.1.5 后处理：粉碎结束后，切断电源，回收内存物料，清理设备上的粉尘及地面卫生。4.2 麦汁糖化4.2.1 设备检查：检查糖化锅、过滤槽管件、阀门、仪表及水、电供给是否正常，无异常， 清洗干净，准备投料。4.2.2 设备消毒：在投料前，将糖化锅内加约 60kg 水注：所添加的水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排掉，以防干烧！ ，翻开电加热开关，开始加热。待水升温到 90C,停止加热。用该90C热水将整套设备含换热器循环清洗消毒20分钟。清洗消毒后的水打入经CIP清洗后的发酵罐暂存，待洗糟用。其中发酵罐的CIP阀应保持开启状态，以防止罐内形成负压对罐体造成损害。 特别注意：热水在发酵罐暂存待洗糟用期间，一定要保持 CIP 阀的开启状态，否那么 当温度下降后，罐内会形成负压，造成发酵罐罐体的损害！制备投料水：在糖化锅内加一定量的水约70kg,同时翻开电加热开关，开始加热。 加热过程中要开启旋涡阀和麦汁泵35分钟，以便混合均匀，升温至50-55T，停止加热;翻开有关阀门，启动麦汁泵，将投料水自过滤槽底部泵入 70 kg。 特别注意：糖化锅内所制备的投料水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排 掉，以防干烧而损坏电热管 !4.2.4 投料蛋白分解：先启动过滤槽搅拌，将大麦芽粉投入过滤槽内，搅拌均匀，停止 搅拌，开始计时;小麦啤酒先投入大麦芽，搅拌均匀后，再投入小麦芽，然后搅拌均匀; 保持温度52仁C，时间70分钟。制备兑醪水：糖化锅内继续加水至 60kg，开始加热，升温至100C，停止加热；开启 有关阀门，准备兑醪。 特别注意：糖化锅内所制备的兑醪水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排 掉，以防干烧而损坏电热管 !4.2.6 兑醪淀粉糖化：蛋白分解结束，启动过滤槽搅拌，把醪液搅起，搅拌的同时把100C热水从过滤槽底泵入，兑醪温至 66C，停止进水；黑啤酒在温度兑好后，参加焦香麦 芽和黑麦芽粉，继续搅匀35分钟；66E保持80分钟。4.2.7 清洗糖化锅：翻开排污阀，排掉糖化锅内剩余热水，用清水清洗掉锅内水垢等污物 后，关闭所有阀门，等待过滤。4.2.8 静置：糖化结束，启动过滤槽搅拌 58 分钟，待醪液均匀后，静置 1015 分钟，等 待回流过滤。4.3 过滤4.3.1 麦汁回流：注意静止时间，到时要及时回流，开启有关阀门和麦汁泵，将麦汁在过滤 槽内回流 5-10 分钟，观察视镜内麦汁清亮后，切换回流阀到过滤阀，将麦汁泵入糖化锅。 特别注意：采用抽滤法过滤时，要调节变频器，谨慎控制麦汁流量，保持回流的稳 定性。4.3.2 测原麦汁浓度：过滤 20 分钟后，取样测原麦汁浓度。A. 热麦汁处理：从糖化锅内取一测量筒麦汁，慢慢放入事先备好的自来水筒内，降温至30C以下可以用其他方法冷却，但不能误入冷水，摇匀、放稳；B. 糖度测量：取量程为020 BX的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，接 近预计读数值 12 BX 左右时再松手， 5 分钟后读取麦汁凹液面处糖度表的数值；轻轻取 出糖度表，检查表上麦汁温度值，对应查出糖度修正值，获得原麦汁浓度值；糖度计要轻 拿轻放，用后清水洗净、擦干，妥善保管；4.3.3 洗糟：原麦汁过滤至将近露出糟面时进行洗糟，开启耕糟机，将发酵罐内暂存的局部 热水泵入过滤槽进行洗糟，加完水后，停止耕糟，待形成新的滤层，再重复前面的过滤程 序，洗糟一般为 2-3 次，总加水量约 25L。4.3.4 混合浓度测定：洗糟 2-3 次后，测定混合麦汁浓度按麦汁总蒸发量为 10%，煮沸时 间为90分钟计算，假设控制沸终麦汁浓度为12 BX，那么混合麦汁浓度控制在10.8-11.0 BX。4.3.5 排糟：洗糟 2-3 次后，测混合麦汁浓度到达要求时，停止过滤，翻开出糟门，用出糟 耙将麦糟排出。 特别注意：麦汁过滤过程中，假设麦汁不清或过滤困难，可搅起醪液静止 10 分钟， 重新打回流，直至麦汁清亮。4.3.6 清洗：排糟完毕，即用水清洗过滤槽壁、过滤筛板及耕糟机，翻开过滤槽底阀进行排 污。4.4 麦汁煮沸10 分4.4.1 加热：麦汁液位超过电加热规定的液位后，开始电加热升温。加热过程中每隔 钟翻开旋涡阀，开启麦汁泵12分钟。4.4.2 麦汁煮沸：加热至麦汁沸腾时开始计时，煮沸时间 90 分钟，麦汁始终处于沸腾状 态；控制沸终麦汁浓度，假设在规定时间内浓度未达要求，可适当延时。4.4.3 添加酒花：麦汁煮沸开锅 5分钟和沸终前 1 0分钟，分别添加苦型和香型酒花，加量分 别为 40g (0.04%)和 20g (0.02%)。 特别注意：A. 煮沸过程中，谨慎控制电源，防止热麦汁溢出，防止烫伤！B. 酒花称量完后，原包立即密封包装放入冰箱，以防氧化。4.5 麦汁旋沉煮沸结束，停止电加热。翻开糖化锅锅底阀和切线打入阀，同时开启麦汁泵，在糖化锅内打循环 10 分钟，静止沉淀 30 分钟，进行麦汁冷却。4.6 管路杀菌糖化锅热水升温至90C，停止加热，将麦汁管路和换热器杀菌20分钟，杀菌时稍开充氧阀，对充氧管同时杀菌，杀菌结束，关闭阀门。4.7 麦汁冷却4.7.1 检查：换热器管件、阀门、仪表及冰水、自来水、氧气 (瓶装纯氧，压力低于 1.5MPa 停止使用，应换瓶)供给是否正常，如无异常准备冷却。4.7.2 冷却：依次开启冰水阀和冰水泵，然后再开启麦汁阀、麦汁泵、氧气阀，进行麦汁冷却。控制冷却温度：大麦酒 9.0 5C,小麦酒13.0 .5C。干酵母控制冷却温度：大麦酒11.0 5C，小麦酒18.0 .5C。也可根据工艺自行确定冷却温度。4.7.3 排残留洗液：麦汁冷却初期，必须用麦汁将换热器内的残留洗液完全顶出后，方可将 麦汁通入发酵罐。4.7.4 充氧：麦汁冷却的同时，对麦汁进行不间断充氧，剂量约为麦汁量的1-2 倍。回收：麦汁冷却完毕，用氧气把管道中麦汁顶入发酵罐。用糖化锅内80 C热水冲洗所用管路、换热器 10 分钟。4.8 发酵系统4.8.1 检查：发酵罐管件、阀门、仪表及冰水、氧气供给是否正常，如无异常准备洗涤、进料。4.8.2 洗涤：( 4步法)a. 水洗：发酵罐进料前，先用自来水间歇冲洗 15分钟。b. 火碱洗：排净残留水后，用 45-50C、浓度5%的火碱溶液循环清洗30分钟碱液浓 度降低时要及时补充 ，循环完毕，回收碱液 注意防护，操作时必须带防护器具，严禁肢 体直接接触碱液。c. 水洗：排净残留碱液后，再用自来水间歇冲洗 15分钟，方法同 。d. 双氧水洗：排净残留水后，再用浓度 1%的双氧水循环清洗 20分钟，方法同 ， 将罐内残双氧水排放干净，关闭排气阀，进出料阀和出酒阀。 注意防护，操作时必须带防 护器具，严禁肢体直接接触双氧水 注意： a. 洗涤期间，必须翻开出酒阀。b.发酵罐洗涤禁止用热水、次氯酸、氯气等含有Cl-的消毒剂杀菌。4.8.3 接种：发酵罐进麦汁前，先添加酵母泥，剂量为麦汁量的 1%干酵母为 0.1%。4.8.4 充氧：麦汁冷却过程中，必须从换热器充氧口不间断充氧。麦汁进罐 24 小时内，还 要分3次从物料口充氧，每次13分钟，罐内压力始终保持0.03MPa至封罐。4.8.5 排杂：投料后第二天排冷凝固物 -慢开物料阀，杂质排出即可，以后每天排杂一次。4.8.6 测糖：投料后第二天取样测糖至封罐前，每天必测a. 发酵液处理：先排除出酒管内杂质，取一测量筒发酵液，用两只杯子反复倾倒100次杯间距不低于50cm以除去发酵液内的CO2，倒入测量筒，放稳。b. 测量糖度：取量程为 010BX 的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，其 它同原麦汁浓度测量法。4.8.7 前发酵：大麦酒保持温度9.0 .2C、压力0-0.03MPa至封罐，时间约3-4天，小麦酒保持温度 13.0 2C、24小时后升至18C、压力0-0.03MPa至封罐，时间约2-3天。4.8.8 封罐复原：a. 大麦啤酒：糖度降到4.2 .2BX时，自然升温至12C，并保持，同时封罐、升压至 0.09MPa，并保持，时间为4天。小麦啤酒：糖度降到 4.2 2BX时，保持18C，同时封 罐、升压至0.09MPa,并保持，时间为4天。b. 检双乙酰：封罐 4 天后，假设无明显双乙酰味，可降温，假设有明显双乙酰味，可推迟1-3 天降温。后发酵贮酒：复原结束后，应当在 24小时内按规定降温至0C、并保持，同时保 持罐内压力0.09MPa，时间：大麦啤酒3-5天，小麦啤酒1-3天。 特别注意：降温规定，5C以前，以 C /小时的速率降温；5C以后，以C/小时的速率降温至0C。酵母处理：降至5C时，酵母可回收使用。使用前，将最先排出的酵母排入地沟，酵 母的使用代数不超过 6 代；储酒时间超过 1 周时，每天排酵母 1 次。假设酵母不使用，降至 2 C时应排掉。4.8.11 发酵罐的自动控制a. 温度：按照工艺要求设定各种参数。b. 压力：按照工艺要求，及时将电接点压力表上下限设置到规定值。5、问题与讨论1过滤过程中耕糟的目的是什么？2通过本实验总结生产中应注意哪些平安事项？