喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)10萬(wàn)噸淡色啤酒廠發(fā)酵車間初步工藝設(shè)計(jì) 1．設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本要求 （1）全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇與論證； （2）提取車間物料衡算、熱量、耗水量、耗冷量計(jì)算； （3）相關(guān)設(shè)備的計(jì)算與選型； （4）回執(zhí)全廠工藝流程方框圖，提取車間帶控制點(diǎn)工藝流程圖，提取車間平面圖、立面布置圖； （5）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 2.指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說(shuō)明 [1] 顧國(guó)賢.釀造酒工藝學(xué).（第二版）[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,1996.12 [2] 管敦儀.啤酒工業(yè)手冊(cè)[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,1985.7 [3] 《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.材料與零部件. （第一版）.上海人民出版社,1973.10 [4] 梁世中.生物工程設(shè)備.（第一版）[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,2005.2 [5] 吳思方.發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論.（第一版）[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,2006.1 [6] 陳敏.機(jī)械制圖.（第一版）[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社,2003.8 [7] 姚玉英.化工原理.（第一版）[M].天津大學(xué)出版社,1999.8 [8] 刁玉偉,王立業(yè).化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).（第五版）[M].大連理工大學(xué)出版社,2003.1 3．進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起止日期 1 查閱文獻(xiàn)資料；整理資料；撰寫開(kāi)題報(bào)告 20XX-3-20 — 20XX-3-29 2 全廠工藝流程及工藝參數(shù)的選擇與論證 20XX-3-30 — 20XX-4-15 3 提取車間物料衡算、熱量、耗水量、耗冷量計(jì)算 20XX-4-15 — 20XX-4-26 4 相關(guān)設(shè)備的計(jì)算與選型 20XX-4-26 — 20XX-4-30 5 繪制圖紙 20XX-5-01 — 20XX-6-05 6 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20XX-6-05 — 20XX-6-09 年產(chǎn)10萬(wàn)噸淡色啤酒廠發(fā)酵車間初步工藝設(shè)計(jì) 摘 要 年產(chǎn)10萬(wàn)噸淡色啤酒廠發(fā)酵車間初步工藝設(shè)計(jì) 摘 要 本研究對(duì)年產(chǎn)10萬(wàn)噸9°P淡色啤酒廠的原料類型、制麥、糖化、發(fā)酵工藝進(jìn)行了論證及選擇，在原料利用率為98.5%、麥芽含水分6%、玉米含水分13%、無(wú)水麥芽?出率75%、無(wú)水玉米?出率92%、原料配比（麥芽：玉米）為70:30,總損失率為6%，生產(chǎn)旺季占全年總產(chǎn)量的70%，生產(chǎn)天數(shù)為170天的情況下，對(duì)發(fā)酵車間物料、熱量、冷耗量、空氣消耗量、耗水量進(jìn)行了衡算；對(duì)發(fā)酵車間附屬設(shè)備進(jìn)行了選型；對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度設(shè)計(jì)；繪制了全廠工藝流程方框圖、發(fā)酵車間平面圖、立面布置圖、帶控制點(diǎn)工藝流程圖。 關(guān)鍵詞：啤酒；發(fā)酵車間；工藝計(jì)算；工程制圖 I The Design of A Fermentation Plant with Annual Output of 100,000 Tons Pale Beer ABSTRACT In this design, the process of Light Beer has been chosen, including the use of raw material, malting, saccharification and fermntation, and the feasibility is also demonstrated. The balance calculations of material, heat, cooling consumption, air and water consumptions are made under those following conditions. The utilization ratio of raw material is 98.5%, the water content of malt and rice are 6% and 13% respectively while the leaching rate of anhydrous malt and anhydrous rice are 75% and 92%, the ratio of raw material is 70:30, the total loss ratio is 6%, and the output ratio between the busy season and the whole year is 70% with producing of 170 days. Besides, this design include choosing the proper type of accessorial equipments, and the designations of the structure and intensity of fermentor. Finally, it shows the block plan of whole technological flow chart, the plane and stereograph of fermentation plant, the flow chart with controllable points, and the assembling graph of fermentor. KEY WORDS: light beer, fermentation plant, technological calculation, engineering drawing I 目 錄 目 錄 前　言 1 第1章 全廠工藝論證 4 1. 原料 4 1.1 大麥 4 1.2 啤酒糖化的輔料 9 1.3 啤酒釀造用水 12 2 麥芽制備 12 3 麥芽汁制備工藝 13 3.1 概述 13 3.2 麥汁制造的工藝要求 13 3.3 麥芽與大米的粉碎 13 3.4 糖化原理 16 3.5麥芽醪的過(guò)濾 19 3.6麥汁的煮沸和酒花添加 21 3.7麥汁的處理 22 3.8麥汁的充氧 25 3.9麥汁收率和麥汁質(zhì)量 26 4 啤酒發(fā)酵 26 4.1啤酒酵母 26 4.2啤酒發(fā)酵機(jī)理 27 4.3啤酒發(fā)酵 28 5 成品啤酒 29 5.1啤酒的過(guò)濾與分離 29 5.2啤酒的包裝和滅菌 30 第2章 工 藝 計(jì) 算 30 1 物料衡算 30 1.1定額指標(biāo) 30 1.2發(fā)酵車間物料衡算 31 2.工藝耗水量計(jì)算(含冷水) 36 3. 發(fā)酵車間耗冷衡算 38 第3章 發(fā)酵車間設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 42 1 發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)與選型 42 1.1 發(fā)酵罐體積確定 42 1.2 罐子個(gè)數(shù)的確定 43 1.3 發(fā)酵罐材料的選擇 44 2 發(fā)酵車間其他附屬設(shè)備選型 48 2.1清酒罐 48 2.2擴(kuò)大培養(yǎng)罐選型 48 2.3麥汁殺菌罐 50 2.4 過(guò)濾設(shè)備 50 3 車間布置 51 3.1廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì) 51 3.2廠房的立面布置 51 3.3廠房的平面布置 51 4.1發(fā)酵設(shè)備 52 4.2泵 52 4.3過(guò)濾機(jī) 52 4.4其他罐 52 4.5門、樓梯 52 參考文獻(xiàn) 53 致 謝 54 III 前 言 前　言 啤酒是世界上產(chǎn)量最大，酒精含量最低，營(yíng)養(yǎng)含量非常豐富的酒種。早在1977年7月2日在墨西哥舉行的第9屆“國(guó)際營(yíng)養(yǎng)食品會(huì)議”上就被正式列為營(yíng)養(yǎng)豐富食品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，除茶，碳酸飲料和牛奶外，啤酒與咖啡并列2001年世界人均消費(fèi)量第四位，達(dá)到23L。 啤酒的起源與谷物的起源密切相關(guān)。人類使用谷物制造酒類飲料已有8000多年的歷史。已知最古老的酒類文獻(xiàn)，是公元前6000年左右巴比倫人用黏土板雕刻的獻(xiàn)祭用啤酒制作法。公元前4000年美索不達(dá)米亞地區(qū)已有用大麥、小麥、蜂蜜制作的16種啤酒。公元前3000年起開(kāi)始使用苦味劑。公元前18世紀(jì)，古巴比倫國(guó)王漢穆拉比(Hammurapi？～公元前1750)頒布的法典中，已有關(guān)於啤酒的詳細(xì)記載。公元前130年左右，埃及的啤酒作為國(guó)家管理下的優(yōu)秀產(chǎn)業(yè)得到高度發(fā)展。拿破侖的埃及遠(yuǎn)征軍在埃及發(fā)現(xiàn)的羅塞塔石碑上的象形文字表明，在公元前196年左右當(dāng)?shù)匾咽⑿衅【凭蒲??？辔秳╇m早已使用，但首次明確使用酒花作為苦味劑是在公元 768年。啤酒的釀造技術(shù)是由埃及通過(guò)希臘傳到西歐的。公元1～2世紀(jì)，古羅馬政治家普利尼(公元62～113)曾提到過(guò)啤酒的生產(chǎn)方法，其中包括酒花的使用。中世紀(jì)以前，啤酒多由婦女在家庭釀制。到中世紀(jì)，啤酒的釀造已由家庭生產(chǎn)轉(zhuǎn)向修道院、鄉(xiāng)村的作坊生產(chǎn)，并成為修道院生活的一個(gè)重要內(nèi)容。修道院的主要飲食是面包和啤酒。中世紀(jì)的修道院，改進(jìn)了啤酒釀造技術(shù)，與此同時(shí)啤酒的貿(mào)易關(guān)系也建立并掌握在牧師手中。中世紀(jì)，在歐洲可用啤酒來(lái)向教會(huì)交納什一稅、進(jìn)行交易和向政府繳稅。在中世紀(jì)的德國(guó)，啤酒的釀造業(yè)主結(jié)成了堅(jiān)犟的同業(yè)公會(huì)。使用啤酒花作苦味劑的德國(guó)啤酒也已輸往國(guó)外，不來(lái)梅、漢堡等城市均因此而繁榮起來(lái)。17～18世紀(jì)，德國(guó)啤酒盛行，一度使葡萄酒不景氣。19世紀(jì)初，英國(guó)的啤酒生產(chǎn)大規(guī)模工業(yè)化，年產(chǎn)量達(dá)20Ml。19世紀(jì)中葉，德國(guó)巴伐利亞洲開(kāi)始出現(xiàn)下面發(fā)酵法，釀出的啤酒由於風(fēng)味好，逐漸在全國(guó)流行。目前在德國(guó)，92％的啤酒是下面發(fā)酵法生產(chǎn)的。德國(guó)在19世紀(jì)頒布法令，嚴(yán)格規(guī)定碑酒的原料以保持啤酒的純度，而且由於實(shí)行下面發(fā)酵法和進(jìn)行有規(guī)律的酵母純粹培養(yǎng)，從而提高了啤酒的質(zhì)量，成為近代慕尼黑啤酒享有盛譽(yù)的基礎(chǔ)。在美洲新大陸，17世紀(jì)初由荷蘭、英國(guó)的新教徒帶入啤酒技術(shù)，1637年在馬薩諸塞建立了最初的啤酒工廠。不久，啤酒作為近代工業(yè)迅速發(fā)展，使美 3 國(guó)成為超過(guò)德國(guó)的啤酒生產(chǎn)國(guó)。19世紀(jì)，釀造學(xué)家相繼闡明有關(guān)釀造技術(shù)。1857年，L.巴斯德確立生物發(fā)酵學(xué)說(shuō)；1845年，C.J.巴林闡明發(fā)酵度理論；1881年，E.漢森發(fā)明了酵母純粹培養(yǎng)法，使啤酒釀造科學(xué)得到飛躍的進(jìn)步，由神秘化、經(jīng)驗(yàn)主義走向科學(xué)化。蒸汽機(jī)的應(yīng)用，1874年林德冷凍機(jī)的發(fā)明，使啤酒的工業(yè)化大生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。目前全世界啤酒年產(chǎn)量已居各種酒類之首，已突破100000Ml。1986年全世界生產(chǎn)啤酒101588.7Ml。產(chǎn)量位於前10名的國(guó)家見(jiàn)表1 1986年啤酒產(chǎn)量居前10名的國(guó)家。 19世紀(jì)末，啤酒輸入中國(guó)。1900年俄國(guó)人在哈爾濱市首先建立了烏盧布列希夫斯基啤酒廠；1901年俄國(guó)人和德國(guó)人聯(lián)合建立了哈蓋邁耶爾-柳切爾曼啤酒廠；1903年捷克人在哈爾濱建立了東巴伐利亞啤酒廠；1903年德國(guó)人和英國(guó)人合營(yíng)在青島建立了英德啤酒公司(青島啤酒廠前身)；1905年德國(guó)人在哈爾濱建立了梭忌怒啤酒廠。此后，不少外國(guó)人在東北和天津、上海、北京等地建廠，如東方啤酒廠建於1907年，谷羅里亞啤酒廠建於1908年，上海斯堪的納維亞啤酒廠(上海啤酒廠前身)建於1920年，哈爾濱啤酒廠建於1932年，上海怡和啤酒廠(華光啤酒廠前身)建於1934年，瀋陽(yáng)啤酒廠建於1935年，亞細(xì)亞啤酒廠建於1936年，北京啤酒廠建於1941年等。這些酒廠分別由俄、德、波、日等國(guó)商人經(jīng)營(yíng)。中國(guó)人最早自建的啤酒廠是1904年在哈爾濱建立的東北三省啤酒廠，其次是1914年建立的五洲啤酒汽水廠(哈爾濱)，1915年建立的北京雙合盛啤酒廠，1920年建立的山東煙臺(tái)醴泉啤酒廠(煙臺(tái)啤酒廠前身)，1935年建立的廣州五羊啤酒廠(廣州啤酒廠前身)。當(dāng)時(shí)中國(guó)的啤酒業(yè)發(fā)展緩慢，分布不廣，產(chǎn)量不大。生產(chǎn)技術(shù)掌握在外國(guó)人手中，生產(chǎn)原料麥芽和酒花都依靠進(jìn)口。1949年以前，全國(guó)啤酒廠不到十家，總產(chǎn)量不足萬(wàn)噸。1949年后，中國(guó)啤酒工業(yè)發(fā)展較快，并逐步擺脫了原料依賴進(jìn)口的落后狀態(tài)。1979年產(chǎn)量達(dá)到510Ml，1986年產(chǎn)量達(dá)到4000Ml。中國(guó)的啤酒於1954年開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，當(dāng)時(shí)出口僅0.3Ml，到1980年已猛增到26Ml。 啤酒是以大麥芽、酒花、水為主要原料，經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒?，F(xiàn)在國(guó)際上的啤酒大部分均添加輔助原料。有的國(guó)家規(guī)定輔助原料的用量總計(jì)不超過(guò)麥芽用量的50％。但在德國(guó)，除制造出口啤酒外，國(guó)內(nèi)銷售啤酒一概不使用輔助原料。國(guó)際上常用的輔助原料為：玉米、大米、大麥、小麥、淀粉、糖漿和糖類物質(zhì)等。根據(jù)所采用的酵母和工藝，國(guó)際上啤酒分下面發(fā)酵啤酒和上面發(fā)酵啤酒兩大類。啤酒具有獨(dú)特的苦味和香味，營(yíng)養(yǎng)成分豐 前 言 富，含有各種人體所需的氨基酸及多量維生素如維生素B、B、B，菸酸，泛酸以及礦物質(zhì)等。 啤酒是酒類中酒精含量最低的飲料，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，人們適量飲用時(shí)對(duì)身體有一定好處。也有人把啤酒稱作營(yíng)養(yǎng)食品、可口食品、衛(wèi)生食品、方便食品等。 目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，成績(jī)令世界矚目，啤酒隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平的提高，逐步從城市走向農(nóng)村，成為人民大眾最喜愛(ài)的飲料之一。啤酒生產(chǎn)年增長(zhǎng)率在8％～10％左右。我國(guó)的發(fā)展規(guī)劃為：2000年達(dá)到年產(chǎn)2100萬(wàn)噸，人均年占有量為15L，預(yù)計(jì)到2010年產(chǎn)量達(dá)3000～3500萬(wàn)噸，人均占有量達(dá)到世界平均水平。 此外我國(guó)農(nóng)業(yè)處于世界先列，農(nóng)作物產(chǎn)量位居世界第一，大麥等啤原料在國(guó)內(nèi)許多地區(qū)都有種植，且產(chǎn)量巨大，客觀上發(fā)展啤酒工業(yè)的條件比較成熟。。 本設(shè)計(jì)將原料到制成成品啤酒中的各環(huán)節(jié)涉及的工藝、設(shè)備、控制條件等有關(guān)情況作一簡(jiǎn)單的闡述，希望能和各位共同討論，不足之處請(qǐng)多多指正。 第1章 全廠工藝論證 1. 原料 1.1 大麥 大麥?zhǔn)轻勗炱【频闹饕稀Ｔ卺勗鞎r(shí)先將大麥制成麥芽，再進(jìn)行糖化和發(fā)酵。 大麥之所以適合于啤酒釀造，主要由于以下四點(diǎn)原因：1.大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類。2.大麥種植范圍廣，適應(yīng)各種氣候。3.大麥的化學(xué)成分適合啤酒釀造。4.大麥?zhǔn)欠侨祟愂秤弥骷Z。5.大麥皮殼可作為過(guò)濾介質(zhì)。 1.1.1 大麥的形態(tài) 大麥?？煞譃榕?、胚乳及谷皮三大部分。 1.1.1.1 胚 胚由原始胚芽、根胚盾狀體和上皮層組成，約占麥粒質(zhì)量的2％～5％。胚部含有相當(dāng)多的蔗糖、棉籽糖和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們是麥芽發(fā)芽的原始養(yǎng)料。發(fā)芽開(kāi)始時(shí)，胚分泌出赤霉酸，并輸送至糊粉層，激發(fā)糊粉層產(chǎn)生多種水解酶。酶逐漸增多擴(kuò)散至胚乳，對(duì)胚乳中的半纖維、糖、蛋白質(zhì)等進(jìn)行分解。產(chǎn)生的小分子物質(zhì)，通過(guò)上皮層和盾狀體，由脈管輸送體系送至胚根和胚芽作為發(fā)育營(yíng)養(yǎng)。胚是大麥中有生命部分，一旦胚被破壞，大麥將失去發(fā)芽能力。 1.1.1.2 胚乳 胚乳是胚的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)藏庫(kù)，約占麥粒質(zhì)量的80％～85％。在發(fā)芽過(guò)程中，胚乳成分不斷的分解成小分子糖和氨基酸等部分供給胚做營(yíng)養(yǎng)，部分供呼吸消耗，產(chǎn)生二氧化碳和水并發(fā)出熱量這些成為制麥損失。但胚乳的絕大部分只是適當(dāng)分解存于大麥粒內(nèi)成為釀造啤酒最主要的成分。 1.1.1.3 谷皮 谷皮由腹部的內(nèi)皮和背部的外皮組成，兩者都是一層細(xì)胞。外皮的延長(zhǎng)部分成為麥芒。谷皮約占谷粒總重量的7％～13％。 谷皮成分絕大部分是不透水物質(zhì)，制麥過(guò)程基本無(wú)變化，其主要作用是保護(hù) 53 第1章 全廠工藝論證 胚，維持發(fā)芽初期谷粒的濕度。谷皮在麥汁過(guò)濾時(shí)是良好的天然濾層，但谷皮中的硅化物、單寧等苦味物質(zhì)對(duì)啤酒有某些不利影響。 1.1.2 大麥的化學(xué)成分 (一).水分:根據(jù)季節(jié)的氣候情況，大麥含水量在11％－20％之間，適宜儲(chǔ)存的含水量在13％以下。 （二).碳水化合物: 1.1.2.1 淀粉 淀粉是大麥的主要儲(chǔ)藏物，占其干物質(zhì)的58％－65％，存在于胚乳細(xì)胞內(nèi)。淀粉中大約有97％的化學(xué)純淀粉，0.5％～1.5％的含氮化合物，0.2％～0.7％的無(wú)機(jī)鹽，0.6％的高級(jí)脂肪酸。淀粉平均密度為1.5g/cm3，密度大于水，因此在水中會(huì)下沉。 大麥淀粉粒中一般含直鏈淀粉17％～24％，但低者達(dá)0.3％，高者達(dá)45％。支鏈淀粉約占大麥淀粉的76％～83％。 麥芽淀粉酶作用于直鏈淀粉，幾乎全部轉(zhuǎn)化為麥芽糖和葡萄糖，但作用于支鏈淀粉時(shí)除生成麥芽糖和葡萄糖外，還生成相當(dāng)數(shù)量的糊精和異麥芽糖。糊精是淀粉水解不完全的產(chǎn)物不能發(fā)酵生成醇，其結(jié)構(gòu)與淀粉相似，只是相對(duì)分子量小些，含有7～8個(gè)以上的葡萄糖基團(tuán)。 1.1.2.2 半纖維物質(zhì)麥膠物質(zhì) 半纖維和麥膠物質(zhì)是胚乳細(xì)胞的組成部分。胚乳細(xì)胞內(nèi)主要含淀粉，發(fā)芽過(guò)程中只有當(dāng)半纖維素酶將細(xì)胞壁分解之后，其他水解酶才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)分解淀粉等大分子物質(zhì)。 半纖維素和麥膠物質(zhì)約占大麥質(zhì)量的10％～11％，二者局具有類似的化學(xué)成分。麥膠物質(zhì)是多糖混合物，能溶于熱水，在40～80℃范圍內(nèi)，溫度越高，溶解度越大。半纖維素壁溶于熱水，而溶于稀堿液，是重要的細(xì)胞骨架物質(zhì)。谷皮中的半纖維素主要含戊聚糖和少量β－葡聚糖及糖醛。胚乳中的半纖維素主要含β－葡聚糖及少量戊聚糖。 麥膠物質(zhì)包括：（1）以葡萄糖單位構(gòu)成的β－葡聚糖。（2）以阿拉伯糖和木糖構(gòu)成的戊聚糖。（3）微量半乳糖、甘露糖和糖醛酸。 麥膠物質(zhì)以β－葡聚糖形狀最為重要，它是由大約70％β－1,4鍵和30％β－1,3鍵結(jié)合的葡萄糖鏈構(gòu)成的大分子多糖。發(fā)芽過(guò)程中細(xì)胞壁的不溶性β－葡聚糖開(kāi)始分解，變成可溶性物質(zhì)。麥膠物質(zhì)是水溶液黏度很高，溶解良好的麥芽，此種物質(zhì)大部分已經(jīng)分解，但溶解不良的麥芽，此種物質(zhì)分解不完全，會(huì)造成甚至成品啤酒的過(guò)濾困難。因此制麥時(shí)最好采用低溫，以防止β－葡聚糖分解不良二造成過(guò)濾困難，降低麥汁收得率。同時(shí)β－葡聚糖也是啤酒非生物混濁的成分之一。 1.1.2.3 蛋白質(zhì) 大麥中蛋白質(zhì)含量的高低及其類型，直接影響制麥和釀造工藝以及成品啤酒的質(zhì)量。在啤酒釀造過(guò)程中，對(duì)大麥發(fā)芽、糖化、發(fā)酵及成品啤酒的泡沫、風(fēng)味、穩(wěn)定性等指標(biāo)有很大影響。大麥蛋白質(zhì)按其在不同溶劑中的溶解度和沉淀形狀可區(qū)分為： （1）清蛋白 清蛋白溶于水和稀的中性鹽溶液及堿溶液中，某些清蛋白與多糖結(jié)合對(duì)啤酒泡持性其重要作用。大麥清蛋白是唯一能溶于水的高分子蛋白質(zhì)。 （2）球蛋白 球蛋白是種子的貯藏蛋白，占大麥總質(zhì)量的31％，不溶于純水，溶于稀酸和稀堿。β－球蛋白等電點(diǎn)pH較低，為4.9，在麥汁煮沸時(shí)不可能完全沉淀除去，以致殘存于麥汁及啤酒中。β－球蛋白含活性－SH基，具有氧化趨勢(shì)，在空氣存在下，－SH基氧化生成－S-S－鍵，形成難溶的氧化物，使啤酒混濁，是對(duì)啤酒穩(wěn)定性有害的主要成分之一。 （3）醇溶蛋白 醇溶蛋白不溶于純水及鹽溶液，也不溶于無(wú)水乙醇，而溶于體積分?jǐn)?shù)為50％～90％的乙醇溶液或酸堿溶液，某些醇溶蛋白是造成啤酒冷混濁和氧化混濁主要成分。醇溶蛋白主要存在于糊粉層，約占大麥蛋白總質(zhì)量的38％，是麥糟的主要成分。 （4）谷蛋白 谷蛋白約占大麥總質(zhì)量的29％，不溶于中性鹽溶液和純水，溶于稀堿。谷物蛋白和醇蛋白是構(gòu)成麥糟蛋白質(zhì)的主要成分。 1.1.2.4 多酚類物質(zhì) 大麥含有許多簡(jiǎn)單酚類和多酚類物質(zhì)，約占大麥干重的0.1％～0.3％。多存在于谷皮中，對(duì)發(fā)芽有一定的抑制作用，使啤酒具有苦澀味。同時(shí)對(duì)啤酒色澤、泡沫、風(fēng)味和生物穩(wěn)定性有很大影響。 1.1.2.5 脂肪 大麥所含的類脂物質(zhì)約占大麥干重2％－3％，對(duì)啤酒的風(fēng)味、泡沫、穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不利影響。 1.1.2.6 磷酸鹽 正常含量為每100克干大麥物質(zhì)含260－350毫克磷，有機(jī)磷酸鹽在發(fā)芽過(guò)程中水解，形成第一磷酸鹽和大量緩沖物質(zhì)，糖化時(shí)進(jìn)入麥汁中可調(diào)節(jié)麥汁PH。 1.1.2.7 無(wú)機(jī)鹽 2.5％－3.5％，對(duì)發(fā)芽、糖化、發(fā)酵有很大影響。 .1.12.8 維生素：為酵母生長(zhǎng)提供生長(zhǎng)因子。 1.1.3 啤酒對(duì)大麥的質(zhì)量要求 1.1.3.1感觀 （1）色澤 良好的大麥一、有光澤，淡黃，不成熟大麥呈微綠色；受潮大麥發(fā)暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蝕的大麥呈灰色或微藍(lán)色。 （2）氣味 良好大麥具新鮮稻草香味，受潮發(fā)霉的則有霉臭味 （3）谷皮 優(yōu)良大麥皮薄，有細(xì)密紋道；厚皮大麥則紋道粗糙。 （4）麥粒形態(tài) 麥粒以短胖者比瘦長(zhǎng)者為佳，前者浸出物高，蛋白質(zhì)低， 芽快。 （5）雜物 雜谷粒和砂土等應(yīng)在2％以下。 1.1.3.2 物理檢驗(yàn) （1）千粒重 以無(wú)水物計(jì)千粒重應(yīng)為30～40g。二棱大麥教六棱大麥重。千粒重越高浸出物也就越高。 （2）粒均勻度 按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，麥粒腹徑可分為2.8、2.5、2.2mm三級(jí)。2.5mm以上麥粒占85％者屬于一級(jí)大麥，2.5～2.2者為二級(jí)，2.2mm以下的為次大麥，原則上不用作啤酒釀造。 （3）胚乳性質(zhì) 胚乳斷面可分為粉狀、玻璃質(zhì)和半玻璃質(zhì)三種狀態(tài)。優(yōu)良大麥粉狀粒為80％以上。 1.1.3.3 化學(xué)檢驗(yàn) （1）水分 測(cè)定水分是計(jì)算干物質(zhì)的基礎(chǔ)。原料大麥水分不能高于13％，否則不能儲(chǔ)藏，易發(fā)生霉變，呼吸損失大。 （2）蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)含量一般要求為9％～12％。蛋白質(zhì)含量過(guò)高，制麥不易管理，易生成玻璃質(zhì)，溶解度差，浸出物相應(yīng)也低，成品啤酒易混濁。 （3）浸出物 間接衡量淀粉含量的方法，一般為72％～80％（干物質(zhì)計(jì)） 1.1.4 大麥的儲(chǔ)藏 1.1.4.1 大麥儲(chǔ)藏及后熟的意義 新收大麥水分含量高，有休眠，發(fā)芽率低，需要經(jīng)過(guò)一段后熟期才能使用，一般需要6～8周的時(shí)間，才能達(dá)到應(yīng)有的發(fā)芽率。 從表1－1可看出大麥儲(chǔ)藏前后發(fā)芽率的變化。 表1-1 麥芽?jī)?chǔ)藏前后發(fā)芽率變化表 新收大麥 儲(chǔ)藏60～70天 發(fā)芽勢(shì)/％ 34 92 發(fā)芽率/％ 42 96 一般認(rèn)為新收大麥種皮的透氣性和透水性差，經(jīng)過(guò)后熟。由于受外界溫度、水分，氧氣的影響，改變了種皮性能，因而提高了大麥發(fā)芽率。 促進(jìn)大麥后熟，提早發(fā)芽方法： （1）儲(chǔ)藏于1～5℃條件下，能促進(jìn)大麥生理變化，縮短后熟期，提早發(fā)芽。 （2）用80～170℃熱空氣處理大麥30～40s，能改善種皮透氣性，促進(jìn)發(fā)芽。 （3）用高錳酸鉀、甲醛、草酸、或赤霉酸等浸麥可打破種子休眠期。 上述方法中以赤霉酸效果最好，也最方便。 收購(gòu)入廠的大麥其水分必須在13％以下，最好為12％。大麥水分過(guò)高則呼吸損失大，且易霉變。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)水分13％以下的大麥，15℃存放一年發(fā)芽率基本不變。夏季必須人工制冷提供干燥冷風(fēng)。 1.1.4.2 大麥的儲(chǔ)藏方式 大麥的儲(chǔ)藏方式有袋裝堆藏。散裝堆藏和立倉(cāng)堆藏。麻袋堆藏是中小廠常用的方法，堆放高度為10～12層，每平方米可堆放2000～2400kg。散裝堆放占地面積大，損耗大，不易管理，不宜采用。立倉(cāng)占地面積小，便于機(jī)械化管理，便于防蟲(chóng)防霉。立倉(cāng)存放必須做到以下幾點(diǎn)： （1）水分含量在12％以下。 （2）必須先除塵除雜，最好精選分級(jí)。 （3）入倉(cāng)前盡量可能降溫。 完善的立倉(cāng)配備有噴藥、通風(fēng)以及測(cè)溫等裝置。 儲(chǔ)藏期間保管的主要任務(wù)： 及時(shí)記錄麥溫，按時(shí)通風(fēng)、倒倉(cāng)。嚴(yán)格防潮、防蟲(chóng)、防鼠等。 1.2 啤酒糖化的輔料 在啤酒麥汁制造的原料中，除了主要原料大麥麥芽以外，還包括特種大麥、小麥麥芽以及輔助原料。 1.2.1 啤酒生產(chǎn)中使用輔助原料的意義 1.2.1.1 降低啤酒生產(chǎn)成本 將大麥制成麥芽，其價(jià)格約增加70％～100％，浸出物含量減少10％。麥芽的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不發(fā)芽的大麥、小麥、玉米、大米等谷物，在麥汁制造中使用適當(dāng)比例的輔料，雖然要增加輔料價(jià)格設(shè)備，有熱能消耗，有時(shí)還需增加酶制劑等費(fèi)用，但總成本是降低的，所以，具有經(jīng)濟(jì)性。 1.2.1.2 降低麥汁總氮，提高啤酒穩(wěn)定性 由于大多數(shù)輔料（大米、玉米、糖和糖制品等）含有可溶性氮很少，它們只提供麥汁浸出物中糖類，幾乎不給麥汁帶來(lái)含氮組分，因此，可以降低麥汁總氮。同時(shí)可相對(duì)減少麥汁中高分子含氮化合物的比例，可以提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。 1.2.1.3 調(diào)整麥汁組分，提高啤酒某些特性 使用除大麥以外的其他輔料，由于它們很少含有多酚類化合物，故可提高啤酒非生物穩(wěn)定性和降低啤酒的色澤，小麥、大麥中含有豐富的糖蛋白，故可提高啤酒泡持性。使用蔗糖和糖漿作輔料，可以提高啤酒的發(fā)酵度，釀制色澤淺、口味爽快的啤酒。 在本設(shè)計(jì)中選用玉米淀粉作輔料。 1.2.2 玉米做啤酒輔料的特性 玉米屬禾本科玉米屬，在我國(guó)種植范圍廣，產(chǎn)量高，價(jià)格低廉，能賦予啤酒醇厚的味感。其中馬齒種用于啤酒釀造。 由于玉米脂肪含量較高，會(huì)影響啤酒的風(fēng)味和泡沫，因此釀酒用玉米必須經(jīng)過(guò)去胚，使脂肪含量≤1％。 玉米干磨加工：除雜清理，調(diào)濕，脫胚，脫皮，離心篩分離胚和皮，胚乳再經(jīng)過(guò)圓磨盤和篩析等，得到一系列產(chǎn)品。其中細(xì)粒，粗粉（占50%）是優(yōu)良的啤酒原料。 1.2.3 酒花和酒花制品 酒花賦予啤酒柔和優(yōu)美的芳香和淡爽的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白的絮凝，提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的非生物穩(wěn)定性。 1.2.3.1 酒花的主要化學(xué)成分 酒花的化學(xué)組分中，對(duì)啤酒釀造有特殊意義的三大成分為酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。 （1）苦味物質(zhì) 苦味物質(zhì)是提供啤酒愉快苦味的因素，在酒花中主要指α-酸、β-酸及一系列氧化、聚合產(chǎn)物。即過(guò)去統(tǒng)稱的“軟樹(shù)脂”。 （2）酒花精油 酒花精油是酒花腺體另一重要成分，經(jīng)蒸餾后成黃綠色油狀物，是啤酒香氣的重要來(lái)源，易揮發(fā)，是啤酒開(kāi)瓶聞香的主要成分。 （3）多酚物質(zhì) 酒花中物質(zhì)約占總質(zhì)量的4％～8％，它們?cè)谄【漆勗熘械淖饔脼椋篴.在麥汁煮沸時(shí)和蛋白質(zhì)形成熱凝固物。b.在麥汁冷卻時(shí)形成冷凝固物。c.在后酵和儲(chǔ)酒直至灌瓶以后，緩慢和蛋白質(zhì)結(jié)合，形成氣霧濁及永久混濁物。d.在麥汁和啤酒中形成色澤物質(zhì)和澀味。在麥汁冷卻過(guò)后應(yīng)設(shè)法降低多酚含量。 1.2.3.2 酒花的品種 酒花按世界市場(chǎng)上供應(yīng)的可分為四類： A類：優(yōu)質(zhì)香型酒花。 優(yōu)質(zhì)香型酒花的α-酸含量為4.5％～5.5％，α-酸/β-酸的比值為1.1，酒花精油含量為2.0％～2.5％。 B類：香型酒花（兼型） 普通香型酒花的α-酸含量為5.0％～7.0％，α-酸/β-酸的比值為1.2～2.3酒花精油含量為0.85％～1.6％。 C類：沒(méi)有明顯特征的酒花 D類：苦型酒花 優(yōu)質(zhì)苦型酒花的α-酸含量為6.5％～10.0％，α-酸/β-酸的比值為2.2～2.6。 1.2.3.3 酒花的儲(chǔ)藏 新收酒花含水分75％～80％在特制的干燥器具上用熱空氣干燥至水分為6％～8％，使花莖脫落，再經(jīng)人工回潮至水分10％左右，在壓制、打包，包裝密度在350～500kg/m3。我國(guó)一般有50、100kg/包兩種包裝。 壓榨酒花應(yīng)在低溫、隔絕空氣、避光及有防潮措施的條件下儲(chǔ)藏，長(zhǎng)期保藏應(yīng)在干燥的條件下，并保證溫度低于－8℃.周轉(zhuǎn)保藏（一個(gè)月內(nèi)）也應(yīng)在0℃以下。 儲(chǔ)藏溫度過(guò)高會(huì)引起酒花油的揮發(fā)、氧化，使酒花香氣變差，軟樹(shù)脂逐漸氧化聚合成無(wú)釀造價(jià)值的硬樹(shù)脂、多酚聚合物，使黃綠色的酒花變成紅褐色。當(dāng)硬樹(shù)脂含量超過(guò)5.0％，這種酒花就已經(jīng)喪失釀造價(jià)值。 1.2.3.4 酒花制品 酒花球果的壓榨品存在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和使用的不便。在麥汁煮沸時(shí)酒花樹(shù)脂的利用率僅為70％～85％，在麥汁冷卻和發(fā)酵、儲(chǔ)酒還將進(jìn)一步損失，因此，酒花粉、酒花顆粒、酒花浸膏等各種酒花制品越來(lái)越受到重視。 (1)酒花粉 我國(guó)啤酒廠目前均把商品壓榨酒花，在使用前用錘式粉碎機(jī)粉碎成顆粒1mm以下我酒花粉，優(yōu)點(diǎn)： a.酒花苦味物質(zhì)在煮沸時(shí)利用率可增加10％。 b.使用方便。 c.不需要酒花分離器，而且在回旋沉淀槽中酒花粉糟和熱凝固蛋白質(zhì)能形成緊密的沉淀。 這種粗加工方法也存在缺點(diǎn)： a.儲(chǔ)藏酒花球果，水分太高，不利于粉碎，在粉碎中溫度高達(dá)500℃以上，極易引起氧化和酒花的揮發(fā)。 b.酒花粉在使用前在常溫下保存10余小時(shí)甚至幾天，由于比表面積增加，酒花的氧化更嚴(yán)重。 c.儲(chǔ)藏時(shí)間太長(zhǎng)的酒花，一些有害物質(zhì)的溶解加劇，影響啤酒的風(fēng)味。 因此使用酒花粉，應(yīng)在應(yīng)在酒花場(chǎng)，酒花溫度在55℃以下，干燥至水分5％～6％，然后進(jìn)行粉碎，粉碎后立即包裝于密閉容器中，并充入惰性氣體。 (2)酒花顆粒 酒花顆粒是把酒花粉壓榨成直徑2～8mm，長(zhǎng)約15mm的短棒狀，增加其密度，減少其體積，同時(shí)也降低了它們的比表面積，在惰性氣體中保存，酒花不易氧化變質(zhì)。顆粒酒花是世界上使用最為廣泛的酒花制品。 (3)酒花浸膏 應(yīng)用有機(jī)溶劑或CO2萃取酒花的有效成分，制成濃縮5～10倍有效物質(zhì)的浸膏，在煮沸或發(fā)酵儲(chǔ)酒中使用。世界酒花產(chǎn)量的25％～30％加工成浸膏。 1.3 啤酒釀造用水 啤酒生產(chǎn)用水主要包括加工水及洗滌、冷卻水兩大部分。 啤酒釀造水的性質(zhì)，重要取決于水中溶解鹽類 的種類和含量、水的生物學(xué)純凈度及氣味。釀造水對(duì)啤酒生產(chǎn)全過(guò)程將產(chǎn)生很大的影響，如糖化時(shí)水解酶是活性和穩(wěn)定性、酶促反應(yīng)的速度、麥芽的酒花在不同含鹽水中溶解度的差別、鹽和蛋白質(zhì)及酚類物質(zhì)的絮凝沉淀、酵母生長(zhǎng)、發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的形成等，最終還將影響到啤酒的風(fēng)味物和穩(wěn)定性。 2 麥芽制備 現(xiàn)代啤酒生產(chǎn)，酒廠一般直接購(gòu)買麥芽，而不自己制備，這里就不介紹麥芽的制備過(guò)程。 3 麥芽汁制備工藝 3.1 概述 麥汁制造是將固態(tài)的麥芽、非發(fā)芽谷物、酒花用水調(diào)制加工成澄清透明的麥芽汁的過(guò)程。制成的麥汁供酵母發(fā)酵，加工制成啤酒。 麥汁制造過(guò)程包括：原料的粉碎，原料的糊化、糖化，糖化醪的過(guò)濾，混合麥汁加酒花煮沸，麥汁處理（澄清、冷卻、通氧）等一系列物理學(xué)、化學(xué)、生物的過(guò)程。 麥汁的組成是釀造的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，近代生物化學(xué)知識(shí)和分析技術(shù)，使麥汁制造中復(fù)雜的變化被人們所掌握，復(fù)雜的工藝過(guò)程也被釀造師的理論和技術(shù)所調(diào)節(jié)與控制，麥汁制造在造型優(yōu)美的巨型銅或者不銹鋼的鍋中進(jìn)行，設(shè)計(jì)師把糖化室布置的寬敞明亮，金碧輝煌，豪華氣派，是啤酒長(zhǎng)具有藝術(shù)格調(diào)的參觀”櫥窗”。新技術(shù)的新設(shè)備不能被采用，因此麥汁制造歷來(lái)受到釀造師的青睞。 3.2 麥汁制造的工藝要求 (1)原料中有效成分得到最大限度的萃取主要指原料和輔料中的淀粉轉(zhuǎn)變成可溶性無(wú)色糊精和可發(fā)酵性糖類的程度。這關(guān)系到麥汁的收得率和原料利用率，和啤酒生產(chǎn)成本直接掛鉤。 (2)原料中無(wú)用和有害的成分溶解最少，主要指麥芽的皮殼物質(zhì)、原料的脂肪，高分子蛋白質(zhì)等。這些物質(zhì)會(huì)影響到啤酒的風(fēng)味和穩(wěn)定性。在麥汁制造中減少溶解這些物質(zhì)或通過(guò)麥汁處理使其減少是提高啤酒質(zhì)量的關(guān)鍵之一。 (3)制成麥汁的有機(jī)和無(wú)機(jī)組分的數(shù)量和配比應(yīng)符合淡色啤酒的要求，啤酒風(fēng)格和類型的形成，除了酵母品種發(fā)芽技術(shù)外，麥汁組成是主要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 (4)保證上述三點(diǎn)原則的前提下，縮短生產(chǎn)時(shí)間，降低工時(shí)和能耗。麥汁制造是加熱和冷卻的過(guò)程，所需熱能占啤酒制造總熱能的55％以上，麥汁制造工藝和設(shè)備應(yīng)注意熱能的利用。 麥汁制造是加熱和冷卻的過(guò)程，所需要的熱能占啤酒生產(chǎn)熱能消耗的55%以上，近代麥汁制造工藝和石碑注意了熱能的利用良好的熱能回收體系，可節(jié)能30%～40%。 3.3 麥芽與大米的粉碎 麥芽和大米的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過(guò)粉碎后，一較大的比表面積，使物料中儲(chǔ)藏的物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。 在啤酒生產(chǎn)中，不單要考慮物料粉碎操作的經(jīng)濟(jì)性，更應(yīng)考慮啤酒釀造特殊要求： (1) 麥芽皮殼若粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒風(fēng)味。 (2) 皮殼和原料物質(zhì)中不溶性物質(zhì)粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加過(guò)濾阻力，影響過(guò)濾操作。淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速率，也影響到反應(yīng)深度即影響 到麥汁組成。 因此粉碎雖然屬簡(jiǎn)單的物理操作，但在啤酒釀造過(guò)程中特別重視麥芽粉碎度的控制，麥芽的粉碎方法也不斷地得到改造。 3.3.1 麥芽的粉碎 長(zhǎng)期以來(lái)，麥芽的粉碎采用干法粉碎，直至60年代起相繼出現(xiàn)了干法粉碎、濕法粉碎、回潮干法粉碎以及連續(xù)調(diào)濕粉碎。 在現(xiàn)代中小型酒廠多一干發(fā)粉碎為主。 本設(shè)由于年產(chǎn)量10萬(wàn)噸，產(chǎn)量較少，所以采用干法粉碎。 麥芽的干法粉碎大多數(shù)的廠家都采用輥式(滾筒式)粉碎機(jī)。粉碎機(jī)對(duì)輥之間間距可根據(jù)麥芽腹徑及需要的粉碎度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 輥式粉碎機(jī)，根據(jù)每臺(tái)機(jī)的輥數(shù)可分成：對(duì)輥式、四輥式、五輥和六輥式多種。四輥以上粉碎機(jī)內(nèi)還配有若干組震篩、有利于調(diào)節(jié)麥芽各粉碎度之間的比例。我國(guó)廣泛采用四、五、六輥式粉碎機(jī)。 (1) 干法粉碎機(jī)四輥式粉碎機(jī)有兩對(duì)輥?zhàn)又g的一組篩子組成，麥芽經(jīng)過(guò)第一對(duì)輥的粗粉碎，經(jīng)過(guò)篩子，分離出皮殼和粗粒，再有第二對(duì)輥進(jìn)一步粉碎。 (2) 干法粉碎機(jī)的調(diào)節(jié)原理 麥芽粉碎后，按物料的顆粒大小，一般可分為：皮殼，粗粒，細(xì)粒，粉及微粉，占各部分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，謂“碎度” 。麥芽粉碎度之調(diào)節(jié)，主要依據(jù)麥芽的溶解度，糖化方法，過(guò)濾設(shè)備等靈活控制。 (3) 干法粉碎麥芽粉碎度的判別檢驗(yàn)麥芽的粉碎度的方法，應(yīng)通過(guò)粉碎物的篩析分級(jí)量來(lái)表示。 啤酒工業(yè)常用的分級(jí)篩有三種，這里我例舉一種，如表1-1。 表1-1 EBC，ASBC標(biāo)準(zhǔn)篩比較表 ESC標(biāo)準(zhǔn)篩 ASBC標(biāo)準(zhǔn)篩 麥芽粉碎物分級(jí) 篩號(hào) 每平方厘米篩孔數(shù)/個(gè) 篩孔凈寬/mm 篩號(hào) 篩孔凈寬/mm / / 10 2.00 皮殼 1 36 1.27 14 1.410 皮殼 2 64 1.01 18 1.00 粗粒 3 106 0.547 30 0.590 細(xì)粒1 4 961 0.253 60 0.250 細(xì)粒Ⅱ 5 2704 0.152 100 0.149 粉 篩底 / / 篩底 / 細(xì)粉 3.3.2 大米的粉碎 由于大米未經(jīng)發(fā)芽，胚乳比較堅(jiān)硬，磨碎時(shí)比麥芽耗能大，原則上大米的粉碎越細(xì)越好，以便利于糊化和糖化。 輔料(大米)粉碎采用三輥或四輥的二級(jí)粉碎機(jī)，第一和第二輥之間的輥間距為0.2～0.3mm，大米在此進(jìn)行粗粉碎，經(jīng)過(guò)篩分后粗粉和細(xì)粉分別進(jìn)儲(chǔ)倉(cāng)，篩面粗粉再進(jìn)入第二、三輥之間，輥間距為0.15～0.25mm，粉碎成細(xì)粉，三輥均是拉絲輥。 國(guó)內(nèi)不少工廠采用磨盤式磨米機(jī)，它是由兩片金剛砂磨盤（或鑄槽鋼磨盤）進(jìn)行平面磨碎，一次就能將原料粉碎到足夠的細(xì)度，粉碎比可達(dá)1：20。如下圖為輔料(大米)的粉碎度要求。 表1-2 輔料(大米)的粉碎度要求 ABC篩號(hào) 篩孔凈寬/mm 分級(jí) 名稱 粉碎度/％ 大米 玉米 帶殼大麥 10 18 60 100 +篩底 2.00 1.00 0.250 0.149 皮殼＋粗粒 粗粒 細(xì)粒 粉 / 10 60 30 15 15 40 30 25～30 25 25 15～30 3.4 糖化原理 3.4.1目的和要求及控制方法 糖化是將麥芽和輔料中高分子物質(zhì)機(jī)器分解產(chǎn)物（淀粉、蛋白質(zhì)、植酸鹽、半纖維素等機(jī)器分解中間產(chǎn)物）通過(guò)麥芽中各種水解酶的作用，以及水和熱能作用，使之分解并溶解于水，此過(guò)程稱作“糖化” 。溶解的各種干物質(zhì)稱作“浸出物”(extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱作“麥芽汁”或“麥汁”(Wort)。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)之比(質(zhì)量比)稱“無(wú)水浸出率”。 麥汁的組成、顏色將直接影響到啤酒的品種和質(zhì)量；糖化工藝和原料；水、電、汽以及熱量的消耗，與生產(chǎn)成本密切相關(guān)。因此糖化過(guò)程是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。 糖化過(guò)程是原料的分解和萃取的過(guò)程，它主要是依靠麥芽中個(gè)種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié)助酶促分解和萃取過(guò)程。 糖化中的工藝控制，主要通過(guò)下列環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行： (1) 麥芽的質(zhì)量、輔料的種類及其配料比； (2) 麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度； (3) 控制麥芽中各水解酶的作用條件及其，如溫度、pH、底物濃度(加水比)、作用時(shí)間； (4) 加熱的溫度和時(shí)間； (5) 需通過(guò)外加酶制劑、酸、無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。 3.4.2 糖化時(shí)的主要物質(zhì)變化 原料麥芽的冷水浸出物，僅占17％左右，非發(fā)芽谷物更少。經(jīng)過(guò)糖化過(guò)程的酶促分解和熱力的作用，麥芽的浸出率提高到75％～80％，大米的無(wú)水浸出率提高到90％以上糖化過(guò)程提高了原料和輔料的浸出率。糖化過(guò)程中原料和輔料的分解深度即分解產(chǎn)物的基本要求是： 淀粉被最大限度的分解成可溶性無(wú)色糊精和麥芽糖等可發(fā)酵性糖類，二者之間有一定的比例。 淀粉的分解產(chǎn)物是構(gòu)成麥汁的主要成分(占90％以上)。麥汁中以麥芽糖為主的可發(fā)酵糖類供酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精及副產(chǎn)物，低聚糊精是構(gòu)成啤酒殘余浸出物的主體，它給啤酒帶來(lái)粘度和口味的濃醇性。啤酒原料的利用率主要取決于淀粉的利用率，優(yōu)良的糖化工藝可使淀粉分解以后99％進(jìn)入麥汁。 麥芽中高分子物質(zhì)和肽類，在糖化時(shí)得到進(jìn)一步分解，但分解程度及比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)芽過(guò)程。大多數(shù)輔料(大米)的蛋白質(zhì)幾乎很少變化，糖化后麥汁可容帶白紙，肽類和氨基酸三類的絕對(duì)量及相對(duì)量對(duì)比例應(yīng)符合釀造啤酒的平中特性的要求。 (1) 非發(fā)酵谷物中淀粉的糊化和液化 作為啤酒釀造輔料的大米，未經(jīng)過(guò)發(fā)芽變化，其淀粉存在與胚乳中，一大小不等的顆粒尋在與淀粉細(xì)胞中，顆粒被包裹在細(xì)胞壁中.在淀粉之間還有蛋白質(zhì)，葡萄糖等物質(zhì). (2) 淀粉的糖化 在啤酒釀造中糖化過(guò)程是指輔料的糊化醪和買業(yè)中淀粉受到麥芽中淀粉酶的分解形成低聚糊精和一麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖的過(guò)程。 (C6H10O5)n a-淀粉酶 (C6H10O5)x (C6H10O5)x+x/2H2O a，b淀粉酶 x/2C12H22O11 (3) 糖化過(guò)程中蛋白質(zhì)的水解 大麥在發(fā)芽階段，不少于55%的大麥含氮物質(zhì)得到水解后形成氨基酸，但同時(shí)在大麥胚芽中又重新合成新的不溶性蛋白質(zhì)(占其中的25%～35%)。啤酒麥汁中氨基酸的70%以上直接來(lái)自麥芽，而只有10%～30%的氨基酸是有糖化過(guò)程產(chǎn)生的.由大麥制麥芽，總可容性氮約增加一倍，而麥芽在糖化過(guò)程總可同性氮僅能增加20%～30%。由此可見(jiàn)，麥芽的蛋白質(zhì)水解情況對(duì)麥汁組分具有決定性意義，而麥芽的糖化過(guò)程是可以起到調(diào)整麥汁組分的作用。 3.4.3糖化方法及設(shè)備選擇 　　　　　三次煮出糖化法 煮出糖化法　　二次煮出糖化法 一次煮出糖化法 　　　　　升溫浸出糖化法 糖化方法 浸出糖化法 降溫浸出糖化法 復(fù)式一次煮出糖化法 其它方法 復(fù)式煮浸糖化法 谷皮分離糖化法 外加酶制劑糖化法 其他特殊糖化法 糖化方法是指麥芽和非發(fā)芽谷物原料中不溶行固型物轉(zhuǎn)化成可溶性的、有一定比例的浸出物，所采用的工藝方法和工藝條件：包括配料濃度、各物質(zhì)分解溫度、pH、熱能的利用等，還包括酶制劑、添加劑的選擇使用等。 煮出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使有效成分分解和溶解，通過(guò)部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪液逐步梯級(jí)升溫至糖化完畢。部分麥芽被幾次煮沸即為幾次煮出法。 浸出糖化法是指麥芽醪只利用酶的生化作，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成。麥芽醪未經(jīng)煮沸。 其他糖化方法都由以上兩種方法演變而來(lái)，以上兩種方法用于最初最初的純麥芽糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物做輔料，進(jìn)行糖化時(shí)必須先進(jìn)行預(yù)輔料的預(yù)處理，即糊化和液化。這就是復(fù)式糖化法。我國(guó)啤酒生產(chǎn)大多數(shù)使用非發(fā)芽谷物做輔料，所有均采用復(fù)式糖化法。 各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造適合酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾個(gè)控制原理是相同的。 (1) 酸休止 利用麥芽中磷酸酯酶對(duì)麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌增殖產(chǎn)乳酸，此工藝條件是：溫度為35～37OC，pH5.2～5.4，時(shí)間為30～90分鐘。 (2) 蛋白質(zhì)休止 利用內(nèi)切酶分解蛋白質(zhì)生成多肽和氨基酸，利用麥芽中肽酶分解多肽形成氨基酸，蛋白質(zhì)休止最適pH為5.2～5.3，最適溫度。形成α-氨基氮為45～50 OC，形成可溶性多肽為50～55 OC，作用時(shí)間為10～10分鐘。 (3) 糖化分解　淀粉水解成糖類，麥芽中β-淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖最適溫度為60～65 OC。α-淀粉酶最適活性溫度為70OC，兩種酶共同作用，最適ｐH為5.5～5.6，時(shí)間為30～120分鐘。 (4) 糖化終止　當(dāng)糖化完成時(shí)，必須使醪液中的酶類（α-淀粉酶除外）失活，此溫度為70～80 OC (5) 100 OC煮出　部分糖化醪液加熱至100 OC，促進(jìn)物料的水解，使淀粉徹底糊化、液化。 (6) 酶制劑的和添加劑的使用　α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、R-酶、葡聚糖酶等酶制劑，乳酸、磷酸、石膏等ｐH調(diào)整物質(zhì)，多酚消除劑等一系列添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要適量使用。 本設(shè)計(jì)參照<<發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論>>一書采用二次煮出糖化法。 3.5麥芽醪的過(guò)濾 3.5.1概述 糖化結(jié)束時(shí)，麥芽的輔料中高分子物質(zhì)的分解和萃取基本完成，因此必須在最短時(shí)間內(nèi)將麥汁和麥糟分離，此過(guò)程即為麥芽醪的過(guò)濾。 過(guò)濾過(guò)程是首先在糖化醪中的耐熱α-淀粉酶將少量的高分子糊精進(jìn)一步液化，使之全部轉(zhuǎn)變成無(wú)色糊精和糖類，提高原料浸出物收率；其次麥芽醪中分離出頭號(hào)麥汁；最后洗滌麥糟，洗出麥糟中的可溶性浸出物，得到“二濾”及“三濾”麥汁，此步操作要求為：時(shí)間盡量短，防止麥芽皮殼成分的溶解。 麥芽醪的過(guò)濾方法一般有以液柱靜壓為推動(dòng)力的過(guò)濾方法；依靠醪泵正壓為推動(dòng)力的過(guò)濾方法；以麥汁泵局部抽吸負(fù)壓為動(dòng)力的過(guò)濾方法；離心機(jī)過(guò)濾法。 本設(shè)計(jì)參照<<發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論>>一書麥汁過(guò)濾采用過(guò)濾槽過(guò)濾. 3.5.1.1 過(guò)濾槽： 過(guò)濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以篩板和麥糟構(gòu)成過(guò)濾介質(zhì)，以1.5～2.0ｍ的麥芽醪液柱靜壓為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。 過(guò)濾槽的主要結(jié)構(gòu)： 過(guò)濾槽方法雖然十分古老，但槽的結(jié)構(gòu)日新月異，目的是提高過(guò)濾速度，保證分離效果. 過(guò)濾槽為不銹鋼制成的筒體，配有狐球形或錐形頂蓋，槽底為平底。槽底分為三層，依次為篩板、麥汁收集底、外層夾套。槽內(nèi)中心安裝耕糟機(jī)。 (1) 過(guò)濾槽容積和尺寸　我國(guó)啤酒廠通常每噸混合原料的加水比為1：4.2～4.6，過(guò)濾時(shí)每噸投料大概需要5～5.5的容積．過(guò)濾槽填充系數(shù)為80％．過(guò)濾槽筒體高度由麥糟高度決定，麥糟厚度是過(guò)濾阻力的主要因素，由于本設(shè)計(jì)中麥芽采用干法粉碎，麥糟層厚度須遵循以下原則：麥糟厚度在40～50ｃｍ之間，過(guò)濾槽的直徑由麥糟厚度和單批投料量共同決定。 由于采用75％麥芽，25％大米的原料配比和干法粉碎，槽底負(fù)荷量一般取230～280kg/㎡。 (2) 過(guò)濾篩板　采用不銹鋼梯形鋼條焊接，開(kāi)孔率15％～20％，上孔寬月0.6ｍｍ，下孔寬約2.5ｍｍ。 (3) 篩底間距　篩板和麥汁收集底間距一般為8～12ｍｍ，但由于輔料比較大，篩底間距增加至20～40ｍｍ便于收集酒泥，同時(shí)便于清洗。 (4) 麥汁收集管　麥汁收集底上，每1.25～1.5㎡均勻分布一根麥汁收集管，管徑為25～45ｍｍ在過(guò)濾槽液柱為0.1～1.0液壓下，麥汁流速為1.4～4.4ｍ／ｓ，管出口高于篩板約5ｃｍ。 (5) 糖化醪輸送管　分散成2～4個(gè)進(jìn)口從槽底接入，醪泵輸送速度為2ｍ/ｓ，速度過(guò)快會(huì)造成麥糟分布不均勻。 (6) 耕糟機(jī)　由雙速電機(jī)、減速器、升降軸、耕糟臂、耕糟刀等組成，耕糟轉(zhuǎn)速為0.4～0.5轉(zhuǎn)/分鐘，排糟時(shí)轉(zhuǎn)速為3～4轉(zhuǎn)/分鐘。 (7) 洗糟水噴灑裝置　大中型過(guò)濾槽在槽蓋內(nèi)裝有內(nèi)、外二圓噴水管，噴嘴均勻分布，洗糟水在噴嘴以細(xì)液滴噴灑到糟面。 3.5.1.2過(guò)濾槽過(guò)濾程序： (1) 進(jìn)醪前，從麥汁引出管進(jìn)78°C熱水直至溢過(guò)濾板，預(yù)熱槽壁及排除管、篩底的空氣； (2) 泵入糖化醪，送完后開(kāi)動(dòng)耕糟機(jī)保持3～5分鐘，使糖化醪均勻分布； (3) 靜止10～30min，使醪沉降，形成濾層； (4) 通過(guò)麥汁閥或麥汁泵抽出混濁麥汁，回到槽內(nèi)重新過(guò)濾，直至麥汁澄清； (5) 進(jìn)行正常過(guò)濾，注意調(diào)節(jié)麥汁流量（逐步減少）。收集頭號(hào)麥汁。一般持續(xù)45～90分鐘； (6) 待麥糟將露出時(shí)，開(kāi)動(dòng)耕糟機(jī)，將麥糟疏松； (7) 噴水洗糟，采用連續(xù)或分2～3次洗糟，同時(shí)收集二濾麥汁，此操作也需回流澄清； (8) 帶洗糟殘液濃度降到工藝值（0.7°P、1.0°P或3.0°P）時(shí)，結(jié)束過(guò)濾，旋轉(zhuǎn)耕糟機(jī)刀或出糟刀，打開(kāi)麥糟排出閥，排走麥糟，然后清洗過(guò)濾槽。 2.5.1.3 過(guò)濾槽過(guò)濾的工藝控制 (1) 過(guò)濾槽過(guò)濾的質(zhì)量是在較短時(shí)間下得到澄清透明的麥汁.它取決于溶解良好的麥芽，正確的糖化工藝，特別是任隨度適當(dāng)和精良的過(guò)濾槽. (2) 良好的過(guò)濾 必須保證在過(guò)濾時(shí)醪溫保持不變（一般在73～76°C之間），若麥糟降溫將導(dǎo)致收縮，過(guò)濾阻力增加。 (3) 糖化醪ｐH維持在5.5～5.75之間。 (4) 頭號(hào)麥汁收集量，取決于混合原料的浸出物含量和加水比。其計(jì)算方式如下： 投料量×化合物浸出物含量×原料利用率×頭號(hào)麥汁浸出物收率 Ｖ＝ 頭號(hào)麥汁濃度×相對(duì)密度×溫度系數(shù) (5) 洗糟水將參與二、三濾麥汁，所以洗糟要用釀造水，洗糟時(shí)麥糟ｐH會(huì)逐步增加，若ｐH超過(guò)6.0，將不利于過(guò)濾和麥汁組分，此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)ｐH至5.3～5.6。并且水溫應(yīng)高于糖化醪過(guò)濾溫度。 (6) 洗槽水用量手頭號(hào)麥汁濃度，洗槽中點(diǎn)和由煮沸時(shí)間制約的混合麥汁濃度的制約。一般為投料量的3～3.8。 (7) 影響過(guò)濾槽過(guò)濾速度的主要因數(shù) 過(guò)濾速度和過(guò)濾層疏松性及過(guò)濾推動(dòng)力成正比，和濾層厚度及麥汁黏度成反比。 3.5.2麥糟的輸送 從過(guò)濾槽或壓濾機(jī)排出的麥槽過(guò)(水分為72％～83％)為”干”式，進(jìn)入過(guò)濾設(shè)備附近中間儲(chǔ)槽，再通過(guò)輸送，至廠邊的麥槽出售罐。 麥槽輸送方法有過(guò)種，如水壓輸送，泵壓輸送，活塞試氣流輸送等。 本設(shè)計(jì)采用單螺桿泵擠壓輸送，能輸送水平距離100m ，垂直高度10m。 本設(shè)計(jì)采用整齊輸送麥槽,麥槽斗為圓筒錐底壓力罐,輸送時(shí)用0.7M-0.9M蒸汽(也可用壓縮空氣),可送至200M外的儲(chǔ)罐. 3.6麥汁的煮沸和酒花添加 3.6.1目的 (1)蒸發(fā)水分、濃縮麥汁　過(guò)濾后的麥汁其濃度低于需定型濃度（約1.0～1.5°P），通過(guò)煮沸、蒸發(fā)濃縮，方可達(dá)到規(guī)定濃度。 (2)滅酶和殺菌　過(guò)濾后麥汁中殘留有少量酶類，為保證釀造過(guò)程中麥汁組分(主要是糊精)的一致，需通過(guò)加熱使酶鈍化。同時(shí)殺菌，以保證發(fā)酵的安全性。 (3)蛋白質(zhì)變形和絮凝　煮沸時(shí)利用蛋白質(zhì)熱變性與單寧結(jié)合等反應(yīng)使麥汁中高分子蛋白質(zhì)變性和絮凝以便除去。 (4)浸出酒花中物質(zhì)。 (5)排除麥汁異雜臭氣。 3.6.2麥汁煮沸的設(shè)備 本設(shè)計(jì)中采用W型夾套煮沸鍋，麥汁煮沸時(shí)，受熱均衡，煮沸強(qiáng)度適中并且不易結(jié)垢便于清理。 3.6.2.1 酒花的添加 近代，麥汁煮沸均采用密閉煮沸，酒花的添加采用2～3個(gè)假話添加器，把顆粒酒花預(yù)先加在添加器中，煮沸麥汁用小泵送入添加器，將酒花和麥汁混合后送至煮沸鍋。 3.6.2.2 酒花主要組分的萃取和變化 (1) 酒花中的多酚物質(zhì) 多酚物質(zhì)是和冷凝固物一起造成啤酒非生物渾濁的主要物質(zhì)； (2) 酒花精油 是啤酒中的重要香氣物質(zhì)，和啤酒的開(kāi)瓶聞香關(guān)系極大，不過(guò)如果在煮沸是過(guò)多接觸氧氣，很容易氧化成脂肪臭； (3) 酒花的苦味物質(zhì) 酒花的苦味物質(zhì)在麥汁煮沸中變化十分復(fù)雜，隨麥汁組分及煮沸條件不同有很大的差別。 3.6.2.3 酒花的添加量和添加方法 酒花添加量應(yīng)依據(jù)酒花質(zhì)量、消費(fèi)者習(xí)慣、啤酒品種、濃度等不同而不同。 10～14°P淺色啤酒苦味值在15～40（Bｕ）之間。 麥芽添加酒花后，由于酒花中的苦味物質(zhì)含量不同，麥汁組成不同，添加方法和時(shí)間不同，發(fā)酵、工藝不同，酵母不同等不同，酒花中苦味物質(zhì)的損失有很大區(qū)別，所以，至今還未取得酒花的添加量和成品啤酒Bu之間的定量關(guān)系式酒花添加量可依據(jù)如下因數(shù)調(diào)節(jié): (1) 酒花中a-酸含量； (2) 消費(fèi)者嗜好 消費(fèi)者嗜好口味屬清淡型，如我國(guó)南方，應(yīng)降低酒花添加量； (3) 啤酒濃度低，色澤淺，淡爽型應(yīng)該少加，反之多加； (4) 敞口發(fā)酵大，粉末型酵母，儲(chǔ)酒期長(zhǎng)，苦味物質(zhì)損失多，可以適當(dāng)增加酒花量。 對(duì)設(shè)計(jì)而言,為便于物料衡算,酒花添加量定為0.2%。 3.7麥汁的處理 3.7.1概述 由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理，包括：酒花糟分離、熱凝固物分離、冷凝固物分離、冷卻、充氧等處理，才能成為發(fā)酵麥汁。由于發(fā)酵技術(shù)不同，成品啤酒質(zhì)量要求不同，處理方法有很大差異.最主要差別是冷凝固物是否分離。 近代啤酒生產(chǎn)，大大縮短了發(fā)酵和儲(chǔ)酒周期，大叫容器也增大到數(shù)百到數(shù)千立方米，因此，麥汁處理要求是： (1) 盡可能將引起啤酒非生物混濁的冷、熱凝固物分離。 (2) 麥汁處于高溫時(shí)，盡可能減少空氣接觸，防止氧化，麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，補(bǔ)充適量空氣，供酵母前期呼吸。 (3) 麥汁處理各工序中，嚴(yán)格杜絕有害微生物的污染。 麥汁處理因使用設(shè)備和要求不同，流程很多，本設(shè)計(jì)考慮實(shí)際情況采用以下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理。 熱麥汁→泵→回旋沉淀槽→泵→薄板冷卻系統(tǒng)→泵→離心機(jī)→通風(fēng) ↓ ↓ ↓ （酒花糟＋熱凝固物）　　　　 （無(wú)菌空氣） 發(fā)酵 3.7.2酒花分離 使用酒花球果，并加入到煮沸鍋的工藝，在煮沸結(jié)束后應(yīng)采用酒花分離器盡快分離出酒花糟。我國(guó)廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。 本設(shè)計(jì)也采用帶篩孔的酒花分離器。 3.7.3熱凝固物的分離 3.7.3.1 熱凝固物成分 糖化醪過(guò)濾后得到的麥汁中含有水溶性的清蛋白和少量鹽溶性蛋白質(zhì)以及肽段，這些物質(zhì)在煮沸時(shí)變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物，主要成