年产9万吨啤酒发酵罐的设计(共14页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业1.1 啤酒的起源 啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮,东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之手,距今至少已有 9000 多年的历史。早在公元前 3000 年左右的埃及古王国时代,已经有作为饮料的麦酒(啤酒)和葡萄 酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒,一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实,在古王国时代的墓葬中,不论是国王、贵族或平民,都将酒作为随葬品。自此之后,世界酒业彼此影响,飞速发展,经历了封建时代和工业社会,形成三大酒系(酿造酒、蒸馏酒 和配制酒),精品众多,各国都
2、有名闻世界的独特产品。1.2 我国啤酒工业发展简况 综观仅有百年历史的中国啤酒工业,可以发现在改革开放以后涌现出了一大批具有品牌、技术、装备、管理等综合优势的优秀企业,如“青啤”、“燕京”、“华润”、“哈啤”、“珠江”、“重啤”、“惠泉”、“金星”等国际和国内的知名企业。由于啤酒的运输、保鲜等行业特点,加之地方保护主义作崇,使中国啤酒工业形成了诸侯割据、各自为政的春秋战国局面。纵然中国啤酒产量已突破2500万吨,位居世界第一;纵然已有四家中国啤酒集团的年产量超过100万吨,但与国际啤酒大国及啤酒发达国家相比,在集团化、规模化、质量、效益、品牌等方面我们均还比较落后。虽然“青啤”、“华润”、 “
3、燕京”等已开始踏上集团化、规模化道路,但在质量、效益等方面与国际品牌尚有一定差距。未来几年里,我国啤酒行业的发展趋势为: 1.我国啤酒市场竞争会更加激烈;市场竞争趋于规范化,市场竞争由价格竞争转向品牌竞争和服务竞争。效益成为企业最终的追求目标。 2.整个行业逐步进入成熟期,行业内的整合速度进一步加快,整合过程规范化。企业向集团化、规模化发展,股份制优势更加明显。 3.啤酒企业的品牌意识增强,更加注重品牌战略的实施,市场对名牌产品的需求增加。企业的市场竞争能力增强,重视企业内部核心能力的培养。 4.在市场营销中,广告的投入量加大,包装形式多样化,营销方式多样化。 5.产品特点:首先,啤酒品种更加
4、多样化、功能更加齐全。新品趋向特色型、风味型、轻快型、保健型、清爽型等。 6.先进的技术和设备在啤酒生产中被广泛应用,啤酒质量将得到明显提高。1.3 啤酒的定义及种类啤酒是以大麦芽为主要原料,添加啤酒花,用啤酒纯种酵母进行发酵而产生的一种低酒精度的、含二氧化碳的饮料。啤酒是世界上生产和消费量最大的酒种,全世界约有150多个国家和地区生产啤酒。啤酒的类型很多,分类的方法也有很多种,现介绍几种主要分类方法。 1.3.1根据啤酒的色泽分类啤酒色泽是啤酒质量的一项重要指标,按色度的深浅可将啤酒分为三类。 (1) 淡色啤酒 色度为 5.014.0EBC 单位,是产量最大的啤酒品种, 约占 98%, 根据
5、地区的嗜好,淡色啤酒又分为淡黄色啤酒、金黄色啤酒和棕黄色啤酒三种类型。 (2)浓色啤酒 色度为15.040.0EBC 单位,色泽呈红棕色或红褐色,特点是麦芽香突出、口味醇厚、酒花苦味较轻。酿制浓色啤酒除采用溶解度较高的浓色麦芽外,尚需 加入部分特种麦芽,如焦香麦芽、巧克力麦芽等。(3)黑色啤酒 色度为大于 40.0 单位,色泽深红褐色乃至黑褐色。特点是一般原麦 汁浓度较高、麦芽香味突出、口味醇厚、泡沫细腻,苦味则根据产品的类型有较大的差异。1.3.2根据原麦汁浓度分类低浓度啤酒,原麦汁浓度小于 7P;中浓度啤酒,原麦汁浓度 711P;全啤酒,原麦汁浓度 1114P;强烈啤酒,原麦汁浓度大于 1
6、6P。1.3.3根据是否巴氏杀菌分类(1)生啤酒 指不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌,而采用物理过滤方法除菌,达到一定生物稳定性的啤酒。(2)鲜啤酒 指不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌,成品中允许含有一定量的活酵母,达到一定生物稳定性的啤酒。鲜啤酒是地销产品,口感新鲜,但保质期较短。多为桶 装啤酒,也有瓶装者。(3)熟啤酒 指经过巴氏杀菌或瞬时高温灭菌的啤酒。多为瓶装或罐装,保质期可达180天。2.1啤酒原辅料介绍啤酒的原料为大麦、酿造用水、酒花、酵母以及淀粉质辅助原料(玉米、大米、大麦、小麦等)和糖类辅助原料。2.1.1酿造用水水是啤酒酿造最重要的原料,酿造水被称为“啤酒的血液。酿造水质不仅决定着产品
7、的质量和风味,而且还直接影响着酿造的全过程。水的质量要求:本设计为经典啤酒,色泽较浅,水的残碱度 RA 值要求在-5+5 度之 间;水中 Ca 至少为 4050mg/L。另外,Ca 和 Mg 比例要大于 3:1。啤酒酿造用水中含有 1015 mg/L Mg 已经足够,过高会使啤酒变的干,苦味重。水的镁硬小于等于 0.89mmol/L,水中含盐量要求很低。2.1.2麦芽大麦芽是啤酒生产“起源”的原料定型。大麦的最外层具有大量的皮壳,可以作为过滤介质满足浸出物与麦槽固液分离的需要;大麦经制麦芽的过程获得的大麦芽含有复杂而又丰富的酶系;大麦芽含有组成复杂的、供啤酒酵母进行新陈代谢所需要的营养成分浸出
8、物,通过在糖化过程进行的各种酶分解作用,可以按照设计的要求获得各种营养成分组分比例,产生需要的啤酒风味;大麦芽具有特殊的麦芽香味物质和色素物质类黑素复合物和相关化合物,提供啤酒需要的香气和外观。采用浅色且色泽淡黄而有光泽的麦芽。麦芽外观短胖,除根干净,不含杂草、杂谷粒、 砂土、枯芽、半粒、霉粒、损伤残粒等杂质。麦芽还应有新鲜稻草香味,不应有霉味、潮 湿味、酸味、焦苦及烟熏味等。2.1.3酒花酒花又称蛇麻花、啤酒花等,他是雌雄医株,用于啤酒发酵的是成熟的雌花。酒花能够赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝,能提高啤酒起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。本
9、设计选择浅黄绿色,有光泽,富有浓郁的啤酒花香气,无异杂气味,花体基本完整的颗粒酒花。2.1.4辅料辅料在啤酒生产中具有重要意义。辅料可以降低生产成本;可以调整啤酒的泡沫和色泽;可以稀释麦汁的蛋白质和多酚的数量;可以充分利用麦芽酶系,提高原料的利用率;可以满足不同品种、不同风味特点啤酒生产的需要;可以提高啤酒非生物稳定性和风味稳定性。大米是啤酒厂最常用的辅料,其特点是价格低廉,蛋白质、多酚物质和脂肪含量低于麦芽,而淀粉含量高于麦芽,本设计采用大米作为辅料,生产出的啤酒具有色泽浅、口味 清爽、泡沫细腻、酒花香突出,非生物稳定性好等特点。2.1.5酵母酵母是真菌类的一种微生物。在啤酒酿造过程中,酵母
10、是魔术师,它把麦芽和大米中的糖分发酵啤酒,产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。这些微量但种类繁多多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起,组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。有两种主要的啤酒酵母菌:“顶酵母”和“底酵母”。用显微镜看时,顶酵母呈现的卵形绍币底酵母明显。其母细胞和子细胞能够长时间相互连接,形成多枝的牙簇 。底酵母的母细胞和子细胞增殖后彼此分开,几乎都是单细胞或几个细胞连接。本设计设计的是经典型啤酒,色泽浅,采用的是下面发酵技术,故选用底酵母。2.2啤酒生产工艺流程图粉碎干燥发芽浸麦大麦 成品麦芽 糊化糖化水处理自来水酿造水糊化 大米离心发酵冷却澄清煮沸 冷麦汁啤
11、酒花 酵母验酒温瓶无菌灌装膜过滤清酒过滤验瓶洗瓶 瓶无菌瓶盖装箱贴标成品2.3生产工艺的要点啤酒的生产主要包括麦芽制备、麦汁制造、发酵、后处理及包装四大工序,每一个部分都很重要。2.3.1麦芽的制备(1)选麦 好的麦芽先要选好的大麦。通常要求精选后的净麦夹杂物不得超过 0.15;麦粒的整齐度,即腹径 2.2mm 以上麦粒要求达 93以上;精选率一般为 8590。 (2)浸麦 也叫浸渍,包括洗麦、浸麦和通风三个过程。浸麦主要是为了供给大麦发芽时所需要的水分,通过洗麦,除去浮麦,浸出皮壳中的色素、单宁和盐类等有害物质, 提高发芽的质量。 (3)催芽 催芽是在最后一次浸麦时或发芽初期,采用 0.15
12、mg/kgGA 处理,对促进与调节麦芽生长有良好的效果。(4)发芽 大麦经过浸渍,吸收了一定的水分,使麦粒脱离休眠状态,在适当的温度和充足的空气条件下,使之生成新鲜麦芽的过程被称之为发芽。大麦发芽的方法按设置条件,可分为地板式、通风式、塔式和连续式等。 (5)干燥 干燥的作用是使绿麦芽的水分降低,发芽停止,从而便于去根和贮藏。但并不只是一个简单的水分蒸发过程,还进行了复杂的生化变化。(6)除根 经干燥后的麦根十分焦脆,只要稍加摩擦就能脱落。因此,出塔以后的干麦芽,须随即把根除去。2.3.2麦汁的制造麦汁制造俗称糖化,即指麦芽及辅料的粉碎,醪的糖化、过滤以及麦汁煮沸、冷却的过程。其工艺指标控制的
13、好坏对啤酒的稳定性、口感等技术指标起着决定性的作用。麦汁制造过程包括:原料的糊化、糖化,糖化醪的过滤,混合麦汁加酒花煮沸,麦汁处理澄清、冷却、通氧等一系列物理学、化学、生物化学的加工过程。 (1)麦芽及辅料的粉碎 麦芽及其辅料原料在进行糖化前必须先进行粉碎。粉碎是为了增加原料和水的接触面积,使原料及麦芽内可溶物质浸出,促进难溶物质溶解。原料粉碎的程度和糖化制成麦汁的组成及原料利用率的高低有着密切的关系。粉碎时要控制麦芽及其辅料适宜的粉碎度,有助于较好地处理质量较差的麦芽,降低麦皮的浸出物含量,加快糖化过程的物质溶解,缩短糖化时间,提高收率,使糖化过程的自动化操作处于最佳状态。 (2)糖化 糖化
14、是麦汁制备的最主要的部分。糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏 物质及其分解产物(淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等及其分解中间产物),通过麦芽中各种水解酶类作用以及水和热力作用, 使之分解并溶解于水,此过程称为 “糖化” 。 糖化过程是原料的分解和萃取过程,它主要是依靠麦芽中各种水解酶的酶促分解,而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程。糖化过程是一个非常复杂的生化过程。 (3)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
15、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” 。 (4)麦汁的煮沸和酒花的添加 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。 (5)麦汁的冷却 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。2.3.3发
16、酵传统的下面发酵法,发酵容器安置在空气过滤,绝热良好和清洁卫生的发酵室内,保持室温56,采用开放式或密闭式发酵容器:采用下面的酵母,主发酵温度较低,发酵进程比较缓慢。主发酵完毕后,大部分酵母沉降容器底部。下面发酵啤酒的后发酵期较长,酒液澄清良好,酒的泡沫细致,风味柔和,保存期较长。传统式分批发酵,每批(一锅或两锅)定型麦汁,经过添加酵母,前发酵(酵母增殖),主发酵,后发酵和贮酒等阶段。一般为前酵期(10.511),主酵期(12.813),后酵和贮酒期(0-1)。1. 前发酵:所谓前发酵,就是指接种酵母泥处于休眠阶段,酵母和麦汁接触后,有较长(数小时至十小时)的生长滞缓期,之后才能加入出芽繁殖,
17、当酵母克服生长缓滞期,出芽繁殖细胞浓度达到20106个/ml,发酵麦汁表面开始气泡,此阶段即为前发酵。但由于工艺改进,前发酵时期已缩短至2030个小时。2. 主发酵:主发酵前期酵母吸收麦汁中氨基酸和营养物质,应用糖类发酵合成细胞并产生热量。此时糖降比较缓慢,而氨基酸下降迅速。由于有机酸和麦汁缓冲物质减少,PH下降迅速。酵母达到最高浓度时,糖降最快,每天外观浓度降可达1.52.0P。此阶段大量废热产生,必须进行冷却。发酵度达到酵母凝聚点时(一般发酵度在35%45%),酵母开始凝聚,发酵液中悬浮酵母细胞数开始下降,糖降速率随之降低。为凝聚和保存凝聚酵母的活性,发酵后期应逐步降低温度,使发酵温度趋近
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