(13)--4.1 啤酒酿造用水啤酒工艺学.pdf

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1、啤酒酿造用水内容 水的来源 对酿造用水的基本要求 水的硬度 残余碱度啤酒工艺学3水是啤酒酿造的主要原料 在啤酒的生产过程中的水包括在啤酒的生产过程中的水包括：-啤酒酿造用水-清洁和卫生用水-冲洗用水 工艺用水工艺用水-冷却水-产生热蒸汽的水每生产每生产1KL啤酒，水的平均消耗啤酒，水的平均消耗4-6KL啤酒工艺学啤酒酿造用水的啤酒酿造用水的来来源源 雨水、雪水、冰山水雨水、雪水、冰山水水质软，水量波动大，一般不用 地表水地表水江、河、湖、浅井、水库溶解杂质少，波动大，悬浮物多，硬度较高 地下水地下水泉水、深井水水质清洁，含有机物、悬浮物少，硬度较高 海水海水水中含盐量高达0.35%，不能用作工

2、作用水，需要淡化处理。啤酒工艺学5水循环各种离子随着土壤中的雨水和雪溶水排走，并带着矿物质和有机质流过各地表层，然后这些水积累下来作为地下水，留在不同的深度的地方；土壤中的溶出物质的数量和质量依赖于土壤成分；水中重要的无机（矿物的）物质是钙和镁和它们的化合物；啤酒工艺学自然界的水循环示意图啤酒工艺学蒸发（包括植物蒸腾）水汽输送降水下渗地表径流、地下径流水循环的主要环节对酿造用水的基本要求指 标要 求备注颜色无色有色的水是严重污染水，不能用来酿造啤酒透明度透明，无沉淀与麦汁和啤酒的澄清度有关味无异味，无异臭有异味的水不能用来酿制啤酒，否则易使啤酒口味恶劣总硬度6.24 mmol/L视残碱度RA值

3、而定非碳酸盐硬度/碳酸盐硬（2.53.0）/1钙硬镁硬3/1残碱度RA值 0.89 1.79mmol/L人们更倾向于负值啤酒工艺学对酿造用水的基本要求铁0.05mg/L铁含量过高，会导致麦汁色度加深，影响酵母生长和发 酵，给啤酒带来铁腥味锰0.03 mg/L微量对酵母生长有利，过量则会使啤酒缺乏光泽，口味粗糙硅酸盐（SiO2）20 mg/L含量过高，麦汁不澄清，影响酵母发酵和啤酒过滤，容易引起啤酒混浊，使啤酒口味粗糙CL-200 mg/L含量适当，能促进淀粉酶作用，提高酵母活性，啤酒口味柔和、圆润。含量过高，易引起酵母早衰，使啤酒带有咸味，且容易腐蚀设备SO42-300 mg/LNa+75 m

4、g/L微量有甜味，含量过高则呈碱性NO3-25 mg/L啤酒工艺学水水的硬度的硬度 水的硬度是指溶解在水中的钙、镁离子以及碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、氯离子和硝酸根离子所形成盐类的浓度。水的硬度常以德国硬度（d H）表示，即每升水中含有10毫克氧化钙称为1度。现在，均以法定计量单位0.17832mmol/L表示。啤酒工艺学10硬度的定义总硬度(土壤碱金属离子总和)CaCO3Ca(HCO3)2MgCO3Mg(HCO3)2MgSO4MgCl2 Mg(NO3)2CaSO4CaCl2 Ca(NO3)2碳酸盐硬度(土壤碱金属离子中的碳酸根离子)所有的钙镁离子和碳酸结合非碳酸盐硬度土壤碱金属离子

5、中不含碳酸盐的离子)所有钙镁离子和矿物酸结合啤酒工艺学暂时和永久硬度盐类暂时和永久硬度盐类HARDNESSPERMANENT2)3Ca(NO2)3Mg(NO2CaCl2MgCl4CaSO4MgSOTEMPORARY2)3Ca(HCO2)3Mg(HCO硬度暂时硬度永久硬度啤酒工艺学水的总硬度水的总硬度包括包括暂时硬度暂时硬度钙镁类碳酸氢盐：通过煮沸使钙镁类碳酸氢盐：通过煮沸使CO2挥发，部分去挥发，部分去除这类盐除这类盐增加石灰（氢氧化钙）与这类盐作用得到钙镁类增加石灰（氢氧化钙）与这类盐作用得到钙镁类碳酸盐碳酸盐沉淀沉淀永久硬度永久硬度钙镁的硫酸盐，氯盐和硝酸盐钙镁的硫酸盐，氯盐和硝酸盐通过离

6、子交换法可去除通过离子交换法可去除啤酒工艺学13水硬度的含义 碳酸盐硬度高是不理想的，因为它会破坏酸性，也就意味着pH会升高；非碳酸盐硬度高在一定程度上是理想的，因为它减少了酸度；阳离子和碳酸根离子结合在一起的盐叫做-碳酸盐 另外还有：-硫酸盐-盐酸盐-硝酸盐等啤酒工艺学14酿造水的硬度 Ca2+和Mg2+离子决定了水的硬度并影响着酒的品质。硬度控制了水中化学活性盐的量。1 dH 德国硬度 10 mg CaO/L1 fH 法国硬度 10 mg CaCO3/L1 eH 英国硬度 14,3 mg CaCO3/L1 aH美国硬度 1 mg CaCO3/L 很软0 4 dH软4 8 dH中等硬8 12

7、 dH硬12 30 dH非常硬 30 dH啤酒工艺学ppm CaCO3 CaCO3 浓度浓度（ppm）German Hardness d德国硬度德国硬度 dHardness硬度硬度0-700 4非常软70-1404 8软140-2158 12中等215-53012 30硬 530 30非常硬水的硬度水的硬度10mgCao/l=1个德国硬度个德国硬度啤酒工艺学dHeHfHppm CaCO3German Hardness德国度1 dH=11,2531,7817,8English Hardness英国度1 e=0,79811,4314,3French Hardness法国度1 fH=0,5600,7

8、02110ppm CaCO31 ppm=0,0560,070,11不同硬度的单位转换不同硬度的单位转换啤酒工艺学碳酸盐硬度的影响碳酸盐硬度的影响 pH值增加值增加2 KH2PO4+Ca(HCO3)2-CaHPO4+K2HPO4+2 H2O+2 CO2酸强碱2 KH2PO4+Mg(HCO3)2-MgHPO4+K2HPO4+2 H2O+2 CO2酸碱啤酒工艺学非碳酸盐硬度影响非碳酸盐硬度影响 pH值降低值降低4 K2HPO4+3 CaSO4-Ca3(PO4)2+2 KH2PO4+3 K2SO4酸碱4 K2HPO4+3 MgSO4-Mg3(PO4)2+2 KH2PO4+3 K2SO4碱酸啤酒工艺学不

9、同不同啤酒品种对水的残碱度啤酒品种对水的残碱度RA值的要求值的要求 水的残碱度RA值是酿造水质量指标中十分重要的一项，根据Kolbach残碱度的计算方法，人们可以预测水中降酸降酸的HCO3-离子和增酸增酸的Ca2+、Mg2+对于醪液、麦汁和啤酒pH值的影响程度，从而又可以判断糖化中各种酶的反应、物质分解过程、麦汁过滤时麦皮物质的洗脱和煮沸中酒花苦味质的变化情况。因此RA值是分析和评价水质、合理处理酿造用水的重要根据之一。啤酒工艺学降低酿造水残余碱度的方法 降低碳酸盐硬度，除去碳酸盐 提高非碳酸盐硬度 通过添加酸,使碳酸盐硬度转化为非碳酸盐硬度。啤酒工艺学水的残余碱度RA值的计算方法 水的总碱度

10、（GA）抵消碱度（AA）残余碱度（A）RA=GAAA=GA（钙硬/3.5+镁硬/7.0）单位:mmol/L德国硬度dH啤酒工艺学不同啤酒品种对残余碱度的要求 浅色啤酒RA 0.89mmol/L/89mg/L/5dH(0-5）深色啤酒RA0.89 mmol/L/89mg/L/5dH 黑色啤酒RA1.78mmol/L/178mg/L/10dH啤酒工艺学高残余碱度的影响降低酶活性提高糖化醪的pH值降低麦芽浸出物产量麦皮的洗提 色度提高苦味粗糙降低澄清度粗糙酒花苦味延缓酵母生长减少蛋白质沉淀降低胶体稳定性啤酒工艺学石膏或氯化钙法石膏或氯化钙法基本原理：基本原理：-添加添加石膏或氯化钙石膏或氯化钙对于改

11、善水质降低RA值具有显著的作用，合理使用对啤酒质量无影响，而且成本远低于加酸法，是啤酒生产中常用的水处理方法。-加入石膏或氯化钙后使碱性第二磷酸氢盐变为酸性第一磷酸盐，抵消了Ca(HCO3)2的降酸作用，达到了提高酸度、降低RA值的目的，反应原理:2KH2PO4+Ca(HCO3)2CaHPO4+K2HPO4+2H2O+2CO24K2HPO4+3CaSO4Ca3(PO4)2+2KH2PO4+3K2SO44K2HPOP4+3CaCL2 Ca3(PO4)+2KH2PO4+6KCI啤酒工艺学石膏或氯化钙法石膏或氯化钙法 添加石膏或氯化钙后也可使部分碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，对提高酸度、降低RA值也

12、有一定的作用。反应如下：MgCO3+CaSO4 MgSO4+CaCO3 MgCO3+CaCL2 MgCL2+CaCO3 形成MgSO4量较多时，啤酒会呈苦味，而MgCL2则对口味无影响，因此，在实际生产中经常使用氯化钙，能使啤酒口味柔和、醇厚，避免使用石膏生成MgSO4，对口味产生不利影响。啤酒工艺学石膏和氯化钙的添加量 石膏和氯化钙的添加量：CaSO4（无结晶水）24g/KL水，CaCl2（无结晶水）20g/KL水,可增加非碳酸盐硬度1dH(0.18mmol/L)每增加3.5dH非碳酸盐硬度，可以降低1dH残余碱度7.0 2 dH10.5 3 dH14.0 4 dH)添加的极限添加的极限:硫

13、酸根硫酸根300mg/l；氯根；氯根100mg/l啤酒工艺学加酸法加酸法 基本原理基本原理用酸改善水质是一种简单方便、行之有效的方法，生产中经常采用。加酸虽然不能改变水的总硬，但可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，达到降低RA值、改善水质的目的。反应原理如下：Ca(HCO3)2+2H+Ca2+2H2O+2CO2啤酒工艺学.添加加16 g32 g硫酸98%32 g36 g盐酸37%29 g58 g乳酸100%210 g250 g氯化钙250 g300 g硫酸钙麦汁中添糖化醪中麦芽100 kg 麦汁酸化麦汁酸化减少0.1单位的pH值啤酒工艺学通常情况下，软水适于酿造淡色啤酒，碳酸盐含量高的硬水适于酿

14、制浓色啤酒。慕尼黑（深色）多特蒙德（出口）比尔森总硬度dH碳酸盐硬度dH非碳酸盐硬度dH钙硬度dH镁硬度dH残余碱度dH14.814.20.610.64.210.641.316.824.536.74.65.71.61.30.31.00.60.9啤酒工艺学分析值啤酒吧酿造水比尔森酿造水酿造水淡色艾尔酿造水硬度暂时硬度Burton,Ca,Mg,SO,Cl,(ppm CaCO)(ppm CaCO)(ppm)(ppm)(ppm)(ppm)33262890690040232362301072632501362602563860035361502+2+2-4酿造水的组成举例啤酒工艺学残余碱度的计算练习1.啤酒厂的总硬度20dH水的暂时硬度（Caco3）153mg/l,Ca硬度=15dH；镁硬度=5dH计算水中的残余碱度。啤酒工艺学残余碱度的计算练习2.啤酒厂的总硬度32dH水的暂时硬度（Caco3）=89mg/l,Ca硬度=25dH；镁硬度=7dH计算水中的残余碱度和永久硬度。啤酒工艺学总结 水是啤酒酿造的主要原料；水水的总硬度的总硬度包括暂时硬度和永久硬度包括暂时硬度和永久硬度;残余碱度RA对啤酒酿造的重要性；不同啤酒品种对残余碱度的要求；石膏、氯化钙、乳酸的添加能有效的改善水中离子的比例和醪液的pH值。科学合理使用酿造用水才能酿造出优质啤酒啤酒工艺学