啤酒的工艺技术有关知识ZPL.doc

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1、一 啤酒品种的分类1 根据颜色分1.1 黑色 40EBC以上1.2 浓色 15-40EBC1.3 淡色 3-11 EBC根据品质分2.1 冰啤 浊度.9EBC以下2.2 干啤 发酵度72%以上2.3 无醇啤酒 酒精0.5%v/v2.4 浑浊啤酒 浊度小于2.0 EBC2.5 特色风味啤酒 果味等3根据生产工艺分3.1 熟啤酒 经过巴氏杀菌3.2 生啤酒经过物理方法除菌,保质期60天以上3.3 鲜啤酒 经过物理方法除菌, 保质期7天以上4. 根据包装形式分4.1 瓶装4.2 听装4.3 扎啤4.4 桶装4.5 散装5. 根据浓度分5.1 底度5.2 高度二 饮用啤酒的好处1营养丰富2入口好3消除

2、疲劳提神4养胃利尿三 我国啤酒的发展历史1生产方面啤酒是一种外来酒,英语叫Beer,我国最早生产啤酒的企业是青岛啤酒厂和哈尔滨啤酒厂一般地说在1903年建厂.今天,啤酒以成为世界酒类中生产量和消费量最大的酒种.我国20#啤酒产量超过美国成为世界啤酒生产第一大国20#啤酒产量达到一个新的水平2800万吨,我们的年增长率在8-15%,美国20#啤酒产量为避免2200万吨.2设备方面糖化最大单锅产量达150吨,过滤槽的直径为本12米,每天生财12个批次.发酵国内最大的发酵罐有600m3为珠江啤酒集团包装生产线45000瓶/小时#啤酒3 工艺技术方面糖化主要在以各设备容器内采用绝氧和N2背压操作,利用

3、酶制剂提高产量和原料利用率.发酵在计算机控制发酵大罐技术,膜过滤技术和添加剂的应用.包装在无菌灌装和无色瓶自带标技术方面的应用.4 检验方面在自动化分析和在线检测方面的技术四 原料 啤酒酿造需要四种原料:麦芽、酒花、水和酵目.1. 大麦麦芽大麦根据麦粒在麦穗上的排练形式有:二棱、四棱和六棱见图1二棱 四棱 六棱 图11.1 大麦的化学组成和各成分的性质水分: 受气候变化的影响很大12-15% ,但是不得超过15%其干物质的平均化学组成如下:l 总碳水化合物 70.0-85.0 %l 蛋白质 10.5-11.5 %l 矿物质 2.0-4.0 %l 脂肪 1.5-2.0 % l 其他内容物 1.0

4、-2.0 %1总碳水化合物有:淀粉、糖、纤维素、半纤维素和麦胶物质淀粉 有：直链淀粉和支链淀粉与大颗粒和小颗粒之分直链淀粉 由不得200-400个葡萄糖基团组成,1,4-键,通过氧键连在一起支链淀粉由葡萄糖基团组成,1,4-键,通过氧键连在一起,每次15-30个葡萄糖基团就有一个1,6-键,它的结构象带分支的树一样,6000个葡萄糖基团.糖 只有1.8-2.0 % 主要是蔗糖、一些葡萄糖和果糖.纤维素 只有5-6 % 不容于水,无法分解,对啤酒质量没有影响.半纤维素是细胞壁的主要成分和-葡聚糖作用对啤酒过滤造成困难.蛋白质 大麦蛋白质含量在此基础上8-16%之间波动,其中仅有碍1/3左右进入成

5、品啤酒中,但对啤酒质量影响很大.发芽力、酵目营养、啤酒风味、泡沫特性、非生物稳定、适口性l 谷蛋白 占30%,在制麦和酿造过程中不分解,虽麦糟一起被排走.l 醇溶蛋白质 占37%,部分进入麦糟中.l 球蛋白 占15%,有四种,- 球蛋白可导致啤酒出现浑浊.l 清蛋白 占11%,在麦汁煮沸时全部沉淀出来,在制麦和酿造中减少.n 高分子蛋白质分解物 有利于啤酒的起泡特性,但会使啤酒混浊.n 低分子蛋白质分解物 是酵目必须的营养来源. 脂肪 大麦含有2%左右的脂肪,几乎毫无变化地进入埋糟中.矿物质 占2-3% 有:磷酸盐 硅酸盐等其他物质 鞣质或多酚物质 维生素 酶 1.2 大麦的质量要感官 淡黄色

6、 麦杆气味 湿度 颜色和光泽 皮薄而细腻 2%夹杂 麦粒饱满粒大均匀 无虫害 无霉变千粒重 35-45g分级 2.5mm以上一级 2.2-2.5mm二级 2.2mm以下三级胚乳状态 粉质粒 半玻璃质 玻璃质发芽率和发芽力 全部发芽比例96% 3天发芽比例水敏性 小于10%低水敏性化学检验 12-13水分 63-65%淀粉 9-12%蛋白质 2辅料 辅料包括:大米 玉米 小麦 大麦 糖等2.1 大米 大米的浸出物含量很高,90%以上.蛋白质含量较低,仅为8-9%.2.2 玉米 玉米的浸出物含量很高,90%以上.因其胚部含油丰富,所以使用前必须脱胚.2.3 小麦 使用比较少 做一些特制啤酒.2.4

7、 大麦 使用量才录用20%以下.3酒花酒花为多年生雌雄异株的攀缘植物,它属于荨麻植物,啤酒仅利用雌性酒花,它含有苦味树脂和醚油,这些成分赋予啤酒苦味和香味.3.1 酒花的组成 酒花油0.5% 苦味物质18.5% 多酚物质3.5%蛋白质20.0% 矿物质量管理8.0% 其余为纤维素和其他物质苦味物质是酒花中最有价值的组分.它赋予啤酒苦味,有利于啤酒的泡持性并抑制微生物的生长.主要-酸5-11% 和-酸15% 啤酒中的苦味85%来自-酸.酒花油赋予啤酒的香味.3.2 酒花的贮存 鲜花75-80%的水分 干燥到6-8%的水分 制品3.3 酒花制品 压缩干花 颗粒酒花 浸膏 等4水 啤酒生产耗水很大,

8、每吨成品啤酒需要3.7-10.9吨水,4.1 根据水质污染程度,分三部进行处理l 去除悬浮物质l 去除溶解物质l 去除细菌 5.酵母 五 麦芽制造1大麦的进厂、清选、分级、输送 1.1 大麦的进厂 大麦多由汽车、火车或轮船来运输.1.2 清选、分级、输送大麦初选入仓精选分级工艺流程图 图21.3 大麦的分级 一级大麦是指截留在2.5mm筛子以上的大麦,这类大麦粒大,腹径最宽,浸出率高,最适合麦芽生产和啤酒酿制.是指能穿过2.5mm截留在2.2mm筛子上的大麦,这类大麦尽可能少用.三级大麦为瘪大麦,只能做饲料. 1.4 分级的方法 有圆筒分级筛和平板分级筛. 1.5 大麦的输送 有斗式提升机、螺

9、旋输送机、刮板输送机、皮带输送机、气流输送机、水力输送设备.1.6 大麦的初选 大麦风力初选机图32.大麦的浸泡浸麦所有谷粒、果实、土豆和种子,只要一吸水就会开始发芽.和其他所有生命过程一样,大麦在发芽时呼吸加快,因此需要给麦粒提供氧气.浸泡在浸麦槽中进行.2.1 浸麦时间 2.2 浸泡温度 温度越高,麦粒吸水就越快,要达到42%的含水量不同浸泡温度所需的浸泡时间为: 浸泡温度为10时麦粒的吸水曲线 5 100h10 75h 15 50h2.3 麦粒的大小 小的快 大的慢2.4 大麦品种和种植年份 内陆地区比沿海地区快2.5大麦的供氧 通入空气和抽出CO22.6 大麦的清洗 2.7浸麦容器 见

10、图5 2.8 浸麦度 2.9 浸麦的方式 采用浸水和短水的方法,浸水定时通压缩空气,短水后定时喷水抽CO2 浸麦槽 3.发芽 形成酶是制麦的主要目的,糖化中的物资分解过程必须有这些酶类参与.制麦过程中要控制酶的分解,以避免内容物损失过多.发芽过程分为生长过程、酶的形成过程和物质转换过程.3.1 生长过程 a-发芽第一天 b-发芽第三天 c-发芽第五天 发芽中的麦粒生长变化过程 3.2 根芽 根芽的长度一般为麦粒长度的1.5-2倍3.3 叶芽 叶芽的长度一般为麦粒长度的3/4-1倍 3.4 酶的形成 淀粉分解酶 -淀粉酶和-淀粉酶 细胞溶解酶 -葡聚糖酶 蛋白分解 磷酸酯酶3.5 发芽过程的物质

11、转化-葡聚糖的溶解和分解 淀粉分解 100g大麦干物质大约可产生90g麦芽干物质.而100g大麦中含有63g淀粉.若淀粉分解物不被呼吸掉,则由100g大麦制成的90g麦芽中仍含有63g淀粉,即淀粉含量应占麦芽量的70%.而现在仅有58%,这意味着有12%的淀粉被分解,对麦芽厂来说就意味着损失,一定要降低.尽量采取短时、低温.淀粉含量%糖分含量%大麦632麦芽588 蛋白质的分解 蛋白质的分解与麦粒溶解平行,不必特殊控制. 发芽过程中二甲基硫的形成 会使啤酒呈现青草味或蔬菜味,因此,要避免形成DMS或除去DMS.低浸麦度和低发芽物水分.低发芽温度和低麦芽容溶解度 大部分活性DMS前驱体转移到根芽

12、中,只有一小部分残在除根后的麦芽中,并在绿麦芽干燥时变化显著. 发芽进程的总结u 发芽是一个强烈的生命过程,需要提供水分.u 因为呼吸逐渐强烈,所以应提供足够的氧气,供氧通分越强烈损 耗越强烈,供氧不足,则会产生分子内呼吸,并导致胚死亡.u 呼吸使温度升高,并会减少酶的形成.一般17-18u 合理经济的发芽操作应注意调节水分、通风和温度.3.6 发芽方式 地板式 萨拉丁 劳斯曼 塔式4.干燥 绿麦芽中的物质转化完成后,必须通过干糟终止其生命过程.通过干燥排出绿麦芽中的水分,使麦芽性能稳定并具备贮存能力.麦芽干燥在干燥炉中进行.绿麦芽置于筛床上,通入大量热空气进行干燥.4.1 干燥过程中的变化u

13、 水分的降低u 发芽和溶解终止u 色泽和香味物质形成 水分的降低 应从40%降低至5%以下.因会形成玻璃质.所以,只有当水分将至10-12%,才允许升温50以上. 发芽和溶解终止 色泽和香味物质形成 当温度超过80时,一系列低分子分解产物会形成各种色素物质和香味物质.这种多级反应叫 美拉德反应.淡色麦芽干燥温度不得超过100.焙焦温度月越高,越利于蛋白质凝固,越利于减少啤酒中的蛋白质混浊.水分越低酶的失活温度越低. 干燥过程中二甲基硫的形成 焙焦温度越搞,DMS-P向DMS转化并被挥发排出就越多,65凋萎可降低DMS-P,长时间的麦汁煮沸可使DMS挥发. 酶的失活 干燥中酶的失活变化 4.2

14、干燥炉的结构 单层高效炉 绿麦芽麦层的厚度达1.3米 ,绿麦芽的装栽能力为500Kg/u 带顷翻筛床的高效炉u 带进出料装置的高效炉5.干燥后的麦芽处理麦芽干燥后要冷却,并尽可能迅速地除去根芽.然后贮存,直至出售为止,为使麦芽外观漂亮,出售前还需要抛光处理.5.1 冷却 直接打冷风5.2 除根 麦芽螺旋除根机 6麦芽制成率 一般100g大麦得到148g浸湿的湿大麦,140g绿麦芽,82g出炉麦芽,79g贮存麦芽.7麦芽的质量水分 叶芽长度 千粒重 沉浮实验 玻璃质含量 糖化力 哈同值 -氨基氮 粘度 煮沸色度 库值 粗细粉差 脆度值 浸出物含量 杂质 总酸 PH值 六 麦汁制备啤酒生产的主要工

15、序是发酵,即将麦汁中所含的糖转化为酒精和二氧化碳.因此首先必须将麦芽中的淀粉和蛋白质转化为水溶性成分,特别是可发酵性糖,这个转化过程就是麦汁制备.1糖化糖化是麦汁制备中最重要的过程.在糖化过程中,水与大米辅料、水与麦芽粉碎物进行混合,由此使大米辅料、麦芽中的内容物溶出,获得浸出物,而浸出物的主要数量只能在糖化中通过的酶作用产生.酶应在其最佳条件范围内作用,糖化时物质的转化具有重要意义.水溶性物资：糖、糊精、矿物资、氨基酸和部分低分子蛋白质.非水溶性物资：淀粉、纤维素、部分高分子蛋白质与其他随麦糟排走的化合物.1.1 酶的作用条件 时间 温度 PH 底物浓度 1.2 淀粉的分解 啤酒的重要组分-

16、酒精,是由糖发酵而来的,因此必须将淀粉分解成麦芽糖,还有其他中间产物和不可发酵的糊精.淀粉的分解可分为三个不可逆过程,但它们彼此连续进行：糊化、液化、糖化.糊化：淀粉颗粒在热水中吸水、膨胀、破裂,变的非常粘稠.使淀粉酶可较好地将其分解.不同淀粉糊化的温度不同 大麦、麦芽60、大米80-85.液化：通过-淀粉酶的作用,使已糊化的淀粉液粘度降低.-淀粉酶迅速分解淀粉长链为短链使粘度下降,-淀粉酶只能从非还原末端分解长链,很慢.糖化：通过淀粉酶的作用,把已液化的淀粉分解成麦芽糖和糊精.-淀粉酶将长链淀粉分解为较小的糊精.最佳温度72-75,失活温度80, 最佳PH为5.6-5.8.-淀粉酶从非还原末

17、端分解,形成麦芽糖,也形成麦芽三糖和葡萄糖.最佳温度60-65,失活温度70, 最佳PH为5.4-5.5.必须碘检不变色正常,因为不可分解的淀粉和高分子糊精可导致啤酒出现糊化混浊. -淀粉酶 -淀粉酶 分解产物 与碘液的反应 72-75 62-65 已糊化淀粉高分子糊精 蓝色 碘检不正常中分子糊精 紫色至红色低分子糊精麦芽三糖 碘检正常麦芽糖 葡萄糖 淀粉分解碘反应情况 糖化过程中,下列产物可被啤酒酵母发酵：麦芽三糖后酵期、麦芽糖与其他双糖、葡萄糖.下列产物不可被啤酒酵母发酵：糊精.可发酵性糖占总浸出物的比例决定了啤酒的最终发酵度与啤酒的酒精含量和啤酒特征.糖化过程中的温度、时间、PH、醪液浓

18、度是决定最终发酵度的因素.1.3 -葡聚糖的分解 -葡聚糖在啤酒酿造中非常重要,因为它会导致过滤困难.-葡聚糖通过-葡聚糖酶进行分解,最佳温度45-50.麦芽的脆度值要求超过80%,通过测麦汁的粘度反映出-葡聚糖的含量.1.4 蛋白质的分解有利影响不利影响高分子蛋白分解物泡沫形成、口味丰满形成浑浊低分子蛋白分解物酵母营养好蛋白质的酶促分解主要在45-50,温度较高仍进行,45形成大量低分子蛋白分解物,55形成大量高分子蛋白分解物如果-氨基酸不足会使发酵时：u 酵母增殖减少；主酵和后酵魈迟缓；u 形成啤酒中不愉快的嫩啤酒香味物质.1.5 其他的分解和溶解过程 有机磷酸盐 麦皮的鞣质和花色苷.1.

19、6 浸出物的组成 浸出物组成图 2糖化工艺2.1 大米的粉碎见图11糊化锅是进行大米糊化和液化的容器,糊化锅要求的料水比为1：4-4.5-淀粉酶用量6-7单位/克大米,并调节PH值和Ca2+,在一定的温度下进行大米粉碎, 大米粉碎要求越碎越好,但细粉比例不得超过25%. 大米粉碎工艺流程图 2.2 麦芽的备料粉碎见图12麦芽从筒仓运来,首先必须进行去除大的杂物和除铁,然后进行计量备料准备粉碎.2.3 麦芽的增湿粉碎见图13干麦芽的麦皮在粉碎时很容易破碎.为了更好保护麦皮,使用麦芽增湿粉碎技术,即使用热水对麦芽进行增湿,使麦皮更富有弹性,更不宜破碎.然后用对辊粉碎机进行粉碎一面粉碎,一面加水调浆

20、,泵入糖化锅.这样的粉碎麦皮完整,而胚乳则被磨成浆状细粒,既有利于加速麦汁过滤,又可增加麦芽浸出率.浸麦水温一般为60-70 调浆水温视糖化投料温度而定.糖化麦芽的料水比1:3.5-4 添加酸调节PH值和Ca2+,和其他辅料 . 2.4 糖化方法 根据升温方式的不同,糖化方法可划分为两类：浸出法和煮出法. 浸出法 加热到几个温度休止阶段进行休止,最后达到并醪糖化 麦芽的备料粉碎图12终止温度,在此方法中,没有分醪煮沸过程.使用的比较多,工艺自动化高,色度低,口味好,收得率底煮出法 就是把总醪液分出一部分进行煮沸,然后把煮沸的醪液重新泵入到余下未煮沸的醪液中,使混合醪液的温度达到下一步较高的休止

21、温度.可分为三次、二次和一次煮出法.色度高,口味差,收得率高.2.5 糖化工艺曲线见图14.麦汁过滤3.1 目的 糖化工序结束后,应在短时间内,将糖化醪中从原料溶出的物资与不溶性的麦糟分开,以得到澄清的麦汁. 麦芽的增湿粉碎 图133.2 步骤 第一步以麦糟为滤层,利用过滤的方法提取的麦汁,称头号麦汁；第二步利用热水洗出头号麦汁过滤后残留于麦糟中的麦汁,称洗涤麦汁,上两个过程纯属机械物理过程.3.3 过滤方法 有三种:a过滤槽法；b压滤机法；c渗出槽法.3.4 过滤槽法见图15最大直径12米 每批投料24吨 3.5 过滤槽的过滤操作 a铺水 顶空气； b进醪 静置；c过滤排泥渣；d控制过滤速度

22、 由小到大；e耕糟；f一次洗糟；g二、三次洗糟；h排糟.糖化锅 糊化锅 4245 15分 45分4850分 9040分 全部倒入 10分65 30分 10030分10分7030分碘检查 20分78 过滤 糖化工艺曲线 图14过滤槽 图153.6 影响麦汁过滤速度的因素: a穿过滤层的压差；b滤层的渗透性；c；d滤层的面积；e麦汁粘度.表示如下： V= K压差滤层渗透性 /滤层厚度麦汁粘度 3.7 加速麦汁过滤速度的措施:a优质麦芽；b回潮；c湿粉碎；d虹吸上层清亮麦汁；e增加耕刀数； f加强保温；g添加-葡聚糖酶降低粘度.3.8 麦汁过滤与洗涤和啤酒质量的关系: a尽量要清亮 ；b尽量要快防止

23、多酚氧化而色泽加深；c控制洗涤水的PH；e控制洗涤水的浓度0.5-1.5%.3.9 过滤槽过滤的技术条件麦糟厚度35第一次洗糟时间45-90分糖化醪液温度75-80总过滤时间3小时糟层沉淀情况要求表面平整洗糟水温75-80槽底面积/100kg0.5-0.7过滤压差20-30厘米水柱头号麦汁过滤时间 45-90分防止降温和整动4.麦汁的煮沸与添加酒花4.1 麦汁煮沸的目的和作用 麦汁煮沸的目的主要是稳定麦汁成分.4.2 麦汁煮沸的作用 a酶的破坏；b 麦汁的灭菌；c蛋白质沉淀；d蒸发水分；e酒花成分的浸出；f降低PH值；g还原物质的形成；h蒸出恶味.4.3 煮沸锅 见图164.4煮沸技术条件 a煮沸强度:8-12%；煮沸强度=混合麦汁量-最终麦汁量/混合麦汁量煮沸时间hr100% 煮沸锅 图164.5 酒花添加的作用 a赋予啤酒特有的香味；b 赋予啤酒爽快的苦味；c增加啤酒的防腐能力；d提高啤酒的非生物稳定性.4.6 酒花添加的方法 见图17 分几次添加 苦味值 酒花添加工艺流程图175分离热凝固物 19 / 19