啤酒生产工艺

啤酒生产工艺2.3.1啤酒酵母2.3.1.1啤酒酵母种类培养酵母是由野生酵母经过长期驯养，反复使用和长时间的生产实践，具有正常的生理状态 和特性，并适合于啤酒生产要求的酵母。用于啤酒生产的培养酵母菌株各厂不同，酵母的生 理特性也有点差异。在啤酒工厂，凡是与培养酵母形态和生理特性不一样的酵母，即不为生 产所控制利用的酵母，统称为野生酵母。野生酵母在自然界中分布很广，若混杂于啤酒培养 酵母中会防碍啤酒生产的正常开展，危害极大。上面酵母的特点是发酵时产生二氧化碳和泡 沫，酵母漂浮在发酵液表面，发酵终了酵母人浮于液面，很少下沉，磁暴多呈圆形,多数酵母集结 在一起，容易形成子囊抱子，当分离培养是牲畜有规则的分支;最是发酵温度为20-25.只能发 酵1/3的糖.培养酵母可分为上面酵母和下面酵母。上面酵母的特点是发酵时产生二氧化碳和泡沫，酵母漂浮在发酵液表面,发酵终了酵母人浮于 液面，很少下沉，磁暴多呈圆形,多数酵母集结在一起，容易形成子囊抱子，当分离培养是牲畜有 规则的分支;最是发酵温度为20-25.只能发酵1/3的糖.下面酵母又称底面酵母或贮藏酵母，其特点是发酵时随产生的CO2在发酵液内形成上下对流 而悬浮于发酵液内，近发酵终了时凝聚沉降。细胞呈圆形或椭圆形,一般不形成子囊抱子，极易 分离培养，分支有规则，发酵最适温度6-10C,最高可达30C,能全部发酵糖。上面酵母在发酵近结束时相互凝聚成菌团，沉降快酒液易澄清，宝鸡啤酒厂使用的是下面酵 母。2.3.1.2获得合适的酵母细胞纯种培养要选用经时间证明合格可靠的酵母细胞。酵母细胞的分离在高泡阶段完成许多的 单个酵母细胞在810摄氏度进行繁殖培养。这一温度与主酵温度相吻合。在显微镜下可以 追踪观察酵母细胞不同生长阶段的生长情况，由此挑选酵母细胞。借助无菌过滤纸条吸取最 健壮的酵母菌落，并把它置于5ml无菌麦汁中。若酵母不立即使用，则大多将酵母细胞保 存在05摄氏度的麦汁琼脂（固体培养基）的斜面培养基上，以防干涸。斜面培养基可保 存69个月。2.3.1.3酵母扩培实验室扩培：实验室扩陪要利用装满5ml的容器，酵母菌落放于容器中。酵母繁殖分多次 进行；把处于高泡阶段的培养液倒入大约10倍的容器中。车间酵母扩陪：车间继续进行的酵母扩陪的方式有（1）在酵母扩陪设备中进行；（2）在开 放式的扩陪容器中进行。以下几点对酵母纯种培养很重要：进入增殖罐以前，一切工作都必 须在无菌条件下进行。否则以后根本无法去除这些污染微生物，因为它们的生存条件和酵母 一样；强烈通入无菌空气是酵母迅速生长的前提，这样可培养出健壮且发酵力强的酵母； 在2025摄氏度时，酵母繁殖速度要比低温时快。但酵母培养温度要逐步下降到车间温度， 以便在生产中达到完全的发酵能力；纯种培养要使用打出麦汁，其中酒花苦味物质有抑制杂 菌污染的作用。2.3.2麦汁充氧在发酵中，酵母菌的新陈代谢作用可以分为有氧呼吸和厌氧呼吸两个阶段。前者主要是满足 酵母菌的自身繁殖，后者则主要是发酵过程，产生各种代谢产物。如酒精，高级醇，有机酸 等。麦汁充氧是啤酒生产工艺中唯一需氧的一个重要环节，充氧量的多少将直接影响啤酒发 酵的正常与否。因此，调节麦汁的含氧量，使每一个酵母都能正常生长繁殖，提高酵母质量， 才能提高啤酒质量。2.3.3添加酵母通过酵母添加车将繁殖罐内的酵母添加到发酵罐中，宝鸡啤酒厂目前酵母的添加量一般为8 10%。通过酵母添加车添加的酵母，可以使其他微生物得到有效控制，酵母质量也得到了 很大的提咼2.3.4发酵工艺宝鸡啤酒厂发酵设备是露天锥形发酵罐（结构如右图所示），它是啤酒厂最为广泛使用的设 备。大罐的主体为圆柱形。径高比一般为1： 1.5-4.底部为锥形。发酵罐的有效容积为整体 的80%-85%,是糖化冷却麦汁的整数倍。密闭发酵时，其二氧化碳易饱和和回收利用同时配 套CIP清洗系统，便于工艺卫生管理宝鸡啤酒发酵用的是一罐法:即主发酵和后发酵在同一 罐内进行.贮酒中仅能利用80%的罐容积。一罐法工艺有以下优点：清洗消耗少，因只有一 个容器必须清洗；转入空罐时CO2损失少；酒损少，因没有了管道中残酒的损失；所需的 工作时间少，因不用倒罐；节约能源，因不用倒泵。没有氧侵入的危险。发酵分主酵、还原、降温、贮酒几个阶段。酵母发酵的周期大概为20天。主酵阶段为酵母 的增殖阶段，一般为4天，经过升温（起发期），10C保温；还原阶段进行双乙酰的还原， 一般从第4天到第八天；降温阶段分三步：降温至4C，4C保温，再降温至0C。在锥形罐中进行主后酵工艺时，氧气是啤酒质量的天敌，所以必须采取一切手段使啤酒不与 氧气接触。若想使发酵快速开始，并充分利用酵母的发酵力，则必须给麦汁通几小时的氧气。 这时氧气的加入不会损害麦汁，因为酵母很快会消耗掉氧气，并很快转入发酵过程。在发酵 的过程中，人工培养的酵母将麦芽汁中可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤酒。 发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行，积聚一种被称作”皱沫”的高密度泡沫。这种泡 沫在第3或第4天达到它的最高阶段。从第5天开始，发酵的速度有所减慢，皱沫开始散布 在麦芽汁表面，必须将它撇掉。酵母在发酵完麦芽汁中所有可供发酵的物质后，就开始在容 器底部形成一层稠状的沉淀物。随之温度逐渐降低，在810天后发酵就完全结束了。整个 过程中，需要对温度和压力做严格的控制。当然啤酒的不同、生产工艺的不同，导致发酵的 时间也不同。通常，贮藏啤酒的发酵过程需要大约6天，淡色啤酒为5天左右。发酵过程工艺要点：1）麦汁进罐前须检查发酵罐的密封性能，麦汁进罐阶段发酵罐压力控制在0.020.04Mpa, 满罐后常压主酵。2）24h内满罐，满罐后自然升温9.5 C保持。3）满罐后36小时回收02。4）当糖度降至5.05.4 P时，自然升温到12 C降糖并还原双乙酰。5）当糖度降至2.83.2 P时，封罐，封罐后罐压保持在0.030.08 Mpa。6）当双乙酰降至0.05mg/L时，在24到48小时内平稳降至4 C,降温速度为0.10.2 C/h。7）4 C保持12小时后，在24到48小时内平稳降至-10 C。2.4清酒啤酒酿制成熟后，通过过滤介质，除去悬浮物、酵母细胞和蛋白质凝固物及酒花树脂等微粒, 使啤酒清亮透明，富有光泽，口味纯正。过滤时应饱和二氧化碳，防止氧的吸收和微生物污 染。啤酒过滤方法可分离心机法、硅藻土过滤法、纸板精滤法、膜过滤法。其中硅藻土过滤是啤 酒过滤的主要手段。宝啤西厂采用此技术。2.4.1清酒设备（1）硅藻土过滤机硅藻土过滤机组主要由过滤主机，硅藻土调浆槽，添加硅藻土用的计量泵，预涂泵和啤酒 泵等组成。主机机型是板框式硅藻土过滤机，这是一种由滤板，滤框交替排列，用支撑纸板 挂附在滤框上组成的过滤机。过滤能力为3.85-5hL/（m2.h）优点是过滤稳定，易操作。用支 撑纸板作预涂和硅藻土支承，使土附着牢固，酒质有保证。耗土量不高，滤层不易脱落。缺 点是过一定周期需更换一套纸板，另外板框间的密封要求高。（2）二氧化碳添加器位于过滤机啤酒出口外。由文丘里管和三氧化碳测定仪组成，也有用钛棒充气的形式。（3）清酒罐清酒罐总容量应是日包装产量的2-3倍以上。单个清酒罐的容量选择应根据各条包装线的日 平均产量而定，尽量使过滤的清酒当日包装完毕或剩余的清酒量不少于清酒罐容量的三分之 二。清酒罐直径与高度之比一般为1： 1.2-1.5，罐容积系数为90%-95%，冷却保温。2.4.2助滤剂及添加剂硅藻土助滤剂是一种由藻类硅质细胞组成的沉积矿岩，经矿石粉碎、高温煅烧和风选、分级 后，制成的一种多孔、质轻的助滤剂，其主要成分是二氧化硅、三氧化二硅。硅藻土有两种， 种是白土，是粗土；另一种是白土，是细土。其基本的原理是粗土搭桥，细土填空。总体 要求是硅藻土的粗土细土搭配合理，混合均匀，滤层形成好，过滤压力稳定，压差均衡上升， CO2饱和及防止氧的吸收抗氧化剂：亚硫酸氢钠，D异Vc钠。添加剂：硅胶，吸附高分子蛋白质，延长啤酒的保质期；PVPP，吸附多酚，降低温度，延 长保存期。2.4.3清酒过程1）预涂：在正式滤酒前，先在支承介质如过滤机滤板，滤框，烛形柱上沉积一层有效的助滤剂层，保 持一定的微孔通道的操作过程称为预涂。预涂分为二层预涂或三层预涂。一次性加入粗土和 细土各3袋（20千克每袋），第一层预涂为粗粒硅藻土助滤剂的预涂。其粒度略大于过滤介质的孔径，避免细粒进入支撑 介质深层窨，赞成孔隙阻塞。第一层预涂质量可直接影响周期过滤产量及过滤介质的寿命。 第二层为粗细混合的硅藻土，为高效滤层。对渗透率降低，啤酒澄清度提高有重要作用。2）进酒：清酒罐进酒前空罐降温0-1 ，进酒前空罐用CO2备压至0.06Mpa。硅藻土混合 罐应用脱氧水或酒液与土混合3）添加助滤剂：在滤酒过程中，根据待滤酒液所含景浮颗粒及胶体杂质的浓度、性质，按 一定比倒均匀不断地向待滤酒液中添加硅藻土助剂的操作称为添加助滤剂。它的作用是使助 滤剂粒子与酮体物质、杂质粒子形成混合滤剂，从而减少对滤饼的压缩性，另外，不断扩大 的“桥接”结构，可以提高滤饼的空黩，也起到连续不断更新滤床的作用，使过滤保持快 速和稳定，最终可提高过滤效率和周期过滤量。添加方式和添加量对过滤效果的影晌：助滤剂的添加必须适量，以保证既能得到较高的过 滤精度，又能得到适当的过滤速度。如果加量过大，就会使框架过早充满，造成过滤周期缩 短，过滤总量减少；如果添加量不足，就会阻力增大，压力快速升高，造成过滤效率降低， 甚至影响纸板的使用寿命。因此，助剂的添加比例和数量必须根据酒液中杂质粒子的浓度 随时调整，只有这样才能既保证滤酒精度，又延长滤酒周期，提高滤酒总量，增加纸板的使 用次数。清酒完成后，经过滤的啤酒可直接进入包装车间进行罐装，也可进行勾兑成为不同品质的啤 酒。勾兑主要是将啤酒兑水。对水的要求非常严格，因为其可以影响到啤酒的质量。勾兑水 为软水，并且是脱氧水。.4.4清酒指标 清酒合格率100% 溶解氧W0.10mg/L 主要口感缺陷率：涩味比例下降20%，苦味比例下降17%,酸味比例下降17%,金属味比 例下降5%。 浊度：至0.4EBC 清酒溶解氧：至0.10mg/L C02:0.48-0.52% 双乙酰：至0.05mg/L pH 值：3.8442.5清洗分两种，大洗和小洗。大洗的过程如下：热水冲洗至无泡沫，用碱洗（大循环），热水先至中性，杀菌剂无菌水清洗。大洗一般用于对发酵罐的清洗，而对清酒罐的清洗一般用小洗，但一个星期内必须大洗一次。 小洗的过程如下：热水冲洗，再用杀菌剂无菌水冲洗，热水先至中性。每一次过滤之前，硅藻土过滤机都必须先进行清洗杀菌。这是由于经过上一次的过滤以后， 许多的细菌和杂质都附着在纸板上的缝隙上，阻碍了下一次的过滤效果，必须将它们除去。 用热水冲洗溶解某些可溶性物质，杀菌剂无菌水杀死附着在纸板上的细菌。2.6稀释这一过程并不是每一次清酒都要用到。从硅藻土过滤机里出来的酒一般都是10度，但是当 要生产8度或是9度的酒时，就需要对清酒进行稀释。但所用的水必须是无菌且脱过氧的软 水。所以还得有一套水的处理程序。在另一个车间的硬化先进行软化，通过一个软水阀控制水的进入，水阀打开以后，先后要经 过砂滤器、袋式过滤器、两次膜过滤器的四次过滤，这后由一个平衡器控制水一次的进入量， 之后通过两个脱氧罐进行脱氧，经过薄板冷却器冷却以后就可以存放到缓冲罐中备用了。 这一过程的关键步骤是脱氧，脱氧内部率先已经被真空泵抽成真空。脱氧罐的入口由许多的 小孔组成，水在进入时被喷成雾气状，再由真空泵抽出水雾里的空气，为防一次抽不干净， 还可进行二次一样过程的脱氧。脱氧水管和清酒出口管在某一处汇在一起，各通过一个阀门控制各自的流量，从而兑成不同 度数的酒。2.7包装啤酒的包装流程如下：上瓶一洗瓶一验瓶一装酒一压盖一杀菌一验酒一贴标一喷码一验标一塑包（装箱）一入库 洗瓶洗瓶是瓶装生产线一个重要环节。洗瓶虽然是由洗瓶机完成，但是洗瓶质量与工艺条件控制 却有密切的关系。具体表现在以下几点。温度：是清洗要素之一。一般，温度越高，去污能力志节好。洗瓶从浸瓶到各浸泡，喷洗区 间的温差不得超过35C，以防玻璃的爆裂。预浸泡温度一般为35-45，碱性洗涤槽温度为 60-75 ，碱水喷射最高温度75-85 Co喷淋压力：啤酒瓶在冼瓶机内除了需要浸泡，还需要内外喷淋清洗。喷淋管射出的洗涤液， 温水和清水要具备相当的压力。这就是机械清洗力。碱水浓度：液碱浓度一般控制在1.5%-3%，过高不易洗净浓碱残留，还会使商标纸成浆状， 过低洗涤郊果不好。添加剂：选用优良添加剂有助于洗瓶质量的提高验瓶对于人工验瓶而言，要利用灯火照射，对瓶口、瓶身和瓶底进行人工检验。对瓶子不洁有污 物、有破损的，一律拣出另行处理。装酒与压盖酒温低，压力稳，是装酒操作的基本条件。灌装要使酒冒到瓶口即压盖，有利于排除瓶 颈内空气，必要时要采用“激沫”手段。装酒机在装酒后要清洗与杀菌后才能再使用。 压盖的质量主要取决于皇冠盖和压盖机本身的质量。瓶口的内外径，椭圆度和瓶身倾斜度也 会影响到压盖郊果。压盖后，盖应严密端正，不得有单边隆起现象。加强封盖密封性能的检 测，不仅可以保证封盖的效果，确保啤酒稳定性，而且可以减少包装损耗。巴氏杀菌经过过滤的啤酒，由于还含有少量的酵母活细胞或可能含有少量的杂菌，为保证啤酒的生物 稳定性，必须有一个杀菌的过程。杀菌方式为巴氏杀菌，即在60的温度下，保温一段时间， 使菌体营养细胞的蛋白质发生凝固，达到杀菌的效果。巴氏杀菌的定义是在60C经过1分钟后所引起的杀菌效应为一个巴氏灭菌单位，即lPu值， 它是灭菌温度和时间的函数。贴标即将商标贴于瓶身的过程。要求：a. 商标品牌，品种必须与产品一致，生产日期正确，批号无误。b. 商标端正美观，紧贴瓶身与瓶颈，不皱折，不歪斜，不扯旗，不重叠，不脱落。 验标人工进行的，将不符合贴标要求的酒瓶取出另行处理。塑包自动塑包机进行包装，塑膜从一侧包住酒瓶后经热风一吹，塑膜萎缩而将酒瓶包住。宝啤包 装线的包装能力为每小时27000瓶。包装好的啤酒入库待售。分析讨论宝鸡啤酒厂分为两个厂区：东厂和西厂。西厂设备陈旧，整个工艺过程需要大量的人力。而西厂则采用比较新的设备，并在计算机及检测设备的配合下，借助监控组态软件平台，根 据不同需要选择不同控制方案，实现生产过程温度、压力等参数的精确调节，确保生产工艺 要求。西厂的劳动力使用大大减少，生产效率远远超过东厂。啤酒行业的发展必然是一个工 业化到自动化不断演变的过程。啤酒产业的未来也应与其它流程行业相似，逐渐向管控一体 化方向过渡，使生产数据更好地整合到经营决策渠道，生产控制模型将愈加趋于合理，智能 化程度也将得到进一步提高，管理上更加完善。啤酒厂的师傅讲述品酒时告诉我们啤酒中任何一个物质的变化对啤酒的质量都会有影响，由 此可见啤酒生产工艺的每一个环节都非常重要。酿酒原料是第一个影响啤酒质量的元素。国产西北大麦含蛋白质高，溶解性差，种皮和果皮 均较厚，以致制出的麦芽粉质率、a氨基氮、色度等理化指标比进口澳麦差。宝鸡啤酒厂 使用的是进口澳洲大麦。大米质量要求：新鲜、无霉粒、无黄粒，啤酒厂多用短形碎粒的籼 米。主要因为籼米比较经济，而短形品种浸出物高，糖化醪黏度低，易于麦汁过滤。宝鸡啤 酒厂酿造用水为地下深350米的富锶矿泉水（锶含量0.6-1.3mg/l）,水质优良，生产的啤酒 具有独特的优点。制麦过程是影响啤酒质量的第二因素。研究表明制麦工艺，尤其是发芽时间和干燥工艺直接 影响成品麦芽中咲喃酮的含量。麦芽溶解越充分，（干燥初期密闭保温温度低，焙焦温度高） 其咲喃酮含量越高。一般情况下，焙焦温度越高，形成的咲喃酮越多。但是由于发芽时间和 干燥工艺的不同，色度相似的麦芽所含咲喃酮水平可能相差很大。理解制麦工艺对风味物质 的影响将有助于控制麦芽中风味物质的含量发酵度是啤酒生产中一个重要的技术参数。通过发酵度的评估可以检查酵母发酵是否正常, 从而对麦汁成分、酵母性能、工艺条件作出判断。在影响啤酒发酵度的诸因素中，除酵母菌 种之外，麦汁成分是关键因素。所以，麦汁制备过程中糖化工艺的制定与控制显得十分重要。 选择糖化工艺时，为使生产出的醪液，麦汁在组成上要达到所期望的啤酒类型要求，这样就 要注意以下几点：a.麦芽质量特别是用新大麦品种制成的麦芽，起蛋白溶解度常常很高。 如果将这样的麦芽在50C进行长时间的休止，就回导致过多的高分子蛋白质别分解，啤酒 口味将过于淡薄，且泡持性能差。b.麦芽粉碎物与糖化用水的混合比例非常重要，它决定麦 汁的浓度是否达到要求。C.酶与麦芽组分的最佳接触良好的糖化工作是使麦芽组成部分与 溶入水中的酶保持最佳接触，以使酶的分解作用得以充分发挥，这一点十分重要，为使酶促 反应完全，糖化下料时应使麦芽粉和水充分混合。或完全消失。啤酒酵母菌种的优良性非常重要，应此要注意菌种的检测培养，以及新菌种的培养。发酵过 程各种参数指标要严格控制。影响啤酒口味稳定性的因素主要有以下几方面：a. 双乙酰的影响啤酒中双乙酰含量的多少对啤酒的成熟非常重要。它是构成啤酒生青味的主要成分之一。当 双乙酰的风味界限值为0.13ppm时，双乙酰含量过高，就会给啤酒带来不愉快的双乙酰味。 生产工艺中应控制发酵过程产生过多的双乙酰，努力改善麦汁成分，提高麦汁中a-氨基酸 的含量，为酵母生长提供充足的营养，增加麦汁中颊氨酸含量，以抑制双乙酰的生成。同时， 适当提高酵母的添加量，使酒液中保持足够的新鲜酵母数量，加速双乙酰的还原。另外，氧 的存在也可导啤酒中双乙酰含量的升高，因此，必须严格控制过滤、灌装过程中氧的摄入。b. 高级醇的影响：高级醇是啤酒发酵过程产生的许多副产物中的主要成分。它是构成啤酒酒体和风味的物质成 分之一，但含量不能太高,饮后使入产生头痛感。高级醇的生成主要受酵母、麦汁组成以及 工艺过程中的通氧量等因素的影响。c. 醛类的影响：醛类物质是啤酒发酵时酵母的代谢产物，是造成啤酒口味变质的主要物质。当乙醛含量过高 可使啤酒产生异杂味和粗涩味。d. 酯类的影响：啤酒中适量的醋酸乙酯、醋酸异戊酯、醋酸苯乙酯，可给啤酒增加一定的香味。这次实习虽然仅仅是参观，但是却给我留下很深的影响。我们平时所学的大量理论知识在工 厂所用的很少，工厂用的更多的是技术。将来我们走出学校后面临的是一个新的起点。