年產(chǎn)5萬噸啤酒工廠設(shè)計制作人：蔣婷梅同組成員：陳蓉王鵬黎志靈1、背景知識釀造原料風格營養(yǎng)成分歷史特點啤酒啤酒的特點

啤酒是以大麥芽和釀造水為主要原料，以大米、玉米等谷物為輔料，以極少量啤酒花為香料，經(jīng)過啤酒酵母糖化發(fā)酵釀制而成的一種含有豐富的二氧化碳而起泡沫的低酒精度[2.5—7.5%(V/V)]的健康飲料酒。啤酒含有一定量的CO2，一般>0.42%（m/m），可以形成潔白細膩的泡沫，使人感到有殺口感。它有特殊的啤酒花清香味和適口的苦味，有比較豐富的營養(yǎng)價值，即有較高的發(fā)熱量（181.4KJ/100g啤酒）和含有豐富的營養(yǎng)成物質(zhì)（蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)、有機酸及維生素等）。啤酒的特點啤酒與其他釀造酒有所不同。主要不同點是：使用的原料不同；使用的釀造方式和酵母菌種不同，啤酒有特殊或?qū)Ｓ玫尼勗旆椒?，發(fā)酵用的酵母是經(jīng)純粹分離和專門培養(yǎng)的啤酒酵母菌種。啤酒的特點啤酒的酒精含量是按質(zhì)量計的，通常不超過2—5%。國外為3—5g酒精/100g啤酒，一般不超過8g，在我國一般為3.4—4g酒精/100g啤酒（m/m）。啤酒度不是指酒精含量，而是指酒液原汁中麥芽汁濃度的質(zhì)量百分比。這種標度方法僅見于中國啤酒，在外國啤酒中還沒有。啤酒的濃度變化較大，在10—20°之間。我國啤酒廠過去分別生產(chǎn)原麥汁濃度為8—18°的10余種啤酒，其中原麥汁濃度為10—12°的啤酒產(chǎn)量最大，生產(chǎn)廠家也較多。啤酒的歷史啤酒是歷史最悠久的谷類釀造酒。啤酒起源于9000年前的中東和古埃及地區(qū)，后傳入歐洲，19世紀末傳入亞洲。目前，除了伊斯蘭教因宗教原因而不生產(chǎn)和不飲用啤酒外，啤酒幾乎遍及世界各國。埃及人制作啤酒的木像，加州RosicrucianEgyptianMuseum&Planetarium啤酒的歷史最初的啤酒是不加酒花的。在中世紀的歐洲，人們曾用一種名叫格魯特的藥草及香料為啤酒提味，因這樣做就需要醫(yī)學知識及多種材料，故啤酒只能主要在修道院生產(chǎn)。但自14世紀起，添加蛇麻花的啤酒逐漸盛行于歐亞大陸，因為在那里蛇麻花是隨處可見的植物。蛇麻花即啤酒花，簡稱酒花，在全世界啤酒釀造工業(yè)中，一直沿用至今。人們還利用單寧來澄清啤酒，并抑制雜菌繁殖。由于林德（Linde）發(fā)明了冷凍機，使啤酒的低溫兩段發(fā)酵成為可能，而啤酒口味更趨柔穩(wěn)。巴斯德（Pasteur）發(fā)明的在60℃下保持30min以殺滅酵母和雜菌的方法，使啤酒的保存期大為延長。近幾年來，膜過濾等技術(shù)的迅速發(fā)展，使“純生啤酒”的生產(chǎn)成為現(xiàn)實。啤酒的營養(yǎng)成分啤酒是一種含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等平衡性良好的營養(yǎng)十分豐富的低酒精度的飲品，素有“液體面包”的美稱?？茖W研究表明，啤酒中含有人體所需的17種氨基酸，其中有8種不是人體所能合成的，人體必需氨基酸占12—22%，含有12種維生素（尤以B族維生素最突出）以及礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)素。啤酒具有較高的熱量，1L啤酒的熱量可達1779KJ。因此，早在1972年7月墨西哥召開的第9屆世界營養(yǎng)食品會議上，啤酒就被正式推薦為營養(yǎng)食品。啤酒的風格啤酒風格又稱典型性，是啤酒色、香、味和泡沫的綜合體現(xiàn)，在啤酒釀造過程中形成。也因不同地區(qū)人們的習慣和愛好而大不相同。啤酒風格由其色澤、透明度、泡沫、香氣與口味體現(xiàn)。啤酒的釀造原料釀造大麥輔助原料酒花水大麥子粒主主要由胚、、胚乳、谷谷皮三部分分組成。大麥含水分分12%～～20%，，含干物質(zhì)質(zhì)80%～～88%。。通常大麥麥含水分為為13%。。碳水化合物物主要是淀淀粉、纖維維素、半纖纖維素和麥麥膠物質(zhì)，，以及不同同多糖的分分解產(chǎn)物：：淀粉是大大麥中碳水水化合物的的最主要成成分，含量量最多，占占干物質(zhì)的的58%～～65%。。淀粉含量量越高，浸浸出物就越越多，麥汁汁收得率也也越高；纖纖維素是細細胞壁的支支撐物質(zhì)，，主要存在在于皮殼中中，微量存存在于胚及及果皮和種種皮中，不不存在于胚胚乳中，纖纖維素的最最小組成單單位為葡萄萄糖；半纖纖維素是植植物的骨架架物質(zhì)，對對其形態(tài)起起支撐作用用，所以又又稱骨架物物質(zhì)或支撐撐物質(zhì)。大大麥中半纖纖維素和麥麥膠物質(zhì)的的含量與大大麥成熟度度、氣候條條件等有關(guān)關(guān)，約占大大麥干物質(zhì)質(zhì)的10%。主要存存在于胚乳乳中，構(gòu)成成胚乳細胞胞壁，也存存在于麥殼殼中；大麥麥中含有少少量的低分分子糖類，，主要存在在于胚和糊糊粉層中。。大麥蛋白白質(zhì)主要要存在于于糊粉層層中，胚胚乳中也也有存在在，含量量一般在在9.0%～12.0%之間間，蛋白白質(zhì)的主主要作用用：提供供酵母營營養(yǎng)，使使啤酒口口感醇厚厚、圓潤潤，豐富富啤酒泡泡沫，使使啤酒早早期混濁濁。在啤酒釀釀造過程程中，除除了使用用大麥麥麥芽作為為主要原原料外，，還可添添加部分分輔助原原料。正正確使用用輔助原原料可以以降低原原料成本本，調(diào)整整麥汁組組成，提提高啤酒酒發(fā)酵度度，增強強啤酒某某些特性性，改善善啤酒泡泡沫性質(zhì)質(zhì)。我國國盛產(chǎn)大大米，所所以大米米一直是是我國啤啤酒釀造造廣泛采采用的一一種輔助助原料，，其最大大特點是是淀粉含含量高，，可達75%～～82%，無水水浸出率率高達90%～～93%。酒花學名名“蛇麻麻”有雌雌花和雄雄花之分分，啤酒酒釀造通通用雌花花。酒花花的作用用主要是是賦予啤啤酒爽口口的苦味味和酒花花香味、、促進麥麥汁和啤啤酒的澄澄清、有有利于啤啤酒的泡泡沫、作作為啤酒酒防腐劑劑。在酒花的的化學組組成中，，對啤酒酒釀造具具有重要要意義的的三大主主要成分分是酒花花樹脂、、酒花油油和多酚酚物質(zhì)。。酒花樹樹脂是苦苦味的主主要來源源；酒花花油是啤啤酒酒花花香味的的主要來來源；多多酚物質(zhì)質(zhì)能與蛋蛋白質(zhì)形形成復合合物，促促進蛋白白質(zhì)凝固固，在啤啤酒中形形成黑色色物質(zhì)，，增加啤啤酒的色色澤，低低分子多多酚能賦賦予啤酒酒一定的的醇厚性性。水是啤酒酒釀造非非常重要要的原料料，按用用途分可可將啤酒酒廠用水水分為多多種，每每種水的的用途不不同，要要求也不不一樣。。水的硬度度是指水水中離子子（主要要是鈣、、鎂離子子）沉淀淀硬脂酸酸鈉（皂皂化）的的能力，，一般來來講，生生產(chǎn)單色色啤酒適適宜用中中等硬度度以下的的水?；厥盏慕徒湍敢?jīng)經(jīng)過洗滌滌后再用用，酵母母洗滌用用水需達達到無菌菌要求，，否則雜雜菌會進進入酵母母培養(yǎng)液液中，進進而污染染發(fā)酵醪醪。稀釋釋用水若若含有雜雜菌，會會直接進進入啤酒酒中，因因此，這這兩部分分水必須須進行除除菌處理理，除菌菌方法有有：沙濾濾棒過濾濾、加氯氯殺菌、、臭氧殺殺菌、紫紫外線殺殺菌。2、生產(chǎn)產(chǎn)工藝流流程1、麥芽芽的制備備麥芽制造造主要有有三大步步驟：浸浸麥、發(fā)發(fā)芽、干干燥，流流程如下下：制麥芽的的目的是是為了產(chǎn)產(chǎn)生出各各種水解解酶便于于糖化時時便于淀淀粉和蛋蛋白質(zhì)的的水解。。所制得得的麥芽芽不僅除除掉了更更多的水水分和生生腥味，，而且干干麥芽具具有了特特色的色色，香，，味，對對啤酒的的風味產(chǎn)產(chǎn)生了很很大影響響，這就就比直接接用大麥麥粒做糖糖化原料料好。干燥前的的麥芽2、麥汁汁的制備備其主要過過程有原原料粉碎碎，糖化化，醪液液過濾濾，麥麥汁煮沸沸，麥汁汁后處理理等幾個個過程。（1）原原料粉碎碎粉碎是一一種純機機械加工工過程，，原料通通過粉碎碎可以增增大比表表面積，，使內(nèi)含含物與介介質(zhì)水和和生物催催化劑酶酶接觸面面積增大大，加速速物料內(nèi)內(nèi)含物的的溶解和和分解。。濕法粉碎碎就是將將麥芽通通過噴水水浸漬和和充以空空氣使其其水分達達到28—30％，然然后在增增加水分分的條件件下，用用對輥粉粉碎機粉粉碎，一一面粉碎碎，一面面加水調(diào)調(diào)漿，泵泵入糖化化鍋。這這樣的粉粉碎物，，麥皮完完整，面面胚乳則則被磨成成漿狀細細粒，既既有利于于加速麥麥汁過濾濾，又可可增加麥麥芽浸出出率。（2）糖糖化糖化是麥麥芽內(nèi)含含物在酶酶的作用用下繼續(xù)續(xù)溶解和和分解的的過程。。麥芽及及輔料粉粉碎物加加水混合合后，在在不同的的溫度段段保持一一定的時時間，使使麥芽中中的酶在在最適的的條件下下充分作作用相應(yīng)應(yīng)的底物物，使之之分解并并溶于水水。原料料及輔料料粉碎物物與水混混合后的的混合液液稱為““醪”（（液），，糖化后后的醪液液稱為““糖化醪醪”，溶溶解于水水的各種種干物質(zhì)質(zhì)（溶質(zhì)質(zhì)）稱為為“浸出出物”。。浸出物物由可發(fā)發(fā)酵性和和不可發(fā)發(fā)酵性物物質(zhì)兩部部分組成成，糖化化過程應(yīng)應(yīng)盡可能能多地將將麥芽干干物質(zhì)浸浸出來，，并在酶酶的作用用下進行行適度的的分解。。糊化鍋根據(jù)是否否分出部部分糖化化醪進行行蒸煮來來分，將將糖化方方法分為為煮出糖糖化法和和浸出糖糖化法；；使用輔輔助原料料時，要要將輔助助原料配配成醪液液，與麥麥芽醪一一起糖化化，稱為為雙醪糖糖化法，，按雙醪醪混合后后是否分分出部分分濃醪進進行蒸煮煮又分為為雙醪煮煮出糖化化法和雙雙醪浸出出糖化法法。本設(shè)計中中的糖化化方法采采用的是是雙醪二二次煮出出糖化法法。麥芽芽在糖化化鍋中進進行蛋白白質(zhì)分解解，輔助助原料大大米與一一部分麥麥芽在糊糊化鍋進進行糊化化和液化化然后兌兌醪，達達到所需需要的糖糖化溫度度。糊糊化鍋中中投入大大米為總總麥芽量量的20%，料料液比為為1：5。糊化化醪開始始的溫度度為45～50℃，保保溫30min，蛋白白質(zhì)分解解。緩慢慢升溫至至70℃℃，α-淀粉酶酶的作用用增強，，非糖化化比例增增加。再再保溫15min，迅迅速加熱熱至沸，，保持煮煮沸狀態(tài)態(tài)20～～40min，，然后兌兌入糖化化醪中。。糖化化鍋中的的料水比比為1：：3.5。（3））麥汁汁過濾濾糖化工工序結(jié)結(jié)束后后，應(yīng)應(yīng)在最最短時時間內(nèi)內(nèi)，將將糖化化醪中中從原原料溶溶出的的物質(zhì)質(zhì)與不不溶性性的麥麥槽分分開，，以得得到澄澄清的的麥汁汁。本本設(shè)計計中采采用的的是過過濾槽槽過濾濾麥汁汁。淡淡色啤啤酒的的第一一道麥麥汁過過濾后后的濃濃度必必須控控制在在14～16%。第第一麥麥汁濾濾出后后，用用水將將麥糟糟中殘殘留的的糖液液洗出出，其其所用用的水水稱洗洗槽用用水，，洗出出的浸浸出物物稱第第二麥麥汁。。洗槽槽用水水要求求溫度度為75～～80℃，，洗槽槽殘水水濃度度為0.5～1.5%。。（4））麥汁汁煮沸沸和添添加酒酒花麥汁煮煮沸過過程中中的變變化其其作用用1、蒸蒸發(fā)多多余的的水分分2、破破壞酶酶的活活性，，終止止生物物化學學變化化，固固定麥麥汁組組成。。3、麥麥汁滅滅菌4、浸浸出酒酒花中中的有有效成成分5、使使蛋白白質(zhì)變變性凝凝固采用的的是蒸蒸汽常常壓煮煮沸法法，為為縮短短煮沸沸操作作時間間，當當麥芽芽汁蓋蓋滿煮煮沸鍋鍋的加加熱器器后，，即開開始加加熱。。并在在80℃保保持30min，讓讓α-淀粉粉酶將將殘存存的淀淀粉分分解完完全。。在全全部麥麥芽汁汁煮沸沸后，，繼續(xù)續(xù)煮沸沸60～90min，并并始終終保持持強烈烈的翻翻騰狀狀態(tài)，，此期期間按按時添添加酒酒花并并經(jīng)常常取樣樣檢查查煮沸沸質(zhì)量量。酒花采采用三三次添添加法法，在在麥汁汁初沸沸時，，添加加全量量的10%，防防止麥麥汁起起泡沫沫。間間隔二二十分分鐘后后，再再次添添加。。在煮煮沸終終了前前5～～10分鐘鐘添加加最后后一批批香型型酒花花或質(zhì)質(zhì)量比比較好好的酒酒花。。（5））麥芽芽汁的的澄清清凝固物物是在在麥汁汁煮沸沸過程程中由由于蛋蛋白質(zhì)質(zhì)變性性凝固固和多多酚物物質(zhì)不不斷氧氧化聚聚合而而形成成的，，根據(jù)據(jù)析出出的溫溫度不不同分分為熱熱凝固固物和和冷凝凝固物物。麥麥芽汁汁用于于發(fā)酵酵前還還要去去除熱熱凝固固物和和冷凝凝固物物，也也就是是麥芽芽汁的的澄清清。設(shè)設(shè)計中中使用用的回回旋沉沉淀槽槽除去去熱凝凝固物物。接接著用用薄板板冷卻卻器讓讓麥芽芽汁冷冷卻，，一方方面是是為了了達到到發(fā)酵酵溫度度6～～7℃℃，另另一方方面使使大量量的冷冷凝固固物析析出。。3、啤啤酒發(fā)發(fā)酵啤酒發(fā)發(fā)酵機機理糖類的的發(fā)酵酵：啤啤酒酵酵母的的可發(fā)發(fā)酵性性糖和和發(fā)酵酵順序序是：：葡萄糖糖＞果果糖＞＞蔗糖糖＞麥麥芽糖糖＞麥麥芽三三糖酵母發(fā)發(fā)酵糖糖類生生成乙乙醇和和CO2的的總反反應(yīng)方方程式式如下下：C6H12O6+2ADP+2H3PO42C2H5OH+2CO2+2ATP+113kJ在發(fā)酵酵的過過程中中，人人工培培養(yǎng)的的酵母母將麥麥芽汁汁中可可發(fā)酵酵的糖糖份轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為酒精精和二二氧化化碳，，生產(chǎn)產(chǎn)出啤啤酒。。發(fā)酵在在八個個小時時內(nèi)發(fā)發(fā)生并并以加加快的的速度度進行行，積積聚一一種被被稱作作“皺皺沫””的高高密度度泡沫沫。這這種泡泡沫在在第3或第第4天天達到到它的的最高高階段段。從第5天開開始，，發(fā)酵酵的速速度有有所減減慢，，皺沫沫開始始散布布在麥麥芽汁汁表面面，必必須將將它撇撇掉。。酵母母在發(fā)發(fā)酵完完麥芽芽汁中中所有有可供供發(fā)酵酵的物物質(zhì)后后，就就開始始在容容器底底部形形成一一層稠稠狀的的沉淀淀物。。隨之溫溫度逐逐漸降降低，，在8~10天天后發(fā)發(fā)酵就就完全全結(jié)束束了。。整個過過程中中，需需要對對溫度度和壓壓力做做嚴格格的控控制。。當然然啤酒酒的不不同、、生產(chǎn)產(chǎn)工藝藝的不不同，，導致致發(fā)酵酵的時時間也也不同同。通常，，貯藏藏啤酒酒的發(fā)發(fā)酵過過程需需要大大約6天，，淡色色啤酒酒為5天左左右。。發(fā)酵罐文庫專用用304、沉淀淀發(fā)酵結(jié)束束以后，，絕大部部分酵母母沉淀于于罐底。。釀酒師師們將這這部分酵酵母回收收起來以以供下一一罐使用用。除去去酵母后后，生成成物“嫩嫩啤酒””被泵入入后發(fā)酵酵罐（或或者被稱稱為熟化化罐中））。在此此，剩余余的酵母母和不溶溶性蛋白白質(zhì)進一一步沉淀淀下來，，使啤酒酒的風格格逐漸成成熟。成熟的時時間隨啤啤酒品種種的不同同而異，，一般在在7~21天。。5、啤酒酒過濾啤酒過濾濾是一個個純物理理分離過過程，利利用過濾濾前后的的壓差將將待過濾濾液體從從一端推推向另一一端，穿穿過過濾濾介質(zhì)，，發(fā)酵液液中懸浮浮的微小小粒子被被截留下下來，濾濾出的啤啤酒透明明且有光光澤。6、包裝裝每一批啤啤酒在包包裝前，，還會通通過嚴格格的理化化檢驗和和品酒師師感官評評定合格格后才能能送到包包裝流水水線。成成品啤酒酒的包裝裝常有瓶瓶裝、聽聽裝和桶桶裝幾種種包裝形形式。再再加上瓶瓶子形