最新年产95万吨啤酒发酵罐的设计.docx
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最新年产95万吨啤酒发酵罐的设计
年产95万吨啤酒发酵罐的设计
内蒙古科技大学
本科生课程设计
题目:
年产9.5万吨啤酒发酵罐工艺设计
学生:
康晔喆
学号:
1068121115
专业:
生物工程
班级:
2010级1班
指导教师:
郑春丽
摘要
本设计为年产40万吨8°P啤酒厂发酵车间工艺设计,其生产原料为大麦麦芽和大米,生产旺季占全年产量的80%,全年生产天数为300天,设计的主体为发酵车间,主体设备为发酵罐。
本设计对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、发酵、啤酒过滤进行了工艺论述和选择。
设计内容主要包括物料衡算,热量衡算,冷耗衡算,水衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。
本设计的图纸主要包括全厂总工艺流程图、发酵车间设备布置图的平立面图及重点设备的装配图(发酵罐)。
关键词:
啤酒,发酵,发酵罐,工艺计算
摘要1
第一章啤酒工艺选择与论证6
粉碎6
麦芽6
湿法粉碎6
糊化6
蛋白分解6
糖化6
回旋分离6
煮沸6
麦糟6
过滤6
麦汁冷却6
酒花糟6
啤酒花6
充氧6
冷麦汁6
主酵6
添加酵母6
后熟6
冷贮6
排放酵母6
待滤酒6
硅胶6
缓冲罐6
过滤6
硅藻土6
高浓稀释6
添加剂6
自来水6
稀释水6
水处理6
袋式过滤6
精滤6
清酒6
袋式过滤器6
装酒6
压盖6
杀菌6
验酒6
瓶盖6
装箱6
喷码6
贴标6
成品酒6
洗瓶6
卸箱上瓶6
验瓶6
检验6
大米6
二氧化碳6
入库6
1.1啤酒原料7
1.1.1大麦7
1.1.2啤酒糖化的其他原料9
1.1.3啤酒花和酒花制品9
1.2麦芽汁制备工艺12
1.2.1麦芽与大米的粉碎12
1.2.2糖化原理13
1.2.3糖化方法及设备14
1.2.4麦芽醪的过滤15
1.2.6麦汁的处理17
1.2.7麦汁的充氧18
1.2.8浸出得率和原料利用率19
1.2.9最终麦汁质量19
1.3啤酒发酵20
1.3.1啤酒酵母20
1.3.2啤酒发酵机理20
1.3.3啤酒发酵方法的选择20
1.3.4啤酒发酵工艺22
1.3.5酵母的添加与回收24
1.3.6发酵设备的降温控制25
前言
酒是人类最古老的酒精饮料,是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。
啤酒是根据英语Beer译成中文“啤”,称其为“啤酒”,沿用至今。
啤酒是以麦芽(包括特种麦芽)为主要原料,以大米或其它谷物为辅助原料,经麦芽汁的制备,加酒花煮沸,并经酵母发酵配制而成的,是一种含有二氧化碳、起泡的、低酒精度的饮料酒。
由于其具有独特的苦味和香味,营养成分丰富,含有各种人体所需的氨基酸及多量维生素、泛酸以及矿物质,当前市场需量越来越大,人们的要求也不断地提高。
啤酒是以大麦经发芽制成的大麦芽为主要原料,以大米或其它谷物为辅助原料,以本地主产淀粉物为主,经麦芽汁的制备、糖化、添加酒花、煮沸、过虑、啤酒酵母发酵等过程,酿造而成含二氧化碳,低酒精浓度的酿造酒。
19世纪末,啤酒输入中国。
1900年俄国人在哈尔滨市首先建立了乌卢布列希夫斯基啤酒厂;但一直到1935这期间生产技术掌握在外国人手中,生产原料麦芽和酒花都依靠进口。
1949年以前,全国啤酒厂不到十家,总产量不足万吨。
1949年后,中国啤酒工业发展较快,并逐步摆脱了原料依赖进口的落后状态。
1979年产量达到510ML,1986年产量达到4000ML。
中国的啤酒于1954年开始进入国际市场,当时出口仅0.3ML,到1980年已猛增到26ML。
据研究显示,啤酒里所含的各种组成成份不但有非常高的营养价值,而且还具有良好的医药疗效,具体表现在以下两个方面:
一方面,啤酒中酒精含量较低(10度黄啤酒含酒精3%左右),不仅对胃和肝脏没有损害,还可以平缓地促进人体血液循环。
另一方面,啤酒中含有烟酸,在维生素«SkipRecordIf...»B1和B6维持心脏正常活动的同时,烟酸能扩张血管,加速新陈代谢,因此啤酒对心血管系统有益。
自20世纪90年代,中国啤酒行业进入了快速发展的阶段,行业发展至今,中国的啤酒产量和人均消费量均有大幅度提升。
2003-2007年5年间,中国啤酒经济指标取得了一定增长,啤酒产量增加1426万千升,增长56.9%。
中国啤酒消费仍有很大的提升空间。
从世界范围看,发达国家啤酒的人均消费量增长缓慢,而在经济增长较快地区,如东欧和中国的啤酒需求量和产量增长速度远远高于世界平均增长速度,增速比发达国家高3%。
中国啤酒消费存在着地域分布的不均衡性。
中国啤酒行业的发展路径与世界啤酒的发展路径基本一致,也就是从发达地区向不发达地区过渡。
目前我国经济快速发展,成绩令世界瞩目,啤酒随着经济发展,人民生活水平的提高,逐步从城市走向农村,成为人民大众最喜爱的饮料之一。
啤酒生产年增长率在8%~10%左右。
我国的发展规划为:
2000年达到年产2100万吨,人均年占有量为15L,预计到2010年产量达3000~3500万吨,人均占有量达到世界平均水平。
此外我国农业处于世界先列,农作物产量位居世界第一,大麦等啤原料在国内许多地区都有种植,且产量巨大,客观上发展啤酒工业的条件比较成熟。
本设计将原料到制成成品啤酒中的各环节涉及的工艺、设备、控制条件等有关情况作一简单的阐述,希望能和各位共同讨论,不足之处请多多指正。
第一章啤酒工艺选择与论证
全厂工艺流程图
图1-1啤酒全厂工艺流程图
1.1啤酒原料
1.1.1大麦
自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料,在酿造时先将大麦制成麦芽,再进行糖化和发酵。
大麦之所以适于酿造啤酒,是由于:
1大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类;
2大麦种植遍及全球;
3大麦的化学成分适合酿造啤酒;
4大麦是非人类食用主粮;
大麦按籽粒生长形态分类,可分为六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦
我国华北地区都种植六棱大麦,南方都种植二棱大麦。
二棱大麦是六棱大麦的变种,麦穗上只有两行籽粒,粒子均匀饱满且整齐。
二棱大麦的淀粉含量较高,蛋白质的含量相对较低,浸出物收得率亦高于六棱大麦,所以,一般都用二棱大麦。
因此,在本设计中选用二棱大麦。
1.1.1.1大麦的化学成分
(1)水分根据收获季节的气候情况,大麦的水分含量波动在11%-20%之间,适于贮藏的大麦水分应在13%以下。
(2)淀粉大麦的淀粉含量占其干物质的58%-65%,大部分是作为贮藏物质存在的。
淀粉是大麦的主要贮藏物,存于胚乳细胞壁内。
大麦淀粉有大颗粒(20-40微米)和小颗粒(2-10微米)之分。
二棱大麦的小颗粒淀粉数占90%,但其质量只占10%左右。
淀粉粒中大约有97%的化学纯淀粉,0.5%-1.5%的含氮化合物,0.2-0.7%的无机盐,0.6%的高级脂肪酸。
淀粉密度大于水,故在水中下沉。
麦芽淀粉酶作用于直链淀粉,几乎全部转化为麦芽糖和葡萄糖,但作用于直链淀粉,除生成麦芽糖和葡萄糖外,尚生成数量相当的糊精和异麦芽糖。
糊精是淀粉水解的不完全产物,不能发酵生成醇,其结构与淀粉相似,只是相对分子质量小一些,含7-8个以上的葡萄糖基团。
(3)纤维素纤维素占大麦干物质质量的3.5%-7.0%,主要存在于谷皮中,微量存在于胚、果皮和种皮内,是细胞壁的支撑物质。
纤维素无味、无臭、不溶于水,对酶的作用具有相当强的抗力,在制麦中,它不参与麦粒中的代谢作用。
(4)半纤维素和麦胶物质半纤维素和麦胶物质是胚乳细胞壁的组成部分。
胚乳细胞内主要含淀粉,发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解之后,其他水解酶才能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。
半纤维素和麦胶物质约占大麦质量的10%-11%,二者具有类似的化学成分。
麦胶物质是多糖混合物,能溶于热水,在40至80℃范围内,温度越高,溶解度越大。
半纤维素不溶于热水,而溶于稀碱溶液。
谷皮中的半纤维素主要含戊聚糖和少量的«SkipRecordIf...»-葡聚糖及糖醛。
胚乳中的半纤维素主要含«SkipRecordIf...»-葡聚糖及少量戊聚糖。
(5)蛋白质大麦中蛋白质含量的高低及其类型,直接影响制麦和酿造工艺以及成品啤酒的质量。
按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀形状分为下列四组。
①清蛋白清蛋白溶于水和稀的中性盐溶液及碱溶液中,因此麦汁中含有清蛋白。
加热时从52℃开始,清蛋白从这些溶液中凝固析出,即随着煮沸的进行而加速凝固。
大麦清蛋白是唯一能溶于水的高分子蛋白质。
②球蛋白球蛋白是种子的储藏蛋白,占大麦总质量的31%,不溶于纯水,溶于稀酸和稀碱。
溶解的清蛋白和球蛋白一样,在90℃以上全部凝固,但是凝固并不完全。
«SkipRecordIf...»
球蛋白是对啤酒稳定性有害的主要成分之一。
③醇溶蛋白醇溶蛋白不溶于纯水及盐溶液,也不溶于无水乙醇,而溶于体积百分数为50%—90%的无水乙醇溶液或酸碱溶液,经加热不凝固。
某些醇溶蛋白是造成啤酒浑浊和氧化浑浊主要成分。
醇溶蛋白约占大麦蛋白质总量的38%,是麦糟蛋白质的主要成分。
④谷蛋白谷蛋白不溶于中性盐溶液和纯水,溶于稀碱。
谷蛋白和醇溶蛋白使构成麦糟蛋白质的主要成分。
谷蛋白也有四有组分组成,约占大麦总蛋白量的29%。
1.1.1.2啤酒酿造对大麦的质量要求
1.1.1.2.1感官检验
(1)外观和色泽收获良好的大麦,应具有光泽,呈纯淡黄;不成熟大麦呈微绿色;收割前后遇雨受潮大麦发暗,色泽发暗,胚部呈深褐色;受霉菌侵蚀的大麦呈灰色或微蓝色。
(2)气味良好的大麦具新鲜稻草香味,稍升温,发出一股麦香味;受潮发霉则有霉臭味,其发芽能力已遭受损失
(3)夹杂物良好的大麦应不含有其他谷粒、草籽、土块、碎石、破伤粒、石粒及带病虫害的麦粒。
(4)品种纯净度和麦粒整齐度优良的大麦应具有品种纯净度,不夹杂不同品种、不同产地和不同年份的大麦;单一品种的大麦,也要求麦粒均匀整齐,以求发芽均匀一致。
(5)麦粒形态麦粒以短胖者比瘦长者为佳,前者浸出物高,蛋白质低,发芽快。
(6)感官指标 淡黄色,具有光泽,无病斑粒,无霉味和其他异味(一二三级相同)。
1.1.1.2.2物理检验
(1)千粒重以无水物计千粒重应为30~40g;
(2)麦粒均匀2.5mm以上麦粒占85%者属于一级大麦,2.5~2.2mm者为二级大麦,2.2mm以下为次级大麦;
(3)胚乳性质胚乳断面可分为粉状、玻璃和半玻璃质,优良大麦粉状粒为80%以上。
1.1.2啤酒糖化的其他原料
在啤酒麦汁中制造的原料中,除了主要原料大麦麦芽以外,还包括特种麦芽,小麦麦芽及辅助原料。
(1)大米啤酒酿造用大米,原则上凡大米不论品种均可用于酿造,但从啤酒风味而言,米的食感越好,酿造的啤酒风味也越好。
由于大米淀粉含量高(75%-82%),无水浸出率高达90%-93%,无花色苷,含脂肪低(0.2%-1.0%),并含有较多泡持蛋白,用它做辅料酿造啤酒,啤酒的色泽浅、口味纯净,泡沫洁白细腻,泡持性好,它是优良的啤酒辅料。
(2)玉米作为啤酒辅料的玉米,含脂肪太高,会影响啤酒的风味和泡沫。
因此,作为啤酒辅料的玉米,必须进行脱脂处理。
(3)小麦我国是世界小麦主要生产国。
小麦发芽后制成的小麦芽也是酿造啤酒的主要原料。
利用小麦做辅料,麦汁总氮和α-氨基氮均比大米高,发酵快,但过滤和煮沸麦汁略浑浊,需进行处理为好,酿成的啤酒泡沫细腻、持久。
(4)淀粉淀粉纯度高、杂质少、粘度低、无残渣、可生产高浓度啤酒。
但是由于淀粉是原粮加工产品,一般价格均高于原料,在啤酒中作为辅料使用和原料相似,因此,淀粉作为辅料使用不如原料经济。
1.1.3啤酒花和酒花制品
酒花赋予啤酒柔和优美的芳香和淡爽的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白的絮凝,提高啤酒泡沫起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。
1.1.3.1酒花的主要化学成分
酒花的化学组分中,对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为酒花精油,苦味物质和多酚。
(1)苦味物质苦味物质是提供啤酒愉快苦味的因素,在酒花中主要指α-酸,β-酸及一系列氧化,聚合产物。
过去把它们统称“软树脂”。
(2)酒花精油酒花精油是酒花腺体另一种重要成分,它经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒香气的重要来源,特别是它易挥发,是啤酒开瓶闻香的主要成分。
啤酒的酒花香气是由酒花精油和苦味物质的挥发组分降解后共同形成的。
(3)多酚物质酒花中物质约占总质量的4%-8%,他们在啤酒酿造中的作用为:
①在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。
②在麦汁冷却时形成冷凝固物。
③在后酵和储酒直至罐瓶以后,缓慢和蛋白质结合,形成气雾浊及永久混浊物。
④在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。
1.1.3.2酒花的品种
酒花按世界市场上供应的可分为四类:
A类:
优质香型酒花优质香型酒花的α-酸含量为4.5%-5.5%,α-酸、β酸的比值为1:
1,酒花精油含量为2.0%-2.5%。
B类:
香型酒花(兼型)普通香型酒花的α-酸含量为5.0%-7.0%,α-酸、β酸的比值为1.2—2.3酒花精油含量为0.85%-1.6%。
C类:
没有明显特征的酒花
D类:
苦型酒花优质苦型酒花的α-酸含量为6.5%-10.0%,α-酸、β酸的比值为2.2-2.6。
1.1.3.3酒花制品
1.1.3.3.1酒花粉
我国啤酒厂目前均把商品压榨酒花,在使用前用锤式粉碎机粉碎成颗粒1mm以下的酒花粉。
它的优点是:
(1)酒花苦味物质在煮沸利用率可增加10%
(2)使用方便
(3)不需要酒花分离器,而且在漩涡沉淀槽中酒花粉糟和热凝固蛋白质能形成紧密的沉淀。
这种粗加工方法也存在缺点,主要是:
(1)贮藏酒花球果,水分太高,不利于粉碎
(2)酒花粉在使用前在常温下保存十余小时至几天,酒花的氧化很严重
(3)贮存时间太长的酒花,一些有害物质的溶解加剧,影响啤酒的风味
因此使用酒花粉,应在酒花厂,酒花温度在55℃以下,干燥至水分为5%-6%然后进行粉碎,粉碎后立即包装于密闭容器中,并冲入惰性气体。
1.1.3.3.2酒花颗粒
酒花颗粒是把酒花压榨成直径2-8mm,长约15mm的短棒状,增加其密度,减少其体积,同时也降低了它们的表面积,在惰性气体中保存,酒花不易氧化变质,颗粒酒花是世界上使用最为广泛的酒花制品。
1.1.3.3.3酒花浸膏
应用有机溶剂或二氧化碳萃取酒花的有效物质,制成浓缩5-10倍有效物质的浸膏,在煮沸或发酵贮酒中使用。
1.1.4啤酒酿造用水
啤酒生产用水主要包括加工水及洗涤,冷却水两大部分。
加工用水中投料水,洗糟水,啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造,是啤酒重要原料之一,在习惯上称作酿造水。
啤酒酿造水的性质,重要取决于水中溶解盐类的种类和含量,水的生物学纯净度及气味,酿造水对啤酒生产全过程将产生很大的影响,如糖化时水解酶的活性和稳定性,酶促反应的速度,麦芽的酒花在不同含盐水中溶解度的差别,盐和蛋白质及酚类物质的絮凝成点,酵母生长,发酵风味物质的形成等,最终还将影响到啤酒的风味物质和稳定性。
大自然的天然水源分为如下几种:
雨水,雪水,地表水,地下水,冰水,海水。
1.1.4.1水中无机离子对啤酒酿造的影响
1.1.4.1.1碳酸盐和重碳酸盐
水中的碳酸盐和重碳酸盐有降酸作用
HCO3-+H+→H2O+CO2
大麦籽粒中存在复合磷酸盐,发芽中受到磷酸酯酶的降解,形成游离的H2PO4_,由于H2PO4在K2的作用下分解为H+,它使麦芽醪呈偏酸性,水中重碳酸盐的降酸作用,使麦芽醪PH升高,引起一系列的工艺缺点:
(1)糖化醪pH升高,酶促反应受到抑制,蛋白质分解困难,麦汁麦芽糖减少,糊精增加,粘度加大,造成过滤减慢,收得率下降。
(2)麦汁pH升高,麦芽皮壳多酚等有害物质溶解度加大,啤酒色泽和涩味增加。
(3)啤酒的稳定性降低。
(4)改变酒花的苦味,使啤酒苦味粗糙。
1.2麦芽汁制备工艺
麦汁制造过程包括:
原料的粉碎,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。
麦汁制造的工艺要求:
(1)原料有效成分得到最大限度的萃取。
这主要指原料和辅料中的淀粉转变成可溶性无色糊精和可发酵性糖类的过程,它关系到麦汁的收得率和原料利用率,和啤酒生产成本直接挂钩。
(2)原料中无用和有害的成分溶解最少。
之主要指麦芽的皮壳物质、原料的脂肪,高分子蛋白质等。
这些物质会影响到啤酒的风味和稳定性。
在麦汁制造中减少溶解这些物质或通过麦汁处理使其减少是提高啤酒质量的关键之一。
(3)制成麦汁的有机和无机组分的数量和配比应该符合淡色啤酒的要求。
啤酒风格和类型的形成,除了酵母品种、发芽技术外,麦汁组成是主要的物质基础。
(4)在保证上述三点的原则下,缩短生产时间,降低工时和耗能。
1.2.1麦芽与大米的粉碎
麦芽和大米的粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后,增大比表面积,使物料中储藏的物质和水、酶的接触面积增大,加速酶促反应及物料的溶解。
在啤酒生产中,不单要考虑物料粉碎操作的经济性,更应考虑啤酒酿造特殊要求:
(1)麦芽皮壳若粉碎过细,会增加皮壳有害物质的溶解,影响啤酒风味。
(2)皮壳和原料物质中不溶性物质粉碎过细,会增加过滤阻力,影响过滤操作。
淀粉等储藏物质的粉碎细度,不但影响酶促反应速率,也影响到反应深度即影响到麦汁组成。
因此粉碎虽然属简单的物理操作,但在啤酒酿造过程中特别重视麦芽粉碎度的控制,麦芽的粉碎方法也不断地得到改造。
1.2.1.1麦芽的粉碎
麦芽粉碎的方法主要有:
干法粉碎,湿法粉碎,回潮干法粉碎,以及连续调湿粉碎。
本设计采用麦芽湿法粉碎,湿法粉碎全部操作有:
浸渍→磨碎→匀浆→泵出。
在0.5-2小时内完成一批投料,根据日加工量,选择适当的机器台数。
粉碎过程应尽量缩短麦芽在机器内的停留时间,以防止受到污染。
湿法粉碎麦芽皮壳充分吸水变软,粉碎时皮壳不易磨碎胚乳带水研磨均匀,糖化速度快。
湿法粉碎可提高过滤速度20%-25%或提高投料量,麦糟层厚度可达500-600mm,但不影响过滤。
辊式粉碎机,根据每台机的辊数可分成:
对辊式、四辊式、五辊和六辊式多种。
我国广泛采用四、五、六辊式粉碎机。
1.2.1.2大米的粉碎
由于大米未经发芽,胚乳比较坚硬,磨碎时比麦芽耗能大,原则上大米的粉碎越细越好,以便利于糊化和糖化。
辅料(大米)粉碎采用三辊或四辊的二级粉碎机,第一和第二辊之间的辊间距为0.2~0.3mm,大米在此进行粗粉碎,经过筛分后粗粉和细粉分别进储仓,筛面粗粉再进入第二、三辊之间,辊间距为0.15~0.25mm,粉碎成细粉,三辊均是拉丝辊。
1.2.2糖化原理
糖化是将麦芽和辅料中高分子物质机器分解产物(淀粉、蛋白质、植酸盐、半纤维素等机器分解中间产物)通过麦芽中各种水解酶的作用,以及水和热能作用,使之分解并溶解于水,此过程称作“糖化”。
溶解的各种干物质称作“浸出物”(extract),而构成的澄清溶液称作“麦芽汁”或“麦汁”(Wort)。
麦汁中浸出物的含量和原料中干物质之比(质量比)称“无水浸出率”。
麦汁的组成、颜色将直接影响到啤酒的品种和质量;糖化工艺和原料;水、电、汽以及热量的消耗,与生产成本密切相关。
因此糖化过程是啤酒生产中的重要环节。
糖化过程是原料的分解和萃取的过程,它主要是依靠麦芽中个种水解酶的酶促分解,而水和热力的作用是协助酶促分解和萃取过程。
糖化中的工艺控制,主要通过下列环节来进行:
(1)麦芽的质量、辅料的种类及其配料比;
(2)麦芽及非发芽谷物的粉碎度;
(3)控制麦芽中各水解酶的作用条件,如温度、pH、底物浓度(加水比)、作用时间;
(4)加热的温度和时间;
(5)需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调节。
糖化方法可分为以下几类:
(1)煮出糖化法:
煮出糖化法麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用,使有效成分分解和溶解,通过部分麦芽醪的热煮沸,并醪,使醪液逐步梯级升温至糖化完毕。
部分麦芽被几次煮沸即几次煮出法。
(2)浸出糖化法:
浸出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用,用不断加热或冷却调节醪液的温度,使糖化完成,麦芽醪未经煮沸。
(3)其他糖化法:
其他糖化法都由以上两种方法演变而来,以上两种方法用于最初的纯麦芽的糖化,当采用不发芽谷物作为辅料,进行糖化时必须先进行预辅料的预处理--即糊化和液化。
这就是复式糖化法。
由于浸出糖化法要求使用溶解良好的麦芽,成本高,原料利用率低,且更适合酿造上面发酵啤酒,本设计不采用。
而煮出法糖化法可以补救一些麦芽溶解不良的缺点,原料利用率高,糖化时间短,麦汁成份好,适合酿造传统下面发酵啤酒。
故本设计采用该法。
煮出糖化法,根据醪液煮沸的次数,常用的有一次、二次和三次煮出糖化法。
二次煮出糖化法:
此法灵活性大,适于各种质量的麦芽和类型的啤酒,其操作较简单,煮沸时间短,能耗较小,设备利用率高,生产周期短,成本低。
故本设计才用此方法进行糖化。
1.2.3糖化方法及设备
三次煮出糖化法
煮出糖化法二次煮出糖化法
一次煮出糖化法
升温浸出糖化法
糖化方法浸出糖化法
降温浸出糖化法
复式一次煮出糖化法
其他方法复式煮浸糖化法
谷皮分离糖化法
外加酶制剂糖化法
其他特殊糖化法
糖化方法是指麦芽和非发芽谷物原料中不溶行固型物转化成可溶性的、有一定比例的浸出物,所采用的工艺方法和工艺条件:
包括配料浓度、各物质分解温度、pH、热能的利用等,还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。
煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用,使有效成分分解和溶解,通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪,使醪液逐步梯级升温至糖化完毕。
部分麦芽被几次煮沸即为几次煮出法。
浸出糖化法是指麦芽醪只利用酶的生化作,用不断加热或冷却调节醪液的温度,使糖化完成。
麦芽醪未经煮沸。
其他糖化方法都由以上两种方法演变而来,以上两种方法用于最初最初的纯麦芽糖化,当采用不发芽谷物做辅料,进行糖化时必须先进行预辅料的预处理,即糊化和液化。
这就是复式糖化法。
我国啤酒生产大多数使用非发芽谷物做辅料,所有均采用复式糖化法。
各种糖化方法中物料的主要变化是依据麦芽中各类水解酶的催化,糖化控制就是创造适合酶作用的最佳条件,各种糖化方法中有几个控制原理是相同的。
(1)酸休止利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀的水解,产生酸性磷酸盐,有时还利用乳酸菌增殖产乳酸,此工艺条件是:
温度为35~37OC,pH5.2~5.4,时间为30~90分钟。
(2)蛋白质休止利用内切酶分解蛋白质生成多肽和氨基酸,利用麦芽中肽酶分解多肽形成氨基酸,蛋白质休止最适pH为5.2~5.3,最适温度。
形成α-氨基氮为45~50OC,形成可溶性多肽为50~55OC,作用时间为10~10分钟。
(3)糖化分解 淀粉水解成糖类,麦芽中β-淀粉酶催化形成可发酵性糖最适温度为60~65OC。
α-淀粉酶最适活性温度为70OC,两种酶共同作用,最适pH为5.5~5.6,时间为30~120分钟。
(4)糖化终止 当糖化完成时,必须使醪液中的酶类(α-淀粉酶除外)失活,此温度为70~80OC
(5)100OC煮出 部分糖化醪液加热至100OC,促进物料的水解,使淀粉彻底糊化、液化。
(6)酶制剂的和添加剂的使用 α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、R-酶、葡聚糖酶等酶制剂,乳酸、磷酸、石膏等pH调整物
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