啤酒发酵工艺培训课件(共 44张PPT)

• 采用这种发酵设备，节约了投资和生产费用；尤 其是大罐一般采用微机控制后，降低了劳动强度， 显著地提高了劳动生产率。且采用一罐发酵工艺， 简化了生产工序，前、后酵不再严格划分，缩短 了生产时间；降低了生产成本和啤酒损失；节约 了劳动力和清洗费用。 • 目前，国际啤酒工业总的发展趋向是大规模生产， 其中心点是在保证啤酒质量的前提下，改进生产 工艺，缩短生产周期，尽可能的少投资，较高的 可持续性和自动化程度，较好的检查和控制性， 增加啤酒产量。
• （二）两罐法 • 主发酵和后发酵分别在主酵罐和后贮罐中进行，因此 称之为“两罐法”。
• 麦汁冷却至5～8℃进入锥形发酵罐，充氧并加入酵母， 酵母的添加量为0.6～0.8%。外观发酵度达到50～ 55%时进行封罐，压力控制在0.07～0.1MPa。当外 观发酵度达到60%（糖度3.8～4.0°P）时，关闭冷 却，使酒温自然升至12℃，进行双乙酰还原。3～4天 后，发酵度达到大约65%时，双乙酰含量可降至 0.1mg/L以下。这时开启冰水进行冷却，以0.3℃/h的 速度降温至5℃，在此温度下保持12～24h，排放酵 母。然后进行倒罐操作。
• 4）罐压 • 采用带压发酵可抑制酵母繁殖，减少由于升温所 造成的代谢副产物过多的现象，防止产生过量的 高级醇、酯类，同时有利于双乙酰的还原，并可 保证酒中二氧化碳含量。 • 5）满罐时间 • 24h内，防止时间过长，酵母增值量大，产生代 谢副产物a-乙酰乳酸多，双乙酰峰值高。 • 6）发酵度 • 根据所生产的啤酒类型而定，有高发酵度、中发 酵度、低发酵度之分。
• 企业因为季节或产品质量的因素，在一罐 的基础上又采用了两种工艺——低温发酵 和高温发酵。 • 1．低温发酵工艺 • 低温发酵工艺在我国使用较为普遍，它比 较适宜于使用传统工艺的酵母进行锥形罐 发酵。
• 发酵工艺参数
• 1）发酵周期：根据产品质量、类型等定， 一般为32d左右。通常夏季较短，冬季较长。 优质啤酒发酵周期长。
• 其一，对啤酒发酵和后熟的新的认识，双 乙酰生成量较低，并能快速还原； • 其二，缩短啤酒生产周期，降低了生产成 本，并使大罐啤酒质量均一。
• 为了方便操作和节省劳动力，大多数啤酒 厂都已采用锥形发酵罐进行主酵和后熟。 在西欧部分国家，许多现代化的大型啤酒 厂仍使用传统工艺生产啤酒。但在中国， 绝大多数啤酒厂已采用锥形罐生产啤酒。
啤酒发酵工艺
• 一、发酵方法及工艺控制 • • 啤酒现代发酵工艺是指在最大限度地保证 啤酒质量的前提下，利用现代化手段从原 料质量、酵母菌种选择、卫生条件、采用 工艺和设备水平方面入手，所采取的缩短 发酵时间、降低劳动力、提高劳动效率、 节能降耗等的各种措施。 • •
• 现代啤酒发酵工艺的改进主要基于两个原 因：
• 因此，发酵罐一般上下各开一个可关闭的人孔， 其直径至少为50cm。下部人孔在锥体最下端 出口处，旋松螺母即可卸下。
• 除此之外，锥形罐最顶部还有CIP清洗装置、 正压保护阀、真空阀或负压保护阀等附件。
• 7. 管道连接与阀门
• 大多数的啤酒厂使用多路管道连接板（见 图）。在多路管道连接板上，由于采用活 动的拱形连接管，故仅用很少的手柄就可 以连通所期望的管道。通过手动碟阀或远 控碟阀就可以打开或关闭连接系统。
• 4. 发酵罐中酒液的自然对流比较强烈。罐 体愈高，对流作用愈强。对流强度与罐体 形状、容量大小和冷却系统的控制有关。
• 5. 锥形罐具有相当的高度，凝聚力较强的 酵母较易沉淀，而凝聚性差的酵母就需要 借助其它手段进行酵母分离。
• 6. 锥底罐不仅适用于下面发酵，同样也适 用于上面发酵，在山东很多啤酒厂已经使 用锥形发酵罐生产上面发酵的小麦啤酒。
• 2）酵母接种量：发酵开始时为（10~20） 6 ×10个／ml 。
• 3）发酵温度：啤酒发酵采用变温发酵，发酵温度 指主发酵阶段的最高温度。 • 发酵温度变化可分四个阶段：即起始温度、主发 酵温度、双乙酰还原温度、贮酒温度。 • 起始发酵温度：一般6~10℃ • 啤酒主发酵可分为三种类型：低温发酵：主酵温 度8℃左右；中温发酵：主酵温度10~12℃；高温 发酵：主酵温度15~18℃.国内一般采用9~12℃. • 双乙酰还原温度：一般等于或高于主发酵温度。 • 贮酒温度：一般为-1.5~-1 ℃。
• 由于受企业自身条件因素或生产供给对象 的影响，生产企业所采用的工艺不尽相同， 但归纳起来大致可分两方面： • 一从设备方面分，可分一罐发酵法、两罐 发酵法和现代与传统发酵结合法；
• 二从温度方面分，可分为低温发酵和高温 发酵。
• （一） 一罐法（普遍采用） • 整个发酵过程在一个锥形罐中进行，即称 为“一罐法”。
• 一罐法工艺的优点： • 操作简单；温度、压力和液位可以很方便地进行 自动控制；回收酵母也比较方便；而且一罐法生 产啤酒可以省去两罐法的倒罐操作，减少了接触 空气的机会；清洗消耗少；酒损低。 • 缺点： • 由于酒液对流较强烈，许多本应分离的杂质不能 排出而溶于酒中。所以，一罐法酿制的啤酒口味 较两罐法的粗糙，酒花苦味稍显生硬，后苦味也 更明显。因为要预留发酵空间，所以发酵罐的利 用率不高。
• （二）锥形发酵罐的结构与尺寸 • 锥形罐的尺寸过去并没有严格的规定，高 度可达40m，直径可超过10m。对于锥形 罐的径高比一般为1:3～1:5为宜。 • （三）锥形罐的制作材料 • 现在的发酵罐多用不锈钢制作。
• （四）锥形罐相关附件 • 1．温度计 • 在主酵过程中，需要进行准确的温度控制 和精确的温度测量。由于在这期间罐内会 出现强烈的对流，形成温差，因此需要在 罐的上部1/3处和罐的下部1/3处分别安装温 度计。现在啤酒厂的温度控制多采用计算 机。
• ①麦汁进罐：因锥形发酵罐较大，麦汁分次进罐， 满罐时间最好在20h以内，最长不应超过24h。麦 汁进罐温度应逐步提高，在麦汁进罐过程中，应在 管道上充氧，也有最后一次不充氧，以免泡沫溢出。
• ②添加酵母：酵母泥可在第二次麦汁进入后一次压 入。加酵母后使麦汁中的悬浮酵母数大约在12～ 15×106个／ml。
• 8. 锥形罐的降温控制
• ③分离冷凝固物：麦汁满罐24h后，从锥底排放出 冷凝固物，也可过12~24h后再排出一次。排放冷 凝固物应缓慢进行，以免麦汁过多排出，加大损失。
• ④发酵期间的管理： • 主要是发酵温度、降糖速度、发酵时间、压力的 管理和控制。
• 原则上按照发酵温度曲线控制发酵液温度和压力。 一般满罐一天后，即升至最高发酵温度，常压发 酵3 ～ 4天。主酵基本结束后，封罐升压升温 (0.1-0.12Mpa)进行双乙酰还原，约2 ～ 4天，待 双乙酰降低至一定要求(一般为0.7-0.8mg／L)， 降低发酵液温度至5~7‘C。一般保持一天，也可 直接降温至贮酒温度(—1～—1.5℃)，直至发酵 结束。
(一) 锥形发酵罐的特点
• 1. 具有锥底，角度在60°～90°之间，主发酵后 回收酵母方便。为保证啤酒良好的过滤性，酵母 多采用凝聚性能良好的菌株。 • 2. 罐体设有冷却夹套，冷却能力能满足工艺降温 要求。罐的柱体部分设2～3段冷却夹套，锥体部 分设一段冷却夹套，这种结构有利于酵母沉降和 保存。 • 3. 锥形罐是密闭罐，罐利用率一般为80%，可以 回收CO2，也可进行CO2洗涤；既可作发酵罐用， 又可作贮酒罐用。
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• ⑤回收酵母：一般当双乙酰还原结束降温至 5~7℃，保持一天后回收酵母，从锥底排放。杂 质较多、死亡率较高的酵母泥应弃去，只回收死 亡率在5％以下的酵母泥入酵母罐。目前有的啤酒 厂在主酵结束、双乙酰还原开始时回收酵母，这 要视酵母的凝聚沉淀情况而定。 • ⑥CO2回收和饱和：发酵24h，检查排出CO2纯 度达到一定要求后，CO2气体进入回收系统。升 压进行双乙酰还原时，CO2溶解在酒液中，随着 温度降低，CO2溶解逐步饱和，一般在－1℃、 0.06-0.07Mpa时CO2含量可达要求。
• 5．取样装置
• 锥形罐上设有取样口，从管道中取样的可 行办法有： • ① 随机取样 • 可在任意时刻取样，多次样品混合，通过 分析得出产品质量的平均结果。 • ② 多次取样 • 在给定的时间内取样，可反映一定时间内 样品的情况。 • ③ 有代表性的平均取样
• 6．检查孔
• 有时必须检查锥形罐是否有下列情况发生： • ① 出现裂缝或腐蚀； • ② 罐上或管道中的死角。
• 倒灌即将主发酵液倒入已背压0.06～0.08MPa 的锥形贮酒罐中。倒罐结束后，啤酒在后贮罐 中以0.1℃/h的速度降温至0～1℃。在此温度 下后贮7～10天，使酒完全成熟。
• 滤酒前一天，调整压力为0.05～0.06MPa。过 滤前先排除罐内酵母及沉淀物。
• 两罐法的优点： • 后发酵罐内酵母数已不多，经后贮后，酵 母沉淀较完全，酒液较澄清，过滤性能良 好，即使没有离心机也能顺利过滤； • 缺点： • 操作复杂，倒罐时易摄入氧气，操作时要 十分精心。否则，会影响啤酒质量。
• 热麦汁经薄板冷却器冷至9.5～10℃后，经 过的发酵温度为：麦汁在发酵罐内10～ 11℃保持36h：进行酵母增殖。
• 温度升至12℃：进入主发酵。经过大约2天 的发酵后，外观浓度降至6°P时，使罐压 升至0.08～0.1MPa。
• 逐步自然升温至16℃： • 继续发酵并还原双乙酰。约在满罐后的第5 天，外观糖度降至最低点（2.2～2.5°P）； 满罐后大约第7～9天，双乙酰的含量可降 至0.1mg/L以下。 • 缓慢降温，直至0℃： • 进行后熟及饱和CO2，时间为4～5天。在 降温至0℃的第2天，排放酵母并进行回收。 滤酒前一天再排一次酵母和冷凝固物。
• 二、发酵设备
• 目前广泛采用室外大型锥底发酵罐的发 酵技术，我国于1978年开始采用这一新 技术，现如今全国各地啤酒企业基本上 已淘汰了传统的发酵池发酵法。
1－CO2出 2－CIP洗涤器 3－冷却夹套 4－真空装置 5－人孔 6－发酵液面 7－冷却剂进口 8－冷却剂出口 9－温控器 10－温度计 11－取样管 12－麦汁管路 13－嫩啤酒管路 14－酵母排出管路 15－洗涤剂管路 锥形罐示意图
• 4．最低液位探头和最高液位探头 • 每个锥形罐都安装有最低液位和最高液位探 头，以保证在进液时不超过最高液位，在出 罐时能终止液体的流出。探头的作用十分重 要。
• 在此要特别阐明：若达到最高允许液位时， 进液仍未停止，则在发酵时，泡沫上升的自 由空间就会不够。泡沫会通过罐顶阀门并从 上升管中流出，由此使整个设备都被泡沫 “污染”，造成很大的危害。此外，锥形罐 的酒液全部排空会使罐中吸入大量空气，损 失同样不小（进液时，还得备压）。
• 2．液位高度显示器 • 罐内液位的检查很重要。通过压差变送器， 可以将压力信号转换为液位高度。 • 通过计算机，可以很方便地换算出罐内酒 液的体积。
• 3．压力表或压力传感器 • 在发酵和贮酒过程中，必须监控锥形罐的 压力。压力显示使用传统的压力表，或使 用压力传感器与计算机连接，采集数据， 随时检查正、负压保护阀是否正常。
• ⑦发酵罐的清洗和杀菌：发酵液过滤完毕 后，必须马上清洗，一般锥形发酵罐都有 CIP自动清洗装置，按清洗要求，先用清水 冲洗、碱性(酸性)洗涤液循环清洗，再用清 水冲洗，最后用杀菌剂清洗或无菌水冲洗 后，背压备用。
• 2.高温发酵工艺 • 国内已有一批啤酒厂利用引进啤酒酵母 实施高温（14～17℃）发酵酿制啤酒。 • 发酵周期长的为18～21天，短的仅需 12～15天，设备利用率显著提高，生产 成本大大降低。工艺方法如下：
℃ ° P 13 12 11 10 主发酵3d 9
接种1d
一罐法发酵工艺
封罐升压升温，双乙酰还原2d 1d 1d
（掌握）
温度
8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 0 -2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 天
1d 回收酵母1d
开始后酵
操作步骤及管理（一罐式）：