啤酒发酵设备

③冷却夹套

先进的C.C.T均采用换热片式一次性冷媒直接蒸发式换热，一次性冷媒（如 氨蒸发温度为-3～-4℃）蒸发后的压力在1.0MPa～12MPa，也就是说换热片 需耐高压。

冷却夹套的发酵罐或单酿罐内一般分成三段，上段距发酵液面15cm向下排列 ，中段在筒体的下部距支撑裙座 15cm向上排列，锥底段尽可能接近排酵母

一般分为前酵室（7～8℃）、主酵室（6～7℃）、后酵和贮酒室（2～0℃）等部分
传统的下面发酵，主要分为主发酵和后发酵两个阶段。主发酵一般 在在发酵间的密闭或敞口的主发酵池（槽）中进行，后发酵在贮酒间密 闭的卧式发酵罐内进行。
（3）啤酒前、后发酵设备
• 前发酵设备
A →
前发酵槽
• 前发酵设备
瘪罐”。

罐压控制

大多数C.C.T发酵主发酵阶段均采用微压（0.01MPa—0.02MPa），主发 酵后期才封罐逐步升高，C.C.T罐压一般最大控制在0.07-0.08MPa
⑤优缺点

优点: （1）加速发酵 （2）厂房投资节省 （3）冷耗节省 （4）发酵罐清洗、消毒 缺点: 罐容积利用率不高；酵母泥使用代数一般比传统低（只能使用5 ～6代）. 短期贮酒不能保证温度一致;澄清较困难.
煮沸锅与外加热 器的组合方式1
煮沸锅与外加热 器的组合方式2
外加热煮沸系统优点： 1.麦汁温度可达106-108℃，可缩短煮沸时间60-70min。

2.密闭煮沸，可使麦汁色度降低，提高α -苦味酸的异
构化，提高酒花利用率。 3. 蛋白质凝固分离好，因而发酵良好，啤酒过滤性能 得到改善。 4.可自洁，每周只需清洗一次，节省清洗碱液和时间。
前发酵：加酵母、麦汁3t、通风增殖1d， 再加麦汁3t、通风增殖1d；
1.两个罐交替用 3d满罐 2.0.15MPCO2背压1.5d
0℃、2d 除凝固物
63℃、8min 灭菌，再冷却至 12-14 ℃
12-5：1
16-18℃， 还原连二酮； 再冷却到 0℃
• 啤酒连续发酵流程
21℃
（2）多罐式连续发酵
二、啤酒发酵设备
啤酒发酵的基本理论
啤酒发酵分主发酵（旺盛发酵）和后熟两个阶段。在主发酵阶段，进行
酵母的适当繁殖和大部分可发酵性糖的分解，同时形成主要的代谢产物乙 醇和高级醇、醛类、双乙酰及其前驱物质等代谢副产物。后熟阶段主要进 行双乙酰的还原使酒成熟、完成残糖的继续发酵和CO2的饱和，使啤酒口 味清爽，并促进了啤酒的澄清。
(2）圆筒锥底发酵罐（C.C.T）结构
• ①锥形罐的几何尺寸
↑
H/D = 1.5～6:1 H0/D = 0.866
筒体直径（D）和筒体高度（H）：增 加H有利于加速发酵，降低H有利于啤 酒的自然澄清。由于罐直径大耐压低， 一般锥形罐的直径不超过6m。 单酿罐一般是D：H=1:1～2；对两罐 法的发酵罐D:H=1:3～4。总高度最好 不要超过16m，以免引起强烈对流， 影响酵母和凝固物的沉降。 发酵罐锥底角，考虑到发酵中酵母自 然沉降最有利，取排出角为73～75º ； 贮酒罐，沉淀物很少，考虑材料利用 率常取锥角为120～150º 。
↓
→ →
↓
→ →
↑ ← ←
↑
↓
↓
← ← ←
↓
前发酵室
• 后发酵设备
卧式后发酵槽
立式后发酵槽
(二) 现代发酵技术设备
现代发酵技术主要包括大容量发酵罐发酵法（其中主 要是圆柱露天锥形发酵罐发酵法）、高浓糖化后稀释发
酵法、连续发酵法等。

目前圆筒体锥底罐（C.C.T)在露天大罐工艺中使用最为普遍．简称露天锥 形发酵罐。


3. 麦芽醪的过滤设备
麦芽醪的过滤设备，通常有三类：

（ 1 ）依赖于液柱静压力为推动力的过滤槽 法。 （ 2 ）依靠泵送醪的正压为推动力的压滤机 法。


（ 3 ）依赖于液柱正压和麦汁泵抽吸局部负 压的渗出过滤槽法。
个别工厂由（2）或（3）再配合离心机法。

（1）过滤槽
①过滤槽的主要结构
（一） 传统啤酒发酵设备

传统发酵技术
生产工艺流程：
充氧冷麦汁→发酵→前发酵→主发酵→后发酵→贮酒→鲜啤酒 ↑ 菌种

传统式分批发酵，每批（一锅或二锅）定型麦汁，经过添加酵母、前发酵（酵母增
殖）、主发酵、后发酵和贮酒等阶段。

相应的设备是：酵母添加器、密闭或敞口式前发酵池和主发酵池，密闭式后发酵罐 和贮酒罐。
圆柱锥形发酵罐是目前世界通用的发酵罐，该罐主体呈圆柱形，罐顶为圆
弧状，H：D=2:1。夹套冷却，密闭式（罐压在0.05MPa）。 圆柱锥形发酵罐既适用于下面发酵，也适用于上面发酵，加工十分方便。
我国自20世纪70年代中期，开始采用室外圆柱体锥形底发酵罐发酵法（简称锥
形罐发酵法），目前国内啤酒生产几乎全部采用此发酵法。
• 麦芽汁煮沸锅
又称煮沸锅或称浓缩锅， 用于麦汁的煮沸和浓缩，把麦 汁中多余水分蒸发，使麦汁达 到要求浓度，并加入酒花，浸 出酒花中的苦味及芳香物质； 还有加热凝固蛋白质、灭菌、 灭酶的作用。还有使麦汁色度
上升、酸度增加，排除麦汁中特
异的异杂臭气作用。
• 麦芽汁煮沸锅
有列管式内加 热器的煮沸锅
具两段内加 热器的煮沸锅
嫌气发酵设备
第一节 啤酒发酵设备
啤酒可分两大类：一类为以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面
发酵法啤酒（Beer）；另一类为英国和原英联邦国家，如澳大利亚、新
西兰、加拿大、南非等采用上面发酵法生产的爱尔（Ale）型啤酒。中
国在20世纪初从欧洲大陆引进啤酒，所以，至今绝大多（99％）是下面
发酵法啤酒。 上面发酵啤酒： 发酵结束后，酵母浮在发酵液的上面；
1.原料的粉碎
2.淀粉的水解(原料的糊化、糖化) 3.糖化醪的过滤，
4.混合麦汁加酒花煮沸，
5.麦汁处理——澄清、冷却、通氧等
（分离酒花、及能引起啤酒非生物混浊的冷、热凝固物）
麦芽汁的制备设备
两器组合：仅由糖化锅兼麦汁过滤槽和糊化锅兼煮沸锅两 锅组成。用于小型啤酒厂； 四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅； 六器组合：在四器的基础上，增加一只过滤槽和一只麦汁 煮沸锅；或两只糖化－糊化两用锅，两只过滤槽和两只麦 汁蒸煮锅。

下面发酵啤酒： 发酵结束后，酵母成块沉淀在发酵液下面。

啤酒酿造技术历史
从自然发酵——纯种发酵——纯粹无菌发酵。
啤酒发酵
一、 麦芽汁制备设备
麦芽汁制备是将固态的麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制加工成澄清透明的 麦芽汁的过程。 制成的麦汁供酵母发酵，加工制成啤酒。 麦汁制备过程包括：

⑧可采用CIP自动清洗装置，清洗方便。
⑨锥形罐加工方便（可在现场就地加工），实用性强。 ⑩设备容量可根据生产需要灵活调整，容量可从20～600m3不等，最高可达1500m3。
（1）锥形发酵罐工作原理
锥形罐发酵法发酵周期短、发酵速度快的原因是由于锥形罐内发酵液的流体力学 特性和现代啤酒发酵技术采用的结果。 接种酵母后，由于酵母的凝聚作用，使得罐底部酵母的细胞密度增大，导致发酵速 度加快，发酵过程中产生的二氧化碳量增多，同时由于发酵液的液柱高度产生的静压作 用，也使二氧化碳含量随液层变化呈梯度变化，因此罐内发酵液的密度也呈现梯度变化 ，此外，由于锥形罐体外设有冷却装置，可以人为控制发酵各阶段温度。在静压差、发 酵液密度差、二氧化碳的释放作用以及罐上部降温产生的温差（1～2℃）这些推动力的 作用下，罐内发酵液产生了强烈的自然对流，增强了酵母与发酵液的接触，促进了酵母 的代谢，使啤酒发酵速度大大加快，啤酒发酵周期显著缩短。另外，由于提高了接种温 度、啤酒主发酵温度、双乙酰还原温度和酵母接种量也利于加快酵母的发酵速度，从而 使发酵能够快速进行。
1. 糊化锅
8.旋桨式搅拌器 14.污水槽
15.风门
16.环形洗水管
2、糖化锅
使麦芽糖与水混合， 并保持一定温度进行 蛋白质分解和淀粉糖 化。 体积比糊化锅大一倍。
3.麦芽汁煮沸锅

煮沸目的 （1）蒸发水分、浓缩麦汁 （2）蛋白质的凝聚析出 (3) 麦汁色度上升 (4) 麦汁酸度增加 (5) 灭菌、灭酶 （ 6）浸出酒花中的苦味及芳香物质。 （7）排除麦汁中特异的异杂臭气。

平底槽有三层底，最上部是水平筛板，第二层是麦汁 收集底，最外层是可通入热水保温的夹底，过滤槽中 心有一可升降的轴，带动两至四臂的耕槽机。
• 糖 化 醪 过 滤 槽
3.喷水管10.耕槽装置
（ 2 ） 快 速 过 滤 槽
一般抽虑 时间 15-20min 1.麦汁料管13.洗水管 6.到煮沸锅麦汁料管7.排污水管
D
←
→
↑
60°
↓↓
wenku.baidu.com 锥形罐
②罐材料

大型C.C.T均采用碳钢加涂料或不锈钢两种材料制成。啤酒是酸性
液体，能造成铁的电化学腐蚀，啤酒发酵时产生的H2S、SO2对铁材
料会造成氧化还原腐蚀。

啤酒厂（包括发酵罐）常用的是8SCr18Ni的不锈钢。提高铬、镍、 相含量可增加抗腐蚀性。在啤酒厂，麦汁、啤酒输送管道，盐水冷 却管需用17Cr12Ni2Mo的不锈钢。
24℃
5℃
在前面加一个酵母繁殖罐，即为4罐式
三、过滤设备 过滤方法


滤棉过滤法 硅藻土过滤法 离心分离法 板式过滤法 微孔薄膜过滤法
（二）硅藻土过滤机

硅藻土过滤机是采用硅藻土作助滤剂附着在织物介质上完成过滤操作的 过滤设备。硅藻土是由海中硅藻类的遗骸沉积下来，经粉碎加工而成的 一种松散粉粒状微粒，主要成分是二氧化硅。它的粒子形状极不规则， 所形成的滤饼空隙率大，具有不可压缩性，加之在酸碱条件下性能稳定 ，因而是优良的过滤介质，同时也是优良的助滤剂。 硅藻土过滤机有很多优点：性能稳定，适应性强，能用于很多液体的过 滤，经过滤后物料的风味不变，无悬浮物和沉淀物，液汁澄清透明，滤 清度高，液体损失少，清洗方便，占地面积小，轻巧灵活，移动方便。 1.常用硅藻土过滤机结构
发酵方法分类
①一罐法发酵：主发酵(又称前发酵）、后发酵、贮酒
在一个罐完成 ① 两罐法发酵： 主发酵在发酵罐完成，后酵和贮酒在贮酒罐中完成. 主、后在发酵罐完成，贮酒在贮酒罐完成.
(1) 锥形罐发酵法的特点
①底部为锥形便于生产过程中随时排放酵母，要求采用凝聚性酵母。 ②罐本身具有冷却装置，便于发酵温度的控制。生产容易控制，发酵周期缩短，染菌机会 少，啤酒质量稳定。 ③罐体外设有保温装置，可将罐体置于室外，减少建筑投资，节省占地面积，便于扩建。 ④采用密闭罐，便于CO2洗涤和CO2回收，发酵也可在一定压力下进行。即可做发酵罐， 也可做贮酒罐，也可将发酵和贮酒合二为一，称为一罐发酵法。 ⑤罐内发酵液由于液体高度而产生CO2梯度（即形成密度梯度）。通过冷却控制，可使发 酵液进行自然对流，罐体越高对流越强。由于强烈对流的存在，酵母发酵能力提高，发酵 速度加快，发酵周期缩短。 ⑥发酵罐可采用仪表或微机控制，操作、管理方便。 ⑦锥形罐既适用于下面发酵，也适用于上面发酵。
1.圆筒锥底发酵罐（C.C.T）
概述
传统啤酒是在正方形或长方形的发酵槽（或池）中进行的，设备体积仅在 5～30m3，啤酒生产规模小，生产周期长。20世纪50年代以后，大容量发酵设 备受到重视。所谓大容量发酵罐是指发酵罐的容积与传统发酵设备相比而言。 大容量发酵罐有圆柱锥形发酵罐、朝日罐、通用罐和球形罐。
动，罐中央啤酒向上流动，进行热交换。 降至3℃以后，主要依赖锥底，其次是筒
体下段冷却夹套冷却。
④罐体的耐压

发酵产生一定的二氧化碳形成罐顶压力（罐压），应设有二氧化碳调
节阀，罐顶设有安全阀。当二氧化碳排出、下酒速度过快、发酵罐洗涤
时二氧化碳溶解等都会造成罐内出现负压，因此必须安装真空阀。下酒
前要用二氧化碳或压缩空气背压，避免罐内负压的产生，造成发酵罐“
口，向上排列。

冷却层外覆以聚氨酯发泡塑料等保温材料，保温层外再包一层铝合金或不锈 钢板，也有使用彩色钢板作保护层。

啤酒冰点温度为-2.0～-2.7℃，冷媒温度在-3℃左右。国内常用20%～30%酒
精水溶液或20%丙二醇水溶液作为冷媒。
• 锥形罐的冷却装置

前期冷却主要依赖于筒体上段，其中段
冷却夹套流型是近罐壁啤酒降温后向下流

• 2. 联合罐
• 3.朝日罐
优点：可加速
啤酒的成熟。 发酵时罐的装 量达96％，提 高设备利用率， 减少了排除酵 母时发酵液的 损失。 缺点：动力消 耗大。
•4. CIP清洗系统
预冲洗
碱预洗
中间清洗
固定喷头喷洗
碱喷洗
酸冲洗
清水冲洗
参p71、p408
5.连续发酵
（1）塔式发酵
塔式连续发酵流程