啤酒发酵工艺及设备解读

1.传统啤酒下面发酵的工艺特点
（1）主发酵温度比较低； （2）主发酵结束时，大部分酵母沉降在发酵容器 底部； （3）后发酵和贮酒期较长，酒液澄清良好。
2.传统啤酒下面发酵的工艺流程
（1）麦汁接种 ①麦汁在接种前通足够的氧气； ②接种温度6-7 ℃； ③接种量达到2-3×107个/毫升。
（2）主发酵
• 传统的前发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为 开口式。 • （ 1 ）材料：①钢板；②钢筋混凝土； ③用砖砌、 外面抹水泥 • （2）形式： ①长方形； ②正方形
（3）特点 • ①前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出 • ②离槽底10-15cm处，伸出有嫩啤酒放出管 • ③为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有 冷却蛇管或排管。 • 注意CO2的排放，防止中毒
（4）酵母的回收与保存
• 发酵池底部的酵母分三层：上层由落下的泡盖和 最后沉下来的酵母；中层为核心酵母；下层为酒 花树脂、凝固物等颗粒。
• 酵母的回收：采用酵母筛回收酵母，用于下一锅 麦汁接种。 • 酵母保存：低温保存于酵母盆中。
（二）、啤酒发酵设备
• 近年来，啤酒发酵设备向大型、室外、联合的 方向发展，迄今为止，使用的大型发酵罐容量 已达1500吨。 • 大型化的目的是： • (1) 由于大型化，使啤酒质量均一化； • (2) 由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化， 降低了主要设备的投资。
啤酒发酵容器的变迁过程
（1）发酵容器材料的变化。 （2）开放式发酵容器向密闭式转变。
• （3）密闭容器的演变。 开放式长方形容器上面加弓形盖子的密闭发酵槽
钢板、不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐
立式圆筒体锥底发酵罐。 • 目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦 罐、联合罐、朝日罐等。
1. 前发酵设备
后发酵的工艺要求和操作
• ③温度控制
后发酵多控制先高后低的贮酒温度。前期控制 3～5℃，而后逐步降温至-1～1℃。
④后发酵时间
表 5-7 啤酒种类 鲜啤酒 熟啤酒 出口啤酒 原麦汁浓度/ºP 10～12 11～14 12～14 酒 龄/d 30～40 50～75 75～90 国内传统啤酒生产酒龄 啤酒种类 黑鲜啤酒 黑啤酒 出口黑啤酒 原麦汁浓度/ºP 13～15 13～18 16～18 酒 龄/d 40～50 75～90 75～100
（一）圆柱锥底发酵罐
• 圆柱锥底立式发酵罐( 简称锥形罐 ) ，已广泛用于 上面或下面发酵啤酒生产。
• 锥形罐可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前 、后发酵合并在该罐进行(一罐法)。 • 这种设备的优点：在于能缩短发酵时间，而且具 有生产上的灵活性，故能适合于生产各种类型啤 酒的要求。
•
锥形罐主要部件有罐 体、冷 却夹套 、保压 装 置、保 温层、 锥底人 孔 、取样 阀、感 温探头 、 CIP 清洗系统、检测装置 以及管路等。
一般工艺过程
① 酵母繁殖20h左右，将增殖槽中的麦汁泵入发酵 槽内，进行厌氧发酵。 ② 发酵2～3天左右，温度升至发酵的最高温度，进 行冷却，先维持最高温度2～3天。以后控制发酵温度 逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～ 4.5℃。 ③ 主发酵最后一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽 底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。
罐内真空
• 罐内真空主要是系列的发酵罐在密闭条件下转罐 或进行内部清洗时造成的。 • 大型发酵罐放料的速度很快造成一定的负压。 • 罐内留存一部分 CO2 气体，在进行清洗时， CO2 有 被除去的可能，所以也可能造成真空。 • 大型真空发酵罐应设防止真空的装置。真空安全 阀的作用是允许空气进入罐内，以建立罐内外压 力的平衡。
• 优点： • （1）是能耗低，采用的管径小，生产费用可以降 低。 • （2）最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门， 把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用。
大型发酵罐的设计
• 罐的耐压要求 • 热交换 • 内部清洗
罐的耐压要求
• 考虑CO2的回收。就必须使罐内的CO2维持一定的压 力，所以大罐就成为一个耐压罐，就有必要设立安 全阀。 • 罐的工作压力根据其不同的发酵工艺而有所不同。 若作为前酵和贮酒两用，就应以贮酒时CO2含量为 依据，所需的耐压程度要稍高于单用于前酵的罐。 • 当压力达到罐的设计压力时，安全阀应开始开启。 安全阀最大的工作压力是设计压力加10％
密闭式发酵槽
• • • • 优点 （1） （2） （3）
可回收二氧化碳 减少前发酵室内通风换气的耗冷量 减少杂菌污染机会。
• 组成 • 在槽内装置冷却蛇管 • 在发酵室内配置冷却供排风系统， 或采用空调装 置，使室内维持工艺所要求的温度和湿度。
2. 后发酵设备
• 主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳 ，促进啤酒的稳定、澄清和成熟。 • 根据工艺要求，贮酒室内要维持比前发酵室更 低的温度，一般要求0-2℃，特殊产品要求达到 -2℃左右。 • 后发酵过程残糖较低，发酵温和，故槽内一般 无须再装置冷却蛇管。
前发酵
后发酵
二、啤酒生产的一般工艺流程
• （一）、麦芽制造
• 原大麦→预处理（清洗、分级）→浸麦→发芽→干 燥→贮藏→成品麦芽
• （二）、啤酒酿造
辅料（大米）→粉碎→糊化 酒花 菌种
• •
↓并醪 ↓ ↓ 麦芽→粉粹→糖化→过滤→煮沸→回旋沉淀→麦汁冷却→充氧→发酵 →啤酒过滤→包装→成品啤酒
啤酒酿造的工艺流程图
设备特点
• 这种设备一般置于室外。 • 已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内； • 发酵最旺盛时，使用全部冷却夹套，维持适宜的发 酵温度。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用 氨(直接蒸发)作冷媒； • CO 2气体由罐顶排出。 • 罐身和罐盖上均装有人孔，罐顶装有压力表、安全 阀和玻璃视镜。 • 在罐底装有净化的CO2充气管。 • 罐身装有取样管和温度计接管。 • 设备外部包扎良好的保温层，以减少冷量损耗。
罐内的对流与热交换
• 发酵罐中发酵液的对流主要依靠其中 CO2 的作 用。在整个锥形罐的发酵液中形成一个 CO2 含 量的梯度。 • 比重较小的发酵液具有上浮的提升力。而且在 发酵时上升的二氧化碳气泡对周围的液体具有 一种拖曳力。 • 由于拖曳力和提升力结合后所造成的气体搅拌 作用，使罐的内容物得到循环，促进了发酵液 的混合相热交换。 • 冷却操作时啤酒温度的变化也会引起罐的内容 物的对流循环。
• 3.带压发酵工艺要点
• ①麦汁接种温度8 ℃，10-14 ℃进行啤酒发酵； • ②发酵度达到 50-55% 左右，压力增加到发酵规定 的压力，维持这个压力直至后熟结束； • ③将温度降低到-1 ℃，调整罐压至贮酒工艺要求 的压力，贮酒至少1周。
思考题
• • • • • 1.什么是酒精发酵？ 2.白酒固态发酵工艺的特点？ 3.酒精发酵的降温方法？ 4.传统啤酒发酵前发酵的工艺过程？ 5.现代大罐啤酒发酵工艺？
第四章
厌氧发酵工艺及设备
第三节 啤酒发酵
http://video.sina.com.cn/v/b/929 87751-3006683465.html
讨 论
啤酒生产的主要原料?
问题
啤酒生产的主要工艺过程?
啤酒生产的核心技术?
一、概述
啤酒生产
麦芽制造
啤酒酿造
啤酒酿造
啤酒发酵 啤酒过滤罐装
麦芽汁制造
主发酵过程的现象和要求
③落泡期 发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧 化碳气泡减少，泡沫回缩。 此时应控制液温每天下降0.5℃左右，每天降 糖0.5～0.8ºP，落泡期维持2天左右。 ④泡盖形成期 发酵7～8天后，泡沫回缩，形成泡 盖。 此时应大幅度降温，使酵母沉淀。Βιβλιοθήκη Baidu
（3）下酒和后发酵
• 主发酵结束后的发酵液称嫩啤酒。 • 后发酵的目的： 残糖继续发酵； 促进啤酒风味成熟； 增加CO2的溶解量； 促进啤酒的澄清。
• 后发酵槽是金属的圆筒形密闭容器，有卧式和 立式两种。工厂大多数采用卧式。 • 发酵过程中需饱和 CO2 ，后发酵槽应制成耐压 0.1-0.2MPa表压的容器。 • 后发酵槽槽身装有人孔、取样阀、进出啤酒接 管、排出二氧化碳接管、压缩空气接管、温度 计、压力表和安全阀等附属装置。
四、现代大罐啤酒发酵
主发酵过程的现象和要求
①起泡期 入主发酵池4～5h后，在麦汁表面逐渐出 现更多的泡沫，泡沫洁白细腻，厚而紧密，如花 菜状。 此时发酵液温度每天上升0.5～0.8℃，每天降 糖0.3～0.5ºP，维持时间1～2天，不需人工降温。 ②高泡期 发酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起， 高达25～30cm，。 此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不 能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵。
1. 麦芽汁制造
2. 啤酒发酵
3. 啤酒的过滤罐装
3. 啤酒的过滤罐装
H
滤液 滤浆 滤饼
图6-5 水平叶式硅藻土过滤机
垂直槽垂直滤叶型
3. 啤酒的过滤罐装
3. 啤酒的过滤罐装
3. 啤酒的过滤罐装
三、传统啤酒发酵
（一）、传统啤酒发酵工艺
传统的下面发酵，采用“低温主发酵------低 温后熟”工艺。 主发酵一般在密闭或敞口的主发酵池（槽）中 进行，后发酵在密闭的卧式发酵罐内进行。
CIP清洗系统
• 啤酒发酵罐的容量正在逐步增大，这类发酵罐大 部分安装在室外，原来的清洗方法已不适用，必 须采用自动化的喷洗装置。 • 采用较多的是CIP清洗系统。 • 所谓CIP系统，是clean in place的简称，意即内部 清洗系统。
（二）大罐啤酒发酵工艺
• 大罐啤酒发酵工艺可分为：低温主发酵 ----高温 后熟；高温发酵----高温后熟；带压发酵等。
• 1.低温主发酵----高温后熟工艺要点
• ①麦汁接种温度6-7 ℃，发酵顶温9 ℃进行啤酒发 酵； • ②发酵度达到 50% 左右关闭冷却，品温升至 12-13 ℃完成双乙酰的后熟； • ③开启冷却装置，-1 ℃贮酒1周。
• 2.高温发酵----高温后熟工艺要点
• ①麦汁接种温度8 ℃，12-14 ℃进行啤酒发酵； • ②在高温下酵母迅速还原双乙酰； • ③将温度降低到-1 ℃，贮酒1周时间。
后发酵的工艺要求和操作
• ①下酒 将嫩啤酒输送到贮酒罐的操作称下酒。多 用下面下酒法。贮酒罐可一次装满，也可分2、3 次装满。
后发酵的工艺要求和操作
• ②密封升压 下酒满桶后，正常情况下敞口发酵2～3天， 以排除啤酒中的生青味物质。以后封罐，罐内二 氧化碳气压逐步上升，压力达到50～80kPa时保压 ，让酒中的二氧化碳逐步饱和。
⑤贮酒期的控制
• 酒龄：从封罐开始到酒成熟的天数。传统：60～ 90d，改进后缩短15～30d。
• 影响因素：酒的成熟度、保质期、酵母、贮酒罐 的特点等。
⑥后处理
——后酵和贮酒期间采取的工艺措施可添加一些 添加剂等操作，以达到改善啤酒质量、加速啤酒成熟 的目的。 ⑴高温双乙酰还原后快速冷却法 ⑵单宁、蛋白质澄清法 ⑶酶制剂法：蛋白酶、果胶酶、葡聚糖酶等 ⑷吸附多酚法：聚酰胺树脂、聚乙烯吡咯烷酮等 ⑸还原剂法：VC、SO2类物质 ⑹人工充CO2 ⑺添加酒花油、异α酸法 ⑻添加Zn2＋、低聚糖、藻酸酯法等。 其他方法：后酵的CO2洗涤法、后发酵循环冷处理法