啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富。啤酒发酵就是利用啤酒酵母对麦汁中的某些组分进行一系列的`生物化学代谢，产生酒精及各种风味物质，形成具有独特风味的酿造酒。

1、实验目的

通过小型装置熟悉啤酒酿造全过程及其中间控制。

2、要求

（1）熟悉酿造装置及其设备的主要特性；

（2）熟悉啤酒酿造工艺及啤酒酿造设备的操作；

（3）通过试验了解发酵液的变化，如：酵母细胞浓度，酵母芽生率等；

（4）锻炼同学在生产中分析问题和解决问题的能力。

3、实验装置及其原辅料

3.1 原辅料

麦芽：澳麦麦芽，焦香麦芽

酒花：苦花、香花

酵母：下面酵母（S-1）

3.2 实验装置

实验装置为微型啤酒设备（引进山东中德设备有限公司）

本啤酒生产系统主要设备构成如下：

（1） 糖化系统：包括麦芽粉碎机、糖化锅、过滤槽、麦汁泵。

（2）发酵系统：发酵罐、酵母添加罐。

（3）CIP洗涤系统：包括消毒罐、碱水罐、消毒车。

（4）换热系统：薄板换热器。

（5）制冷系统：包括冰水罐、冰水制冷机组、冰水泵。

4、实验步骤

4.1 麦芽粉碎

4.1.1 设备检查：查看粉碎机料斗内有无杂质，零部件是否紧固，电源线是否接好、是否有裸露。电机接地、其它附件是否正常，如无异常，准备粉碎。

4.1.2 原料检验：麦芽粉碎前，仔细检查麦芽外观质量，有无霉烂现象，不同酒种每批粉碎量为：大麦啤酒：大麦芽15-20kg（依麦芽质量定），焦香麦芽200-400g；小麦啤酒：大麦芽、小麦芽各8-10kg；黑啤酒：大麦芽16-18kg，焦香麦芽2-4kg；黑麦芽1-1.5kg。

★ 特别注意：大麦芽应当即粉即用，不宜长时间保存，更不可过夜。

焦香麦芽、黑麦芽粉碎时，不得润水。

4.1.3 将麦芽加入料斗中，开始粉碎，粉碎过程中，随时取样检查麦芽粉碎情况，根据麦芽粉的粗细，适当调整磨盘与固定盘的间隙和进料量，粗、细粒比例为1:2.5。

4.1.4 粉碎时操作人员应该佩戴防尘器具，粉碎过程中严禁将手伸进料斗内，粉碎室内严禁烟火。

4.1.5 后处理：粉碎结束后，切断电源，回收内存物料，清理设备上的粉尘及地面卫生。

4.2 麦汁糖化

4.2.1 设备检查：检查糖化锅、过滤槽管件、阀门、仪表及水、电供应是否正常，无异常，清洗干净，准备投料。

4.2.2 设备消毒：在投料前，将糖化锅内加约60kg水（注：所添加的水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排掉，以防干烧！），打开电加热开关，开始加热。待水升温到90℃，停止加热。用该90℃热水将整套设备（含换热器）循环清洗消毒20分钟。清洗消毒后的水打入经CIP清洗后的发酵罐暂存，待洗糟用。其中发酵罐的CIP阀应保持开启状态，以防止罐内形成负压对罐体造成损害。

★ 特别注意：热水在发酵罐暂存待洗糟用期间，一定要保持CIP阀的开启状态，否则当温度下降后，罐内会形成负压，造成发酵罐罐体的损害！

4.2.3 制备投料水：在糖化锅内加一定量的水（约70kg），同时打开电加热开关，开始加热。加热过程中要开启旋涡阀和麦汁泵3～5分钟，以便混合均匀，升温至 50-55℃，停止加热；打开有关阀门，启动麦汁泵，将投料水自过滤槽底部泵入70 kg。

★ 特别注意：糖化锅内所制备的投料水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排掉，以防干烧而损坏电热管!

4.2.4 投料（蛋白分解）：先启动过滤槽搅拌，将大麦芽粉投入过滤槽内，搅拌均匀，停止搅拌，开始计时；小麦啤酒先投入大麦芽，搅拌均匀后，再投入小麦芽，然后搅拌均匀；保持温度52±1℃，时间70分钟。

4.2.5 制备兑醪水：糖化锅内继续加水至60kg，开始加热，升温至100℃，停止加热；开启有关阀门，准备兑醪。

★ 特别注意：糖化锅内所制备的兑醪水一定要没过电热管，多余的水可在加热后排掉，以防干烧而损坏电热管!

4.2.6 兑醪（淀粉糖化）：蛋白分解结束，启动过滤槽搅拌，把醪液搅起，搅拌的同时把100℃热水从过滤槽底泵入，兑醪温至66℃，停止进水；黑啤酒在温度兑好后，加入焦香麦芽和黑麦芽粉，继续搅匀（3～5分钟）；66℃保持80分钟。

4.2.7 清洗糖化锅：打开排污阀，排掉糖化锅内残余热水，用清水清洗掉锅内水垢等污物后，关闭所有阀门，等待过滤。

4.2.8 静置：糖化结束，启动过滤槽搅拌5～8分钟，待醪液均匀后，静置10～15分钟，等待回流过滤。

4.3 过滤

4.3.1 麦汁回流：注意静止时间，到时要及时回流，开启有关阀门和麦汁泵，将麦汁在过滤槽内回流5-10分钟，观察视镜内麦汁清亮后，切换回流阀到过滤阀，将麦汁泵入糖化锅。

★ 特别注意：采用抽滤法过滤时，要调节变频器，谨慎控制麦汁流量，保持回流的稳定性。

4.3.2 测原麦汁浓度：过滤20分钟后，取样测原麦汁浓度。

A.热麦汁处理：从糖化锅内取一测量筒麦汁，慢慢放入事先备好的自来水筒内，降温至30℃以下（可以用其他方法冷却，但不能误入冷水），摇匀、放稳；

B.糖度测量：取量程为0～20 BX的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，接近预计读数值（12 BX左右）时再松手，5分钟后读取麦汁凹液面处糖度表的数值；轻轻取出糖度表，检查表上麦汁温度值，对应查出糖度修正值，获得原麦汁浓度值；糖度计要轻拿轻放，用后清水洗净、擦干，妥善保管；

4.3.3 洗糟：原麦汁过滤至将近露出糟面时进行洗糟，开启耕糟机，将发酵罐内暂存的部分热水泵入过滤槽进行洗糟，加完水后，停止耕糟，待形成新的滤层，再重复前面的过滤程序，洗糟一般为2-3次，总加水量约25L。

4.3.4 混合浓度测定：洗糟2-3次后，测定混合麦汁浓度（按麦汁总蒸发量为10%，煮沸时间为90分钟计算，若控制沸终麦汁浓度为12 BX，则混合麦汁浓度控制在10.8-11.0 BX）。

4.3.5 排糟：洗糟2-3次后，测混合麦汁浓度达到要求时，停止过滤，打开出糟门，用出糟耙将麦糟排出。

★ 特别注意：麦汁过滤过程中，若麦汁不清或过滤困难，可搅起醪液静止10分钟，重新打回流，直至麦汁清亮。

4.3.6 清洗：排糟完毕，即用水清洗过滤槽壁、过滤筛板及耕糟机，打开过滤槽底阀进行排污。

4.4 麦汁煮沸

4.4.1 加热：麦汁液位超过电加热规定的液位后，开始电加热升温。加热过程中每隔10分钟打开旋涡阀，开启麦汁泵1～2分钟。

4.4.2 麦汁煮沸：加热至麦汁沸腾时开始计时，煮沸时间90分钟，麦汁始终处于沸腾状态；控制沸终麦汁浓度，若在规定时间内浓度未达要求，可适当延时。

4.4.3 添加酒花：麦汁煮沸开锅5分钟和沸终前10分钟，分别添加苦型和香型酒花，加量分别为40g（0.04%）和20g（0.02%）。

★ 特别注意：

A. 煮沸过程中，谨慎控制电源，避免热麦汁溢出，防止烫伤！

B. 酒花称量完后，原包立即密封包装放入冰箱，以防氧化。

4.5 麦汁旋沉

煮沸结束，停止电加热。打开糖化锅锅底阀和切线打入阀，同时开启麦汁泵，在糖化锅内打循环10分钟，静止沉淀30分钟，进行麦汁冷却。

4.6 管路杀菌

糖化锅热水升温至90℃，停止加热，将麦汁管路和换热器杀菌20分钟，杀菌时稍开充氧阀，对充氧管同时杀菌，杀菌结束，关闭阀门。

4.7 麦汁冷却

4.7.1 检查：换热器管件、阀门、仪表及冰水、自来水、氧气（瓶装纯氧，压力低于1.5MPa停止使用，应换瓶）供应是否正常，如无异常准备冷却。

4.7.2 冷却：依次开启冰水阀和冰水泵，然后再开启麦汁阀、麦汁泵、氧气阀，进行麦汁冷却。控制冷却温度：大麦酒9.0±0.5℃，小麦酒13.0±0.5℃。干酵母控制冷却温度：大麦酒11.0±0.5℃，小麦酒18.0±0.5℃。也可根据工艺自行确定冷却温度。

4.7.3 排残留洗液：麦汁冷却初期，必须用麦汁将换热器内的残留洗液完全顶出后，方可将麦汁通入发酵罐。

4.7.4 充氧：麦汁冷却的同时，对麦汁进行不间断充氧，剂量约为麦汁量的1--2倍。

4.7.5 回收：麦汁冷却完毕，用氧气把管道中麦汁顶入发酵罐。用糖化锅内80℃热水冲洗所用管路、换热器10分钟。

4.8 发酵系统

4.8.1 检查：发酵罐管件、阀门、仪表及冰水、氧气供应是否正常，如无异常准备洗涤、进料。

4.8.2 洗涤：（4步法）

a. 水洗：发酵罐进料前，先用自来水间歇冲洗15分钟。 

b. 火碱洗：排净残留水后，用45-50℃、浓度5%的火碱溶液循环清洗30分钟（碱液浓度降低时要及时补充），循环完毕，回收碱液（注意防护，操作时必须带防护器具，严禁肢体直接接触碱液）。

c. 水洗：排净残留碱液后，再用自来水间歇冲洗15分钟，方法同8.2.a。

d. 双氧水洗：排净残留水后，再用浓度1%的双氧水循环清洗20分钟，方法同8.2.b，将罐内残双氧水排放干净，关闭排气阀，进出料阀和出酒阀。（注意防护，操作时必须带防护器具，严禁肢体直接接触双氧水）

★ 注意：  a. 洗涤期间，必须打开出酒阀。

b. 发酵罐洗涤禁止用热水、次氯酸、氯气等含有Cl-的消毒剂杀菌。

4.8.3 接种：发酵罐进麦汁前，先添加酵母泥，剂量为麦汁量的1%（干酵母为0.1%）。

4.8.4 充氧：麦汁冷却过程中，必须从换热器充氧口不间断充氧。麦汁进罐24小时内，还要分3次从物料口充氧，每次1～3分钟，罐内压力始终保持0.03MPa至封罐。

4.8.5 排杂：投料后第二天排冷凝固物---慢开物料阀，杂质排出即可，以后每天排杂一次。 

4.8.6 测糖：投料后第二天取样测糖（至封罐前，每天必测）

a. 发酵液处理：先排除出酒管内杂质，取一测量筒发酵液，用两只杯子反复倾倒100次（杯间距不低于50cm）以除去发酵液内的CO2，倒入测量筒，放稳。

b. 测量糖度：取量程为0—10BX的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，其它同原麦汁浓度测量法。 

4.8.7 前发酵：

大麦酒保持温度9.0±0.2℃、压力0-0.03MPa 至封罐，时间约3-4天，小麦酒保持温度13.0±0.2℃、24小时后升至18℃、压力0-0.03MPa至封罐，时间约2-3天。 

4.8.8 封罐（还原）：

a. 大麦啤酒：糖度降到4.2±0.2BX时，自然升温至12℃，并保持，同时封罐、升压至0.09MPa，并保持，时间为4天。小麦啤酒：糖度降到4.2±0.2BX时，保持18℃，同时封罐、升压至0.09MPa，并保持，时间为4天。

b. 检双乙酰：封罐4天后，若无明显双乙酰味，可降温，若有明显双乙酰味，可推迟1-3天降温。

4.8.9 后发酵（贮酒）：还原结束后，应当在24小时内按规定降温至0℃、并保持，同时保持罐内压力0.09MPa，时间：大麦啤酒3-5天，小麦啤酒1-3天。

★ 特别注意：降温规定，5℃以前，以0.5-0.7℃/小时的速率降温；5℃以后，以0.1-0.3℃/小时的速率降温至0℃。

4.8.10 酵母处理：降至5℃时，酵母可回收使用。使用前，将最先排出的酵母排入地沟，酵母的使用代数不超过6代；储酒时间超过1周时，每天排酵母1次。若酵母不使用，降至2℃时应排掉。

4.8.11 发酵罐的自动控制

a. 温度：按照工艺要求设定各种参数。

b. 压力：按照工艺要求，及时将电接点压力表上下限设置到规定值。

5、问题与讨论

（1）过滤过程中耕糟的目的是什么？

（2）通过本实验总结生产中应注意哪些安全事项？下载本文