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第1章绪论1.1啤酒的定义以小麦为主要原料，以各类和极少量的酒花为辅料，含有CO2、具有泡沫、酒花香味儿和爽口的苦味儿，营养丰富，风味独特的低酒精度的酿造酒。1.2啤酒的分类1.2.1根据啤酒色泽划分(l)淡色啤酒(PaleBeers)淡色啤酒是各类啤酒中产量最多的一种，按色薄泽的深浅，淡色啤酒又可分为以下三种。①淡黄色啤酒此种啤酒大多采用色泽极浅，溶解度不高的麦芽为原料，糖化周期短,因此啤酒色泽浅。其口味多属淡爽型，酒花香味浓郁。②金黄色啤酒此种啤酒所采用的麦芽，溶解度较淡黄色啤酒略高，因此色泽呈金黄色,其产品商标上通常标注Gold一词，以便消费者辨认。口味醇和，酒花香味突出。③棕黄色啤酒此类酒采用溶解度高的麦芽，烘烙麦芽温度较高,因此麦芽色泽深，酒液黄中带棕色，实际上已接近浓色啤酒。其口味较粗重、浓稠。(2)浓色啤酒(BrownBeer)色度：15—30EBC单位（1—3.5ml碘液）呈棕色或红褐色，有明显麦芽香味典型啤酒：爱尔啤酒，北京大众啤酒，北京五星啤酒。(3)黑啤(stoutBeer)色度：50—130EBC单位（5—15ml碘液）典型啤酒：德国慕尼黑啤酒，青岛波打黑啤酒1.2.2根据啤酒杀菌处理情况划分(1)鲜啤酒(DraughtBeem)特点：经常就地销售，没有经过巴氏杀菌，不宜长期存放，保存时间:7天左右，有桶装和瓶装俩中类型，纯生啤酒（经俩次过滤，第二次用超滤膜过滤）保质期：3—4个月以上。(2)熟啤酒(PasteurimdBeer)包装经巴式灭菌故又叫杀菌啤酒包装形式:瓶装，罐装，保质期：不少于120天1.2.3根据原麦汁浓度划分(1)低浓度啤酒(SmallBeer)一般啤酒：原汁麦浓度：2.5—8.0%酒精含量0.8—2.2%（v/v）营养啤酒：原汁麦浓度：2.5—5.0%酒精含量0.8—1.8%（v/v）佐餐啤酒：原汁麦浓度：4.0—9.0%酒精含量1.2—2.5%（v/v）(2)中浓度啤酒(lightBeer)原汁麦浓度：9—12%酒精浓度2.5—3.5%（v/v）市场大部分均出售此酒，工艺提高后原汁麦浓度：11—14%酒精浓度：3.5—4%（v/v）(3)高浓度啤酒(StrongBeer)原汁麦浓度：13—22%酒精含量3.6—5.5%（v/v）1.2.4根据发酵性质划分(1)顶部发酵（上面发酵啤)。使用该酵母发酵的啤酒在发酵过程中，液体表面大量聚集泡沫发酵。这种方式发酵的啤酒适合温度高的环境16-24°C，在装瓶后啤酒会在瓶内继续发酵。这类啤酒偏甜，酒精含量高，其代表就是各种不同的爱尔啤酒（Ale)。(2)底部发酵（下面发酵啤酒)。顾名思义，该啤酒酵母在底部发酵，发酵温度要求较低，酒精含量较低，味道偏酸。这类啤酒的代表就是国内常喝的窖藏啤酒（Larger)。啤酒原料。1.2.5按销售渠道分类(1)内销酒：保质期短，大约在半年左右。(2)外销酒：工艺与外销售有所不同，保质期长，产量约占全国产量的5%—10%，生产地大部分在青岛，又叫特制啤酒。1.3世界啤酒业的发展17～18世纪，德国啤酒盛行19世纪初，英国的啤酒生产大规模工业化，年产量达20ML。19世纪中叶﹐德国巴伐利亚洲开始出现下面发酵法。在美洲新大陆﹐17世纪初由荷兰﹑英国的新教徒带入啤酒技术，1637年在马萨诸塞建立了最初的啤酒工厂。1874年林德冷冻机的发明，使啤酒的工业化大生产成为现实。目前全世界啤酒年产量已居各种酒类之首，已突破100000ML。1986年全世界生产啤酒101588.7ML1.4中国啤酒业的发展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﹔1901年俄国人和德国人联合建立了哈盖迈耶尔-柳切尔曼啤酒厂﹔1903年捷克人在哈尔滨建立了东巴伐利亚啤酒厂﹔1903年德国人和英国人合营在青岛建立了英德啤酒公司(青岛啤酒厂前身)﹔中国人最早自建的啤酒厂是1904年在哈尔滨建立的东北三省啤酒厂﹐其次是1914年建立的五洲啤酒汽水厂(哈尔滨)﹐1915年建立的北京双合盛啤酒厂﹐1920年建立的山东烟台醴泉啤酒厂(烟台啤酒厂前身)﹐1935年建立的广州五羊啤酒厂(广州啤酒厂前身)。当时中国的啤酒业发展缓慢﹐分布不广﹐产量不大。1949年後﹐中国啤酒工业发展较快﹐并逐步摆脱了原料依赖进口的落後状态。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)。啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑玉米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料等。1.5啤酒在国民经济中的地位和发展方向随着经济的不断发展，人们生活水平的不断提高。啤酒作为一种时尚消费品，已成为人们生活众不可或缺的商品，其市场需求日益渐增。在我国啤酒生产的基础上，提高啤酒的生产工艺技术，提高生产过程中的自动化水平，提高产品的技术含量，积极参与国际市场竞争。第2章设计概论2.1设计的指导思想本设计在确定工艺流程和选择设备时，工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，做到技术上先进，生产过程机械化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率。尽量采用已成熟的生产技术和设备，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。经济上合理，因地制宜，管理方便，合理降低能耗，保护环境。生产出能满足人们口味的优质啤酒，达到投资少，见效快的效果。2.2设计说明2.2.1生产方法啤酒发酵方法主要有以下几种方式：连续发酵法，上面发酵法，下面发酵法，一罐发酵法，以下就这几种发酵方法进行详细分析和比较来进行取舍。1.连续发酵连续发酵主要有多罐式连续发酵和塔式连续发酵，这种连续发酵系统都可大大缩短发酵周期，提高设备利用率，降低了投资，减少了酒损，降低了蒸汽、劳动力和洗刷费用，提高了酒花利用率，且产生的成品啤酒质量稳定。但是这几种连续体系也各有不足：多罐式系统需搅拌，动力消耗大。塔式系统对酵母要求高，使用的酵母不仅要求发酵度高，而且要求凝聚性强。并且塔式观造价高，不利于小规模生产。更重要的是，连续发酵法啤酒从风味上品评与间歇法啤酒差别大，难以被消费者接受。八十年代后，锥形罐发酵取代了传统发酵，生产周期得到了缩短，而连续发酵由于污染和风味（特别是双乙酰）控制的困难逐步停止了使用。从实际情况出发，故本设计不采用此法。2.上面发酵A、上面发酵系在较高的温度（15~20℃）下进行的，酵母起发快，接种量可以减少，因此形成的酵母新细胞较多。发酵终了，大部分酵母浮在液面，酵母使用代数大大增加长久没有衰退现象，但酵母回收工作较下面发酵复杂。B、上面发酵的麦汁接种温度为14~16℃，比较高。发酵三天左右，当酵母升至液面时，为发酵旺盛阶段，此时应开始降低液温，可采用12~14℃冷水冷却，并在酵母形成泡盖时立即撇去，发酵4~6天即行结束。C、发酵结束，酵母成紧密的一层浮在波面上，厚约3~4厘米。优良的酵母，其酵母层应具有褶皱状的外观。D、上面发酵在发酵过程中通风时间长，目的是使酵母悬浮发酵液中，对凝聚性强的酵母通风尤属必要。E、上面发酵一般不采用后发酵，主发酵的发酵度接近发酵度，下酒后，加胶澄清，贮藏一阶段，采用人工充CO2，使达到饱和。若上面发酵采用后发酵工艺，下酒是酒液中应保留部分残糖，继续发酵，产生CO2，饱和在酒中。F、上面发酵配制的啤酒成熟较快，设备周转快，啤酒有独特风味，但保存期短。3下面发酵传统下面发酵法，发酵容器安置在空气过滤、绝热良好和清洁卫生的发酵室内，保持室温5~6℃，采用开放式或密闭式，圆形或方形的发酵容器。下面发酵的特点（1）采用下面酵母，主发酵温度较低，发酵进程比较缓慢。主发酵完毕后，大部分酵母沉降在容器底部。（2）下面发酵啤酒的后发酵期较长，酒液澄清良好，酒的泡沫细致，风味柔和，保存期较长。4一罐法发酵随着啤酒工业的发展，现有啤酒厂普遍采用一罐发酵工艺，即麦汁的主发酵，双乙酰还原、降温以及贮酒阶段在同一个露天发酵罐中进行。一罐法工艺有以下优点：清洗消耗少，因为只有一个容器必须清洗；转入空罐时CO2损失少；酒损少，因为没有了管道中残酒的损失；所需的工作时间少，因此不用倒罐；节能，因为不用倒罐，没有氧侵入的危险。故在设计中采用此法。故本设计选用锥形罐一罐法下面酵母发酵（即发酵温度为5~10℃）2.2.2啤酒的生产流程图：图2-1啤酒的生产流程图2.2.3工艺流程说明1.操作规程1)玉米的比例为25%，麦芽的比例为75%。2)糊化：糊化锅料水比为1：5，投料后升温至50ºC，50ºC是蛋白酶最适温度，有利于氨基酸的产生，调PH，加入耐温α—淀粉酶，保温10分钟。加热至90ºC，然后升温至100ºC，保温30分钟。3)糖化：糖化锅料水比为1：3.5，加入39ºC的水使其混合后温度为37ºC，保持30分钟，升温至51ºC，保持75分钟，进行蛋白休止，将换热后的88ºC糊化醪打入糖化锅，保持在63ºC，保温30分钟，升温至70ºC以碘液检查为主，原大麦发芽分级粗选除根干燥贮藏粉碎发芽贮色糊化锅糖化锅过滤麦汁贮槽煮沸漩涡沉淀冷却发酵离心分离过冷过滤清酒罐灌装辅料粉碎贮色精选直至变色，表示糖化彻底，升温至78ºC，保温5分钟，将醪液泵入过滤槽。由于采用了高辅糖化，所以投料糖化前应加入耐高温的α—淀粉酶。4)PH值的调整：α—淀粉酶最适PH值是5.6～5.8，β—葡聚糖酶最适PH值是4.6～7.0，则加入磷酸调节PH值控制在5.6。5)甲醛的加入：在糖化时加入0.025%的甲醛来降低麦汁中花色苷的含量。6)过滤：过滤时醪液的温度保持不变，（控制在73--76ºC），PH值保持在5.5～7.5之间，洗糟水温度为80ºC。当洗糟残液浓度达到工艺规定值，过滤结束。7)酒花的添加：煮沸90分钟，酒花分三次加入第一次：煮沸5--15分钟，添加总量的5--10%，主要是消除煮沸时的泡沫;第二次：煮沸30--40分钟后，添加总量的55--60%，主要是萃取α—酸，促其异构;第三次：煮沸完成前15分钟，加入35%，萃取酒花油，提高酒花香.2.糖化曲线(1)酸休止，利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲订的水解，产生酸性磷酸盐，此工艺条件是：温度为35--37ºC，PH在5.2—5.4，时间为30—90分钟(2)分解蛋白质形成多肽和氨基酸为45--50ºC，形成可溶性多肽为50--55ºC，作用时间为10—20分钟。(3)糖化分解，淀粉分解成可溶性糊精和可发酵性糖，对麦芽中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，这个酶共同作用，最适PH为5.5—5.6，作用时间为30—120分钟。(4)糖化终了，糖化终了必须使醪中除了α—淀粉酶以外，其它水解酶会失活（钝化），此温度为70--80ºC，再此温度范围内主要依据需保留α—淀粉酶的量及考虑到过滤的要求。采用上限温度，醪黏度小，过滤加快，有害物质溶解多，α—淀粉酶残留少。(5)酶制剂和添加剂的应用，α—淀粉酶，β-淀粉酶，糖化酶，R-酶等酶制剂再卫生规范下，根据工艺要求，适时适量的使用，对改善工艺和麦汁组分有一定的作用。3.流程解说(1)麦汁制备①麦芽的粉碎麦芽的粉碎大致可分为干法粉碎、湿法粉碎、回潮粉碎和连续浸渍粉碎4种。因为湿法粉碎有表皮比较完整课获得良好的过滤层，解决了粉尘的危害，过滤时间短，糖化效果好，麦芽汁清亮对溶解不良的麦芽可提高其浸出率，适合比较高的投料量，的优点，故本设计采用湿法粉碎。②辅料的粉碎对于辅料玉米胚乳比较坚硬对粉碎要求是有较大的粉碎，要粉碎得细一些有利于辅料的糖化和糊化粉碎采用三堒或四堒的二级粉碎机。粉碎方法为干法粉碎。（2）糖化工艺的选择与论证利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件（温度、pH值、时间）下，将麦芽和麦芽辅料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性低分子物质，这个分解过程称为糖化。从麦芽和麦芽辅料中溶解出来的物质称为浸出物。麦汁中浸出物与投料量比值的百分数称为浸出率。糖化的目的是利于各种酶的作用，使不溶性物质溶解出来，从而得到尽可能多的溶