啤酒酿造讲义

实验200L啤酒发酵

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-189）

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？