啤酒发酵行业的清洁生产和绿色化学技术

班级：化工091 学号：17 姓名：王静

啤酒发酵技术的绿色化学与清洁生产

一、绿色化学与清洁生产的概述

1、绿色化学：

又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反应物的原子全部转化为期望的最终产物。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段, 因而过

程和终端均为零排放或零污染。

2、清洁生产：

指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境污染的风险性。即从产品设计、原材料选择、工艺路线、设备采用、副产物利用各个环节入手，通过不断地加强管理和技术进步，提高资源利用率，减少污染物排放量，把污染尽可能地消除在生产过程中。

二、啤酒发酵过程的概述

啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品-- 啤酒。由于酵母类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味不同，发酵的方式也不相同。根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式，目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。

1、锥形发酵罐法工作原理：

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?2C）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。

2、锥形罐发酵生产工艺组合形式有以下几种：

①发酵-贮酒式：此种方式，两个罐要求不一样，耐压也不同，对于现代酿造来说，此方式意义不大。

②发酵－后处理式：即一个罐进行发酵，另一个罐为后熟处理。对发酵罐

而言，将可发酵性成分一次完成，基本不保留可发酵性成分，发酵产生的CO2全部回收并贮存备用，然后转入后处理罐进行后熟处理。其过程为将发酵结束的发酵液经离心分离，去除酵母和冷凝固物，再经薄板换热器冷却到贮酒温度，进行1?2 天的低温贮存后开始过滤。

③发酵-后调整式：即前一个发酵罐类似一罐法进行发酵、贮酒，完成可发酵性成分的发酵，回收C02回收酵母，进行CO2洗涤，经适当的低温贮存后，在后调整罐内对色泽、稳定性、C02含量等指标进行调整，再经适当稳定后即可开始过滤操作。

三、啤酒发酵过程的绿色化学与清洁生产

1 、概述

（1）首先从源头抓起，减少制麦过程的排污量，从有利于清洁生产的角度来考虑，目前宜采用大麦代替部分麦芽生产啤酒技术。

（2）其次在啤酒生产过程中，对啤酒废酵母进行回收利用。

（3）最后通过加强工艺设备管理，最大限度地减少麦汁、啤酒等的损失。

2、具体方案

（1 ）大麦代替部分麦芽生产啤酒技术

研究表明，采用大麦代替部分麦芽生产啤酒工艺较之于传统工艺，万吨啤酒可减少水耗2223t，减少COD负荷2580 kg,污水排放量也相应减少，同时节省了部分制麦过程，降低能耗，减少人力物力的投入（COD化学需氧量，表示水污染程度的指标，其值越小说明污染程度越轻）

（2）啤酒废酵母回收利用技术

啤酒生产过程中，每产生1万吨啤酒约有15t 剩余酵母产生，其中2/3 是主酵酵

母，这部分酵母质量较好，活性高，杂质少，回收之后约有1/5 即2t 用作接种酵母。其

他1/3 是后酵酵母，在储酒过程中，与其他杂质共同沉淀于储酒罐底，一般弃置不用，排放于下水道内，造成了很大的污染。啤酒酵母内含有丰富的氨基酸、核苷酸及其他营养成分，经深度处理加工后的产物可应用于食品、调味品、医疗和啤酒酿造，可制成酵母抽提物、核苷酸、蛋白粉、酱油等。

（3）改进工艺技术、降低各个环节的啤酒生产损失通过采用热凝固回收装置，将螺旋沉淀槽底的热凝固物和酒花槽中夹带的麦汁回收，课降低啤酒生产总损失的1.5%-

2.0%。

加强酵母泥中酒液回收，可使总损失下降0.5%左右。改善麦汁过滤和洗槽效果，尽可能控制最低残糖浓度，可降低总损失的0.5% 左右。

安装次酒回收罐，回收可能回收的次酒，将次酒在每次麦汁煮沸结束前打入煮沸锅中，进行杀菌处理，此项可降低总损失的1.2%以上。

加强啤酒的过滤管理，采用硅藻土过滤技术，严格按照操作规程操作，根据硅藻土过滤特性找到预涂规律，改进方法，增大一次预涂的滤酒量，减少酒头酒尾的损失，同时防止重滤或返滤，并对酒头酒尾进行回收利用。

（4）严格工艺管理

根据双乙酰还原情况，尽可能提前降温，促进酵母凝聚，以减少酵母排放次数，从而减少啤酒损失。

加强对啤酒理化指标控制，如CO2含量过咼，易使瓶破，造成损失，且灌酒时易冒泡。

采取工艺措施，降低灌酒温度、压力、防止冒酒损失。灌酒过程中要控制好巴氏灭菌温度，以防止超温引起瓶爆，造成啤酒损失。

（5）加强设备管理

设备尤其是灌装设备是造成酒损的主要因素，应严格各项管理制度，提咼设备完好率。加强对先进灌装设备的消化、吸收、改造，注意选用性能先进的灌装设备，定期进行维修保养，要定机定人，跟班维护，定期大修和及时解决设备存在问题，减少跑、冒、

滴、漏等损失。

四、清洁生产及废弃物处理分析

1、增加水重复利用率

为节约水资源，减少废水处理量，在啤酒生产过程中将设备冷却水送至循环

水站，经过降温后重复利用。

设备冷却水一冷却塔T贮池一泵一重复利用

2、酒糟回收

根据生产实践，啤酒糟占啤酒生产所需原料的30%左右，且富含丰富的蛋

白质，脂肪及一定的淀粉、纤维素、氨基酸、无机盐等，可制成优质的动物饲料，

经烘干、粉碎后，全部外销给当地养殖企业，综合利用。

酒糟f烘干f粉碎f造粒f入库

3、酵母回收

将啤酒发酵过程中产生的废酵母泥，进行固液分离以回收啤酒和酵母。分离

后的啤酒用膜分离技术进行微孔精虑，酵母饼经自溶、烘干、粉碎得到酵母粉。

滤液除去杂菌及酵母菌、精滤后得到的啤酒清澈透明，以1%比例兑入成品啤酒

中，不影响啤酒质量。

啤酒酵母f回收罐f半框过滤机压榨f酵母饼f自溶罐f烘干f粉碎f包

装f干酵母粉回收啤酒

暂贮罐

第一次精滤

精滤贮罐

第二次精滤

精滤酒罐

与成品酒勾兑

4、废水处理

啤酒废水采用“厌氧USAB多点式生物接触氧化法”处理工艺进行处理，对

二部啤酒生产废水采用“水解酸化氧化法”。监测结果表明，污水处理设施处理

效果基本达到了原设计要求，废水达标排放。

5、CO 2废气利用

在啤酒发酵过程中，会产生大量的CO2气体，除部分溶解在啤酒中外，大部分外排。不仅造成资源浪费, 而且还污染环境。

处理方案：把回收的CO 2 代替压缩空气返回发酵大罐、酒罐或灌装机做啤酒背压使用, 减少啤酒在生产过程中与空气中氧的接触, 降低了啤酒中的溶解氧, 增加泡沫, 改善口感, 保持其特色风味, 从而达到提高产量的目的。

来自发酵罐C02^除沫器f洗涤器f贮藏柜f吸附器f分子筛干燥器f C02贮罐一返回发酵罐等。

五、利用绿色化学和清洁生产的意义1、减少原材料消耗，减少能源消耗，提高材料利用率

2、减少产生的废料，减少对环境的污染

生产过程中排放的污染物大大减小，末端处置、处理的建设投资和处理费用大大降低，提高企业的经济效益和社会效益。

3、提高工作环境舒适性和安全性清洁生产改变职工在有毒、有害原料以及有污染的生产环境中工作和操作，避免对健康造成威胁。

4、提高企业的市场竞争能力通过开发新的绿色环保产品，增强企业市场竞争力。

4、提高企业的整体素质绿色化学和清洁生产是一个包括工业生产全过程、涉及企业各部门的、庞大的系统工程，既有技术问题，又有管理问题。需要各方面的共同努力，因此，对企业的素质提出了更高的要求。