齐齐哈尔大学毕业设计(论文)
面发酵技术,故选用下面酵母。
2.2 麦汁制备
2.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论
麦芽和谷物原料经过粉碎后才能很好的溶解,并且粉碎质量对糖化过程中物质的生化变化、麦汁组成、麦汁过滤和原料的利用率都有重要作用,从理论上讲,麦芽粉碎的越细,其内含物的溶解就越迅速、越完全,化学和酶促反应更容易进行,因此就能获得最佳收得率,然而。在实际生产中,不能将麦芽粉碎的太细,因为麦芽和淀粉颗粒各具有不同的性质,麦芽的粉碎只需达到一定的程度即可。
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2.2.2 麦芽的粉碎
麦芽的粉碎大致可分为干法、湿法、回潮增湿和浸润增湿4种,本设计采用湿法粉碎。湿法粉碎是将麦芽以50℃左右热水浸泡15~20min,使麦芽含水量达到约30%后,在进入对辊粉碎机(两辊间隙0.35-0.45mm),在粉碎的同时,将糖化用水(料水比在1:3以上)送入粉碎机对粉料调浆,边粉碎边投入糖化锅。
湿法粉碎包括不少优点,由于湿法粉碎对麦芽进行了预浸,使麦壳的韧性有所增加,所以麦壳可以保持完整。这样过滤槽中的麦层较为疏松,是麦汁过滤速度加快,并减少皮壳中有害成分的浸出,无粉尘。另外由于麦粒内容物预先吸水,容易磨成浆状细粒,这样,有利于颗粒的糊化。酶的游离和可溶成分的溶出。过滤槽单位面积负荷较大,达250~350kg/m ,与糖化室可在同一平面。
2.2.3 辅料的粉碎
辅料常用的粉碎方法为干法粉碎,本设计采用的辅料为大米,大米的粉碎多
采用对辊粉碎机,粉碎要求细一些好,
2.2.4 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。浸出物主要有各种发酵性的糖类(麦芽糖、麦芽三塘、葡萄糖),非发酵性的糖、蛋白质、麦胶物质和矿物质组成、麦汁中的糖类比大麦原有糖类(蔗糖、果糖)的含量有所增加,在11-12 P的麦汁中,这些可发酵性糖占总浸出物的61%-65%,决定了麦汁的最终发酵度。
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麦汁中浸出物与投料量比值的百分数称为浸出率。在糖化过程中约有75%-80%的原料内容物能够浸出,未溶解的残余物将和麦糟一起排出。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解物,并且使麦汁组成适和发酵。糖化的总体目标和要求见下表2-1。
表2-1糖化总体目标和要求
糖化的总目标 最佳的麦汁组分; 较高的浸出率; 提高原料的利用率; 减小能源消耗; 糖化的工艺目标 具备良好的过滤性; 主发酵和后发酵速; 有利于酵母的沉降; 良好的啤酒稳定性; 良好的过滤性能; 数值目标 减小最终发酵度与外观主要影响因素 麦芽质量; 发酵度的差值小于2%; 良好的粉碎; 色度浅; 啤酒的还原能力强; 口味稳定性好; 减少发副产物的量; 减少DMS、脂肪酸和羰基化合物的量; 通过对温度、时间、PH值和浓度的调整,优化酶的最佳作用条件; (1)糖化方法
麦芽的糖化方法通常可分为煮出糖化法和浸出糖化法,煮出糖化法的特点是将糖化醪液分批地加热到沸点,然后与其余未煮沸的醪液温度分阶段地升温到不同酶作用所要求的温度,最后达到糖化终了的温度,煮出糖化法设备复杂,操作也比较复杂,工作时间长,生产成本高,设备多,占地面积大,投资较高。浸出糖化法的特点是:糖化醪液自始自终不经煮沸,单纯依靠酶的作用浸出各种物质,麦汁在煮沸前仍保留一定的酶活力,同时,浸出糖化法设备比较简单,操作简单,工作时间短,生产成本低,占地面积小。生产的啤酒柔和、淡爽,因而,本设计采用浸出糖化法工艺。
糖化的具体过程:
糖化醪与糊化醪兑醪后,醪液不再煮沸,而是直接在糖化锅内升温,达到糖化各阶段所要求的温度。由于只有部分醪液进行煮沸,胚乳细胞壁的高分子麦胶物质及其他杂志溶出较少,所制麦汁色泽浅,黏度低,口味柔和,发酵度高,特别适合酿造浅色淡爽型啤酒;而且操作简单,糖化时间短,在3h内即可完成。有关糖化工艺图见下图2-1和图2-2。
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图2-1糖化工艺图解
糖化锅 糊化锅 30-35℃(30min) 50℃(20min)
15min 15min
50-55℃(30-60min) 70℃(20min)
15min 15min
煮沸(30min)
65-68℃(30-60min)(碘液反应基本完全)
76-78℃(10min)
过滤
表2-3 糖化工艺曲线120100806040200糖化温度糊化温度温度℃105时间/min
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2.3 麦汁过滤
2.3.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标
麦汁过滤的基本要求是迅速、彻底地分离糖化醪液中的可溶性浸出物,尽量减少影响啤酒风味的麦皮多酚、色素、苦味质以及麦芽中的高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸和β-葡聚糖等物质进入麦汁,从而保证麦汁良好的口味和较高的澄清度[3]。技术指标应保证过滤的麦汁达到生产所需要的质量要求,尽可能多地获得澄清麦汁,提高生产率,减少对环境的污染。具体技术指标见表2-4。
2.3.2 麦汁过滤方法及影响因素
过滤槽是大多数啤酒厂经常采用的麦汁过滤设备,在啤酒生产中,麦汁过滤方法大致可以分为四类:过滤槽静压过滤法,过滤槽正压过滤法,过滤槽抽吸是负压过滤法,压滤机过滤法。我国大多数啤酒厂均采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。本设计采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。
过滤槽法过滤麦汁是通过筛分效应,滤层效应和深层过滤效应三方面的作用而进行的。麦汁的过滤速度受滤层阻力、滤层渗透性、滤层厚度、麦汁黏度和滤层面积等诸多因素影响。
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表2-4过滤操作技术指标
目标 麦汁澄清度 理想值 <30EBC,短期<10EBC(小麦麦汁浊度略高) 相关因素 脂肪酸;口味稳定性;苦味质 脂肪酸;口味稳定性;质量 碘值 氧含值 <0.2E,煮沸后<0.3E <0.05mg/L 实验室值<1%;过滤槽的收得率高 收得率不大于实验室值的0.5% 速度快(过滤槽) 无洗糟残水 环保要求 出糟 麦糟压榨汁 麦糟的排放 筛本底部的冲洗 残糟剩余量<400g/m 在封闭系统进行 饲料 下次糖化时使用 2固形物 <30mg/L;最佳值为0 碘值;苦味质;回旋沉淀槽凝固物的数量 过滤性;生物活性 色度;单宁;苦味质;口味;口味稳定性 生产率 麦芽成本 每天8-14锅 达到标准 个体;贷款;投资 其它辅助设备;人员投入;质量;废水;成本 小型过滤槽出糟困难;废水 废水;气味 成本;垃圾堆放场 废水;成本 2.4 麦汁煮沸
2.4.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点
麦汁过滤结束后,就要进行麦汁煮沸,并在麦汁过滤中添加酒花。煮沸期间将发生一系列复杂的物理和化学变化,麦汁质量也会受多种因素影响。
啤酒厂商用的煮沸锅有内加热式煮沸锅、外加热式煮沸锅、低压煮沸过和连续流动式麦汁煮沸器,本设计采用内加热式煮沸锅。内加热式煮沸锅的特点是:麦汁加热器垂直安装在锅内,加热器为列管式加热器。麦汁煮沸时,麦汁由下而上穿过加热器的列管向上沸腾,内加热式煮沸锅具有以下优点:1,设备投资少,无需维护,没有磨损,耗电量低;2热辐射损失小;3煮沸温度和蒸发速率可以调整;4设备简单,不需
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