年产10万吨黑色啤酒厂糖化车间糖化锅设计(4)

2025-09-16

复式一次煮出糖化法

复式煮浸糖化法 其它方法 谷皮分离糖化法

外加酶制剂糖化法 其他特殊糖化法

糖化方法是指麦芽和非发芽谷物原料中不溶性固形物转化成可溶性的、并有一定组成比例的浸出物,所采用的工艺方法和工艺条件:包括配料浓度、各物质分解温度、pH、热煮出的利用等,还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。

煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用,使其有效成分分解和溶解,通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪,使醪液逐步梯级升温至糖化完毕。部分麦芽醪被煮沸几次即为几次煮出法。

浸出糖化法是指麦芽醪只利用酶的生化作用,用不断加热或冷却调节醪液的温度,使之糖化完成。麦芽醪未经煮沸。

其他糖化方法都由以上两种方法演变而来,以上两种方法用于最初的纯麦芽糖化,当采用不发芽谷物做辅料,在进行糖化时必须先对辅料进行预处理,即糊化和液化。这就是复式糖化法。我国啤酒生产大多数使用非发芽谷物做辅料,所有均采用复式糖化法。

在各种糖化方法中物料的主要变化是依据麦芽中各类水解酶的催化,糖化控制就是创造适合酶作用的最佳条件,各种糖化方法中有几段控制原理是相似的。

(1) 酸休止 利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀的水解,产生酸性磷酸盐,有时还利用乳酸菌繁殖产乳酸,此工艺条件是:温度为35~37OC,pH5.2~5.4,时间为30~90分钟。

(2) 蛋白质休止 利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸和利用内切肽酶分解蛋白质生成多肽和氨基酸。蛋白质休止最适pH为5.2~5.3,最适温度:形成α-氨基氮为45~50 OC,形成可溶性多肽为50~55 OC,作用时间为10~120分钟。

(3) 糖化分解 淀粉水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60~65 OC(62.5℃)。α-淀粉酶最适活性温度为70℃。这两种酶共同作用,最适pH为5.5~5.6,作用时间为30~120分钟。

(4) 糖化终止 当糖化完成时,必须使醪液中的酶类(α-淀粉酶除外)失活,此

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温度为70~80 OC

(5) 100 OC煮出 部分糖化醪液加热至100 OC,主要利用热力作用,促进物料的水解,特别是使生淀粉彻底糊化、液化,提高浸出物收率。

(6) 酶制剂和添加剂的使用 α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、R-酶、蛋白酶、葡聚糖酶等酶制剂,乳酸、磷酸、石膏等pH调整物质,H2O2等多酚消除剂等这些添加剂应在卫生规范下,根据工艺需要,适时、适量地使用。

本设计参照<<发酵工厂工艺设计概论>>一书采用二次煮出糖化法,具体工艺如下: 原料粉碎后投入糖化锅中,用食物级磷酸调PH值为5.3,投料品温为35℃,保持20min。将60%-65%的醪液泵至糊化锅,加热到50℃保持15-20min,进行蛋白质休止。随后加热至64℃保持15-25min,再升温至70℃保持20min。迅速加热醪液至微沸,保持25min。后泵回糖化锅,与糖化锅中的原醪合并,使醪液温度为62℃-64℃,保持10-25min。再次将33%的醪液泵至糊化锅,加热至68℃保持15-25min。迅速加热至沸,保持20min,随后泵回糖化锅,与原醪混合后要求品温达到76℃,保持10min灭酶,检测碘反应是否完全。

2.7麦芽醪的过滤

2.7.1概述

糖化结束时,麦芽的辅料中高分子物质的分解和萃取已基本完成,因此必须在最短时间内将麦汁和麦糟分离,此过程即为麦芽醪的过滤。

将糖化醪泵入过滤槽后,静置15-20min。第一麦汁浓度为17.5%左右,洗槽水温度控制为76℃-78℃,洗槽残液含糖为0.8%-1.5%,混合麦汁浓度为12.5%。

麦芽醪的过滤方法一般有:以液柱静压为推动力的过滤槽法;依靠泵送醪的正压为推动力的压滤机法;依赖于液柱正压和麦汁泵抽吸局部负压的渗出过滤槽法。

本设计参照<<酿造酒工艺学>>一书麦汁过滤采用过滤槽过滤. (1) 过滤槽

过滤槽是最古老的方法,也是至今采用最普遍的方法,它是以过滤筛板和麦糟构成过滤介质,用醪的液柱高度1.5~2.0m产生静压为推动力实现过滤。

过滤槽的主要结构:

过滤槽方法虽然十分古老,但槽的结构日新月异,目的是提高过滤速度,保证分离效果.

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过滤槽是由不锈钢制成的圆筒形体,配有狐球形或锥形顶盖,槽底大多是平底(或锥形底)。平底槽有三层底,最上部是水平筛板,接着是麦汁收集底,最外层还有可通入热水保温的夹底,过滤槽中心有一可升降的轴,带动两至四臂的耕槽机。

① 过滤槽容积和尺寸 我国啤酒厂通常酿造11 ~ 12°啤酒,每吨混合原料投料的加水比为1:4.2~4.6,即每吨投料大概需要5~5.5立方米槽有效容积。过滤槽填充系数为75% ~80%.过滤槽筒体高度由麦糟高度决定,麦糟厚度是过滤阻力的主要因素,由于本设计中麦芽采用湿法粉碎,麦糟层厚度须遵循以下原则:麦糟厚度在40~50cm之间,过滤槽的直径由麦糟厚度和单批投料量共同决定。

由于采用70%麦芽,30%大米的原料配比和湿法粉碎,槽底负荷量一般取230~280kg/㎡。

② 过滤筛板 采用不锈钢梯形钢条焊接,开孔率15%~20%,上孔宽宜采用0.6mm,下孔宽可采用2.5mm。

③ 筛底间距 筛板和麦汁收集底间距一般为8~12mm,但由于辅料比较大,筛底间距增加至20~40mm便于收集酒泥,同时便于清洗。

④ 麦汁收集管 麦汁收集底上,每1.25~1.5㎡均匀分布一根麦汁收集管,管径为25~45mm在过滤槽液柱为0.1~1.0液压下,麦汁流速为1.4~4.4m/s,管出口高于筛板约5cm。

⑤ 糖化醪输入管 分散成2~4个进口从槽底接入,醪泵输送速度为2m/s,使醪均匀分布在筛面上,速度过快会造成麦糟分布不均匀。

⑥ 耕糟机 由双速电机、减速器、油压升降轴、耕糟臂、耕糟刀等组成,耕糟转速为0.4~0.5转/分钟,排糟时转速为3~4转/分钟。

⑦ 洗糟水喷洒装置 大中型过滤槽在槽盖内装有内、外二圆喷水管,喷嘴均匀分布,洗糟水在喷嘴以细液滴喷洒到糟面进行均匀洗糟。 (2) 过滤槽过滤程序

① 在进醪前,从麦汁引出管进78°C热水直至溢过滤板,来预热槽壁及排除管、筛底的空气;

② 泵送糖化醪,送完后开动耕糟机保持3~5转,使糖化醪均匀分布; ③ 静止10~30min,使糖化醪沉降,形成滤层;

④ 通过麦汁阀或麦汁泵抽出混浊麦汁,回到槽内重新过滤,直至麦汁澄清;一般为10~15min。

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⑤ 进行正常过滤,注意调节麦汁流量(逐步减少)。收集滤过“头号麦汁”。一般持续45~90分钟;

⑥ 待麦糟露出或将露出,开动耕糟机耕糟,将麦糟层疏松;

⑦ 喷水洗糟,采用连续或分2~3次洗糟,同时收集“二滤麦汁”,开始较浑浊,需回流直至澄清。在洗糟时,如果麦糟板结,尚需耕糟数次。

⑧ 待洗糟残液浓度降到工艺值(0.7°P、1.0°P或3.0°P)时,结束过滤,旋转耕糟机刀或出糟刀,打开麦糟排出阀,排走麦糟,然后清洗过滤槽。 (3) 过滤槽过滤的工艺控制

① 过滤槽过滤的质量是在较短时间下得到澄清透明的麦汁.它取决于溶解良好的麦芽,正确的糖化工艺,特别是粉碎度适当和精良的过滤槽.

② 良好的过滤 必须保证在过滤时醪温保持不变(一般在73~76°C之间),麦糟降温将导致麦糟收缩,过滤阻力增加。

③ 糖化醪pH维持在5.5~5.75之间。

④ 头号麦汁收集量,取决于混合原料的浸出物含量和加水比。其计算方式如下:

V=

投料量3混合原料浸出物含量3原料利用率3头号麦汁浸出物收率

头号麦汁浓度3相对密度3温度系数

⑤ 洗糟水将参与二、三滤麦汁,所以洗糟要用酿造水,洗糟时麦糟pH会逐步增加,若pH超过6.0,将不利于过滤和麦汁组分,此时应调节pH至5.3~5.6。并且水温应高于糖化醪过滤温度。

⑥ 洗糟终点随着洗糟进行,被选出麦汁浓度的降低,pH升高,被洗出浸出物中影响啤酒风味和稳定性的有害成分——高分子含氮化合物2多酚2无机盐的比例会增加。

⑦ 洗槽水用量手头号麦汁浓度,洗槽终点和由煮沸蒸发强度、煮沸时间制约的混合麦汁浓度的制约。一般为投料量的3~3.8倍左右。

⑧ 影响过滤槽过滤速度的主要因数

过滤速度和过滤层疏松性及过滤推动力成正比,和滤层厚度及麦汁黏度成反比。 2.7.2麦糟的输送

从过滤槽排出的麦槽(水分为72%~83%)为”干”式,进入过滤设备附近中间储槽,再通过输送,至厂边的麦槽出售罐。

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麦槽输送方法有多种,如水压输送,泵压输送,活塞试气流输送等。 本设计采用单螺杆泵挤压输送,能输送水平距离100m ,垂直高度10m。

2.8麦汁的煮沸和酒花添加

2.8.1目的

(1)蒸发水分、浓缩麦汁 过滤得到的头号麦汁和洗糟麦汁混合后,形成的混合麦汁,其浓度低于定型麦汁浓度(约1.0~1.5°P),通过煮沸、蒸发浓缩,方可达到规定浓度。

(2)灭酶和杀菌 过滤后麦汁中残留有少量酶类,为保证酿造过程中麦汁组分(主要是糊精)的一致性,需通过加热使酶钝化。同时杀菌,以保证发酵的安全性。

(3)蛋白质变性和絮凝 煮沸时利用蛋白质热变性与单宁结合等反应使麦汁中高分子蛋白质变性和絮凝以便除去。

(4)酒花有效组分的浸出。 (5)排除麦汁异杂臭气。 2.8.2麦汁煮沸和酒花添加

在煮沸锅中对麦汁进行煮沸处理,煮沸强度为8%-12%,煮沸时间控制在120min内,在煮沸的同时添加酒花,酒花分三次添加,总量为5%。第一次在煮沸40min后,添加全量酒花的20%;70min后添加全量酒花的30%;第三次在煮沸终了前添加余下的50%酒花。同时可加入0.2%的糖色,以抑制啤酒氧化味的形成,并赋予成品酒良好的光泽和特有的焦香味。煮沸后定型麦汁浓度为(14±0.3)%。

2.9麦汁的处理

2.9.1概述

由煮沸锅放出的定型热麦汁,进入发酵以前还需要进行一系列处理。它包括:酒花糟分离、热凝固物分离、冷凝固物分离、冷却、充氧等一系列处理,才能制成发酵麦汁。

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