酒精与啤酒工艺学.ppt

,第十节：啤酒发酵一：啤酒酵母的培养1、啤酒酵母的命名及分类国际上：属名在前，种名在后，中文：种名在前属名在后。啤酒酵母是：植物界，真菌门，子囊菌纲，原子囊菌亚纲，内孢霉目，内孢霉科，出芽酵母亚科，酵母属，啤酒种。,2、啤酒酵母的种类及特性 上面酵母:发酵时，随二氧化碳飘浮在液面，发酵终了形成酵母泡盖，经长时间放置也很少沉淀。下面酵母：发酵时，酵母悬浮在发酵液内，发酵终了，酵母很快凝结而沉淀积在器底，形成沉淀。3、啤酒酵母的形态与构造单细胞微生物，一般呈圆形或椭圆形，与酒精酵母相似4、啤酒酵母的繁殖方法 无性繁殖：出芽繁殖 有性繁殖：分裂繁殖,5、啤酒酵母的化学组成 蛋白：占干物质的45-55%，其中90%是蛋白质，10%为蛋白的分解产物 糖类：细胞的组成部分，同时也是能量的来源 脂肪：部分与蛋白形成脂蛋白。部分单独存在。灰分：P占50%.钾、镁、钙、硫、钠等6、啤酒酵母的主要酶类麦芽糖酶（葡萄糖）：35度 蔗糖酶（葡萄糖和果糖）：55度 棉子糖酶（果糖和蜜二糖）蜜二糖酶（下面酵母含有、葡萄糖和半乳糖）：42度 PH6.2酒化酶蛋白酶酶类,7、啤酒酵母的营养水：酵母生长必须需的物质碳水化合物：麦芽糖、葡萄糖、果糖。氮素：是构成酵母细胞蛋白和核酸的的主要元素，也是细胞质的主要成分。矿物质：主要参与细胞结构物质的组成、能量的转移、控制细胞质胶态和细胞的渗透性等。生长素：氨基酸、嘌呤、嘧啶及与酵母生长有的关的维生素锕(B族）等。8、酒酵母的扩大培养（斜面试管、试管、三角瓶、卡氏罐、汉生罐、酵母增殖槽）,二：啤酒发酵理论基础1、啤酒发酵机理2、发酵过程中的物质变化A、糖的变化：发酵的顺序：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖发酵度：发酵中浸出物浓度减少的百分率称之发酵度。真正发发酵度和外观发酵度之分。外观发酵度;用糖度计测浓度为外观浓度，求得发酵度。真正发酵度=0.819外观发酵度,B、含氮物的变化：麦汁中50%的N到酒中、另外50%被酵母同化、其中的三分之一返回到酒中、总N减少了30%多一点。C、高级醇的变化：对啤酒风味有重大影响，与氨基酸代合成有关和碳水化合物合成氨基酸的最后阶段有由酮酸产生的。,D、醛与酮的变化：乙醛过高时，酒口感不好，粗糙苦味的感觉E、有机酸的变化：与酒的风味有关F、酯的生成：适量的酯，给酒带来好的口感。G、连二酮的生成（双乙酰）：馊饭味。3、影响发酵的几个因素酵母添加量、0.5-0.6%温度、7.5-9度PH、5-6压力、有害物质（酒精、重金属等）,三：主发酵1、设备：前酵池2、工艺：低泡期：接种后15-20h，出现白沫，天高泡期：发旺盛期，泡沫达20-30cm,最高温度10-12度，每天降糖1-1.5%，时间：2-3天落泡期：每天降糖：0.5-.09%泡沫收缩。酵母下沉。糖度4.0-4.5%接种温度6-9度，最终温度4-6度，最高10-13度。浓度：终了：4.0-4.5%，时间：6-8天，出口：9-12天。,四：后发酵1、后发酵的作用：残糖发酵：0.8-1.0%的可发酵性糖还在。饱和二氧化碳：主发酵时二氧化碳含量0.15-0.25%而成熟酒中要求0.3-0.45%。后发酵要积累。促进酒液成熟：酯化反应仍在缓慢进行，产生香味成分。促进酒液澄清：酵母细胞、蛋白冷凝固物和少量的酒花树脂，沉淀下来。蛋白-多酚复合物的析出：低温下，蛋日与多酚物质的混合物沉淀降氧的含量：防止氧化。2、设备：后酵罐,3、工艺：温度控制：3度左右下15天，6-7天降到1-1.5度维持15天，-1度到1度维持15-30天。时间控制：桶装：10-15天普通熟啤酒：20-30天特质熟啤酒：50-57天出口酒70-90天,五：其它发酵方法1、缩短发酵周期缩短发酵周期的基本技术条件麦汁：12%的麦汁氨基氮240mg/L 溶氧酵母菌:死细胞小于5%接种：一般是0.4-0.6%。应在1%为好。主发酵：控制10度进行后发酵：维持10度，罐压110-120kPa冷却到0-2度,2、高浓度麦汁发酵3、锥形发酵罐设备工艺：温度12度，3-4天，当外观发酵度60%时，加压70-100kPa还原双乙酰，3-4天 5度一天，并回收酵母，0度到-1度一天，再10-15天。一般23-28天。,六：啤酒发酵副产物的回收利用1、酵母的回收和利用 酵母：100吨啤酒可得2吨,82%含水量的湿酵母，折干酵母390g。干酵母的成分：粗蛋白45-60%，碳水化合物25-35%，粗脂肪4-7%，灰分6-9%.含有10多种氨基酸，其中人体必需的8种氨基酸的含量很高，因此可做人类的食品或是动物的饲料。核酸含量也较高，还有维生素B.干酵母粉的制备：稀释-洗涤-干燥-产品 酵母片的制备：与酵母粉相似,酵母浸膏的制备：将酵母细胞壁破坏，再利用酵母自身的蛋白酶自溶，得肽类和氨基酸。然后真空浓缩与脱色得浸膏。核苷酸的生产：用酶法或碱法将核酸降解为核苷酸。核苷生产：由核苷酸脱磷或核酸降解制取。2、二氧化碳的回收和利用二氧化碳的回收方法：收贮-洗涤-压缩-净化-干燥-冷却-液化-贮存或装瓶。A、分低压回收法（1.6-2.2MPa)B、高压回收法(6.334-7.110MPa)二氧化碳的利用：啤酒厂和外销二氧化碳的利用,第十一节：成品啤酒一、啤酒的过滤的方法1、滤棉过滤法2、硅藻土过滤法3、板式过滤法4、微孔薄膜过滤法5、离心分离过滤法二、啤酒的包装（瓶装、桶装、罐装）瓶装啤酒：选瓶-浸瓶与洗瓶-验瓶-装酒-压盖-杀菌-验酒-贴标-装箱。,三、成品啤酒的质量1、啤酒的化学成分酒精：2.9-4.1%浸出物：3.4-4.2%含氮物质：占浸出物的8-10%高分子氮20-30%，中分子氮40-50%，低分子氮20-30%：多肽、氨基酸等。矿物质：3-4%二氧化碳：0.35-0.45%酒花苦味物质：22-27mg/kg,啤酒的风味成分1、醇：高级醇70mg/kg2、醛:乙醛：10mg/kg3、酸:65-80mg/100ml4、酯、30mg/kg5、硫化物:硫化氢、二甲基硫、硫醇、二氧化硫6、双乙酰：馊饭味，应小于0.13mg/kg,2、构成啤酒质量的主要因素 a、颜色：浅色和浓色。黑色素、氧化单宁、酒花色素、黄色素以用各种有机物的氧化物。b、透明度：保持光洁的透明度 c、香气：麦芽、酒花、酵母构成了啤酒的香气 d、风味与酒体：（爽而不淡，柔和适口）、e、泡沫：起泡能力、泡沫的持久性、附着力 f、包装容器的质量：瓶装、桶装,3、国家标准：三、特种啤酒1、淡爽型啤酒和干啤酒2、无醇啤酒（酒精少于0.5%）3、黑啤酒4、白瓶啤酒（小麦主料，色清白）5、纯生啤酒（无菌的）,A糖化罐 B过滤槽 C旋涡沉淀槽 D 热水罐 E冷媒罐 F发酵罐 G薄板冷却器H储酒罐 I酵母添加器 J粉碎机 K售酒器,第十二节：发酵成熟醪的蒸馏与精馏概述蒸馏：是利用液体混合物中稳各组分挥发性不同，将各组分分离的方法。当前酒精行业唯一的方法。从发酵醪中将酒精和挥发性杂质从发酵醪中分离出来的过程叫蒸馏过程。粗馏：蒸馏结果得到的是粗酒精和酒糟，所用设备称粗馏塔。这个过程叫粗馏。精馏：除去酒精中的杂质，进一步提高酒精浓度的过程称精馏塔。这个过叫精馏。杂质：毒性如以乙醇为1.则：丙醇3.5 异戊醇19 异丁醇8 乙醛10 糠醛82。杂质在人体内分解和氧化速度慢，有毒性。特别是甲醇。4-10g就能使人中毒。,一、发酵成熟醪的化学组成与杂质的分类水：82-90%二氧化碳：干物质：3-7%（不溶性物质：酵母、皮、纤、淀、）可溶性物质：糖、糊精、蛋白质、无机盐挥发性物质：6-10%V，5-8%W。70多种，含量是酒精的05.-0.7%1、醇（甲醇、丙醇、异丁醇、异戊醇）、2、醛（乙醛）3、酸（醋酸、丁酸、丙酸、异戊酸）、4、酯（乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯）,粗酒精中杂质的组成和含量挥发性杂质的来源二、酒精蒸馏的基本原理1、拉乌尔定律：混合溶液中，蒸汽压高（沸点低）的组分，在气相中的含量，总是比液相中高，反之，蒸汽压低（沸点高）的组分，在液相中含 量，总是比相中高。乙醇-水溶液沸腾时气相与液相中乙醇的含量2、酒精的挥发系数：A/a=KA:表示气相中的酒精含量%a:表示液相中的酒精含量%K:酒精的挥发系数,3、酒精与水系统的恒沸混合物：恒沸点：（K=1时）78.15度 酒精浓度97。6%（V）95。57%（w）纯酒精沸点：78.3度所以常压下得不到100%的酒精4、压力对平衡浓度的影响不同压力下，酒精在恒沸物中的含量常压下酒精-水系统平衡曲线溶液与蒸汽中乙醇含量与沸点的关系5、蒸馏塔的工作原理设想的多级蒸馏装置蒸馏塔,三、酒精精馏的基本原理1、挥发系数的分类：头级杂质：乙醛、醋酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯中级杂质：异丁酸乙酯和异戊酸乙酯尾级杂质：高级醇（戊醇、异戊醇、异丁醇、）粗酒精中杂质2、杂质的挥发系数和精馏系数:K精=K杂/K酒酒精和杂质的挥发系数,精馏系数K精1：杂质比酒精易挥发K精1：杂质与酒精的挥发性相等K精1：杂质比酒精难挥发3、醛酯馏分分离的理论基础A、简单排醛法：适当提高精馏塔顶第二冷凝器的温度，并在第三冷凝器排出一定量的醛酯馏分。B、精塔前排醛：C、蒸馏前或蒸馏后，然后再进排醛塔或精塔杂质在排醛塔内的分布情况,4、杂醇油分离的理论基础：A、杂醇油的提取B、杂醇油的分离5、甲醇的分离原理：甲醇不是酒精发酵本身的产物，而是原料蒸煮时由于果胶质分解而产生的。甲醇的挥发系数和精馏系数,四、酒精蒸馏精馏的工艺流程1、单塔酒精蒸馏精馏的工艺流程2、两塔酒精蒸馏精馏的工艺流程A、气相进塔酒精蒸馏精馏的工艺流程B、液相进塔酒精蒸馏精馏的工艺流程3、三塔酒精蒸馏精馏的工艺流程4、多塔酒精蒸馏精馏的工艺流程,.五、淀粉出酒率和淀粉利用率一、淀粉理论出酒率100kg淀粉可产生无水乙醇 56.78kg折成96%V的乙醇60.54kg,二、可发酵性物质和酒精的损失1、淀粉质原料粉碎过程损失0.3%2、蒸煮过程损失0.5-4%3、淀粉质原料发酵损失：4%、4、淀粉质原料发酵醪中残余还原糖量：0.5-1.7%5、由于细菌污染，酸度升高一度，损失0.6%6、二氧化碳带走的酒精0.2%7、酒精蒸馏损失0.5%,三、实际出酒率和淀粉利用率淀粉利用率：淀粉出酒率：原料出酒率：,习题：1、啤酒酵母的主要酶类有那些？2、啤酒发酵过程中的物质变化3、啤酒影响发酵的几个因素4、啤酒锥形发酵罐发酵的主要工艺条件是什么？（发酵时间、浓度、温度、PH、糖度）5、啤酒的过滤的方法6、啤酒的化学成分有那些？7、构成啤酒质量的主要因素？8、你所知道的特种啤酒有那些？,9、酒精发酵常见的主要杂菌有哪些？10、酒精发酵都有哪些新技术？11、发酵成熟醪的化学组成有哪些？12、简单淡淡酒精蒸馏的基本原理？13、简单淡淡酒精精馏的基本原理？14、画出双塔液相（气）进塔蒸馏工艺流程？15、常见的酒精蒸馏工艺流程有几种？,