啤酒發酵技術
一、工藝流程
充氧冷麥汁→發酵→前發酵→主發酵→後發酵→貯酒→鮮啤酒→菌種
二、發酵技術
1．錐形罐發酵法的特點
（1）底部為錐形便於生產過程中隨時排放酵母，要求采用凝聚性酵母。
（2）罐本身具有冷卻裝置，便於發酵溫度的控製。生產容易控製，發酵周期縮短，染菌機會少，啤酒質量穩定。
（3）罐體外設有保溫裝置，可將罐體置於室外，減少建築投資，節省占地麵積，便於擴建。
（4）采用密閉罐，便於CO2洗滌和CO2回收，發酵也可在一定壓力下進行。即可做發酵罐，也可做貯酒罐，也可將發酵和貯酒合二為一，稱為一罐發酵法。
（5）罐內發酵液由於液體高度而產生CO2梯度（即形成密度梯度）。通過冷卻控製，可使發酵液進行自然對流，罐體越高對流越強。由於強烈對流的存在，酵母發酵能力提高，發酵速度加快，發酵周期縮短。
（6）發酵罐可采用機表或微機控製，操作、管理方便。
（7）錐形罐既適用於下麵發酵，也適用於上麵發酵。
（8）可采用CIP自動清洗裝置，清洗方便。
（9）錐形罐加工方便（可在現場就地加工），實用性強。
（10）設備容量可根據生產需要靈活調整，容量可從20～600m不等，最高可達1500m。
錐形罐工作原理與罐體結構
（1）錐形發酵罐工作原理
錐形罐發酵法發酵周期短、發酵速度快的原因是由於錐形罐內發酵液的流體力學特性和現代啤酒發酵技術采用的結果。
接種酵母後，由於酵母的凝聚作用，使得罐底部酵母的細胞密度增大，導致發酵速度加快，發酵過程中產生的二氧化碳量增多，同時由於發酵液的液柱高度產生的靜壓作用，也使二氧化碳含量隨液層變化呈梯度變化（見表4-3-1），因此罐內發酵液的密度也呈現梯度變化，此外，由於錐形罐體外設有冷卻裝置，可以人為控製發酵各階段溫度。在靜壓差、發酵液密度差、二氧化碳的釋放作用以及罐上部降溫產生的溫差（1～2℃）這些推動力的作用下，罐內發酵液產生瞭強烈的自然對流，增強瞭酵母與發酵液的接觸，促進瞭酵母的代謝，使啤酒發酵速度大大加快，啤酒發酵周期顯著縮短。另外，由於提高瞭接種溫度、啤酒主發酵溫度、雙乙酰還原溫度和酵母接種量也利於加快酵母的發酵速度，從而使發酵能夠快速進行。
（2）錐形發酵罐基本結構
①罐頂部分
罐頂為一圓拱形結構，中央開孔用於放置可拆卸的大直徑法蘭，以安裝CO2和CIP管道及其連接件，罐頂還安裝防真空閥、過壓閥和壓力傳感器等，罐內側裝有洗滌裝置，也安裝有供罐頂操作的平臺和通道。
②罐體部分
罐體為圓柱體，是罐的主體部分。發酵罐的高度取決於圓柱體的直徑與高度。由於罐直徑大耐壓低，一般錐形罐的直徑不超過6m。罐體的加工比罐頂要容易，罐體外部用於安裝冷卻裝置和保溫層，並留一定的位置安裝測溫、測壓元件。罐體部分的冷卻層有各種各樣的形式，如盤管、米勒扳、夾套式，並分成2～3段，用管道引出與冷卻介質進管相連，冷卻層外覆以聚氨酯發泡塑料等保溫材料，保溫層外再包一層鋁合金或不銹鋼板，也有使用彩色鋼板作保護層。
③圓錐底部分
圓錐底的夾角一般為60o～80o，也有90o～110o，但這多用於大容量的發酵罐。發酵罐的圓錐底高度與夾角有關，夾角越小錐底部分越高。一般罐的錐底高度占總高度的1/4左右，不要超過1/3。圓錐底的外壁應設冷卻層，以冷卻錐底沉淀的酵母。錐底還應安裝進出管道、閥門、視鏡、測溫、測壓得傳感元件等。
此外，罐的直徑與高度比通常為1：2～1：4，總高度最好不要超過16m，以免引起強烈對流，影響酵母和凝固物的沉降。製罐材料可用不銹鋼或碳鋼，若使用碳鋼，罐內壁必須塗以對啤酒口味沒有影響的且無毒的塗料。發酵罐工作壓力可根據罐的工作性質確定，一般發酵罐的工作壓力控製在0.2～0.3MPa。罐內壁必須光滑平整，不銹鋼罐內壁要進行拋光處理，碳鋼罐內壁塗料要均勻，無凹凸麵，無顆粒狀凸起。
（3）錐形發酵罐主要尺寸的確定
①徑高比 錐形罐呈圓柱錐底形，圓筒體的直徑與高度之比為1：1～4。一般徑高比越大，發酵時自然對流越強烈，酵母發酵速度快，但酵母不容易沉降，啤酒澄清困難。一般直徑與麥汁液位總高度之比應為1：2，直徑與柱形部分麥汁高度之比應為1：1～1.5。
②罐容量 罐容量越大，麥汁滿罐時間越長，發酵增殖次數多、時間長，會造成雙乙酰前驅物質形成量增大，雙乙酰產生量大、還原時間長。此外，還會造成出酒、清洗、重新進麥汁等非生產時間延長，且用冷高峰期峰值高，造成供冷緊張。由於二氧化碳的釋放和泡沫的產生，罐有效容積一般為罐總量的80%左右。
③錐角 一般在60°～90°之間， 常用60°～75°（不銹鋼罐常用錐角60°，內有塗料的鋼罐錐角為75°），以利於酵母的沉降與分離。
④冷卻夾套和冷卻麵積 錐形發酵罐冷卻常采用間接冷卻。國內一般采用半圓管、槽鋼、弧形管夾套，或米勒板氏夾套在低溫低壓（－3℃、0.03MPa）下用液態二次冷媒冷卻，國外多采用換熱片式（爆炸成型）一次性冷媒直接蒸發式冷卻。一次性冷酶（如液氨蒸發溫度為－3～－4℃）蒸發後的壓力為1.0MPa～1.2MPa,對夾套耐壓性要求較高。由於啤酒冰點溫度一般為－2.0～－2.7℃,為防止啤酒在罐內局部結冰，冷媒溫度應在－3℃左右。國內常采用20%～30%的酒精水溶液，或20%丙二醇水溶液作為冷媒。
根據罐的容量不同，冷卻可采用二段式或三段式。冷卻麵積根據罐體的材料而定，不銹鋼材料一般為0.35～0.4m/m發酵液，碳鋼罐為0.5～0.62m/m發酵液。錐底冷卻麵積不宜過大，防止貯酒期啤酒的結冰。
⑤隔熱層和防護層 絕熱層材料要求導熱系數小、體積質量低、吸水少、不易燃等特性。常用絕熱材料有聚酰胺樹脂、自熄式聚苯乙烯塑料、聚氨基甲酸乙酯、膨脹珍珠巖粉和礦渣棉等。絕熱層厚度一般為150～200mm。外保護層一般采用0.7～1.5mm厚的鋁合金板、馬口鐵板或0.5～0.7mm的不銹鋼板，近來瓦楞型板比較受歡迎。
⑥罐體的耐壓 發酵產生一定的二氧化碳形成罐頂壓力（罐壓），應設有二氧化碳調節閥，罐頂設有安全閥。當二氧化碳排出、下酒速度過快、發酵罐洗滌時二氧化碳溶解等都會造成罐內出現負壓，因此必須安裝真空閥。下酒前要用二氧化碳或壓縮空氣背壓，避免罐內負壓的產生，造成發酵罐"癟罐"。
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