酒精與啤酒工藝學(xué)課件

1、第十節(jié)：啤酒發(fā)酵一：啤酒酵母的培養(yǎng)1、啤酒酵母的命名及分類國際上：屬名在前，種名在后，中文：種名在前屬名在后。啤酒酵母是：植物界，真菌門，子囊菌綱，原子囊菌亞綱，內(nèi)孢霉目，內(nèi)孢霉科，出芽酵母亞科，酵母屬，啤酒種。第1頁，共67頁。2、啤酒酵母的種類及特性 上面酵母:發(fā)酵時，隨二氧化碳飄浮在液面，發(fā)酵終了形成酵母泡蓋，經(jīng)長時間放置也很少沉淀。 下面酵母：發(fā)酵時，酵母懸浮在發(fā)酵液內(nèi)，發(fā)酵終了，酵母很快凝結(jié)而沉淀積在器底，形成沉淀。3、啤酒酵母的形態(tài)與構(gòu)造單細(xì)胞微生物，一般呈圓形或橢圓形，與酒精酵母相似4、啤酒酵母的繁殖方法 無性繁殖：出芽繁殖 有性繁殖：分裂繁殖第2頁，共67頁。5、啤酒酵母的化學(xué)

2、組成 蛋白：占干物質(zhì)的45-55%，其中90%是蛋白質(zhì)，10%為蛋白的分解產(chǎn)物 糖類：細(xì)胞的組成部分，同時也是能量的來源 脂肪：部分與蛋白形成脂蛋白。部分單獨(dú)存在。 灰分：P占50%.鉀、鎂、鈣、硫、鈉等6、啤酒酵母的主要酶類麥芽糖酶（葡萄糖）：35度 PH6.1-6.8蔗糖酶（葡萄糖和果糖）：55度 PH4.2-5.2棉子糖酶（果糖和蜜二糖）PH4.0-5.0蜜二糖酶（下面酵母含有、葡萄糖和半乳糖）：42度 PH6.2酒化酶蛋白酶酶類第3頁，共67頁。7、啤酒酵母的營養(yǎng)水：酵母生長必須需的物質(zhì)碳水化合物：麥芽糖、葡萄糖、果糖。氮素：是構(gòu)成酵母細(xì)胞蛋白和核酸的的主要元素，也是細(xì)胞質(zhì)的主要成分。

3、礦物質(zhì)：主要參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成、能量的轉(zhuǎn)移、控制細(xì)胞質(zhì)膠態(tài)和細(xì)胞的滲透性等。生長素：氨基酸、嘌呤、嘧啶及與酵母生長有的關(guān)的維生素錒(B族）等。8、酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)（斜面試管、試管、三角瓶、卡氏罐、漢生罐、酵母增殖槽）第4頁，共67頁。二：啤酒發(fā)酵理論基礎(chǔ)1、啤酒發(fā)酵機(jī)理2、發(fā)酵過程中的物質(zhì)變化A、糖的變化：發(fā)酵的順序：葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖發(fā)酵度：發(fā)酵中浸出物濃度減少的百分率稱之發(fā)酵度。真正發(fā)發(fā)酵度和外觀發(fā)酵度之分。外觀發(fā)酵度;用糖度計(jì)測濃度為外觀濃度，求得發(fā)酵度。真正發(fā)酵度=0.819外觀發(fā)酵度第5頁，共67頁。B、含氮物的變化：麥汁中50%的N到酒中、另外50%被酵母同化、其中的三

4、分之一返回到酒中、總N減少了30%多一點(diǎn)。C、高級醇的變化： 對啤酒風(fēng)味有重大影響，與氨基酸代合成有關(guān)和碳水化合物合成氨基酸的最后階段有由酮酸產(chǎn)生的。第6頁，共67頁。D、醛與酮的變化：乙醛過高時，酒口感不好，粗糙苦味的感覺E、有機(jī)酸的變化：與酒的風(fēng)味有關(guān)F、酯的生成：適量的酯，給酒帶來好的口感。G、連二酮的生成（雙乙酰）：餿飯味。3、影響發(fā)酵的幾個因素酵母添加量、0.5-0.6%溫度、7.5-9度PH、5-6壓力、有害物質(zhì)（酒精、重金屬等）第7頁，共67頁。三：主發(fā)酵1、設(shè)備：前酵池2、工藝：低泡期：接種后15-20h，出現(xiàn)白沫，2.5-3.0天高泡期：發(fā)旺盛期，泡沫達(dá)20-30cm,最高溫

5、度10-12度，每天降糖1-1.5%，時間：2-3天落泡期：每天降糖：0.5-.09%泡沫收縮。酵母下沉。糖度4.0-4.5%接種溫度6-9度，最終溫度4-6度，最高10-13度。濃度：終了：4.0-4.5%，時間：6-8天，出口：9-12天。第8頁，共67頁。四：后發(fā)酵1、后發(fā)酵的作用：殘?zhí)前l(fā)酵：0.8-1.0%的可發(fā)酵性糖還在。飽和二氧化碳：主發(fā)酵時二氧化碳含量0.15-0.25%而成熟酒中要求0.3-0.45%。后發(fā)酵要積累。促進(jìn)酒液成熟：酯化反應(yīng)仍在緩慢進(jìn)行，產(chǎn)生香味成分。促進(jìn)酒液澄清：酵母細(xì)胞、蛋白冷凝固物和少量的酒花樹脂，沉淀下來。蛋白-多酚復(fù)合物的析出：低溫下，蛋日與多酚物質(zhì)的混

6、合物沉淀降氧的含量：防止氧化。2、設(shè)備：后酵罐第9頁，共67頁。3、工藝：溫度控制：3度左右下15天，6-7天降到1-1.5度維持15天，-1度到1度維持15-30天。時間控制：桶裝：10-15天普通熟啤酒：20-30天特質(zhì)熟啤酒：50-57天出口酒70-90天第10頁，共67頁。五：其它發(fā)酵方法1、縮短發(fā)酵周期縮短發(fā)酵周期的基本技術(shù)條件麥汁：12%的麥汁氨基氮240mg/L 溶氧7-8mg/L PH5.5-5.6酵母菌:死細(xì)胞小于5%接種：一般是0.4-0.6%。應(yīng)在1%為好。主發(fā)酵：控制10度進(jìn)行后發(fā)酵：維持10度，罐壓110-120kPa冷卻到0-2度第11頁，共67頁。2、高濃度麥汁發(fā)

7、酵3、錐形發(fā)酵罐設(shè)備工藝：溫度12度，3-4天， 當(dāng)外觀發(fā)酵度60%時，加壓70-100kPa還原雙乙酰，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。第12頁，共67頁。六：啤酒發(fā)酵副產(chǎn)物的回收利用1、酵母的回收和利用 酵母：100噸啤酒可得2噸,82%含水量的濕酵母，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多種氨基酸，其中人體必需的8種氨基酸的含量很高，因此可做人類的食品或是動物的飼料。核酸含量也較高，還有維生素B. 干酵母粉的制備：稀釋-洗滌-干燥-產(chǎn)品 酵母片的制備：

8、與酵母粉相似第13頁，共67頁。酵母浸膏的制備：將酵母細(xì)胞壁破壞，再利用酵母自身的蛋白酶自溶，得肽類和氨基酸。然后真空濃縮與脫色得浸膏。核苷酸的生產(chǎn)：用酶法或堿法將核酸降解為核苷酸。核苷生產(chǎn)：由核苷酸脫磷或核酸降解制取。2、二氧化碳的回收和利用二氧化碳的回收方法：收貯-洗滌-壓縮-凈化-干燥-冷卻-液化-貯存或裝瓶。A、分低壓回收法（1.6-2.2MPa)B、高壓回收法(6.334-7.110MPa)二氧化碳的利用：啤酒廠和外銷二氧化碳的利用第14頁，共67頁。第十一節(jié)：成品啤酒一、啤酒的過濾的方法1、濾棉過濾法2、硅藻土過濾法3、板式過濾法4、微孔薄膜過濾法5、離心分離過濾法二、啤酒的包裝（

9、瓶裝、桶裝、罐裝）瓶裝啤酒：選瓶-浸瓶與洗瓶-驗(yàn)瓶-裝酒-壓蓋-殺菌-驗(yàn)酒-貼標(biāo)-裝箱。第15頁，共67頁。三、成品啤酒的質(zhì)量1、啤酒的化學(xué)成分酒精：2.9-4.1%浸出物：3.4-4.2%含氮物質(zhì)：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。礦物質(zhì)：3-4%二氧化碳：0.35-0.45%酒花苦味物質(zhì)：22-27mg/kg第16頁，共67頁。啤酒的風(fēng)味成分1、醇：高級醇70mg/kg2、醛:乙醛：10mg/kg3、酸:65-80mg/100ml4、酯、30mg/kg5、硫化物:硫化氫、二甲基硫、硫醇、二氧化硫6、雙乙酰：餿飯味，應(yīng)

10、小于0.13mg/kg第17頁，共67頁。2、構(gòu)成啤酒質(zhì)量的主要因素 a、顏色：淺色和濃色。黑色素、氧化單寧、酒花色素、黃色素以用各種有機(jī)物的氧化物。 b、透明度：保持光潔的透明度 c、香氣：麥芽、酒花、酵母構(gòu)成了啤酒的香氣 d、風(fēng)味與酒體：（爽而不淡，柔和適口）、 e、泡沫：起泡能力、泡沫的持久性、附著力 f、包裝容器的質(zhì)量：瓶裝、桶裝第18頁，共67頁。3、國家標(biāo)準(zhǔn)：三、特種啤酒1、淡爽型啤酒和干啤酒2、無醇啤酒（酒精少于0.5%）3、黑啤酒4、白瓶啤酒（小麥主料，色清白）5、純生啤酒（無菌的）第19頁，共67頁。第20頁，共67頁。A糖化罐 B過濾槽 C旋渦沉淀槽 D 熱水罐 E冷媒罐

11、F發(fā)酵罐 G薄板冷卻器H儲酒罐 I酵母添加器 J粉碎機(jī) K售酒器第21頁，共67頁。第22頁，共67頁。第23頁，共67頁。第十二節(jié)： 發(fā)酵成熟醪的蒸餾與精餾概述蒸餾：是利用液體混合物中穩(wěn)各組分揮發(fā)性不同，將各組分分離的方法。當(dāng)前酒精行業(yè)唯一的方法。從發(fā)酵醪中將酒精和揮發(fā)性雜質(zhì)從發(fā)酵醪中分離出來的過程叫蒸餾過程。粗餾：蒸餾結(jié)果得到的是粗酒精和酒糟，所用設(shè)備稱粗餾塔。這個過程叫粗餾。精餾：除去酒精中的雜質(zhì)，進(jìn)一步提高酒精濃度的過程稱精餾塔。這個過叫精餾。雜質(zhì)：毒性如以乙醇為1.則：丙醇3.5 異戊醇19 異丁醇8 乙醛10 糠醛82。雜質(zhì)在人體內(nèi)分解和氧化速度慢，有毒性。特別是甲醇。4-10g就

12、能使人中毒。第24頁，共67頁。一、發(fā)酵成熟醪的化學(xué)組成與雜質(zhì)的分類水：82-90% 二氧化碳：干物質(zhì)：3-7%（不溶性物質(zhì)：酵母、皮、纖、淀、）可溶性物質(zhì)：糖、糊精、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽揮發(fā)性物質(zhì)：6-10%V，5-8%W。70多種，含量是酒精的05.-0.7% 1、醇（甲醇、丙醇、異丁醇、異戊醇）、2、醛（乙醛）3、酸（醋酸、丁酸、丙酸、異戊酸）、4、酯（乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯）第25頁，共67頁。粗酒精中雜質(zhì)的組成和含量揮發(fā)性雜質(zhì)的來源二、酒精蒸餾的基本原理1、拉烏爾定律：混合溶液中，蒸汽壓高（沸點(diǎn)低）的組分，在氣相中的含量，總是比液相中高，反之，蒸汽壓低（沸點(diǎn)高）的組分，在液相中含 量

13、，總是比相中高。乙醇-水溶液沸騰時氣相與液相中乙醇的含量2、酒精的揮發(fā)系數(shù)：A/a=KA:表示氣相中的酒精含量%a:表示液相中的酒精含量%K:酒精的揮發(fā)系數(shù)第26頁，共67頁。3、酒精與水系統(tǒng)的恒沸混合物：恒沸點(diǎn)：（K=1時） 78.15度 酒精濃度97。6%（V） 95。57%（w）純酒精沸點(diǎn)：78.3度所以常壓下得不到100%的酒精4、壓力對平衡濃度的影響不同壓力下，酒精在恒沸物中的含量常壓下酒精-水系統(tǒng)平衡曲線溶液與蒸汽中乙醇含量與沸點(diǎn)的關(guān)系5、蒸餾塔的工作原理設(shè)想的多級蒸餾裝置蒸餾塔第27頁，共67頁。三、酒精精餾的基本原理1、揮發(fā)系數(shù)的分類：頭級雜質(zhì)：乙醛、醋酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲

14、酯中級雜質(zhì)：異丁酸乙酯和異戊酸乙酯尾級雜質(zhì)：高級醇（戊醇、異戊醇 、異丁醇 、）粗酒精中雜質(zhì)2、雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)和精餾系數(shù): K精=K雜/K酒酒精和雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)第28頁，共67頁。精餾系數(shù)K精1：雜質(zhì)比酒精易揮發(fā)K精1：雜質(zhì)與酒精的揮發(fā)性相等K精1：雜質(zhì)比酒精難揮發(fā)3、醛酯餾分分離的理論基礎(chǔ)A、簡單排醛法：適當(dāng)提高精餾塔頂?shù)诙淠鞯臏囟?，并在第三冷凝器排出一定量的醛酯餾分。B、精塔前排醛：C、蒸餾前或蒸餾后，然后再進(jìn)排醛塔或精塔雜質(zhì)在排醛塔內(nèi)的分布情況第29頁，共67頁。4、雜醇油分離的理論基礎(chǔ)：A、雜醇油的提取B、雜醇油的分離5、甲醇的分離原理：甲醇不是酒精發(fā)酵本身的產(chǎn)物，而是原料蒸煮時由

15、于果膠質(zhì)分解而產(chǎn)生的。甲醇的揮發(fā)系數(shù)和精餾系數(shù)第30頁，共67頁。四、酒精蒸餾精餾的工藝流程1、單塔酒精蒸餾精餾的工藝流程2、兩塔酒精蒸餾精餾的工藝流程A、氣相進(jìn)塔酒精蒸餾精餾的工藝流程B、液相進(jìn)塔酒精蒸餾精餾的工藝流程3、三塔酒精蒸餾精餾的工藝流程4、多塔酒精蒸餾精餾的工藝流程第31頁，共67頁。.五、淀粉出酒率和淀粉利用率一、淀粉理論出酒率100kg淀粉可產(chǎn)生無水乙醇 56.78kg折成96%V的乙醇60.54kg第32頁，共67頁。第33頁，共67頁。二、可發(fā)酵性物質(zhì)和酒精的損失1、淀粉質(zhì)原料粉碎過程損失0.3%2、蒸煮過程損失0.5-4%3、淀粉質(zhì)原料發(fā)酵損失：4%、4、淀粉質(zhì)原料發(fā)酵

16、醪中殘余還原糖量：0.5-1.7%5、由于細(xì)菌污染，酸度升高一度，損失0.6%6、二氧化碳帶走的酒精0.2%7、酒精蒸餾損失0.5%第34頁，共67頁。三、實(shí)際出酒率和淀粉利用率淀粉利用率：淀粉出酒率：原料出酒率：第35頁，共67頁。第36頁，共67頁。習(xí)題：1、啤酒酵母的主要酶類有那些？2、啤酒發(fā)酵過程中的物質(zhì)變化3、啤酒影響發(fā)酵的幾個因素4、啤酒錐形發(fā)酵罐發(fā)酵的主要工藝條件是什么？（發(fā)酵時間、濃度、溫度、PH、糖度）5、啤酒的過濾的方法6、啤酒的化學(xué)成分有那些？7、構(gòu)成啤酒質(zhì)量的主要因素？8、你所知道的特種啤酒有那些？第37頁，共67頁。 9、酒精發(fā)酵常見的主要雜菌有哪些？10、酒精發(fā)酵都有哪些新技術(shù)？11、發(fā)酵成熟醪的化學(xué)組成有哪些？12、簡單淡淡酒精蒸餾的基本原理？13、簡單淡淡酒精精餾的基本原理？14、畫出雙塔液相（氣）進(jìn)塔蒸餾工藝流程？15、常見的酒精蒸餾工藝流程有幾種？第38頁，共67頁。第39頁，共67頁。第40頁，共67頁。第41頁，共67頁。第