年产万吨啤酒厂糖化车间设计开题报告.doc

南阳理工学院 毕业设计（论文）开题报告 生物与化学工程 学院 生物工程 专业 课题名称：年产 万吨啤酒厂糖化车间设计 学生姓名： 郑世文 学 号： 015109031 指导教师： 肖连冬(教授) 报告日期： 2013年1月 18日 1．本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述 1.啤酒简介 啤酒是以麦芽为主要原料，经过糖化、加酒花、酵母发酵酿制而成的低度含醇饮料[1]。自1900 年中国有了第一家啤酒厂以来，今天中国已成世界第一大啤酒生产和消费国。随着中国整体经济的腾飞，近几年中国啤酒又进入了一个全新的高速发展期，2005 年到2007年每年全国都有30多家大型啤酒工厂（超过年产108 L以上）在新建和扩建。中国啤酒工业这种前所未有的发展速度使世界感到非常惊奇，成为世界啤酒业注目的焦点，继续保持着世界啤酒工业进步的中心地位[2]。 1.1啤酒的全生命周期 啤酒的全生命周期是指啤酒从原材料采购、储运, 到啤酒生产过程的制麦、糖化、发酵、过滤、包装到生产出成品酒乃至到贮存、运输、进入市场的整个过程[3]。 具体内容见图 1[3]。 图1啤酒全生命周期图 1.2啤酒酿造法的改进 近年来，随着各种啤酒原料的价格的不断上涨，特别是进口麦芽价格的直线上扬导致了啤酒生产成本的大幅提高。成本压力的增大，这就要求各啤酒厂家进行技术创新和提高辅料比来减少原料上涨带来的压力[4]。 1.2.1高辅料酿造啤酒法 传统啤酒酿造均以麦芽为主料搭配30％左右的辅料，高辅料啤酒即大米、玉米等辅料比例高于50％的啤酒[5]。当辅料比超过50%时，可以有效改善啤酒风味，降低色度，降低总多酚的含量，可以有效延长啤酒保质期；同时也带来了负面影响，α-氨基氮含量偏低可能会导致发酵困难，麦芽减少导致过滤困难，非生物稳定性降低等[4]。啤酒的非生物稳定性也叫非生物浑浊，是指由非生物污染而产生的浑浊现象的可能性。提高啤酒非生物稳定性的方法有2种，一是减少啤酒中多酚物质含量，二是减少啤酒中蛋白质含量。 1.2.2高浓度酿造高辅料啤酒法 高浓酿造（highgravitybrewing，HGB）工艺，即提高麦汁浓度到16°P或者更高，通过提高麦汁浓度增加酵母营养物质含量，满足酵母正常代谢和发酵所需。通过采用高浓酿造技术生产出来的啤酒经过稀释就可以得到所需浓度的啤酒。采用75%的高辅料，大幅度降低了生产过程中大麦芽的用量，有效的降低了生产成本。采用高浓方法进行酿造，解决了高辅料麦汁中α-氨基氮不足的问题，提高了发酵罐的利用率，产量也得到了大幅度的提高，可以有效缓解啤酒厂在旺季时产能不足的问题，进一步降低生产成本[4]。 1.2.3挤压膨化技术 挤压膨化技术应用在啤酒工业中和传统工艺相比，膨化辅料工艺具有很大的优越性：膨化可改变谷物结构，使原料淀粉获得较高的α化度，提高糊化率，有利于糖化，从而提高麦汁收得率，增加出酒率；膨化过程对原料进行高温高压灭菌，可减少发酵过程中酸败损失，改善产品卫生状况，且减少了啤酒生产过程中的污染源。在相同的糖化原料的前提条件下，采用挤压膨化大米辅料糖化工艺和啤酒传统不膨化大米辅料糖化工艺相比，糖化麦汁浸出物收得率可提高7.62%左右，还原糖含量提高4.86%，过滤速度提高13.66%左右，其他各项指标与对照样基本一致，均符合国家有关规定的要求。因此，挤压膨化工艺在啤酒工业中的应用具有广阔的前景[6]。 1.2.4外加酶法 酿制啤酒实质上是靠酶的作用，是麦芽中的多种内源酶将酿制用的原辅料分解成可发酵糖、糊精、氨基酸和肽等。不难看出如将麦芽内源酶换成外源酶，即加入酶制剂来取代麦芽中部分内源酶，便可以用大麦等谷物代替部分麦芽，同样可将原辅料淀粉和蛋白质分解，以便达到节省麦芽，提高辅料用量和降低成本的目的。金立忠等[7]证明应用国产食品级BF7658α-淀粉酶，AS1398中性蛋白酶，β-淀粉酶等酶制剂以大麦代替部分麦芽酿制啤酒的糖化工艺是成功的。王秀丽等[8]直接采用大麦酿造啤酒，通过在糖化阶段添加大麦复合酶，能得到和麦芽相似的麦汁，添加复合酶制剂以后对于麦汁质量也有所提高，使得大麦麦汁中的麦芽糖、α-氨基氮含量能够满足酵母生长、发酵的需要，最终发酵度也较麦芽麦汁高。不经过制麦过程，使得啤酒酿造过程更为简单，对于原料的限制减少，可以降低啤酒的生产成本，一个产能10 万KL的啤酒厂每年最多可减少3000t的二氧化碳排放量，可实现节能减排。 1.3啤酒发酵度的影响因素 发酵度是反映啤酒生产过程中的原料质量和技术控制好坏的重要指标。发酵度的高低，不仅影响着啤酒的感官质量，更是提高啤酒爽口性的有效措施之一。影响发酵度的因素很多，包括原料、糖化工艺、酵母质量、