啤酒發(fā)酵設(shè)備學(xué)習(xí)資料

1、啤酒發(fā)酵設(shè)備學(xué)習(xí)資料早在1908年和1927年，德國納旦（l. nathan）博士就申請(qǐng)了立式密閉圓柱錐底罐的單罐發(fā)酵專利。1930年，納旦建成了他的第一個(gè)“納旦罐”。該罐內(nèi)涂搪瓷，罐的高徑比為2l，罐身及錐底設(shè)有冷卻夾套。納旦強(qiáng)調(diào)衛(wèi)生條件，麥汁冷卻，麥汁通風(fēng)以及在發(fā)酵前去除凝固物的重要性。發(fā)酵采用低溫，罐內(nèi)保壓0.05mpa。試驗(yàn)中他觀察到，罐中酒液的對(duì)流比傳統(tǒng)平底發(fā)酵池強(qiáng)烈得多，發(fā)酵速度也快得多。發(fā)酵結(jié)束后，先對(duì)錐底進(jìn)行冷卻，然后排放酵母，再用二氧化碳洗滌酒液2436h，排除生青味。12p麥汁全部發(fā)酵和后熟只用12天。遺憾的是，他的創(chuàng)造在當(dāng)時(shí)并未得到認(rèn)可和推廣。60年代以后，圓柱錐底發(fā)酵罐

2、（簡稱錐形罐）開始引起各國的注意。在納旦罐的基礎(chǔ)上，人們又作了多項(xiàng)改進(jìn)，錐形罐的實(shí)用性能大大提高，并由室內(nèi)走向露天，在生產(chǎn)中取得成功。之后，相繼出現(xiàn)了其他類型的大型發(fā)酵罐，如日本的朝日罐（asaki tank，1965年），美國的通用罐（unitank，1968年），西班牙的球形罐（spherotank，1975年），這些罐都各具特色。我國在70年代末，開始采用室外錐形罐發(fā)酵，并逐步取代了傳統(tǒng)的室內(nèi)發(fā)酵。目前，全國新建和改建的啤酒廠，都已采用了露天錐形發(fā)酵罐。第一節(jié) 錐形發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)與性能一、錐形發(fā)酵罐的特點(diǎn) （1）具有錐底，角度在6090之間，主發(fā)酵后回收酵母方便。為保證啤酒良好的過濾性

3、，酵母多采用凝聚性能良好的菌株。 （2）罐體設(shè)有冷卻夾套，冷卻能力能滿足工藝降溫要求。罐的柱體部分設(shè)23段冷卻夾套，錐體部分設(shè)一段冷卻夾套，這種結(jié)構(gòu)有利于酵母沉降和保存。 （3）錐形罐是密閉罐，可以回收co2，也可進(jìn)行co2洗滌；既可作發(fā)酵罐用，又可作貯酒罐用。（4）發(fā)酵罐中酒液的自然對(duì)流比較強(qiáng)烈。罐體愈高，對(duì)流作用愈強(qiáng)。對(duì)流強(qiáng)度與罐體形狀、容量大小和冷卻系統(tǒng)的控制有關(guān)。（5）錐形罐具有相當(dāng)?shù)母叨?，凝聚力較強(qiáng)的酵母較易沉淀，而凝聚性差的酵母就需要借助其它手段進(jìn)行酵母分離。 （6）錐底罐不僅適用于下面發(fā)酵，同樣也適用于上面發(fā)酵，在山東很多啤酒廠已經(jīng)使用錐形發(fā)酵罐生產(chǎn)上面發(fā)酵的小麥啤酒。二、錐形發(fā)

4、酵罐的結(jié)構(gòu)與尺寸錐形罐（見圖6.1）的尺寸過去并沒有嚴(yán)格的規(guī)定，高度可達(dá)40m，直徑可超過10m。隨著發(fā)酵理論的不斷完善和釀酒技術(shù)的不斷進(jìn)步，為滿足啤酒質(zhì)量的要求，錐形罐必須按照一定的規(guī)范進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和制造。酵母不但承受液壓，還承受著氣壓，如果再考慮高濃度co2即濃度梯度現(xiàn)象的因素，酵母的生理性能無疑會(huì)受到較大的影響。另外，錐形罐高度過大，發(fā)酵液對(duì)流過強(qiáng)，也容易形成攪拌發(fā)酵。因此罐內(nèi)液位高度是一個(gè)重要的參數(shù)，它不僅影響發(fā)酵副產(chǎn)物的組成，同時(shí)影響酵母的活性和生理代謝。罐體高度和徑高比應(yīng)根據(jù)工藝要求確定。經(jīng)過實(shí)踐證明，錐形發(fā)酵罐中麥汁的最高液位為15m；錐形貯酒罐的麥汁液位高度可據(jù)實(shí)際情況確定，因

5、為后熟過程雙乙酰分解已經(jīng)完成，對(duì)于發(fā)酵的影響較小。對(duì)于錐形罐的徑高比有不同的觀點(diǎn)，一般1315為宜。三、錐形罐的制作材料錐形罐最初用碳鋼板制作，但易生銹，必須用防腐涂料進(jìn)行防銹處理。在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)此類大罐進(jìn)行檢查，防止防腐涂料的脫落，并定期更新防腐涂層?，F(xiàn)在的發(fā)酵罐多用不銹鋼制作。錐形罐內(nèi)表面的光潔度十分重要。內(nèi)表面要盡可能光潔和平滑，用顯微鏡檢查不得有縫隙。表面的不平滑程度多用“粗糙深度”（見圖6.3）表示。通過正確的平面加工處理方法，可以降低“粗糙深度”。用軋輥處理可使平面“粗糙深度”達(dá)到0.60.8m。通過磨光處理可使“粗糙深度”達(dá)到0.40.5m。電子拋光處理可使“粗糙深度”達(dá)

6、到0.30.4m。 尤其是罐的底部和物料出口處，其“粗糙深度”必須要低，以防止微生物在粗糙表面處生存。這也涉及到焊縫的處理。今天，焊縫拋光后的“粗糙深度”要求達(dá)到0.40.5m。酵母細(xì)胞的大小約為610m，經(jīng)軋輥處理的材料，酵母細(xì)胞已無法進(jìn)入。但細(xì)菌的大小卻只有0.74m，在罐壁的粗糙處，細(xì)菌就有可能在里面繁殖，從而導(dǎo)致污染。因此，對(duì)罐的表面進(jìn)行拋光處理是極其重要的工作，同時(shí)也減輕了清洗殺菌的工作壓力。圖6.1 現(xiàn)代化發(fā)酵車間一角圖 6.2 錐形罐1操作平臺(tái) 2罐頂裝置 3電纜管和排水管 4感溫探頭 5冷卻夾套 6、8冷卻夾套 7保溫層 9液氨流出口和流入口 10錐底冷卻夾套 11錐底人孔 1

7、2取樣閥 13清洗管或排氣管 14保壓裝置 15內(nèi)容物容積測(cè)量裝置、空罐探頭9四、罐的保溫 為了降低土建費(fèi)用，錐形罐多放置于露天。所以，發(fā)酵罐要進(jìn)行良好的保溫，以降低生產(chǎn)中的耗冷量。所用的保溫材料要求導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、吸水率低，不易燃燒。目前，廣泛應(yīng)用的保溫材料及其特點(diǎn)見表6.1所示。表6.1 絕緣材料的性能絕緣材料名稱導(dǎo)熱系數(shù)/kw/(m)體積質(zhì)量/（kg/m2）吸水性聚苯乙烯泡沫塑料聚酰氨樹脂膨脹珍珠巖0.0290.0350.0210.0420.0350.04720303040 40130極低較低易吸水聚苯乙烯泡沫塑料是最佳絕緣材料，但價(jià)格較高。聚酰氨樹脂價(jià)格較便宜，可現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡噴涂，施工

8、方便，但易燃。兩種材料的保溫厚度應(yīng)為1520cm。膨脹珍珠巖因易吸水，保溫性能要差一些。但它的價(jià)格低廉，使用厚度以2025cm為宜。當(dāng)然，保溫材料的種類和厚度還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜌夂驐l件而定。保溫材料外部需設(shè)一外防護(hù)層。一般采用鋁合金板或薄型不銹鋼板。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，瓦楞型板材較美觀，也比較受歡迎。圖 6.4 罐壁粗糙深度示意圖圖6.3 發(fā)酵罐的瓦楞型外包裝板材五、發(fā)酵罐的承壓性能和使用中的安全問題錐形發(fā)酵罐要能承受一定的壓力。使用的溫度和壓力不同，對(duì)發(fā)酵罐壁厚的要求也不一樣。一般而言，發(fā)酵罐的封頭和錐底部分承受壓力要大一些；柱體的下部較柱體的上部承受壓力要大一些。承受壓力大的部位，耐壓強(qiáng)

9、度就應(yīng)當(dāng)高，因此，罐壁的厚度就相應(yīng)加大。為了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國設(shè)備廠家都努力在保證質(zhì)量的前提下，節(jié)省材料，降低造價(jià)。下面是英、法、德、美各國對(duì)一個(gè)錐形發(fā)酵罐（容量為130t、直徑為4m、工作壓力為0.2mpa、操作溫度分別為130和20）的設(shè)計(jì)規(guī)范，見（表6.2、表6.3）。表6.2 130溫度的設(shè)計(jì)規(guī)范（單位mm）規(guī)范封頭壁厚 柱體上部壁厚 柱體下部壁厚 錐部壁厚 總質(zhì)量/tbs5500（英）adm（德）asme（美）codap（法）9 4 5 7 7.5 8 6 8 8 9.6 5 5 6 7 7.85 4 5 7 7表6.3 20溫度的設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范封頭壁厚 柱體上部壁厚 柱體下部壁厚 錐部壁

10、厚 總質(zhì)量/tbs5500（英）adm（德）asme（美）codap（法）9 4 5 6 77 4 7 7 7.8 5 5 6 7 7.85 4 5 6 6.7在錐形罐的使用過程中，要注意發(fā)酵罐的安全問題。防止超壓和真空狀態(tài)對(duì)罐體的損壞。許多啤酒廠習(xí)慣于使用熱水清洗發(fā)酵罐或用蒸汽滅菌，其實(shí)是很危險(xiǎn)的。在正常壓力下，1m3蒸汽重560g，但1m3水重1噸。若蒸汽被冷凝，蒸汽會(huì)收縮到原有體積的1/1786。收縮時(shí)會(huì)造成負(fù)壓現(xiàn)象，它嚴(yán)重威脅著罐體的安全。另外，發(fā)酵罐放料速度過快而進(jìn)風(fēng)量不足時(shí)；發(fā)酵罐進(jìn)行堿水洗滌，罐內(nèi)的二氧化碳被堿液吸收并且體積收縮時(shí)；熱堿水洗滌后，再用冷水沖洗時(shí)，都易發(fā)生真空抽罐現(xiàn)

11、象。為此建議，清洗發(fā)酵罐時(shí)的溫度不宜超過40。一旦形成真空，就會(huì)造成罐體的損壞。因此，要根據(jù)工作壓力的要求設(shè)置正、負(fù)壓安全閥。負(fù)壓保護(hù)閥多采用薄膜式真空閥，它便于空氣進(jìn)入罐內(nèi)，平衡罐內(nèi)外的壓力。它最大的優(yōu)點(diǎn)是易于清洗，不存在污染問題。第二節(jié) 錐形罐相關(guān)附件一、罐頂裝置錐形罐最頂部稱為罐頂。罐頂裝置見圖6.5、6.6，包括1個(gè)正壓保護(hù)閥；1個(gè)真空閥；帶管道的cip清洗附件。圖6.5 罐頂裝置實(shí)物圖6.6 罐頂裝置示意圖1cip清洗管 2真空閥 3正壓保護(hù)閥 4自清洗co2排出閥5液位探頭 6照明設(shè)備 7噴球 8罐頂法蘭 9對(duì)接法蘭1正壓保護(hù)閥發(fā)酵罐內(nèi)壓力升高時(shí)，會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。因此必須安裝正壓保護(hù)閥

12、?？展薜膲毫ψ兓貏e明顯，罐容越大，危險(xiǎn)性就越大。正壓保護(hù)閥安裝在錐形罐的頂部，有配重式（見圖6.7）和彈簧式（見圖6.8）兩種。圖6.7 配重式正壓保護(hù)閥 圖6.8 彈簧式正壓保護(hù)閥2真空閥或負(fù)壓保護(hù)閥大罐對(duì)真空很敏感，較小的負(fù)壓就會(huì)導(dǎo)致其外形的改變。負(fù)壓造成的危險(xiǎn)遠(yuǎn)比大罐超壓要大。即使溫度只有很小的變化，也會(huì)造成較大的氣體體積的變化。真空閥（見圖6.9）的質(zhì)量和安裝必須可靠。在正常壓力或超壓狀態(tài)下，通過自身重量關(guān)閉孔道，在出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，則閥蓋被提升，外界空氣被吸入。必須防止真空閥被粘糊或凍結(jié)。為此，真空閥要與cip清洗系統(tǒng)相接，以便于清洗。3cip清洗裝置錐形罐當(dāng)然要采用cip系統(tǒng)清洗。沖洗

13、噴頭與罐頂裝置相連接，保證罐頂和罐體都能很好地被清洗。清洗罐頂裝置時(shí)，要卸下所有的閥門，以防止粘連。以罐的周長為單位計(jì)，清洗液的量通常需要每米每小時(shí)30hl。清洗大容量發(fā)酵罐一般的噴頭是不行的，要用特殊的清洗裝置，一般可分為兩種：（1）定向高壓沖洗器（見圖6.10）其工作原理就是將清洗液以較高壓力定向沖洗罐壁，達(dá)到去除污垢的目的。 圖6.9 真空閥 圖6.10 定向高壓沖洗器 1閥體 2與罐連接的進(jìn)口管 3外部空氣進(jìn)管（2）渦輪式噴淋洗罐器（見圖6.11）它可在給定時(shí)間內(nèi)提供360范圍內(nèi)密集清洗，噴淋距離16m，最高工作溫度95，清洗發(fā)酵罐的規(guī)格可達(dá)700m3。其工作原理為清洗液流經(jīng)渦輪、齒輪

14、裝置和噴頭本身，然后分散到4或8個(gè)噴嘴，產(chǎn)生高密度的噴射。由于噴頭和噴嘴的轉(zhuǎn)速差異，噴射會(huì)產(chǎn)生一個(gè)控制的圖案保證清洗距離內(nèi)的區(qū)域得到有效的清洗。完整的清洗圖案在噴頭旋轉(zhuǎn)43圈后產(chǎn)生，然后重新開始。另外，2個(gè)外部的噴嘴可保證對(duì)噴頭本身外表面進(jìn)行清洗。機(jī)體轉(zhuǎn)3圈清洗效果放大圖4噴嘴8噴嘴帶有8個(gè)噴嘴的旋轉(zhuǎn)噴頭清洗時(shí)產(chǎn)生的圖案密度比4個(gè)噴嘴高一倍，這使清洗時(shí)間更短。其清洗效果對(duì)比見圖6.12。圖6.11 渦輪式噴淋洗罐器 圖6.12 洗罐器4嘴與8嘴清洗效果對(duì)比采用洗罐器的優(yōu)點(diǎn)：同其它清洗方式相比，具有強(qiáng)力的噴射和高效清洗效果；能節(jié)約清洗時(shí)間；水和清洗劑的用量降低；自我清洗設(shè)計(jì)，無自身污染。二、發(fā)酵

15、罐的其它附件1溫度計(jì)在主酵過程中，需要進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度控制和精確的溫度測(cè)量。由于在這期間罐內(nèi)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的對(duì)流，形成溫差，因此需要在罐的上部1/3處和罐的下部1/3處分別安裝溫度計(jì)。現(xiàn)在啤酒廠的溫度控制多采用計(jì)算機(jī)。2液位高度顯示器罐內(nèi)液位的檢查很重要。通過壓差變送器，可以將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為液位高度。通過計(jì)算機(jī)，可以很方便地?fù)Q算出罐內(nèi)酒液的體積。3壓力表或壓力傳感器在發(fā)酵和貯酒過程中，必須監(jiān)控錐形罐的壓力。壓力顯示使用傳統(tǒng)的壓力表，或使用壓力傳感器與計(jì)算機(jī)連接，采集數(shù)據(jù)，隨時(shí)檢查正、負(fù)壓保護(hù)閥是否正常。4最低液位探頭和最高液位探頭每個(gè)錐形罐都安裝有最低液位和最高液位探頭，以保證在進(jìn)液時(shí)不超過最高液位

16、，在出罐時(shí)能終止液體的流出。探頭的作用十分重要。在此要特別闡明：若達(dá)到最高允許液位時(shí)，進(jìn)液仍未停止，則在發(fā)酵時(shí)，泡沫上升的自由空間就會(huì)不夠。泡沫會(huì)通過罐頂閥門并從上升管中流出，由此使整個(gè)設(shè)備都被泡沫“污染”，造成很大的危害。此外，錐形罐的酒液全部排空會(huì)使罐中吸入大量空氣，損失同樣不?。ㄟM(jìn)液時(shí)，還得備壓）。5取樣裝置錐形罐上設(shè)有取樣口，取樣口與自動(dòng)取樣裝置連接。自動(dòng)取樣裝置借助于固定安裝的小泵進(jìn)行循環(huán)，利用此泵可隨時(shí)進(jìn)行酵母或嫩啤酒的取樣。從管道中取樣的可行辦法有：（1）隨機(jī)取樣?？稍谌我鈺r(shí)刻取樣，多次樣品混合，通過分析得出產(chǎn)品質(zhì)量的平均結(jié)果。（2）多次取樣。在給定的時(shí)間內(nèi)取樣，可反映一定時(shí)間內(nèi)

17、樣品的情況。（3）有代表性的平均取樣。能真正代表樣品。先將樣品容器內(nèi)備壓至產(chǎn)品流過管道中的壓力并不斷調(diào)整，與其保持一致。樣品的取出與流速成正比；這樣，在“量和質(zhì)”上才能真正代表產(chǎn)品及其組成情況。6檢查孔有時(shí)必須檢查錐形罐是否有下列情況發(fā)生：（1）出現(xiàn)裂縫或腐蝕；（2）罐上或管道中的死角。因此，發(fā)酵罐一般上下各開一個(gè)可關(guān)閉的人孔，其直徑至少為50cm。下部人孔在錐體最下端出口處，旋松螺母即可卸下。三管道連接與閥門接管板大多數(shù)的啤酒廠使用多路管道連接板（見圖6.13）。在多路管道連接板上，由于采用活動(dòng)的拱形連接管，故僅用很少的手柄就可以連通所期望的管道。通過手動(dòng)碟閥或遠(yuǎn)控碟閥（見圖6.14）就可以

18、打開或關(guān)閉連接系統(tǒng)。圖6.13 管道連接板避免吸氧特別重要，因?yàn)橐坏┪?，必然?huì)導(dǎo)致質(zhì)量下降。為此要隔離氧氣。隨著時(shí)間的推移，閥的密封性會(huì)變差，若清洗堿液進(jìn)入啤酒中，則會(huì)造成巨大損失。因此，必須采取一切措施避免損失發(fā)生。 87564321圖6.15 雙座閥1空氣進(jìn)管 2粗大彈簧 3壓縮空氣下面進(jìn)入4小壓縮彈簧 5閥桿 6上閥 7泄露導(dǎo)管8底座圖6.14 蝶閥（左）和遙控蝶閥（右）2雙座閥與閥陣為了保證較高的安全可靠性，人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂秒p座閥。尤其生產(chǎn)質(zhì)量要求較高的純生啤酒，企業(yè)大都采用了這種先進(jìn)的、自動(dòng)化程度較高的雙座閥，代替了蝶閥，使清洗有了保證，從而實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。雙座閥的工作原理：雙座閃

19、具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）帶泄漏識(shí)別功能；（2）清洗時(shí)無衛(wèi)生死角；（3）物料不易混合，混合液可排出；（4）可自動(dòng)化控制。啤酒企業(yè)安裝雙座閥使生產(chǎn)自動(dòng)化成為可能，且清潔衛(wèi)生可靠，缺點(diǎn)是一次性投資較大。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，使用雙座閥組成閥陣，其生產(chǎn)流程示意圖可見圖6.16。當(dāng)然不同公司生產(chǎn)的閥不盡相同，但只要是防泄漏閥，在兩個(gè)閥之間總設(shè)有一個(gè)泄漏液無壓排出的自由空間。第三節(jié)錐形罐的降溫控制一、錐形罐的冷卻酵母在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，為使發(fā)酵和后熟在設(shè)定的工藝溫度下進(jìn)行，則必須進(jìn)行冷卻。冷卻方式發(fā)酵罐的冷卻降溫有兩種方式，一是間接冷卻方式；二是直接冷卻方式。（1）間接冷卻方式（見圖6.16） 冷媒是乙

20、醇或乙二醇與水的混合液，它在氨制冷機(jī)的蒸發(fā)器箱中進(jìn)行冷卻，溫度一般控制在5左右，它主要用于麥汁冷卻和發(fā)酵罐的降溫。制冷機(jī)制冷機(jī)冰水箱發(fā)酵罐泵冷媒蒸發(fā)器膨脹閥散熱器圖6.16 間接冷卻方式氨泵發(fā)酵罐氨收集器553氨壓縮器氨蒸發(fā)器氨分離器油分離器圖 6.17 直接冷卻方式（2）直接冷卻方式（見圖6.17） 氨制冷機(jī)中的制冷劑液態(tài)氨直接在錐形罐的冷卻夾套中蒸發(fā)并吸熱，對(duì)發(fā)酵罐中的酒液進(jìn)行降溫。2 冷卻夾套（1）間接冷卻方式 帶通過乙醇或乙二醇與水的混合液（冷媒）。它采用水平流動(dòng)的冷卻管段（見圖6.18），液體從下面流入，從上面流出。它必須能承受冷卻劑靜止?fàn)顟B(tài)下的壓力。（2）直接冷卻方式 冷卻夾套中冷

21、媒是液態(tài)氨，流動(dòng)方式為半圓管的垂直流動(dòng)式（見圖6.19）或水平流動(dòng)式（見圖6.20）。液氨從上面經(jīng)過分配管進(jìn)入，向下流動(dòng)。采用垂直流動(dòng)式時(shí)，冷卻夾套不分區(qū)段。使用液氨直冷方式，工作壓力可以達(dá)到1.16mpa。設(shè)備制作時(shí)，要保證各處焊接良好，不得有液氨滲漏，否則，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量和安全問題。3兩種冷卻方式的比較與使用乙醇或乙二醇的間接冷卻方式相比，液氨直接蒸發(fā)冷卻具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)約能源20左右。直接蒸發(fā)的壓縮機(jī)工作溫度只需5左右即可；而采用間接冷卻方式時(shí)，壓縮機(jī)需要在低得多的溫度下進(jìn)行，由此而使制冷機(jī)的制冷能力偏低。另外，冷媒液氨的輸送量也小得多。（2）需要的設(shè)備少。不需要間接冷卻所用的列

22、管換熱器，乙二醇和膨脹閥等器件。 圖6.18 乙醇或乙二醇冷卻管段 圖6.19 液氨冷卻垂直管段 圖6.20 液氨冷卻水平管段 （3）需要的絕熱材料少，安裝費(fèi)用低。使用的管道和容器少，減少了絕熱材料的消耗，節(jié)省了安裝費(fèi)用。 由于以上顯著的優(yōu)點(diǎn)，越來越多的啤酒廠采用了液氨直接蒸發(fā)冷卻方式。 二、發(fā)酵液在發(fā)酵罐中的對(duì)流方式在同一發(fā)酵罐中，各點(diǎn)的溫度并非均勻一致。主發(fā)酵階段的對(duì)流與后發(fā)酵階段的對(duì)流方向是完全相反的。1主發(fā)酵階 溫度高的啤酒向上流動(dòng)，溫度低的啤酒則向下流動(dòng)。所以，在此階段，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)錐形罐上部的冷卻。冷卻后的啤酒向下流動(dòng)，而溫度較高的啤酒繼續(xù)向上流動(dòng)（見圖6.21），由此循環(huán)往復(fù)，直到達(dá)

23、到工藝要求的溫度為止。2冷貯藏階段 此時(shí)，發(fā)酵罐中酒液的流動(dòng)方向與主發(fā)酵階段的剛好相反?？梢运疄槔f明。水在4時(shí)密度最大，高于或低于4水的密度均小于4。因此，水溫低于4時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)方向是由下向上的。同樣，啤酒在2.5時(shí)的密度最大（較高濃度啤酒1左右時(shí)密度最大；低濃度啤酒3左右時(shí)密度最大）。所以，冷貯階段中，發(fā)酵罐中的酒液的溫度是上部低，下部高，啤酒的對(duì)流方向是，低溫啤酒向上運(yùn)動(dòng)，高溫啤酒向下運(yùn)動(dòng)（見圖6.22）。因此，后貯階段要加強(qiáng)發(fā)酵罐底部的冷卻。這樣，可以顯著地改善冷卻效果。圖6.21 啤酒主發(fā)酵時(shí)的對(duì)流 圖6.22 啤酒低溫貯藏時(shí)的對(duì)流三、發(fā)酵罐的冷卻夾套和溫度傳感器1 冷卻夾套錐形發(fā)酵

24、罐的冷卻夾套一般分為兩段或三段。罐體部分設(shè)兩段或三段；圓錐部分設(shè)一段。冷卻夾套的位置：柱體上冷卻夾套的頂端一般位于液面以下15cm；柱體下冷卻夾套的頂端則位于50%液位以下15cm。錐角冷卻夾套盡量靠近錐底。2溫度傳感器根據(jù)工藝的需要，開啟不同的冷卻夾套對(duì)酒液進(jìn)行降溫，選擇正確的溫度傳感器得出罐內(nèi)酒液真實(shí)溫度。一般情況下可設(shè)2個(gè)溫度傳感器，下部傳感器設(shè)在柱體的底部；上部傳感器設(shè)在上冷卻夾套的下面。錐形發(fā)酵罐冷卻夾套和溫度傳感器的位置及使用情況見表6.4所示。表6.4 圓柱錐底罐冷卻夾套和溫度傳感器的位置及使用情況罐的作用冷卻夾套的使用溫度傳感器的使用發(fā)酵階段控制溫度由雙乙酰還原溫度冷卻至3深冷

25、至3貯酒階段柱體兩個(gè)冷卻夾套柱體兩個(gè)冷卻夾套錐部冷卻夾套及柱體下部冷卻夾套錐部冷卻夾套下部傳感器下部溫度傳感器上部溫度傳感器上部溫度傳感器四、啤酒的冰點(diǎn)啤酒結(jié)冰的溫度稱為冰點(diǎn)。冷卻溫度不能低于酒液的冰點(diǎn)。否則，酒液易在罐壁結(jié)冰，影響啤酒的質(zhì)量和穩(wěn)定性。啤酒的冰點(diǎn)因啤酒中酒精度含量和浸出物濃度的不同而異，計(jì)算公式如下：t = （ 0.42 + p 0.04 + 0.2）式中 t 啤酒冰點(diǎn)（） 酒精濃度（g/100g） p原麥汁濃度（p）為了避免酒液在罐壁結(jié)冰，冷媒溫度不宜過低，以控制在3左右為宜。第四節(jié) 錐形罐的壓力控制利用錐形罐發(fā)酵，發(fā)酵開始采用無壓發(fā)酵，以利某些劣味揮發(fā)性物質(zhì)（硫化氫、乙醛、

26、雙乙酰等）的排放。二氧化碳回收時(shí)采用微壓（0.010.02mpa）。至發(fā)酵后期，外觀發(fā)酵度達(dá)70%以上時(shí)，封罐，逐漸升壓至0.08mpa左右，使二氧化碳逐漸飽和酒內(nèi)。過早升壓酵母沉降塊，不利于雙乙酰還原。加壓發(fā)酵總是與高溫發(fā)酵相伴而行的。高溫發(fā)酵（13以上）雖然可以加快發(fā)酵速度，但酵母增殖強(qiáng)烈，將產(chǎn)生過多的代謝副產(chǎn)物，影響啤酒質(zhì)量。高溫發(fā)酵通過加壓措施，可抑制酵母過多增殖，避免產(chǎn)生過多的代謝副產(chǎn)物。加壓發(fā)酵控制加壓時(shí)間很重要，加壓過早，酵母增殖受到抑制，影響發(fā)酵速度；加壓太晚，又會(huì)增加代謝副產(chǎn)物的產(chǎn)生。因此，分段緩慢升壓是可取的。酵母接種時(shí)無壓，溫度控制在1012,當(dāng)發(fā)酵度達(dá)25%30%時(shí)（此時(shí)細(xì)胞數(shù)可達(dá)30106細(xì)胞/ml左右），緩慢升壓至0.03mpa左右，然后升高發(fā)酵溫度至16左右（此時(shí)發(fā)酵度為50%左右），壓力也相應(yīng)提高至0.16mpa左右。溫度與壓力的關(guān)系可以下式表示之：罐壓（mpa）= 溫度（）0.01由此而產(chǎn)生的啤酒，其高級(jí)醇和酯類含量明顯較單純高溫發(fā)酵者低（苯乙醇含量并未降低，反而升高），但仍高于低溫發(fā)酵酒，啤酒的風(fēng)味仍然與低溫發(fā)酵者有所區(qū)別，比較粗、苦、澀，雙乙酰則有所降低。第五節(jié) 錐形罐在使用中常見問題錐形罐在中國