啤酒酿酒师培训资料(原料酒花、水).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,啤酒酿酒师职业资格培训教材,二级酿酒师,原料篇,第3节,酒花及其制品生产工艺，质量控制点,第,4,节,酿造水处理,3、酒花及其制品生产工艺，质量控制点,添加酒花的传统方式是使用整酒花，但这种方法不太经济，酒花有效成分的利用率仅为30%左右。为了提高酒花利用率、方便运输和贮存，人们研制出了许多洒花制品。1908年英国首次使用酒花浸膏生产啤酒；1925年，德国人库尔巴哈（Kolbach）报道了酒花浸膏专利。,酒花制品的优点：因为体积小，贮存、运输方便，费用大为降低；酒花苦味质收得率高。采用酒花制品，糖化时，在回旋深沉槽中即可分离，简化了糖化工艺；酒花制品可以准确地控制苦味质含量，因而添加要实现自动计算。,1）普通压缩酒花生产,传统的酒花生产工艺包括酒花采摘、干燥、人工回潮、压制和打包几个工序。新采收的酒花朵含水分75%-80%，在特制的干燥炉篦子上用热空气干燥至水分为6%-8%，使花梗脱落，再经人工回潮至水分10%左右，再经压制、打包，包装密度在350-500kg/m,3,。我国一般有50、100kg/包两种包装。,压榨酒花就在低温、隔绝空气、避光及有防潮措施的条件下贮藏，长期保藏应在干燥条件下，温度低于-4。周转保藏（不超过一个月）也应在0以下。,贮藏酒花温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，软树脂逐步氧人化聚合成无酿造价值的硬树脂，多酚氧化聚合，使黄绿色的酒花变成红褐色，这种酒花一般就已经丧失酿造价值。,2）颗粒酒花,颗粒酒花已成为世界上使用最为广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的50%以上。颗粒酒花就是把整酒花粉碎，经过磁性分离，筛分出金属、石块等杂物，然后进入压粒机（同时可充入CO2或液氮）压制成直径2-8mm，长约15mm的短棒状颗粒，经过冷却筛选（筛选出的细粉可以进入压粒机重新利用）后，再抽真空或者充入氮气、二氧化碳等惰性气体包装而成。,根据加工方法不同，颗粒酒花可以分为90型颗粒酒花、45型号颗粒酒花以及预异构化颗粒酒花。,（1）90型颗粒酒花（普通颗粒酒花）：90型颗粒酒花因减少了部分水分及梗叶等杂物，只为酒花原重的90%。一般用铝箔包装，每袋10kg或20kg。此种颗粒酒花所含的-酸量，由所采用的酒花品种所决定。加工过程中，-酸损失较小。,（2）45型颗粒酒花（浓缩颗粒酒花）：45型颗粒酒花质量只为酒花原重的45%，-酸和酒花油含量比90型颗粒酒花高，-酸可高达20%。加工过程中-酸损失大，因而成本高，价格贵，而且需要比较复杂的设备。,（3）预异构化颗粒酒花：这种颗粒酒花系将-酸预先异构化，再制成颗粒。即将上述添加Mg（OH）,2,的稳定型颗粒酒花，在不超过80下，绝氧加热，在2h内可较容易地将-酸镁盐转化为异-酸镁盐。其转化率可达90%以上，但对酒花其他成分则影响不大。其生产流程为：整酒花经粉碎筛分去杂质后，添加1%食品级Mg（OH）,2,，压粒后经绝氧加热冷却包装而成。,3）酒花浸膏,酒花浸膏是以液态、超临界二氧化碳或以水为介质，以颗粒酒花为原料提炼而成的粘稠膏状液体。常见的酒花浸膏品种有：二氧化碳酒花浸膏、异构化酒花浸膏、还原异构酒花浸膏等。,各个品种的酒花浸膏均有如下特点：酒花浸膏是浓缩产品，体积小，包装简单、实用，因而贮存、运输非常方便。,需要注意的是：因为酒花浸膏不含单宁等多酚物质，不宜单独使用，必须与颗粒酒花搭配使用，才能达到理想的蛋白质凝聚和沉淀效果。,超临界二氧化碳酒花浸膏是以颗粒酒花为原料，利用超临界二氧化碳在,50,，,30MPa,条件下进行萃取，然后在较高的温度下回收浸膏。由于二氧化碳是选择性的溶剂，酒花中的硬树脂、单宁、脂肪等物质不会溶解在浸膏中（表,1-1-10,）,表,1-1-10 CO,2,萃取酒花浸膏的组成,超临界态,CO,2,萃取的浸膏,液态,CO,2,萃取的浸膏,总树脂含量（,%,）,77-98,80-98,-,酸含量（,%,）,27-41,35-55,-,酸含量（,%,）,43-53,25-35,挥发油含量（,%,）,1-5,3-10,硬树脂含量（,%,）,5-11,0,多酚物质含量（,%,）,0.1-5,0-2,水分（,%,）,1-7,0-2,脂肪和木质素含量（,%,）,4-13,0-8,4,）异构浸膏,异构浸膏的特点是它在啤酒中具有良好的溶解度，并只含有,-,酸的异构物，乳化剂和水，不含有多酚物质和酒花精油，它适宜于添加在过滤啤酒中。理论上它的使用量可以占啤酒花用量的,25%,，并不改变啤酒的风味。它虽有商品性生产，但使用不多，有时应用于调整啤酒的苦味值。,制造方法：酒花球果粉碎萃取调节,PH8.5,并加入催化剂,（钾盐）,加热异构化转入水箱中分离溶剂得到纯异,-,酸，调节,PH,至弱碱性，加乳化剂和有机起泡剂注于金属罐。,5,）酒花精油,酒花油主要是芳香成分，如果添加异构酒花浸膏，则酒花油成分已被预先除掉了。此外，在煮沸锅加酒花的方法，其酒花油成分不是被挥发，就是被氧化，所以人们制出了许多纯度较高的酒花精油。提取方法有两种：,（,1,）常温酒花油蒸馏液,在常压下，利用水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸出酒花中的酒花油，制成油水乳浊液。此液碳氢化合物比值大，而且含有一部分在蒸馏过程中形成的含硫化合物，此类物质浓度在,1g/L,时就会使啤酒产生恶劣的气味。,（,2,）低温酒花油蒸馏液,在真空条件下，,20,左右手，用水蒸气蒸馏法蒸出酒花中的酒花油，由此蒸出的馏分绝大多数是酒花中原有的成分，未经什么变化，含硫物质也比较少，一些低溶解度的碳氢化合物，被残留在酒花中而未被蒸出，因此，这种蒸馏液的碳氢化合物比值相对较低，它的风味相对较好。低温蒸馏液蒸出后，可直接与水混合，配成,1000,2000mg/L,的乳化液，在贮酒时和滤酒时添加，其用量为,1/1000,1/4000,，相当于啤酒中含有,0.25,1.0mg/L,的酒花油。,4,、酿造水处理,啤酒酿造用水，首先应符合生活饮用水标准，其中某些项目还应符合酿造啤酒类型所对应的水质要求。如某些项目达不到上述两项的规定，为了适应工艺需要，保证和提高啤酒质量，应对酿造水作适当的改良和处理。要从全面分析水质状况和酿造啤酒的类型、生产规模等方面综合考虑，选择有效、简单、方便的改良或处理方法。,啤酒酿造用水的水质处理方式，包括下面内容：,机械过滤：除去水中悬浮杂质，改善水的色度和透明度；,软化处理：降低水的硬度；,水质改良：改善酿造用水的性质；,除盐处理：降低水的硬度和除去水中的有害离子；,吸附过滤：改善水的色度，减少有机杂质和微生物；,消毒与灭菌：杀死和减少水中微生物及藻类。,啤酒酿造用水处理方法的选择，见（表,1-1-11,）所示。,表,1-1-11,啤酒酿造水处理方法的选择,水质主要缺点,处理方法,选择意见,1,、悬浮杂质多，透明度低,（,1,）机械过滤,（,2,）加凝聚剂过滤,凝聚剂不得过量,2,、单纯暂硬和碱度大（,8,度）,（,1,）煮沸法,（,2,）加石膏法,（,3,）加酸改良,热能浪费大，（,2,）（,3,）可结合使用,3,、单纯暂硬太高碱度太大,（,8,度）,（,1,）加石灰处理,（,2,）离子交换法,（,3,）电渗析法,经济，费时，处理后,PH,升高，电渗析法经济，但浪费水，处理后还需离子调整,4,、总含量盐量高（,500mg/L,）某些有害离子超标，总硬,20,度,（,1,）电渗析法,（,2,）离子交换法,（,3,）反渗透法,根据水质选择其中几种组合,5,、单纯有机物多或余氯高或好氧量大,活性炭过滤,处理前水质应透明，无太多悬浮杂质及胶体杂质,6,、细菌总数超标,（,1,）砂滤、紫外线消毒,（,2,）加氯,常用于洗酵母水及稀释用水，使用前应脱氧,1,）加石膏改良,国内啤酒厂在投料水中普遍采用加石膏改良。加石膏改良的主要原理如下：,（,1,）消除,HCO,3,、,CO,3,2,的碱度,Ca,2+,2HCO,3,CO,2,+CaCO,3,+H,2,O,CaSO,4,+Na,2,CO,3,CaCO,3,+Na,2,SO,4,（,2,）消除,K,2,HPO,4,的碱性,4K,2,HPO,4,+3CaSO,4,Ca,3,（,PO,4,）,2,+2KH,2,PO,4,+3K,2,SO,4,（,3,）缺,Ca,2+,的水中调整,Ca,2+,浓度,当酿造水中,Ca,2+,低于,30mg/L,时，加石膏进行调整。,石膏添加方法和用量：按计算量直接投入投料水中即可。,为了消除碳酸盐的碱度，可按下式计算：,W=nV3.071.3,式中,W,每,100L,投料水需石膏的克数（,g,）,n,投料水的碳酸盐硬度（度）,V,投料水量（,hL,）,3.07,每克碱度相当的,CaO,石膏克数,CaSO,4,2H,2,O/CaO,172/56,3.07,1.3,石膏附加系数（考虑到石膏的纯度）,加石膏改良酿造水可能出现的副作用及注意点：,加石膏后伴随产生磷酸钙沉淀，即损失部分可溶性磷酸盐，此磷酸盐是麦汁缓冲物质和酵母营养成分之一。,如果醪液中存在碗酸氢镁时，会产生硫酸镁，给啤酒带来苦涩味。,水中存在,0.71-1.07mmol/L,硫酸钙硬度就可消除,0.36mmol/L,碳酸盐硬度带来的危害，含硫酸钙硬度高的水（如超过,2.85-3.57mmol/L,），应少加或不加石膏，否则弊多利少。可用,CaCl,2,代替石膏。,酿造水中含磷酸盐硬度太高时，应首先软化至,1.07-1.43mmol/L,，再加,50-80g,石膏,/L,水，效果较好。,对水质特别软的酿造水，或除盐处理较彻底的水，补加石膏能改善糖化和麦汁质量。,石膏,20,时的溶解度为,2.05mg/L,，在,32-41,间溶解度最大，应选择溶解性能好，纯度 高的石膏。,2,）加酸改良,通过加酸消除酿造水中由碳酸氢盐所形成的碱度。,这是一种既简便又行之有效的方法，国内外普遍采用。加酸不能改变水的总硬度，但是可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，改变两者比值，达到降低水的残余碱度（,RA,值）和,PH,值，改善水质的目的。其反应如下：,Ca,（,HCO,3,）,2,+2H,+,CO,2,+Ca,2+,+2H,2,O,如果水的总硬度和暂时硬度都较高时，应先以其他方法处理水，然后加酸降低,RA,值。,在糖化锅中加酸和在煮沸锅中加酸，对降低,PH,值的效果不同。在煮沸锅中加酸量只需在糖化锅中加酸量的一半，即可降低相同的,PH,值。虽然如此，为了适应糖化时酶的作用，仍应将一部分酸加入糖化锅和糊化锅中，以降低醪液,PH,值，有利于酶的作用。,加酸的数量，不是依据水质，而是依据某反应需控制的,PH,。,加酸的种类，原则上是凡符合食品添加剂使用规定的酸均可以添加，我国食品添加剂卫生标准（,GB2760-2007,）规定在食品中可使用酸度调节剂为：柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、偏酒石酸、醋酸、磷酸等。最大使用量为“正常生产需要量”。,啤酒厂加酸的种类不一，一般以加乳酸者多，也有加盐酸、磷酸、硫酸者。添加各种酸对啤酒风味的影响说法不一，各有偏爱。添加乳酸酒味较醇和，过多则出现苦涩；添加盐酸能使啤酒酒体口味圆润丰满，但,Cl,离子过高易腐蚀管道设备。添加硫酸要视原水中硫酸根离子含量而定，过高的硫酸根离子会使啤酒口味淡薄、苦涩；添加磷酸一般是为了增加酵母营养，一般麦汁中已有足够的磷酸盐，无须另外补充。,3,）离子交换法处理水,离子交换法在水处理和制造高纯水中应用最广泛，啤酒酿造水的处理中，也常用这种方法。它是利用离子交换剂（如树脂）中带的离子（如,H,+,、,Na,+,、,OH,、,Cl,）去交换水质中相同符号的离子：,2RSO,3,H,+,+Ca,2+,（,RSO,3,）,2,Ca+2H,+,RN,+,OH+ClRNCl+OH,水中,Ca,2+,、,Cl,被离子交换剂上,H,+,、,OH,交换而除去，离子交换剂被,Ca,2+,、,Cl,交换饱和后，可用,HCl,、,NaOH,再生，反复使用。,近代离子交换剂均是化学合成法制成具有树脂状结构的高分子化合物：如苯乙烯系、丙烯酸系、兼性巨孔型等骨架，均可用,R-,表示。,（,2,）离子交换剂的种类,根据结合可交换基团的特性可分成：,磺酸型,RSO,3,H,+,属强酸型,羧酸型,RCOOH,+,属弱酸型,季胺型,R,NH,+,OH,属强碱型,叔、仲、伯胺型,R NH,+,OH,、,R=NH,2,+,OH,、,R-NH,3,+,OH,均属弱碱型,离子交换树脂和水中各种离子交能力（选择性）的强弱是由各种离子和树脂亲和力的强弱决定的。,（,3,）各种离子交换树脂的使用性能,磺酸型强酸性阳离子交换树脂,对水中阳离子的交换顺序为：,Fe,2+,Al,3+,Ca,2+,Mg,2+,K,+,Na,+,H,+,Li,+,可用来去除水中的,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Na,+,，并同时释放出来自,HCO3,的,CO2,和来自其它盐类的无机酸，用饱和石灰水中和掉无机酸，形成的非碳酸硬度全部是钙硬，即降低了残余碱度，又消除了,Mg,2+,对口味带来的不良影响。,其使用受非碳酸盐硬度（特别是硝酸盐含量高）的限制，如果非碳酸盐硬度过高，应考虑弱碱型阴离子交换树脂联用。,羧酸型弱酸性阳离子交换树脂,交换顺序为：,H,+,Fe,2+,Al,3+,Ca,2+,Mg,2+,K,+,Na,+,Li,+,主要用于去除碳酸盐硬度，对碳酸钙含量较高而镁硬含量较低的水效果最佳。使用该树脂，水的非碳酸盐硬度不改变。只能去除部分,Na,+,，要全部去除,Na,+,，要用强酸型阳离子交换树脂。该树脂使用过程中会产生,CO,2,气体，需要设置,CO,2,脱气塔，并配合机械鼓风排除。,季胺型强碱性阴离子交换树脂,交换顺序为：,SO,4,2-,NO,3,-,Cl,-,OH,-,F,-,HCO,3,-,HSiO,3,-,可以和阳离子树脂联用，也可以单独使用，去除硝酸盐。可以用,NaCl,再生，也可以用酸再生，使用方便，经济实惠。但缺点是所有阳离子被交换下来，形成的非碳酸盐全部是氯化物，对啤酒口味不利，也容易腐蚀设备和管道，只适用于低盐水，处理珀非碳盐硬度不变。,叔胺型弱碱性阴离子交换树脂,交换顺序为：,OH,-,SO,4,2-,NO,3,-,PO,4,-,Cl,-,HCO,3,-,主要用于非碳酸盐硬度的处理，可以降低或除去某些阴离子含量，也是除去硝酸盐的主要方法。可以用来中和强酸型阳离子树脂处理后水中的无机酸，一般情况下，弱碱一性阴离子交换树脂与强酸型树脂联用，能将水中离子去除的比较干净。,啤酒酿造水的处理，由于不需要除去水中的全部离子，除盐要求低，可根据水质选择比较简单的系统，依水质按下述顺序选择：,弱酸,弱碱,单级复床系统,强酸,弱碱,单级复床系统,强酸,脱气,强碱,单级复床系统,强酸,弱碱,脱气,强酸强碱混合床系统,啤酒酿造水处理的交换树脂再生只能用,2%-5%HCl,和,NaOH,。,（,4,）对原水的要求,使用离子交换树脂处理的原水必须符合如下条件：,原水不含有无机或有机的混浊物，浊度低于,10mg/L,以下，,KMnO,4,耗氧量,2mg/L,。,不含有藻类、原生动物，细菌总数,100,个,/ml,。,游离氯,0.1mg/L,，,Fe,2+,+M/N,2+,1.0mg/L,水曙在,2,35,。,4,）离子交换膜电渗析法处理,（,1,）基本原理,电渗析水处理是离子交换处理的一种特殊形式，水中无机离子在外加直流电场作用下，向两极迁移时，受到阳、阴离子交换膜对水中离子选择性透过，使水中一部分的离子迁移另一部分水中，使处理水分成三部分：被处理后的低离子水、浓水（高离子含量）和极水。,（,2,）电渗析法的特点,离子交换膜只通过交换机制，协助离子“搬家”（让相同电荷的离子透过膜），它不会像交换树脂那样直接参与离子交换而很快失活，因此，不需要经常再生，酸碱耗量低，除盐率一般可在,75%-85%,，基本满足啤酒酿造水的要求。因此，我国啤酒厂在上世纪,70,年代广泛采用这种方法。它的水处理费用较低（每,m,3,水耗电约,0.6-1.0kwh,），运行周期长（每年再生一次）。,如果水质污染严重，悬浮物多，会造成隔板沉结，增加阻力，降低流量；含微生物多会造成膜污染；含铁量高会使膜中毒；水温过高会使隔板老化，膜老化。,本法在淡水、浓水、极水三者直接排放下，只能得到,45%-55%,的淡水，对水资源浪费较大。只有在水资源丰富且价格低廉的情况下，采用本法才比较经济。近代城市大型啤酒厂由于水源紧张，已经较少采用此法来处理酿造水。,5,）反渗透法处理水,（,1,）基本原理,水在外界高压下，使之克服溶液本身渗透压力，而使水分子通过半渗透膜，从而除去水中各种盐类。,（,2,）材料和性能,反渗透的关键在于制造高选择性和高流量的半渗透膜，一般采用合成材料制作，如醋酸纤维素及其衍生物（尼龙）、芳香族聚酰胺及其它有机合成材料。国内多采用醋酸纤维素膜（简称,CA,膜），具有高透水性和较好 的脱盐能力（除盐率,96%-98%,）。此外还有三醋酸纤维素膜（,CTA,膜）、醋酸纤维素的混合酯（,CAP,膜）、醋酸丁酸纤维素膜（,CAB,膜）以及不对称芳香族聚酰胺纤维素膜等。,应用化学溶剂定期对膜进行清洗，可以使半渗透膜的运转寿命长达数年。,（,3,）除盐效果,半渗透膜（,CA,膜）对水中离子的去除能力见（表,1-1-12,）所示。,表,1-1-12 CA,膜的离子去除能力,离子种类,去除率（,%,）,离子种类,去除率（,%,）,Mn,2+,95-99,SO,4,2-,90-99,Al,3+,95-99,PO,4,3-,、,HPO,4,2-,90-99,Ca,2+,92-99,H,2,PO,4,-,90-99,Mg,2+,92-99,F,-,85-95,Na,+,75-99,CO,3,2-,、,HCO,3,-,80-95,K,+,75-93,Cl,-,80-95,NH,4,+,70-90,SiO,3,2-,75-90,Fe,2+,及重金属,98-99,NO,3,-,50-75,有机物,99,反渗透法处理水工艺比电渗析法简单，运转管理方便，运转费用低，特别适用于固形物含量高的水，并可实现 高度自动化操作，介投资较高。,6,）活性炭吸附过滤水,（,1,）基本原理,活性炭表面和内部布满了微孔，微孔直径平均,2-5nm,，当杂质分子直径接近活性炭微孔直径时，就很容易被吸附，还可以借助巨大比表面积的吸附作用及机械过滤作用，除去水中多种杂质。,（,2,）吸附性能,使用的活性炭具有,600-1200m2/g,的表面积，以及,0.6-1.0m3/g,的内孔体积，其吸附性能见（表,1-1-13,）所示。活性炭过滤器的过滤参数见（表,1-1-14,）。,表,1-1-13,活性炭吸附性能,除去水中杂质种类,作用原理,吸附率或去除率,有机物质,微孔吸附,90%,以上,2nm,悬浮物及胶体物质,机械过滤,/,金属离子,微孔吸附,Hg,（,90-99%,）；,Ag,（,90%,）；,Sn,（,100%,）；,Pb,，,Ni,，,Cr,，,Co,一定数量吸附,活性余氯,表面还原作用，次氯酸还原成氯离子,要去除水中氯离子,6mg/L,氯酚及酚,吸附,表,1-1-14,活性炭过滤器的参数,（,3,）活性炭使用期和应用范围,活性炭使用期随水质而异，正常运转下可使用,3,年，当应用再生法而无法恢复其吸附能力时，就予以更新。,活性炭吸附过滤广泛应用在除去水中有机杂质和水中分子态胶体微细颗粒杂质，多用于电渗析法和离子交换法的预处理，也有作为退氯等措施用。但原水本身要求水质清澈透明，没有大颗粒悬浮杂质，否则易堵塞微孔。,参数,过滤兼吸附,单吸附,原水流速（,m,3,/h,）,6.1,6.1-12.2,活性炭层厚度（,m,）,0.75-1.5,1.5-3.0,反冲强度（,L/sm2,）,3.0-10.2,3.4-10.2,器顶部最小空隙（,%,）,30,30,活性炭粒径（,mm,）,0.19-1.5,0.19-1.5,以上为啤酒原料篇,第3节：,酒花及其制品生产工艺，质量控制点,第,4,节：,酿造水处理,接下来为,第,5,节：,啤酒原辅料配比的原则,和第,6,节,投料量的计算,