淺谈啤酒工艺的麦汁充氧.doc

浅谈啤酒工艺的麦汁充氧 摘要：在阐述啤酒生产过程中，麦汁充氧的作用和机理，并依据生产工艺的要求，进行理论充氧量的计算。同时按照车间麦汁充氧的经验方法，进行麦汁充氧。跟踪相关阶段和相关时间的麦汁溶氧情况，以此与理论计算相对照，指导啤酒生产中的麦汁充氧工作。 关键词：麦汁? 充氧? 影响因素? 酵母增殖 一、冷麦汁的充氧的机理和作用 现代糖化生产工艺要求麦汁在冷却之前进行严格避氧。在糖化麦汁生产的前期阶段要求在正常生产时，不允许打开人孔，减少醪液的氧化。麦汁在煮沸结束送入沉淀槽的过程几乎不含氧，同样不充氧的冷麦汁溶氧的含量也很低（见表1） 表1? 冷却麦汁未充氧时的溶解氧含量 ? 麦汁批次 麦汁温度（℃） 溶解氧含量（ppm） 取样点 287批（进罐第一批） 9.0 0.017 冷却薄板后取样阀 288批（进罐第二批） 8.6 0.040 289批（进罐第三批） 8.7 0.024 290批（进罐第四批） 8.9 0.030 291批（进罐第五批） 8.6 0.022 292批（进罐第六批） 8.8 0.020 平均值 0.026 ? 酵母在繁殖的过程中需要氧气作为能源。在啤酒的发酵过程中，酵母的代谢过程包括有氧呼吸和厌氧发酵两个阶段。 ? 1、有氧酵解阶段，酵母进行有氧呼吸消耗发酵液中的营养物质，生成二氧化碳、水和大量的能量，作为生命活动和繁殖的重要过程。 ? 2、厌氧发酵阶段，酵母消耗糖进行无氧发酵产生酒精、二氧化碳和少量的能量。酵母的繁殖一般在有氧呼吸阶段，生产过程中添加到麦汁中的酵母量在（12～18）×106个/ml，按生产工艺要求，要保证旺盛的主发酵，必须使主发酵时期的酵母数达到60～80×106个/ml，这说明在主发酵开始阶段，酵母必须有一个迅速的增殖的阶段。而大罐中的麦汁成分已经定型，糖分和氮源一定，酵母的增殖取决于氧的供给。酵母细胞在增殖时，首先要在细胞壁内形成半透明的细胞膜，细胞必须依赖于氧原子与类脂的结合，形成甾醇最终才能产生新的酵母细胞。 经充氧的冷却麦汁添加酵母后，酵母细胞会立即开始消耗氧气，而当麦汁中无氧时，甾醇的形成即告终止。只要有可发酵性浸出物，新酵母细胞的形成还有可能，但经2～3次厌氧发酵后，新酵母的产生就会彻底结束 二、氧气在麦汁中的溶解的影响因素 1、氧在麦汁中溶解受温度的影响。 ? 在不同温度下，压力为0.001MPa时，氧在水和麦汁中的饱和溶解度（见表2）。 ? ?? ? ? ? 表2????? 氧气饱和溶解度的对比 温度（℃） 水中（ppm） 12％麦汁中（ppm） 0 14.5 12.5 5 12.7 10.5 10 11.2 9.2 15 10.0 8.1 20 9.0 7.4 90 2.3 - 2、氧在麦汁中溶解受麦汁浓度的影响 ????? 麦汁浓度越高，氧饱和溶解量越低（见表3） 表3?????? 10℃ 麦汁浓度（％P） 氧饱和溶解量（ppm） 4 10.1 8 9.7 12 9.2 18 8.1 3、氧在麦汁中溶解受氧分压的影响。 ?? 麦汁中氧的溶解量，符合亨利定律——“在一定的温度和压强下，一种气体在液体里的溶解度与该气体的平衡压强成正比”。氧在麦汁中的溶解度和麦汁氧分压成正比，和麦汁温度成反比。 三、麦汁的充氧设备的原理和结构 现在我部使用的麦汁充氧设备是：文丘里管。 ?? 文丘里管，是一段截面不同的管子，由两端向中部缩小，其最小处称喉颈。麦汁流过时，由于管的截面缩小，流速增大而压力降低。喉颈处的流速最大，压力最小。此处通入无菌空气的支管，高速的麦汁就能将无菌空气吸入并冲散为细小的气泡，是气液相互密切接触，从而达到麦汁溶氧的目的。 文丘里管典型结构图如下： ?????????? 以喉径为基准的雷诺数（Re准数）应在6×104以上大湍流时吸收效率才会高，Re＝ρvL／μ，ρ、μ为流体密度和粘度，v、L通道内平均流速和通道直径。 其弱点：管道收缩喉径造型使麦汁输送流量受到影响，导致冷却时间延长，压力损失大。 三、麦汁充氧量的控制及其理论计算 生产工艺要求控制合适的麦汁充氧量。充氧量太低，不利于酵母的繁殖；充氧量太高，酵母繁殖过于旺盛，会形成多量的α一乙酰乳酸，而且会消耗大量的快速还原性物质，从而导致发酵后期双乙酰还原较慢，发酵副产物中含有多量的高级醇，使啤酒饮后有“上头”感觉。并且过高的充氧量，泡沫高度过高，会造成染菌和发酵罐溢泡的危险。 根据生产实践经验，在2～3小时内用l～2批次糖化麦汁就可满罐，其充氧量达到半饱和状态即可，控制每批次糖化麦汁充氧量为5～6ppm 如果是大容量的室外发酵罐，满罐时间为24小时左右时，我们一般只对进罐半数糖化批次的麦汁进行充氧，充氧量一般在8～12ppm。麦汁一进大罐就应立即开始充氧，因为太迟充氧会延长酵母生长的迟滞期，影响酵母的增