
华润雪花(武汉)啤酒厂
1.实习目的
生产实习是我们专业同学培养的基本要求,主要是通过实际生产实践对自己所学专业形成一个具体的感知和了解,并通过实际操作将自己所学专业知识用于实际生产实践,了解理论与实际之间的差距,了解公司实际生产操作和运营的一般要求和过程,为今后学习和找工作打下一个良好的基础。
本次生产实习是在华润雪花啤酒(武汉)有限公司进行,通过这次实习应该达到以下几个目的:
1. 了解华润雪花啤酒(武汉)有限公司的基本情况,比如该公司的发展情况,公司的主要产品、生产工艺,公司厂区选址及厂区分布情况,主要的生产设备,以及公司的经营管理模式等等。
2. 了解有关啤酒的基本知识,如啤酒行业的发展、现状及其将来的发展趋势,啤酒的生产工艺流程、生产设备及生产原料等。
3. 通过参观学习,将自己大学期间所学的理论知识与实际生产情况进行比较,找出二者之间的区别与联系,这一方面可以加深对相关知识的理解,另一方面找出自己在用所学知识解决实际问题时所存在的不足之处,使自己更加明确今后应该往哪些方面努力才能使自己更好的去适应相关方面的工作。
2.实习意义
这次认识实习使我们完全走出了学校,走出了课堂,给我们创造了一个理论联系实际的机会。使我们在参观学习以及亲身参与生产实践中不仅巩固和加深了我们对专业课程的理解,而且还开拓了视野,增强了专业意识。通过本次生产实践实习,我们学到了很多书上、课堂上学不到的东西,使我们对一个企业的生产管理有了更深的认识,并且使我们对理论与实际的结合有了更加深入的了解,培养了我们用理论知识解决实际问题的能力,最重要的是使我们充分认识到了自己在专业知识以及人际交往中的不足,为我们今后的学习指明了方向并未我们今后工作打下了坚实的基础。具体说来,这次实习的意义具体体现在以下几个方面:
1. 有很多同学一开始对自己的专业不满意,对学校安排的课程也不满意,觉得自己所学专业没有什么发展前景,也觉得自己所学的知识都是一些华而不实的东西,没有什么实际用途,更觉得学了此专业使自己的前途变得渺茫。因此,在平时学习过程中也没有认真去学习,只是敷衍混个文凭了事。而这次实习正好纠正了这些同学心中的错误观念。这次实习使我们看到自己所学知识和实际生产间其实其实有很大联系,我们所学的课程并不是一些华而不实的东西,而是一些很有用的东西,只要自己专业知识学得好,不仅完全可以胜任这方面的工作,而且还有可能会用运自己的专业知识创造更好的业绩。通过这次实习,使我们更加清楚的了解了自己专业具体适用于实际生产的那些方面,所学的专业课程哪些与实际生产联系的更加紧密,自己在这些方面还存在着哪些不足之处。从而使自己更加明确自己今后的奋斗目标,同时对自己的专业和自己的前景重新燃起了希望。
2. 通过参观学习,通过与技术生产工作人员的交流,使我们更加清楚的认识到除了专业知识外,还有哪些技能是实际生产生活中所必须的。通过实习,使我们亲身体会到了现实生活中的生产劳动,使我们更加明确哪些工作岗位适合自己,要从事相关方面的工作自己还有哪些不足之处有待提高。这些信息对于那些准备找工作的同学尤其之重要。
3. 对于准备做毕业设计的同学来说,这次实习更加是一次难得的机会。厂区选址、厂区分布、设备摆放、管道设计以及生产技术参数都是毕业设计的核心内容。这次实习给这些同学提供了一个参考实例,使得在做毕业设计时不至于无从下手。对于那些准备从事设计方面工作的同学来说这个实例也是很有参考价值的。
4. 对于将来准备搞科研的同学来说,这次实习也是很有意义的。通过实习使之对相关行业的发展状况有了更加深入的了解,对相关行业在技术上还存在哪些不足之处有待改善、有待提高有了更加明确的认识。这些信息都为将来准备搞科研的同学提供了一个研究方向。
5. 公司的经营管理模式也是值得注意的。尤其是有意自己创业的学生或者是从事管理相关方面工作的学生,这个公司的经营管理方式也是有一定参考价值的。
6.本次实习也为我们走向社会提供了一次很好的契机。大学毕业我们首先要面对的就是如何融入社会,而实习就为我们提供了一次接触社会、认识社会的机会,也为我们将来走入社会提供了一个良好的开端。
3.实习时间及地点
实习时间:2010年9月1日~2010年9月22日
实习地点:华润雪花啤酒(武汉)有限公司
4.啤酒简介
4.1啤酒发展状况
自20世纪90年代,我国啤酒行业进入了快速发展的阶段,行业发展至今,我国的啤酒产量和人均消费量均有大幅度提升。2007年我国全年啤酒产量3931万千升,人均啤酒消费量30升左右。进入21世纪,各啤酒厂商竞争优势地区逐渐形成,企业要保证业绩继续增长,就必须跳出优势地区,抢占市场份额。这样,行业进入了激烈竞争阶段,行业增速也有了放缓的迹象。2005年-2007年平均复合增长率为8.59%,人均啤酒消费量已经与世界人均消费水平相当。但啤酒行业存在着地区发展不平衡的情况,我国与发达国家相比,人均消费量还有很大的提升空间。我国不同地区差异也较大,地区发展的不平衡为行业发展提供了空间。
啤酒在各个地域发展的不平衡性给啤酒企业带来了机遇。但是目前我国平均啤酒消费量已经接近世界平均水平,各区域企业间的竞争已经不可避免。发达地区啤酒人均消费量已经趋于饱和,如北京、浙江、福建的人均消费量远远超出全国平均30升的水平,所以这部分地区的增长潜力有限。从人均消费量的角度,中西部地区有较大的发展空间,如贵州、云南、两湖、广西、海南、江西、四川等地。从啤酒价格角度,江西、广东、云南、四川、湖南、海南的啤酒零售价格较高,啤酒企业的利润水平高。所以未来行业增长很大程度取决于这些地区啤酒消费量的增长。
在我国,华润雪花、青岛啤酒、燕京啤酒行业龙头企业占据行业绝对垄断优势,行业集中度逐年集中。近年来青岛、燕啤的增长速度基本与行业持平,华润雪花以年27%以上的速度增长,增长速度惊人。
4.2公司简介
华润啤酒(中国)有限公司(China Resources Breweries Co., Ltd.)成立于1994年,2004年更名为华润雪花啤酒(中国)有限公司。是一家生产、经营啤酒、饮料的外商独资企业。管理本部设立于中国北京。
华润雪花啤酒(中国)有限公司背后的两大股东分别是华润创业有限公司和SABMiller国际酿酒集团。华润创业有限公司於联合交易所挂牌,并为恒生指数成份股及恒生伦敦参考指数成份股之一。股份亦以美国预托证券买卖,并可於英国交易所自动报价系统交易。集团专注於消费品业务,遍及及中国,并主要从事零售、饮品、食品加工及经销、纺织及物业投资业务,熟知中国本土文化,具有在中国投资和运营企业的经验,具有丰富的中国企业改造和管理经验,曾获得“亚洲管理素质最佳企业”荣誉。 SABMiller国际酿酒集团在伦敦和约翰内斯堡两地上市,拥有一百多年的啤酒发展历史及先进的啤酒酿造技术,是全球第二大酿造集团。其最终控股公司为中国华润总公司,截至2004年12月底,该公司拥有华润创业54.91%股权。公司目前在及中国内地雇用超过80,000名员工,当中有97%在中国内地雇用。
华润雪花啤酒从一个区域性的单一工厂,发展成为行业中的知名企业,仅用了十年的时间。目前华润雪花啤酒在中国19个省市经营超过60家啤酒厂,占有中国啤酒市场的18%份额。旗下拥有30多个区域品牌,在中国众多的市场中处于区域优势。2007年华润雪花啤酒产销量超过690万千升,公司总产销量再度超越国内其他啤酒企业,成为中国销量最大的啤酒企业。
华润雪花啤酒(湖北)有限公司隶属于华润雪花啤酒(中国)有限公司,下辖华润雪花啤酒(武汉)有限公司、华润雪花啤酒(宜昌)有限公司和华润雪花啤酒(天门)有限公司,年生产能力达70万千升,是目前湖北省最大的啤酒生产企业。公司拥有世界一流的酿造、包装、监测设备和中南地区第一条年产10万千升的纯生啤酒生产线,生产工艺已达到国际先进水平。公司生产和销售中国名牌“雪花”系列啤酒和湖北强势品牌“行吟阁”系列啤酒,在武汉市啤酒市场占有率达到80%以上,深受武汉和湖北广大消费者喜爱,并辐射至湖南。
2002年5月18日,武汉华润啤酒有限公司举行成立揭牌仪式。并于2004年6月8日正式变更为华润雪花啤酒(武汉)有限公司。
2004年7月8日,华润雪花啤酒(武汉)有限公司举行10万吨纯生啤酒生产线扩建工程奠基仪式。
2005年2月27日,华润雪花啤酒(宜昌)有限公司成立。
2005年9月,华润雪花啤酒(天门)有限公司成立。
同年正式组建华润雪花啤酒(湖北)有限公司。秉承“每一个人都不简单,每一瓶酒才放光彩”的管理理念,运用高新技术和手段,改善啤酒酿造工艺、控制、监测啤酒酿造过程,科学安排生产和营销,使公司各方面资源使用更加优化,为公司的长远发展提供了强有力的支持。以“诚信、团队、务实、积极、专业、创新”为企业精神,不断追求高水准的技术、管理和人力资源,努力成为中国啤酒行业中专业化和最具活力的公司。
华润雪花啤酒(武汉)有限公司成立于2002年,隶属于华润雪花啤酒(湖北)有限公司,年生产能力达53万千升。公司占地80余万平方米,拥有员工近2000名(其中各类专业管理人员800余人),装备了6套四器组合糖化设备、128个发酵罐、2个滤酒中心和7条性能优良的啤酒灌装生产线以及全套从原辅材料到成品的先进的化验检测设备。而且该公司拥有中南地区第一条年产10万千升的纯生啤酒生产线,其生产工艺达到国际先进水平。公司目前有“行吟阁”、“雪花”、“东啤精品”及“楚天”四大品牌20余种啤酒产品。产品近20年在武汉市场占有率高居85%以上,同时销往湖北全省各地,及向周边省市辐射,深受广大消费者的喜爱。公司本着“诚信、务实、专业、团队、积极、创新”的理念,不断以创新的精神,追求技术、管理、人才方面的高水准,努力成为中国啤酒行业中专业化和最具活力的公司之一。
4.3 公司产品简介
公司目前有“行吟阁”、“雪花”、“东啤精品”及“楚天”四大品牌20余种啤酒产品。公司以中国名牌产品“雪花”啤酒和湖北强势品牌“行吟阁”啤酒为主流产品,在武汉市主流酒市场占有率达到80%以上,深受湖北和武汉广大消费者喜爱。下面简单介绍一下“雪花”和“行吟阁”两个品牌:
图1 华润雪花啤酒生产啤酒种类
(1)雪花啤酒: 19年,中国啤酒权威云集的产品评比会上,一 种新产品击败中国所有的老牌啤酒,夺得第一。此啤酒因其泡沫丰富洁白如雪,口味持久溢香似花,遂命名为“雪花啤酒”。
2002年,华润雪花啤酒(中国)有限公司全力将雪花啤酒塑造成为全国品牌,雪花啤酒一直以清新、淡爽的口感,积极、进取、挑战的品牌个性深受到全国消费者广大啤酒爱好者的普遍喜爱,成为当代年轻人最喜爱的啤酒品牌。
2002年以来,雪花啤酒多次被国家质量监督检验检疫总局正式认定为“中国名牌”产品。2007年9月,国家工商行政管理总局商标局认定“雪花”商标为“中国驰名商标”。
2005年,雪花啤酒以158万千升的单品销量成为全国销量第一的啤酒品牌。2006年雪花啤酒成为中国成长最快、最具价值的啤酒品牌,其品牌价值达到111.85亿元。继2006年雪花单品销量全国第一之后,2007年再创历史新高,以510万千升的销量,再次蝉联中国啤酒行业单品销量第一的桂冠。2007年,雪花啤酒的品牌价值达到136.58亿元。
图2 雪花啤酒部分品牌
如今,雪花啤酒主要有针对大众市场的低端产品和适用于酒吧、高级宾馆酒店的高端啤酒,其低端产品主要包括雪花清爽、雪花清纯、雪花冰爽、雪花冰酷、雪花勇闯天涯等品牌。其中的雪
花勇闯天涯来源于雪花啤酒持续操作6年的勇闯天涯活动,它代表了国内品牌在这方面最认真、执着而有成效的追求和探索;以新锐的体验类户外推广活动,诠释和张扬一种进取、挑战、创新,超越于庸常的生活态度和精神追求;打造、沉淀了雪花啤酒在受众心目中的独特性和感召力,触动并满足了消费者微妙而敏感的差异化、个性化内心需求。高端啤酒包括雪花金标、雪花纯生、雪花零点(zero)等品牌。
(2)行吟阁啤酒: "行吟阁"诞生于上个世纪八十年代初时武汉东湖之畔,纪念屈原的"行吟阁"亭榭建成,遂用"行吟阁"命名,寓意为"屈子行吟"。进入本世纪,"行吟阁"的标识变更为现在的"SINGO"上方的"金星"与下方的"红条"图案,表达的是"行吟阁"是"星级"品牌,"红条"意为"路越走越宽阔",而"SINGO"是"SIN-GO"的缩写,也是其中文的谐音,意为"边行走边吟唱"之意。
行吟阁于1982年正式投产,是汉货精品中唯一保持优质发展的品牌。泉水般的甘冽,清爽芬芳的感觉,畅快淋漓的感受,成为人们生活中不可或缺的部分。因其独特的口感以及其优质的品质使得其市场份额连续多年在武汉主流酒市场占有主导地位。该品牌是一个与时俱进、不断创新的品牌。
4.4啤酒简介
(1)啤酒的由来
啤酒,是人们喜爱的饮料,粤语将其读作“卑酒”,这是百分之百的译音。因我国无此酒,便突出它们的主要原料是“麦”,称之为“麦酒”(当年的驻外使节、游历所说的“麦酒”均指此物),上海方言中,它的读音是“皮(啤)酒。”无论是“啤”、“卑”、“皮”都是Beer的音译,其实Beer也不是英语,乃是德语Bier的转化。虽然德国的慕尼黑有“啤酒”之乡的美称,然而啤酒也并不起源于德国,古埃及和巴比伦的居民早在几千年前便已开始用大麦酿酒,后来经由希腊人和罗马人传入欧洲,大概在公元纪元前不久,在今天属于法国的地方,出现了一种“塞尔瓦兹酒”,它是用大麦、燕麦或稞麦酿造而成,酒精的度数比现代啤酒高得多,但它是可以稽考的今天啤酒的远祖。
无论啤酒起源于哪里,它已成为我们今天生活中不可缺少的饮料。
(2)啤酒定义及特点
啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料,经酵母无氧发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒酒液呈浅黄色,清澈透明,味道纯正爽口,苦中带甜,具有明显的酒花和麦芽香味。它除了含有原料中的营养成分之外,原料经过糖化、发酵后,大大提高了营养价值,其中含人体必需的8种氨基酸。另外,据推算,1升啤酒所产生的热能相当于250克面包或800毫升牛奶所产生的热量,所以啤酒有“液体面包”的美称。此外,啤酒中的酒花浸出物和鲜啤酒中的酵母等都有健胃、助消化和利尿作用,酒液中的二氧化碳和酒花所产生的爽口的苦味相互配合,还有增进食欲的功效。啤酒作为一种好喝而又不贵的饮用酒,已被大众化所接受,它具有以下特点:
①、啤酒大致分为淡色﹑浓色和黑色3种,不管色泽深浅,均应清亮﹑透明无浑浊现象;
②、含有一定量的二氧化碳,可以形成洁白细腻的泡沫;
③、有独特的酒花香味和苦味,淡色啤酒较明显,且酒体爽而不淡,柔和适口,而浓色啤酒苦味较轻,具有浓郁的麦芽香味,酒体较醇厚;
④、有较高的营养价值,即有较高的发热量和含有丰富的营养成分。
为了提高啤酒质量,改善啤酒的味道,国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50%。但在德国,除制造出口啤酒外,国内销售啤酒一概不使用辅助原料。国际上常用的辅助原料:玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦﹑淀粉﹑糖浆和糖类物质等。
(3) 啤酒的分类
①、根据麦芽汁浓度分类
低浓度型:麦芽汁浓度在6°~8°(巴林糖度计),酒精度为2%左右,夏季可做清凉饮料,缺点是稳定性差,保存时间较短。
中浓度型:麦芽汁浓度在10°~12°,以12度为普遍,酒精含量在3.5%左右,是我国啤酒生产的主要品种。
高浓度型:麦芽汁浓度在14°~20°,酒精含量为4%~5%。这种啤酒生产周期长,含固形物较多,稳定性好,适于贮存和远途运输。
②、根据酵母性质分类
上面发酵啤酒:是利用浸出糖化法来制备麦汁,经上面酵母发酵而制成。用此法生产的啤酒,国际上有著名的爱尔淡色啤酒、爱尔浓色啤酒、司陶特啤酒以及波特黑啤酒等。
下面发酵啤酒:是利用煮出糖化法来制取麦汁,经下面酵母发酵而制成。该法生产的啤酒,国际上有皮尔逊淡色啤酒、多特蒙德淡色啤酒、慕尼黑黑色啤酒等。我国生产的啤酒均为下面发酵啤酒。
③、根据啤酒色泽分类
黄啤酒(淡色啤酒):呈淡黄色,采用短麦芽做原料,酒花香气突出,口味清爽是我国啤酒生产的大宗产品。其色度(以0.0011摩尔碘液毫升数/100ml表示)一般保持在0.5ml碘液之间。
黑啤酒(浓色啤酒):色泽呈深红褐色或黑褐色,是用高温烘烤的麦芽酿造的,含固形物较多,麦芽汁浓度大,发酵度较低,味醇厚,麦芽香气明显。其色度一般在5~15ml碘液之间。
④、根据灭菌情况分类
鲜啤酒:又称生啤酒,是不经巴氏消毒而销售的啤酒。鲜啤酒中含有活酵母,稳定性较差。
熟啤酒:熟啤酒在瓶装或罐装后经过巴氏消毒,比较稳定,可供常年销售,适于远销外埠或国外。
⑤、其他的分类:
干啤酒:这种啤酒源于葡萄酒,酒中所含的糖的浓度不同,普通的啤酒还会有一定糖分的残留,干啤酒使用特殊的酵母使剩余的糖继续发酵,把糖降到一定的浓度之下,就叫干啤酒。适合怕发胖和有糖尿病的病人饮用。当然对有糖尿病的人还是不主张饮酒。
低醇和无醇啤酒:利用特制的工艺令酵母不发酵糖,只产生香气物质,除了酒精,啤酒的各种特性都具备,滋味、口感都很好。普通的啤酒酒精度是3.5%左右,无醇啤酒一般酒精度控制在1%以下,不是说一点酒精含量都没有。这类啤酒属于低度啤酒,只是它的糖化麦汁的浓度和酒精度比低醇啤酒还要低,所以很适于妇女、儿童和老弱病残者饮用。
运动啤酒:普通人喝水补充水分,运动员除了失水,还失去身体里很多微量元素,根据运动员自身情况,在啤酒里面加入运动员需要的微量元素和营养物质,比赛结束后可以喝运动啤酒来恢复体力。适合做完体育运动之后的人们来补充失去的养分。
(3) 啤酒原料
啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以各种辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)。
大麦
大麦是啤酒酿造的主要原料。用大麦酿造啤酒是因为:(1)大麦种植遍及全球,在各种禾谷类作物中,大麦适合广泛的气候:从亚寒带到亚热带,它都能生长。在俄罗斯、澳大利亚、德国、加拿大、土耳其和北美洲的广阔的地带内,都有大麦种植。主要出口国家是欧盟、澳大利亚和加拿大。(2) 大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类。(3)大麦的化学成分适合酿造啤酒。(4)大麦皮壳是很好的过滤介质。
适于啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦。二棱大麦的浸出率高,溶解度较好;六棱大麦的农业单产较高,活力强,但浸出率较低,麦芽溶解度不太稳定。啤酒用大麦的品质要求为:壳皮成分少,淀粉含量高,蛋白质含量适中(9~12%),淡黄色,有光泽,水分含量低于13%,发芽率在95%以上。
根据麦粒的物理排列状况,大麦被分类为六楞或二楞。另一种分类方法是根据覆
大麦的化学组成:
(1)淀粉
淀粉是大麦的主要贮藏物,存于胚乳细胞内,淀粉颗粒中大约含97%的化学纯淀粉,0.05-0.15%的含氮化合物,0.2-0.7%的无机盐,0.6%的高级脂肪酸。
(2)纤维素、半纤维素和麦胶物质
构成大麦胚乳细胞壁的主要物质是纤维素、半纤维素和麦胶物质,在大麦发芽过程中合成的纤维素酶、半纤维素酶、β-葡萄糖酶及其它酶类将细胞壁破解后,其它水解酶类方能进入细胞分解淀粉等大分子物质。
纤维素、半纤维素和麦胶物质约占大麦质量的10-11%,它们的化学成份相似。麦胶物质是多糖混合物,能溶于热水,在40-80℃范围内,温度越高,溶解度越大,半纤维素不溶于热水,而溶于稀碱溶液,谷皮中的半纤维素主要含有戊聚糖和少量β-葡聚糖及糖醛,胚乳中的半纤维素主要含β-葡聚糖及少量戊聚糖。纤维素是以β-1,4键结合的葡萄糖大分子,它在大麦中含量不大,但因其与淀粉大分子以交织状存在而固定淀粉分子的作用却很大。麦胶物质包括β-葡聚糖,戊聚糖及微量的半乳糖、甘露糖和糖醛酸,在麦胶物质中以日-葡聚糖的性状对啤酒酿造最为重要。它是由大约70%的β-1,4键和30%的β-1,3键结合的大分子多糖。大麦发芽过程中,不溶性的β-葡聚糖开始分解,变成可溶性物质,其水溶液粘度很高,溶解良好的麦芽中,此种物质大部分已被分解,溶解不良的麦芽,该物质分解不完全,会造成麦汁甚至成品啤酒过滤的困难,影响麦汁得率和啤酒质量。β-葡聚糖也是啤酒非生物混浊的成分之一,它是啤酒工艺中公认的有害成份,是否适量的β-葡聚糖对啤酒泡沫和口味的丰满感有益,目前尚无统一认识。
(3)蛋白质
大麦中蛋白质含量高低及其类型直接影响制麦和酿造工艺及啤酒质量。
按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀性,大麦中的蛋白质可分为以下四组:
①:清蛋白,溶于水和中性盐溶液及酸碱溶液中,从52℃开始,清蛋白从溶液中凝固析出,随着温度的升高,凝固速度加快。
②:球蛋白,不溶于纯水,溶于稀酸和稀碱,有空气存在时,球蛋白是造成啤酒混浊的原因之一。
③:醇溶蛋白,不溶于水,是构成麦糟蛋白的主要成分。
④:谷蛋白:不溶于水,溶于稀碱,是构成麦糟蛋白的主要成分。
(4)多酚类物质
大麦中含有许多简单酚类和多酚类物质,约占其干重的0.1-0.3%,这些多酚类物质对啤酒质量和口味的影响目前没有形成统一认识。 除上述四项主要含量物质外,大麦中尚含有一些如无机盐,核酸等其它微量物质。
(6)大麦内源酶
现已发现大麦中的酶达数百种,发芽的大麦中所含的酶量和种类大大增加。其中,水解酶的形成是大麦转变成麦芽的关键所在,对啤酒酿造工艺有重要作用的几种酶大致是:
1)α-淀粉酶
大麦中原来不含或很少含有α-淀粉酶,发芽后,在糊粉层内形成大量的此种酶,在水溶液中α-淀粉酶能使淀粉分子迅速液化,产生较小分子的糊精。
2)β-淀粉酶
未发芽的大麦中本身就含有相当数量的β-淀粉酶,它作用于淀粉分子的非还原性末端依次分解淀粉为麦芽糖分子单位,但作用速度慢,只有与α-淀粉酶协同作用,才能达到快速糖化的目的。此外,还有支链淀粉酶等,这些酶类与α-淀粉酶、β-淀粉酶协同作用,使麦汁中的淀粉得以糖化。
4)蛋白分解酶
这是分解蛋白质肽键等一类酶的总称,它们将复杂的蛋白质大分子分解为寡肽,二肽和氨基酸。
5)半纤维素酶类
半纤维素是乳胚细胞壁的主要成分,细胞壁在制麦过程中的分解是大麦胚乳分解的主要内容。所以,半纤维素酶在工艺上的重要性虽然不如淀粉酶和蛋白酶,但它是麦芽溶解的先躯,也是在目前的工艺条件和大量使用淀粉酶的情况下提高麦汁得率的有效点。半纤维素酶类中包括很多酶种,主要有内一木聚糖酶,外一木聚糖酶,木二糖酶,阿拉伯糖苷酶,纤维二糖酶,甘露聚糖酶等。
表 1 国内常用大麦品种
| 大麦品种 | Schooner | 甘啤3号 | 垦啤3号 | 港啤1号 |
| 千粒重,g | 43—45 | 42—45 | 39—42 | 39—43 |
| 蛋白质,% | 10—11 | 11—13 | 12—13 | 12.5—13.5 |
| β-葡聚糖,g/100g绝干 | 2—4 | 4—8 | 6—10 | 6—10 |
| 发芽率,% | 98—99 | 97~99 | 93~96 | 93~97 |
| 麦芽品种 | Schooner | 甘啤3号 | 垦啤3号 | 港啤1号 |
| 浸出物,% | 80 | 79 | 79 | 79 |
| 糖化力,wK | 260 | 330 | 300 | 340 |
| 总氮,% | 1.7 | 2.0 | 2.02 | 2.05 |
| 库值,% | 43 | 39 | 45 | 43 |
| а-氨基氮,mg/100g | 155 | 160 | 180 | 180 |
| 色度,EBC | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.0 |
| β-葡聚糖mg/100g绝干 | 88 | 251 | 385 | 462 |
| 脆度,% | 92 | 85 | 75 | 70 |
| 煮沸色度,EBC | 6.5 | 7.5 | 8.0 | 8.0 |
又称啤酒花,始用于德国,学名为蛇麻,为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物,雌雄异株,酿造所用均为雌花。中国人工栽培酒花的历史已有半个世纪,始于东北,目前在﹑甘肃﹑内蒙﹑黑龙江﹑辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。酒花能赋予啤酒柔和的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝,能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。酿造上用的均为雌花,酒花的化学组成中对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为,酒花精油,苦味物质和多酚。
(1)苦味物质:是提供啤酒愉快苦味的物质,在酒花中主要指α—酸,β—酸及其一系列氧化、聚合产物,过去把它们统称为“软树脂”
(2)酒花精油:是酒花腺体另一重要成分,经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒重要的香气来源,特别是它容易挥发,是啤酒开瓶闻香的主要成分。
(3)多酚物质:约占酒花总量的4—8%。它们在啤酒酿造中的作用为⑴在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物,⑵在麦汁冷却时形成冷凝固物,⑶在后酵和贮酒直至灌瓶以后,缓慢和蛋白质结合,形成气雾浊及永久浑浊物,⑷在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。
(4)酒花的一般化学成分:包括有水分、总树脂、挥发油、多酚物质、糖类、果胶、氨基酸等。成熟的新鲜酒花经干燥压榨,以整酒花使用,或粉碎压制颗粒後密封包装,也可制成酒花浸膏,然後在低温仓库中保存。每Kl啤酒的酒花用量一般约为1.4~2.4kg。
酵母
酵母是用以进行啤酒发酵的微生物。啤酒酵母又分上面发酵酵母和下面发酵酵母。啤酒工厂为了确保酵母的纯度,进行以单细胞培养法为起点的纯粹培养。为了避免野生酵母和细菌的污染,必须严格啤酒工厂的清洗灭菌工作。
酿造用水
啤酒主要生产用水包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造,是啤酒的重要原料之一,在习惯上称酿造水。洗酵母水、啤酒过滤水等也或多或少的进入啤酒。通常,软水适于酿造淡色啤酒,碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为:无色,无臭,透明,无浮游物,味纯正,无生物污染;硬度低;铁﹑锰含量低(含量高对啤酒的色﹑味有害,而且能引起喷涌现象);不含亚盐。
啤酒酿造水的性质,主要取决于水中溶解盐类的种类和含量,水的生物学纯净度及气味,它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响。无论哪一种水源,得到的是含有各种杂质的天然水。我国工业界目前主要采用地表水及地下水为生产水源。
水中无机离子对啤酒酿造的影响:
(1)水中碳酸盐和重碳酸盐能降低反应体系的酸度
(2)水中钙、镁离子起增强酸度的作用
(3)Na+、K+的影响:啤酒中的钾、钠主要来自于原料,其次才是酿造水
(4)Fe2+ 、Mn2+ 的影响:主要来自于含铁土壤和岩石的溶解,也可能来自于输水系统
(5) Pb2+ 、Sn2+、Cr6+、Zn2+ 等的影响:重金属离子是酵母的毒物,会使酶失活,并使啤酒浑浊
(6)NH4+的影响:水中NH4+>0.5mg/L,认为是污染水
(7)SO42-的影响:过多会引起啤酒的干苦和不愉快味道,使啤酒的挥发性硫化物的含量增加
(8)Cl-的影响:对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作用,能赋予啤酒丰满的酒体,爽口、柔和的风味
(9)NO2- NO3-的影响:NO2-是公认的强烈致癌物质,也是酵母的强烈毒素,会改变酵母的遗传和发酵性状,甚至抑制发酵
(10)F-的影响:含量太高会引起牙色斑病和不愉快的气味
(11)SiO32- SiO2的影响:高含量的硅酸是酿造水的有害物质
(12)余氯的影响:是强烈氧化剂,会破坏酶的活性,抑制酵母,并和麦芽中酚类结合,形成强烈的氯酚臭。啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在。
辅助原料
在啤酒麦汁中制造的原料中,为了降低啤酒生产成本,调整麦汁组分,提高啤酒某些特性除了主要原料大麦麦芽以外,还各种辅助原料。
①.玉米:玉米淀粉的性质与大麦淀粉大致相同。但玉米胚芽含油质较多,影响啤酒的泡持性和风味。除去胚芽,就能除去大部分的玉米油。脱胚玉米的脂肪含量不应超过 1%。以玉米为辅助原料酿造的啤酒,口味醇厚。玉米为国际上用量最多的辅助原料。
②.大米:淀粉含量高,浸出率也高,含油质较少。但大米淀粉的糊化温度比玉米高。以大米为辅助原料酿造的啤酒色泽浅﹐口味清爽。大米是中国用量最多的辅助原料。
③.糖类:大都在产糖地区应用,一般使用量为原料的10~20%。添加的种类主要有蔗糖﹑葡萄糖﹑转化糖﹑糖浆等。
④.小麦:德国的白啤酒以小麦芽为主原料,比利时的兰比克啤酒是用大麦芽配以小麦为辅料酿造具有地方特色的上面发酵啤酒。小麦品种有硬质小麦和软质小麦,啤酒工业宜采用软质小麦。
(4) 啤酒的营养分析
①、 啤酒是以发芽大麦为主要原料酿造的一类饮料。含酒精度最低,营养价值高,成分有水分、碳水化合物、蛋白质、二氧化碳、维生素及钙、磷等物质。有“液体面包”之称,经常饮用有消暑解热、帮助消化、开胃健脾、增进食欲等功能;
②、 啤酒是由发醇的谷物制成的,因此含有丰富的B族维生素和其他招牌营养素,并具有一定的热量,“液体面包”之称虽有些过,但确实有类似之处;
③、 啤酒特别是黑啤酒可使动脉硬化和白内障的发病率降低50%,并对心脏病有拮抗作用;
④、 男性以及年轻女性经常饮用啤酒,可以减少年老时得骨质疏松症的几率。骨质的密度和硅的摄取量有密切关系,而啤酒中因为含有大量的硅,经常饮用有助于保持人体骨骼强健。
(5)适度饮用啤酒的好处
①、维护心脏健康:大量的研究表明,适度饮酒,包括啤酒,可降低患心脏病的危险,心脏病是美国头号杀手。在2006年的研究中,贝斯以色列女执事医疗中心和哈佛公共卫生学院的研究人员发现,在生活方式中健康的男性中,适度饮酒者比禁酒者的心脏病发作的风险,降低了40%—60%。
②、保护血管:高血压影响约65万美国人。但2007年,美国哈佛大学公共卫生学院的研究人员发现,适量喝啤酒的高血压男性患者,其致死性和非致死性心脏病发作的风险都有所减低。适度喝啤酒也有助于防止血栓形成,预防缺血性脑中风。
③、降低糖尿病风险:研究显示,糖尿病人中度饮酒也能减少最大的杀手——冠心病发作的风险。研究还表明,轻度饮酒习惯可帮助保护来自发展中国家的2型糖尿病患者。这可能是因为,饮酒会增加胰岛素敏感性或消炎作用。
④、提高认知能力: 2006年刊登在《美国心脏协会杂志》上的报告表明,适量饮酒可能让妇女获得更好的认知能力。无独有偶,2003年出版的《美国医学会杂志》上的研究说,65岁以上的老年人每周饮用1—6杯含酒精的饮料,和禁酒、酗酒相比,患老年痴呆症的风险较低。
⑤、使骨骼强壮:研究表明,啤酒在预防骨质流失与重建男性骨量上面可以发挥作用,但对于年轻妇女、更年期过后的妇女却没有发现益处。据称,可能是饮料中硅含量较高。但过量饮酒,可导致骨折的几率大大增加。
⑥、保持活力:回顾50项研究表明,在适度饮酒与总死亡率间有一种相反的联系,据2005年来自美国农业部的报告称,每天喝1—2杯酒的人,死亡风险似乎最低,这可能是由于啤酒起到了起到预防冠心病和中风的作用。
⑦、感觉更健康:《流行病学和社区卫生杂志》上的一项研究结果显示,喝啤酒的人比禁酒的人更少得病,自我感觉也更好。
5.啤酒生产
啤酒生产大致可分为麦芽制造、原料的预处理(糖化)、啤酒发酵、啤酒包装4个主要过程。其中麦芽制造包括大麦贮存、大麦精选、浸麦、发芽、焙燥、贮存6道工序;原料与处理包括原料粉碎、糖化、糊化、过滤、煮沸、沉淀、冷却7道工序;啤酒发酵包括发酵、后酵、过滤3道工序;包装是啤酒生产的最後一道工序,有桶装、瓶装、灌装和PET朔料瓶装4类,以瓶装为例包括洗瓶、验瓶、装瓶、压盖、杀菌、验酒、贴标、喷码、装箱或装塑包、入库这几个工序。图3为啤酒生产的一般工艺流程。
图3 啤酒生产工艺流程
5.1华润雪花啤酒(武汉)厂区基本情况
华润雪花啤酒(武汉)厂包括老厂和新厂两个厂区,其生产车间主要包括糖化车间、发酵车间和包装车间这3个生产车间,同时还有一个专门的蒸汽制造车间和一个污水处理厂。两个厂区的所有蒸汽都有蒸汽车间制造通过管道运送到相应车间,生产中所有废水都通过管道输送到污水处理厂进行统一净化处理。3个生产车间包括了从原料麦芽到成品啤酒的整个生产工艺流程。
5.2糖化车间
大米(玉米)→称重→抛光→精选去石→大米粉碎→ 糊化 酒花
麦芽原料→称重→抛光→精选去石→麦芽粉碎 → 糖化→过滤→煮沸→
回旋沉淀→薄板冷却→发酵
糖化车间所包含的生产工艺流程:
5.2.1麦芽(大米)粉碎
麦芽和大米在糖化和糊化之前必须经过专门的粉碎装置粉碎制成糊状,其中麦芽(大米)通过提升机和粗选、精选过程最后在粉碎机里粉碎同时加水使其成为糊状。其中,大米直接从提升机入口人工加入,而麦芽既可以通过入口人工加入成品麦芽也可通过传送带从麦芽储藏加入,以下是麦芽(大米)的具体过程。
(1)、称重
麦芽原料若是从麦芽储仓输送,就要通过微机控制加入量,先传送到电子称,然后通过电子称称取一定量的麦芽再进行后续加工;若是直接人工从进料口加入就不需要电子称,但需人工记录和控制加入的量。而大米一般都是直接人工从进料口加入,此外,在经过精选后原料会被送入定量仓,在进入粉碎机时也需要定量仓的电子称控制加入量。
(2)、抛光
麦芽(大米)经粗提升机送入抛光机进行抛光处理,以除去麦芽表面的芒刺使麦芽成为光滑的麦芽,同时抛光机还通过风筒和脉冲除尘器连接出去部分灰尘。
(3)、精选去石
抛光后的麦芽(大米)经精提升机送入重力分级去石机,比重的不同可除去大米和麦芽中的石块、玻璃块和金属等比重较大的杂质,同时也可出去大部分灰尘。经过精选的麦芽(大米)送入大米或麦芽定量仓,通过电子称以一定量加入粉碎机。
(4)、除尘器
除尘器通过风筒与抛光机、去石机以及外界相连,通过风机的鼓风作用,出去麦芽和大米原料中的灰尘。部分灰尘被风机吹到外界,另一部分较重的组分则在除尘器中沉淀下来到除尘罐内,最后送入灰袋中人工处理。
(5)、麦芽和大米的粉碎
粉碎麦芽(大米)一方面是为了增加原料与水的接触面积,使淀粉颗粒很快吸水软化。特别是麦芽本身外面还有很厚的表皮,吸水非常困难,水很不容易将其泡软,但是经过粉碎,破坏了麦芽表皮就非常容易吸水软化、膨胀以至溶解;另一方面,粉碎有利于麦芽可溶性物质浸出,大麦经过发芽以后,一部分淀粉和蛋白质变成另外大麦经发芽以后产生很多酶,也只有当粉碎后才能溶解,才能发挥作用,而且粉碎也增加了麦芽和辅料中不溶物与酶的接触面积,这样使得酶的催化效率提高、原料的利用率提高。
粉碎麦芽要求麦芽的皮破而不碎,因为麦皮的皮壳内含有对酒质量不利的苦味物质、色素、单宁,当皮壳磨得太碎时就会大量浸出,而使啤酒色泽变深,口味不正。另外麦芽的皮壳在麦汁中过滤时构成过滤层,磨得太碎,会降低过滤效果,造成过滤困难。
粉碎方法:有干粉和湿粉。干粉是传统的,现在已不常用。为了获得良好的过滤层以及解决粉尘危害等因素,现在常用湿法粉碎。华润雪花啤酒厂采用的就是湿法粉碎。湿粉碎就是将麦芽通过喷水浸渍,使其水份达到28~30%;然后在增加水分的条件下,用对滚粉碎机粉碎,一面粉碎,一面加水调浆是形成麦汁,调浆的水一般要求在70℃~80℃之间,浸麦时间一般为50s—60s左右;调好的麦汁直接泵入糖化锅;这样的粉碎物,麦皮完整,而胚乳则被磨成浆状细粒,既有利于加速麦汁过滤,又可增加麦芽浸出率。
大米粉碎也采用湿法粉碎,也是边粉碎边调浆,调浆水温度一般为50~60℃,调浆后直接泵入糊化锅。整个粉碎过程除加料外都是微机自动控制,图4为大米粉碎自动控制系统。
图4 大米粉碎自动控制系统
5.2.2糖化∕糊化
对于大米∕淀粉(一般为玉米粉)原料而言,经过前面的原料预处理过程后直接将其送入糊化锅进行糊化,糊化完成后再将糊化锅醪液送入糖化锅。而麦芽粉碎后直接进行糖化。
大米等辅料中的淀粉一般由细胞壁包围,以颗粒状存在。这种颗粒不溶于冷水中,也很难被麦芽中的淀粉酶分解,当淀粉颗粒经过加热,迅速吸水膨胀,当升到一定温度后,淀粉细胞壁破裂,淀粉进入水中,淀粉继续膨胀,形成凝胶物,此过程称为“糊化”。简言之,糊化就是淀粉分子在热溶液中膨胀破裂的过程。糊化的第一步是在糊化锅中加入一定量的水,升温至30℃(这有利于各种淀粉酶的浸出);然后加入大米、淀粉等原料并进行搅拌;接着升温至70℃保持20min;最后将温度升高至100℃并保持40min,使淀粉进一步充分糊化,提高浸出率,同时可提供混合糖化醪升温所需要的热量。最后将糊化液排出送入糖化锅进行糖化。在进行糊化时还需加入一些添加剂以提高糊化效率,使淀粉充分糊化。加入的添加剂有:CaCl2、α-淀粉酶,其中CaCl2在进料三分之一时加入,α-淀粉酶在加入CaCl2后加入,加入的量视具体情况而定。
糖化是指利用麦芽自身酶或外加酶制剂代替部分麦芽将麦芽和辅料中不溶性高分子物质分解成可溶性低分子物质,如糖类、糊精、氨基酸、肽类等的麦汁制过程。由此制得的溶液称为麦汁。溶出来的物质叫浸出物。麦汁中的浸出物对原料中所有干物质的比数称为浸出率。其目的是将原料和辅助原料中的可溶性物质萃取出来,并且创造有利于各种酶作用的条件,使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质,制成符合生产要求的麦汁。影响糖化的因素有麦芽的质量及粉碎度、温度、PH及糖化醪浓度等。
糖化的第一步是在糖化锅中加入一定量的水,升温至37℃并保持20min;然后加入粉碎后的麦芽并搅拌;再将温度升高至50℃并保持40min;然后将糊化锅醪液加入,将混合液升高至65℃,并保持70min。最后将糖化液排出并送入过滤槽进行过滤。这一糖化过程称双醪浸出糖化法,双醪浸出糖化法糖化曲线图5。
糖化时,温度通过冷却水进行控制;pH通过添加磷酸来控制,同时还需添加一些添加剂和酶。其中添加剂主要是CaCl2,它在进料三分之一时加入;在加入CaCl2之后要加入磷酸调节pH,是并醪结束后5min醪液的pH在5.4—5.6之间;再加入磷酸调节pH后还要加入相应的酶,包括β-葡聚糖没、中性蛋白酶以及木聚糖酶,加入的量视具体要求而定。
图5 双醪浸出糖化法糖化曲
5.2.3过滤
糖化结束后,必须将糖化醪尽快地进行固液分离,即过滤,从而得到清亮的麦汁。麦汁过滤分两步进行:一是以麦糟为滤层,利用过滤的方法提取出麦汁,称第一麦汁或过滤麦汁);二是利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁,称第二麦汁或洗涤麦汁。过滤后固体部分称为“麦糟”,液体部分为麦汁,是啤酒酵母发酵的基质。糖化醪过滤是以大麦皮壳为自然滤层,采用重力过滤器或加压过滤器将麦汁分离。
麦汁过滤最常用的是过滤槽法。过滤槽的槽身内安装有过滤筛板、耕刀等,槽身与若干管道、阀门以及泵组成可循环的过滤系统,利用液柱静压为动力进行过滤。麦汁的粘度和过滤层的厚度影响过滤速度。
在过滤过程中要适时取样,检测第一麦汁的浓度和浊度,不同品种的啤酒有不同的要求,例如华润14°行吟阁要求,第一麦汁浓度为17.5°±0.5°,浊度≤12EBC。过滤时洗槽水温一般为70℃~80℃之间,洗槽水pH一般为5.5~6.0,要求洗槽后残糖浓度在1.0-1.5之间,总过滤时间不少于120min。
另外,在糖化醪送入过滤槽之前要用脱氧水进行引酒,首先要用脱氧水填充管道,排进管内空气并置换至溶解氧<60μg/L,再用CO2顶吹10-15min。脱氧水制备采用CO2滤芯杀菌,要求蒸汽压0.1MPa,温度121℃杀菌30min,杀菌前要排尽气凝水,杀菌后要用CO2吹干5min
5.2.4煮沸
将过滤后的麦汁送入煮沸锅进行煮沸,煮沸麦汁有多个目的 :蒸发多余的水分;破坏酶的活性,终止生物化学反应,固定麦汁组成;将麦汁灭菌;浸出酒花中的有效成分;使蛋白质变性凝固等。
一般采用低压动态煮沸,其要求是常压3min,低压动态35min(5次动态,每次升压4min,降压3min),后常压7min;锅内压力要求升压0.015mPa,降压0.005mPa;煮沸后要求满量浓度为13±0.1°,交酒浓度≥13.8°;煮沸强度一般≥5%;煮沸时间约为40~50min
另外,煮沸过程中要加入啤酒花,啤酒酒花可以赋予啤酒爽口的苦味和特有的香味,促进蛋白质凝固,提高啤酒的非生物稳定性,同时还有利于啤酒泡沫和起到抑菌作用。在酒花的化学组分中,对啤酒酿造具有重要意义的三大主要成分是酒花树脂、酒花油和多酚物质。酒花可以是固体酒花也可以是液体的酒花浸膏,如是固体就需将其先加入到酒花储罐内通过醪液回流的方式加入煮沸锅;若是酒花浸膏,就直接加入。酒花的加入量视満量时麦汁的苦味而定,一般在煮沸20±1min左右加入。最后在煮沸前15min左右要添加卡拉胶,在煮沸结束交酒前加入七水硫酸锌。卡拉胶的主要作用是起絮凝的作用,以利于后续的沉淀。
5.2.5回旋沉淀
发酵前必须除掉热凝固物。热凝固物主要是蛋白质与多酚物质的复合物,另外吸附一些酒花树脂和无机物,若带入发酵醪中,可能会黏附在酵母细胞表面,将影响酵母的正常发酵,影响啤酒色度、泡沫性质、苦味和口感稳定性。这些热凝固物是通过回旋沉淀槽除去。回旋沉淀槽主要是利用离心力以一定的速度将煮沸醪切向泵如回旋沉淀槽,从而将固体物质分离沉淀。在交酒之前要给沉淀槽通脱氧水,在沉淀时要通入CO2进行填充。
5.2.6冷却
将从回旋冷却槽出来的热的麦汁送入薄板冷却器进行冷却,冷却后的麦汁送入发酵车间进行发酵处理。冷却的目的有三个,一是降低麦汁温度,使之达到适合酵母发酵的温度;二是使麦汁吸收一定量的氧气,以利于酵母的生长增殖;再就是析出分离麦汁中的冷、热凝固物,改善发酵条件提高啤酒质量。
冷却用的薄板冷却器每两块板为一组,中间用橡胶圈密封,以防相互渗漏,麦汁和冷媒从薄板冷却器的两端进入,在同一块板的两侧逆向流动。由于薄板上的波纹使麦汁和冷媒在板上形成湍流,从而使传热效率大大提高,达到冷却的目的。工作时先将酿造水冷至1~2℃作为冷媒,与热麦汁在板式换热器中进行热交换,结果使95~98℃麦汁冷却至6~8℃去发酵,而1~2℃酿造水升温至80℃左右,进入热水箱,作糖化用水。其优点是冷耗可节约30%左右,冷却水可回收使用,节省能源。
5.3 发酵车间
华润雪花啤酒厂有三个发酵车间,新厂发酵、老厂发酵和纯生发酵,老厂共有个罐,新厂有52个罐,纯生有18个罐。发酵车间主要包含以下生产工艺流程:
冷麦汁→发酵→过滤→送包装
5.3.1发酵
将从薄板冷凝器送过来的冷麦汁送入发酵罐,然后从酵母添加罐向发酵罐中添加酵母,即开始发酵。啤酒发酵是在啤酒酵母体内所含的一系列酶类的作用下,以麦汁所含的可发酵性营养物质为底物而进行的一系列生物化学反应。通过新陈代谢最终得到一定量的酵母菌体和乙醇、CO2以及少量的代谢副产物如高级醇、酯类、连二酮类、醛类、酸类和含硫化合物等发酵产物。这些发酵产物影响到啤酒的风味、泡沫性能、色泽、非生物稳定性等理化指标,并形成了啤酒的典型性。啤酒发酵分主发酵(旺盛发酵)和后熟两个阶段。在主发酵阶段,进行酵母的适当繁殖和大部分可发酵性糖的分解,同时形成主要的代谢产物乙醇和高级醇、醛类、双乙酰及其前驱物质等代谢副产物。后熟阶段主要进行双乙酰的还原使酒成熟、完成残糖的继续发酵和CO2的饱和,使啤酒口味清爽,并促进了啤酒的澄清。
在酵母进入发酵罐前,先要往发酵罐中充入氧气,使原麦芽汁中氧的浓度为10mg/L,以促进酵母的生长繁殖。发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行,积聚一种被称作"皱沫"的高密度泡沫。这种泡沫在第3或第4天达到它的最高阶段。从第5天开始,发酵的速度有所减慢,皱沫开始散布在麦芽汁表面,必须将它撇掉。酵母在发酵完麦芽汁中所有可供发酵的物质后,就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。随之温度逐渐降低,在8~10天后发酵就完全结束了。整个过程中,需要对温度和压力做严格的控制。当然啤酒的不同、生产工艺的不同,导致发酵的时间也不同。通常,贮藏啤酒的发酵过程需要大约6天,淡色啤酒为5天左右。发酵结束以后,绝大部分酵母沉淀于罐底。一般将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。除去酵母后,生成物"嫩啤酒"被泵入后发酵罐(或者被称为熟化罐中)。啤酒在后发酵罐中冷却至0℃左右,调节罐内压力,使CO2溶入啤酒中。贮酒期间残存的酵母、冷凝固物等逐渐沉淀,啤酒逐渐澄清,CO2 在酒内饱和, 消除双乙酰、醛类以及二氧化硫等嫩酒味,使啤酒口味纯正,适宜饮用。而且在后发酵罐中完成残糖的最后发酵,增加啤酒的稳定性。在贮酒期间应尽可能使酒液处于还原态,降低含氧量。啤酒成熟的时间随啤酒品种的不同而异,一般在7~21天。经过后发酵而成熟的啤酒送入过滤机,在过滤机中将所有剩余的酵母和不溶性蛋白质滤去。整个发酵过程温度、pH控制都是有微机自动检测控制。
在发酵过程中会产生大量的CO2,华润雪花啤酒厂将发酵产生的CO2回收后溶于成熟的啤酒中,这样做达到了节能减排的目的。
5.3.2过滤
待啤酒发酵成熟后将其送入过滤机进行过滤。啤酒过滤一般采用双重过滤工艺,在-1℃下进行。一般先进行硅藻土预涂,再进行过滤。在过滤时不断添加硅藻土起到连续更换滤层的作用,以保证过滤的快速进行。分3次添加硅藻土。过滤的目的有三个,一是除去酒中的悬浮物,改善啤酒外观,使啤酒澄清透明,富有光泽;二是除去或减少使啤酒出现浑浊沉淀的物质(多酚物质和蛋白质等),提高啤酒的胶体稳定性(非生物稳定性);再就是除去酵母或细菌等微生物,提高啤酒的生物稳定性。
过滤过程中,发酵罐中的啤酒首先经过冷凝后进入缓冲罐中使酒液的流速平稳,酒液在硅藻土搅拌机中与硅藻土混合,若酒液太浓,酒液先与脱氧水混合再与硅藻土结合,混合液进入硅藻土过滤机,硅藻土形成滤饼,利用硅藻土的孔径为0.03um,过滤除去微生物,达到过滤的目的。
啤酒过滤后就成为待包装的清酒,将过滤后的清酒送入清酒罐(也称罐或缓冲罐)。清酒罐是过滤机和灌装机之间的缓冲容器,为了灌装稳定,清酒需要停留6~12h才能灌装,但清酒在清酒罐最多只能存放3天。同时,清酒在送包装前要达到一定要求,要通过取样进行检测,对于不合格的清酒要回流进行重新过滤直到达到要求为止。清酒在清酒罐中停留一段时间后送入包装车间进行包装。
5.3.3 CIP清洗
啤酒发酵罐的容量正在逐步增大,这类发酵罐大部分安装在室外,原来的清洗方法已不适用,必须采用自动化的喷洗装置。而采用较多的是CIP清洗系统。所谓CIP系统,是CleanhPlace的简称,意即为内部清洗系统。
整个清洗程序分7个步骤。
①、预冲洗:在罐底的沉渣放了一半之后进行,每次预冲洗的时间为30s,进行10次,是通过回转喷嘴进行的,每次冲洗之后要有30s的排泄时间,主要排去底部的沉渣。
②、在罐底被冲干净后,用定量的水充入CIP的供应及返回管线,改变系统进行碱预洗,自动地将清洗剂加入供水中,使清洗剂成为一种氯化了的碱性洗涤剂,其总碱度在3000~3300mg/kg之间,用这种碱液循环16min。在此期间CIP供应泵吸引端注入蒸汽,使清洗液温度维持在32℃左右。
③、中间清洗:用CIP循环单位的水罐来的清水进行4min冲洗。
④、从气动器来的空气流入罐顶的固定喷头,然后进行3次清水的喷冲,每次30s,从罐顶沿罐的四周冲洗下来。见图14。
⑤、进行碱喷冲:用总碱度为3500~4000mg/kg的氯化了的碱液进行喷冲,碱液的温度为32℃左右,喷冲循环15min。
⑥、用清水冲洗,将残留于罐表面及管线中的碱液冲洗干净。
⑦、最后用酸性水冲洗循环,以中和残留的碱性,放走洗水,使罐保持弱酸状况。至此完成了全部清洗过程。
5.4 包装车间
华润雪花啤酒厂有三个包装车间,新厂包2车间、老厂包1车间以及纯生包装车间。其中包1车间有3条包装线,包2有4条包装线,纯生有两条包装线。包2、包1车间主要包装雪花、行吟阁等低档酒,纯生车间主要包装金标、零点、勇闯天涯等高档酒。其中,新厂区共4条包装生产线,两条是20000瓶∕小时,另两条是24000瓶∕小时。
一般来说包装应满足尽量减少氧的接触(应<0.02~0.04mg/L)、尽量减少CO2损失、严格无菌操作三个基本原则。
卸箱→洗瓶→验瓶→装瓶→压盖→灭菌→验酒→贴标→喷码→装箱
包装车间所包含的生产工艺流程(以瓶装酒为例):
5.4.1卸箱
卸箱就是将回收的旧瓶子从箱子中卸下,然后通过传送带送到洗瓶机处进行清洗。卸箱由卸箱机完成。
5.4.2洗瓶
洗瓶工艺要求:瓶内外无残存物,瓶内无菌,瓶内滴出的残水不得呈碱性反应。洗涤剂要求无毒性。
洗涤剂要求:具有很强的洗净力(包括溶解污垢的能力、抑制污垢的能力、抑制和杀灭细菌的能力和快速穿透标签纸和溶解贴标胶的能力)、无毒、不结垢、无泡、易于计量添加、价格低廉等。洗涤剂一般采用NaOH,同时添加消泡剂,洗涤液含减量一般要求2.5%。
采用蒸汽加热洗涤,洗涤完后的蒸汽通过回收管返回蒸汽制造车间。加热过程为逐级加热,防止温差过大而导致爆瓶;加热温度从常温到80~90℃。洗瓶机每14~15班次停机清洗一次。
影响清洗效果的因素有温度、洗涤液浓度以及喷充压力等。
5.4.3验瓶
验瓶有人工肉眼验瓶和验瓶机验瓶两种方法,华润雪花啤酒厂主要采用的是人工验瓶。验瓶主要是找出破损的有异物的以及异体的啤酒瓶。
5.4.4装瓶
将清酒罐中的啤酒输送到灌酒(图6)的贮酒槽中,由此将啤酒分配至灌酒阀,在等压条件下,缓慢平稳将酒装入酒瓶内,并排除瓶颈空气,保持啤酒质量。装瓶有装瓶机完成,每个装瓶机有60个喷头,机器转一圈装满60瓶,每瓶啤酒不是一次性装满,而是转一圈装满;喷头喷酒速度由微机自动控制。清酒由管道从发酵车间清酒罐中输送过来。
注意事项:
①、排除瓶颈的空气:通过激沫装置,喷热的过氧化氢溶液,利用它快速分解的性质排除瓶子内的空气;
②、打开盖子之后,喷洒细水柱,把瓶外残留的啤酒液冲洗掉,因为啤酒液中富含酵母,干后就显得很脏;
③、CIP清洗:在罐装机停产不用时,应该用脱氧水清洗;
④、装瓶要严格无菌操作,啤酒中CO2控制在0.45%~0.55%之间;
⑤、溶解氧含量小于0.3mg/L,装酒温度要求6℃以下。
灌装好的啤酒应尽快压盖,压盖前通过小喷嘴向瓶内喷水使啤酒激起泡沫,之后由压盖机压盖,瓶盖要通过无菌空气除尘处理。
图6 灌装机
5.4.5灭菌
将封装好的啤酒用巴氏灭菌法进行灭菌,除去啤酒中的活菌,以保证啤酒的生物稳定性,有利于长期保存。习惯上把60℃经过1min处理所达到的杀菌效果称为1个巴氏杀菌单位,用Pu表示。以Pu为单位。杀菌效果=T×1.393(t-60)[式中T为时间(min),t为温度(℃)]。生产上一般控制在15~30Pu。
待杀菌的装瓶啤酒从杀菌机一端进入,在移动过程中瓶内温度逐步上升,达到63℃左右(最高杀菌温度)后,保持一定时间,然后瓶内温度又随着瓶的移动逐步下降至接近常温,从出口端进入相邻的贴标机贴标。整个杀菌过程需要1h左右;杀菌由蒸汽加热。
5.4.6验酒
验酒标准:酒液清亮透明,无明显悬浮物和杂质,瓶盖不漏气不漏酒,外壁无泥物或不洁附着物,瓶内酒容量符合标准。
5.4.7贴标、喷码
使用的商标必须与产品一致,生产日期必须表示清楚,商标应整齐美观,不歪斜,不脱落,无缺陷。标签包括瓶身标签、瓶背标签和瓶颈标签。
贴标完后有喷码机在贴好商标的酒盖上或瓶颈标签喷上标识、生产日期等。
贴完标签后还要检验标签是否贴错,如有不合格的标签要重新贴标。
5.4.8装箱
将成品啤酒进行装箱入库,然后发往各地进行销售。箱子是先前卸箱后的箱子,通过传送带送到装箱处。
6.污水处理厂
啤酒厂废水的性质和一般生活污水性质比较接近,含有大量的有机物。处理方法采用好气性生物处理系统,利用细菌充分分解有机物而减轻污染。
生产污水→格栅井→调节池→初沉池→UASB反应器→生物选择器
→氯化沟→二沉池→压力过滤→反冲洗→清水
废水采用生物处理方法,对环境、生态和经济最为有利。好气性生物处理方法反应所产生的自由能,可用于生长细胞所需化合物的合成。好气性生物方法处理废水,影响处理效果的因素有以下几点:温度、营养水平、pH值、细菌污泥浓度、被处理水的有机负荷浓度、流量平衡、负荷平衡、曝气时间等。污水处理的主要流程如下:
处理后的水应该达到以下标准:
| 项目 | 最高允许排放浓度 |
| pH | 6-9 |
| 悬浮固体(SS) | 400mg/L |
| 生物需氧量[BOD(20℃,5d)] | 600mg/L |
| 化学需氧量(CODCr) | 1000mg/l |
通过这次实习,我学到了很多书上、课堂上学不到的东西,使我对一个企业的生产管理有了更深的认识,并且对理论与实际的结合有了更加深入的了解,使我用理论知识解决实际问题的能力有了一定提高。
在实习过程中,我发现实际生产中有很多操作与我们理论和做实验时不太一样,比如说酵母的培养,实验室都是在提供很好的营养条件下,利用摇床来培养微生物,这种微生物培养方法在实际生产中肯定是不适用的,生产中的发酵罐都是几十上百立方米,用小摇瓶培养的那点酵母菌肯定是远远不够的,所以生产中必须有专门的培养酵母的方法,而且要保证发酵过程中菌种的稳定性;再比如说在糖化过程中要加一些淀粉酶之类的酶制剂,不像我们在实验室那样只需要加一点点,实际生产过程中是一大袋一大袋的往里面加,这一方面是由于实际生产的规模要比实验室大得多,再就是实际生产中所用的酶不可能像实验室所用的酶那么纯,毕竟两者的目的是不一样的。
当然,实际生产和实验室的不同之处远不止这些,所以,在以后在学习和搞科研的过程中,我们不能把条件局限于实验室,因为搞科研的最终目的就是将研究的果运用于实际生产中,总不能说一个研究成果在实验室的效果很好,但一出实验室就不行了,这样这个研究做的就没多大意义了。所以在学习与科研的过程中我们要学会与实际生产相结合,这样做出才能使我们的学习更有意义。
最后,本次实习我不仅了解到了自己所学专业的本质,更多的是感觉到自己以前在学习中还是不够努力,许多知识都学得不扎实,在以后学习中要特别注意。同时我觉得本次实习时间安排很欠妥当,由于是暂时性的实习工厂师傅们不可能让我们去操作一些关键步骤,而每个车间要认识的东西又有限,这就导致我们在每一个车间有很多时间都是闲着没事干,关键知识只要用心有一天就可以全部掌握,而每一个车间安排4天时间,就有3天被白白浪费了。我觉得老师在安排学生实习时应该充分考虑学生实际情况,而不只是一味的要求。
雪花啤酒厂(新区)厂区分布图
大街
后门
大门
行 政 大 楼
宾客之家公寓
粉碎间
车棚
大发酵罐区
发酵车间
糖化车间
纯生车间
小发酵罐区
凉亭
过 滤 车 间
冷 冻 室
凉亭
麦芽立仓
包 装 车 间
CO2回收处理处
麦芽立仓
啤 酒 箱 啤 酒 瓶 存 放 处
包 装 车 间
成品酒存放处
啤 酒 箱 啤 酒 瓶 存 放 处
啤酒生产工艺流程图
麦芽储仓
麦芽湿粉机
电子称
斗式提升机
去石机
麦芽备仓
粗选机
大米/淀粉
糊化锅
抛光机
定量称
投料坑
糖化锅
辅料添加 罐
薄板冷却器
冷却水
煮沸锅
回旋沉淀槽
过滤槽
酵母添加 罐
空气过滤 器
啤酒稳定剂添加罐
脱氧水罐
发酵产生的CO2
发 酵 罐
混合机
CO2回收处理处
硅藻土添加罐
CO2
清 酒 罐
缓冲罐
啤酒精滤机
硅藻土过滤机
压 盖 机
啤酒瓶
验酒处
灭 菌 机
洗 瓶 机
验瓶处
灌装机
啤酒箱
装 箱 处
喷码机
贴标机
库存或销售
糖化车间工艺流程图
麦芽湿粉机
永磁筒
定量称
去石机
粗选机
抛光机
麦芽备仓
斗式提升机
投料坑
电子称
传送带
麦芽储仓
辅料添加罐
泵
糖化锅
冷却水
薄板冷却器
回旋沉淀槽
发酵车间
煮沸锅
过滤槽
糊化锅
大米∕淀粉
发酵车间工艺流程图
薄板冷却器
热麦汁(糖化车间)
酵母添加罐
酵母添加罐
发酵罐
发酵罐
发酵罐
发酵罐
空气过滤器
啤酒稳定剂添加罐
发
酵
产
生
的CO2
脱氧水罐
混合机
硅藻土添加罐
硅藻土过滤机
啤酒精滤机
CO2回收处理处
缓冲罐
CO2
清酒罐
清酒
包装车间
包装车间工艺流程图
清酒罐(发酵车间)
清酒
啤 酒 瓶
压盖机
灌装机
洗 瓶 机
验瓶处
灭 菌 机
验酒处
啤酒箱
贴标机
喷码机
装箱处
库存或销售
