浅谈啤酒工艺的麦汁充氧

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1、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（p

2、pm）取样点287批（进罐第一批）9.00.017冷却薄板后取样阀288批（进罐第二批）8.60.040289批（进罐第三批）8.70.024290批（进罐第四批）8.90.030291批（进罐第五批）8.60.022292批（进罐第六批）8.80.020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

3、，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

4、、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）014.512.5512.710.51011.29.21510.08.1209.07.4902.3-2、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℃，0.001MPa时，不同麦汁浓度与氧饱和溶解量麦汁浓度（％P）氧饱和溶解量（ppm）410.189.7129.2188.13、氧在麦汁中溶解受氧分压的影响。

5、  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

6、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

7、，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，影响酵母的增殖。太迟充氧也会增加泡沫和双乙酰的形成，但对其他副产物几乎无影响。要避免各种问题的出现，在一定程度上，麦汁充氧量及时间取决于酵母品种、添加温度和添加量以及添加时间，氧气供