啤酒生物发酵工程实验室启动建设

2020-09-16

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啤酒作为一个舶来品，进入只有一百多年的历史，尽管在青岛啤酒等品牌的带领下，啤酒已经得到长足的发展，产品质量不断提升，产销量已连续8年位居世界前列位。但是，由于行业集中度偏低，行业的整体发展还存在着不少瓶颈，与国际先进水平相比，在研发上还存在较大的差距。作为《国家轻工业振兴规划》中的重要板块，啤酒行业如何通过科技创新提升行业整体水平，以应对越来越国际化的行业竞争，备受关注。
在近日召开的我国科技工作会议上，党中央明确提出，要加快建立以企业为主体的技术创新体系建设，促进产学研相结合。尤其强调技术创新活动是一根完整的链条，要从技术创新的全过程入手，从完善创新链的角度来营造创新生态。这一“创新链”就包括企业研发机构与公共研发平台。
近日，啤酒行业前列家国家重点实验室——依托青岛啤酒股份有限公司组建“啤酒生物发酵工程实验室”获得国家科技部审批，正式启动建设。这是我国啤酒行业强化研发，发挥青岛啤酒雄厚技术优势，推动行业发展，应对国际化竞争的重要举措，将有效促进啤酒这个传统行业的技术创新，提升啤酒行业的整体竞争实力。
谈到依托青岛啤酒股份有限公司建立生物发酵领域国家重点实验室时，啤酒行业的一名专家介绍说：“‘啤酒生物发酵工程’国家重点实验室将肩负起提升我国啤酒行业技术水平、推进产业升级的历史使命，并积极探索成果转让机制、努力提高成果转化效率，致力于推动啤酒行业的技术进步。”
而据透露，科技部将在“863”计划、“973”计划、科技支撑计划等各类国家科技计划对企业国家重点实验室进行倾斜，优先支持实验室承担具有行业全局性、技术前瞻性的科研项目。

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如何制订啤酒发酵工艺

发酵方式的规定

啤酒发酵方式很多，有一罐法、两罐法（发酵、贮酒分别进行）、倒罐后处理法等等多种，需要分别按照不同的方法确定工艺。例如，一罐法是我国啤酒工业生产常用的方法，主酵、后酵又称贮酒（ＣＯ？饱和、澄清、口味成熟）等全部工艺过程在同一个罐内完成。工艺制订包括了冷麦汁温度、酵母菌种、酵母接种、发酵工艺温度控制、降糖速度控制、发酵周期时间控制、封罐糖度、封罐时间的控制，封罐压力的控制、降温和贮酒控制等许多方面。

而两罐法顾名思义需要在两个容器中进行，需要对发酵罐和贮酒罐的工艺分别制订，虽然内容思路基本相同，但工艺参数不一定是相同的。

发酵阶段温度的工艺规定

发酵阶段温度控制是发酵工艺制订和调整的主要内容，不同的酵母菌种，不同的啤酒种类，不同的发酵生产方式，不同的发酵阶段，温度参数的确定都是不同的。例如，对高浓度发酵而言，一般主张比较高的主发酵温度，例如当原麦汁浓度达到14°Ｐ以上时，常用的主发酵温度为12℃，而且要进行专门的酵母性能培育。10℃或10℃以下温度的主发酵多用于对＂ＥＸＰＯＲＴ＂、＂Ｌａｇｅｒ＂之类低温、长时间发酵的品种；所谓高温发酵，通常多指主发酵温度超过12℃的情况。

发酵降糖速度的工艺规定

降糖速度直接关系到发酵生产周期和啤酒的内在质量和风味等，是很重要的控制内容，降糖速度与酵母质量、酵母数量和发酵温度有关，与麦汁的可发酵性能有关。通常Ｌａｇｅｒ类型啤酒在发酵高泡期，一般控制每天的降糖幅度不要超过2°Ｐ，高不要超过2。5°Ｐ（指外观糖度）。在正常条件下，用5ｄ的发酵时间和5ｄ的还原双乙酰时间已经可以确保发酵度的实现。如果出现降糖速度偏快或者偏慢，意味着麦汁的可发酵性能、酵母添加量、充氧条件、酵母的状态和繁殖酵母细胞数，包括冷却温度控制和主发酵温度控制等方面出现了一些需要关注的问题，应及时进行分析解决。

发酵周期时间的工艺规定

发酵周期时间是从大罐进罐时间开始，经发酵、贮酒，啤酒过滤空罐等，准备第二次进罐的全部占罐时间，是与产品品种、产品质量关系比较密切的工艺内容。在以上的工艺周期中，大部分工艺时间很接近，差别比较大的是冷贮酒时间，其变化幅度可达3～28ｄ。通常产量比较大的品种使用比较短的贮酒时间，例如3～7ｄ；对优质啤酒、出口啤酒多使用21～28ｄ的贮酒周期，对啤酒企业的知名品牌，建议也使用比较长的贮酒周期，例如14～21ｄ。另外，还应该考虑发酵温贮的时间与条件，包括降温速度、温贮温度、温贮时间、回收酵母、排放冷凝固物和排放废酵母等方面，温贮工艺过程有些啤酒企业不使用，但相当数量的啤酒企业和国外的一些啤酒专家十分提倡温贮过程。

酵母的回收、洗涤与保存条件的工艺规定

“回收酵母”包括回收时间、回收方式和回收处理三个方面的内容。要求回收酵母的合适时间是：酵母尚未受到营养缺乏、代谢产物的负作用、酒液温度等因素的损害，有较好的相对活性时间。此时，酵母的凝聚团也不十分紧密，有利于再添加后的分散，这个时间段大多为主发酵完成和双乙酰还原结束的时候。不过，如果回收以后不能马上用于添加，就必须迅速冷却到4℃以下，以降低其代谢活性，有利于保存。如果回收时间设定在酵母凝聚得比较紧密，相对活性比较差，受到有毒、有害物质的损害时间长的条件下，可能会出现比较大的衰老、退化程度，回收价值就降低了。

回收以后的酵母的洗涤与保存条件也是发酵工艺应该具体规定的内容，包括低温无菌水洗或酸洗，洗涤次数，对洗涤使用的水或酸性缓冲剂的具体要求，贮存温度、贮存时间都要具体规定。

排放冷凝固物的具体规定

排放冷疑固物应该在麦汁满罐12ｈｒ或24ｈｒ排放一次，排放酵母（对不回收利用的）应该在升压初期排放一次废酵母，在降温至5℃至0℃后贮期间，每天要进行的操作，但考虑到啤酒损耗的问题，可以按照从高温到低温的顺序，逐步加大排放频次。特别是冷贮存时段，尽量做到多排放，这对啤酒的过滤和提高非生物稳定性、改善口感都是有利的，因此，发酵工艺中应对冷凝固物和酵母的排放有具体的规定。

ＣＯ回收、ＣＯ洗涤、ＣＯ？饱和的工艺方法

有ＣＯ回收设备的啤酒企业应有ＣＯ2回收工艺规定的内容，包括回收时间、回收压力、回收纯度规定等。

ＣＯ洗涤对降低乙醛、含Ｓ化合物等不良风味物质的含量非常有利，国外啤酒企业对非常重视该项操作。包括在发酵罐中进行的ＣＯ？洗涤，在贮酒罐的ＣＯ？洗涤，在倒罐的情况下也可以在倒罐结束后进行，但要规定ＣＯ？选涤的间隔时间和每次的洗涤时间、速度、温度、饱和度等等。

ＣＯ饱和可分为罐内饱和和在线饱和两种形式，这与发酵方式和设备的使用都有一定的关系。

发酵后处理（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）的工艺规定

发酵后处理是发酵工艺过程常用的一种调整啤酒质量、均匀啤酒品质的工艺措施。其内容包括提高发酵液澄清度，提高啤酒的抗氧化性能，均匀发酵液的风味与口味，调节ＣＯ？含量，提高非生物稳定性和泡沫稳定等等。

工艺控制点和取样时间的规定

发酵过程的工艺控制点和取样点的规定是控制发酵过程，了解发酵过程效果的依据。发酵工艺控制点可以包括麦汁冷却、起始发酵、高泡发酵、双乙酰还原、发酵液冷却、酵母回收和冷贮等几个主要工艺重点时间或时间段；取样时间应与工艺控制点吻合，同时规定不同取样时间的样品分析内容和控制标准。

青岛啤酒武威公司搬迁扩建项目建设忙

夏日的武威工业园区，一派忙碌的生产景象。5月22日上午，记者来到青岛啤酒武威公司搬迁扩建项目建设现场，只见工人们忙忙碌碌，或砌墙抹灰，或绑扎钢筋，或浇筑地基……正在抓紧对已完成主体工程的办公楼、食堂进行内外装修作业。
公司项目办公室土建负责人和耀军对记者说，联合车间和锅炉房已完成基础部分，正在进行地面以上部分的施工；灌装车间正在进行基础施工，污水处理系统已进入审图阶段，消费者体验中心———梦工厂个性化设计已开始施工图设计。和耀军说，如果天气情况良好，不影响施工作业，预计7月中旬可全面完成基础工作，设备就可以进场进行安装。据了解，至目前该项目已完成投资近1.8亿元，被青啤总部评为“建设进度较快，取得支持力度较大”的项目，被地方誉为“投资大、建设快，操作规范、管理科学”的招商引资标杆项目。
青啤武威公司生产啤酒近30年，但生产能力弱、装备水平低却越来越成为制约企业跨越发展的瓶颈。2004年6月，青岛啤酒武威有限责任公司以增资扩股方式，加盟国内较大啤酒集团青岛啤酒股份公司，成为该公司56家生产性子公司之一，也成为武威地区集啤酒、麦芽、饮料生产为一体的综合性酿酒企业。加盟青岛啤酒近7年来，啤酒销量、销售收入、实现利税年均以两位数增长，每年吸纳地方劳务人员600多人，并带动纸箱、印刷、制瓶、啤酒大麦种植等相关产业发展，为地方经济社会发展作出了积极贡献。
为实现企业持续发展的战略目标，公司上下充分发扬“有百分之一希望就付出十足努力”的创业精神，积极寻求方方面面的支持。2011年5月26日，青啤武威公司搬迁扩建总体规划60万千升啤酒生产项目落户武威工业园区，用地总面积400亩，总投资约10亿元，项目分两期建设，一期工程投资约5亿元，年生产能力20万千升，项目全部建成达标后，年产值将达到20亿元。
和耀军告诉记者，自去年签署合作协议以来，青啤武威公司随即成立了搬迁扩建项目办公室，各小组分工负责、责任到人，公司总经理亲临现场靠前指挥，各施工企业加班加点加紧作业，监理单位坚持原则一丝不苟，确保了工程安全、有序、快速推进。从去年5月工程开工建设以来，项目办公室全体人员就吃住在工地，没有双休日，没有节假日，全身心地投入到了项目建设之中。
据公司负责人介绍，该项目总体进度规划16个月，2012年10月18日投料试产，11月18日成品酒出厂。项目选用目前国际一流的啤酒生产设备，配备不锈钢发酵罐、进口过滤系统、纯生装酒机，从原料处理直至成品酒出厂全过程自动化控制。生产过程采用先进的环保节能新工艺、新技术。项目建成后，青啤武威公司将成为环境友好、资源节约，集啤酒酿造和工业旅游为一体的现代化工厂。

啤酒是如何发酵的？

发酵原料：水、麦芽、啤酒花、酵母水对啤酒而言为最重要的成分，它必须是纯净无色无味；啤酒麦芽分大麦小麦，餐厅里的麦芽主要来自中国北方；啤酒花是啤酒味道的主要来源，全部由德国进口而来；酵母是一种真菌，它能使麦芽汁内的糖分解成酒精和二氧化碳，酵母由德国进口而来。发酵过程：1.粉碎糖化Mashing：把麦芽磨成粉、糖化后的麦汁由输送管输送至过滤锅；2.过滤Lautering：将糖化后之麦汁送至右边煮酒槽过滤，将麦汁与麦糟分离；3.煮沸及添加啤酒花Boiling：传送至煮酒槽内用100度水温蒸煮大约70分钟，加入啤酒花之后，蒸煮到剩余1000L之麦汁为止再顺着输送管输送到发酵房；4.冷却Whirlpool：麦汁会经由此冷却器将温度降至10-12C后引入发酵桶等待发酵；5.发酵Fermentation：麦汁经过充分的冷却后引入发酵桶，加入10-15L之酵母进行发酵，大约需6天左右来完成发酵，在此步骤最后麦芽里的糖会经由酵母转化成酒精(酵母加麦汁=啤酒)；6.熟化贮存Agingstorage：在啤酒成熟之前熟化贮存为必要步骤，啤酒熟化大约需要3个星期在摄氏0度的贮酒桶进行，啤酒的色泽、独特的风味都会在此步骤发展形成；7.等待啤酒成熟后，啤酒直接经由啤酒管输送至贮酒桶或桶装啤酒桶内提供消费者使用。

燕京雪鹿啤酒公司营销系统DRP项目正式启动

2010年10月13日上午，燕京啤酒（包头雪鹿）股份有限公司营销DRP项目启动会在公司三楼会议室召开，标志着我公司营销体系由传统管理模式向现代信息化管理的历史性跨越。
田建华董事长亲自兼任信息化推进领导小组组长，杨海波总经理助理出任项目经理。田建华董事长指出：DRP项目的启动，是提高公司管理水平的需要，是实现企业快速发展的需要。我们得到了总部领导支持，请来了和佳公司团队，我们更有大家渴望变革、渴望进步、渴望企业快速发展的优势。要以谦恭的态度向和佳公司项目组人员学习，要全力以赴与和佳公司一起并肩作战，在较短的时间内高质量地完成项目的推进，保证2010年11月30日系统正式运行。
燕京集团公司信息中心谢广军主任，和佳公司刘玉洲副总经理出席。

啤酒口味会受发酵工艺影响

不同的发酵工艺使得啤酒从口味的种类上主要分为了两大种，上发酵（Ale）和下发酵（Lager）。下发酵（Lager）19世纪中叶，德国巴伐利亚洲开始出现下发酵拉格（Lager）啤酒，酿出的啤酒由于风味好，逐渐在全国流行。作为如今主流的酿造方式之一，这种最早起源于德国的啤酒制作方法很好地实现了其被发明的最初目的，即解决啤酒不耐储藏之问题。窖藏啤酒最大的特点便是清新爽口，品质稳定是其另一大特色。上发酵（Ale）要是真想要找到适合自己口味的啤酒，那就必须尝尝上发酵艾尔（Ale）啤酒才行。艾尔啤酒指的是通过传统方式发酵而成的啤酒，其口味一般较重，果香也更浓郁，包含的种类也非常多，艾尔啤酒是将口味多样化发挥到极致的啤酒种类。喜好啤酒苦味的人可以选择在制造麦芽汁的过程中加入大量啤酒花进行长时间加热的类型，而对于偏好深色啤酒的人来说，那些用长时间烘焙后的大麦进行酿造的烈性黑啤或者棕色啤酒会是更好的选择。值得一提的是，通常这种啤酒本身还会带有一定的烟熏味，再加上有些酒厂会将这些啤酒存放在橡木桶中发酵，因此有些艾尔啤酒还会带有些从橡木桶中渗透而来的巧克力或咖啡的味道。很多青睐水果滋味的人会在酿造艾尔啤酒的过程中加入不同类型的果汁进行混合酿制，从而创制出一系列的樱桃啤酒、苹果啤酒、水蜜桃啤酒等，这些酒精度低、口感酸甜的啤酒在也非常适合女性饮用。

浅析啤酒锥形罐发酵方法

啤酒通用的发酵罐是圆柱锥形发酵罐，该罐主体呈圆柱形，罐顶为圆弧状，底部为圆锥形，罐体设有冷却和保温装置，为全封闭发酵罐。
1锥形罐发酵法的特点
1.1底部为锥形，便于生产过程中随时排放酵母，要求采用凝聚性酵母。
1.2罐本身具有冷却装置，便于发酵温度的控制，发酵周期缩短，染菌机会少，啤酒质量稳定。
1.3罐体外设有保温装置，可将罐体置于室外，减少建筑投资，节省占地面积，便于扩建。
1.4采用密闭罐，便于CO2洗涤和CO2回收，发酵也可在一定压力下进行。
1.5罐内发酵液由于液体高度而产生CO2梯度（即形成密度梯度）。通过冷却控制，可使发酵液进行自然对流，罐体越高，对流越强。由于强烈对流的存在，酵母发酵能力提高，发酵周期缩短。
1.6发酵罐可采用仪表或电脑控制，操作简捷、管理方便。
1.7可采用CIP自动清洗装置，清洗方便。
1.8锥形罐加工方便（可在现场就地加工），实用性强。
1.9设备容量可根据生产需要灵活调整，容量可为20m3—600m3，较高可达1500m3。
2锥形罐工作原理与结构
2.1锥形发酵罐工作原理
锥形罐发酵法发酵周期短、发酵速度快的原因，是由于锥形罐内发酵液的流体力学特性和采用现代啤酒发酵技术的结果。在静压差、发酵液密度差、二氧化碳的释放作用以及罐上部降温产生的温差等推动力的作用下，罐内发酵液产生了强烈的自然对流，增强了酵母与发酵液的接触，促进了酵母的代谢，使啤酒发酵速度大大加快，啤酒发酵周期显著缩短。
2.2锥形发酵罐基本结构
2.2.1罐顶部分
罐顶为一圆拱形结构，中央开孔用于放置可拆卸的大直径法兰，以安装CO2和CIP管道及其连接件，罐顶还安装防真空阀、过压阀和压力传感器等，罐内侧装有洗涤装置，也安装有供罐顶操作的平台和通道。
2.2.2罐体部分
罐体为圆柱体，是罐的主体部分。发酵罐的高度取决于圆柱体的直径与高度。由于罐直径大耐压低，一般锥形罐的直径不超过6m。罐体的加工比罐顶要容易，罐体外部用于安装冷却装置和保温层，并留一定的位置安装测温、测压元件。
2.2.3圆锥底部分
圆锥底的夹角一般为60°—80°，也有90°—110°，但这多用于大容量的发酵罐。发酵罐的圆锥底高度与夹角有关，夹角越小、锥底部分越高。一般罐的锥底高度占总高度的1/4左右，不要超过1/3。圆锥底的外壁应设冷却层，以冷却锥底沉淀的酵母。锥底还应安装进出管道、阀门、视镜、测压传感元件等。
此外，罐的直径与高度比通常为1：2—1：4，总高度较好不要超过6m，以免引起强烈对流，影响酵母和凝固物的沉降。一般发酵罐的工作压力控制在0.2MPa—0.3MPa。罐内壁必须光滑平整，不锈钢罐内壁要进行抛光处理，碳钢罐内壁涂料要均匀，无凹凸面、无颗粒状凸起。
2.3锥形发酵罐主要尺寸确定
2.3.1径高比
锥形罐呈圆柱锥底形，圆筒体的直径与高度之比为1：2—1：4。一般径高比越大，发酵时自然对流越强烈，酵母发酵速度快，但酵母不容易沉降，啤酒澄清困难。
2.3.2罐容量
罐容量越大，麦汁满罐时间越长，发酵增殖次数多、时间长，会造成双乙酰前驱物质形成量增大，双乙酰产生量大、还原时间长。此外，还会造成出酒、清洗、重新进麦汁等时间延长，且用冷高峰期峰值高，造成供冷紧张。由于二氧化碳的释放和泡沫的产生，罐有效容积一般为罐总量的80%左右。
2.3.3锥角
一般在60°—90°之间，常用60°—75°，以利于酵母的沉降与分离。
2.3.4冷却夹套和冷却面积
锥形发酵罐冷却常采用间接冷却。国内一般采用半圆管、槽钢、弧形管夹套，或米勒板氏夹套在低温低压（－3℃、0.03MPa）下用液态二次冷媒冷却，国外多采用换热片式（爆炸成型）一次性冷媒直接蒸发式冷却。一次性冷媒（如液氨蒸发温度为－3℃—－4℃）蒸发后的压力为1.0MPa—1.2MPa，对夹套耐压性要求较高。
由于啤酒冰点温度一般为－2.0℃—－2.7℃，为防止啤酒在罐内局部结冰，冷媒温度应在－3℃左右。国内常采用20%—30%的酒精水溶液或20%丙二醇水溶液，作为冷媒。
根据罐的容量不同，冷却可采用二段式或三段式。冷却面积根据罐体的材料而定，锥底冷却面积不宜过大，防止贮酒期啤酒结冰。
2.3.5隔热层和防护层
绝热层材料要求导热系数小、体积质量低、吸水少、不易燃等特性。常用绝热材料有聚酰胺树脂、自熄式聚苯乙烯塑料、聚氨基甲酸乙酯、膨胀珍珠岩粉和矿渣棉等。绝热层厚度一般为150mm—200mm。外保护层一般采用0.7mm—1.5mm厚的铝合金板、马口铁板或0.5mm—0.7mm的不锈钢板，近来瓦楞型板比较受欢迎。
2.3.6罐体的耐压
发酵产生一定的二氧化碳形成罐顶压力（罐压），应设有二氧化碳调节阀，罐顶设有安全阀。当二氧化碳排出、下酒速度过快、发酵罐洗涤时，二氧化碳溶解等会造成罐内出现负压。因此，必须安装真空阀。
3锥形罐发酵工艺
锥形罐发酵生产工艺组合形式有以下几种：
3.1贮酒式
此种方式，两个罐要求不一样，耐压也不同，对于现代酿造来说，此方式意义不大。
3.2后处理式
即一个罐进行发酵，另一个罐为后熟处理。对发酵罐而言，将可发酵性成分一次完成，基本不保留可发酵性成分，发酵产生的CO2全部回收并贮存备用，然后转入后处理罐进行后熟处理。其过程为将发酵结束的发酵液经离心分离，去除酵母和冷凝固物，再经薄板换热器冷却到贮酒温度，进行1天—2天的低温贮存后开始过滤。
3.3后调整式
即前一个发酵罐类似一罐法进行发酵、贮酒，完成可发酵性成分的发酵，回收酵母，进行CO2洗涤，经适当的低温贮存后，在后调整罐内对色泽、稳定性、CO2含量等指标进行调整，再经适当稳定后即可开始过滤操作。
4确定主要工艺参数
4.1发酵周期
由产品类型、质量要求、酵母性能、接种量、发酵温度、季节等确定，一般12天—24天。
4.2酵母接种量
一般根据酵母性能、代数、衰老情况、产品类型等决定。接种量大小由添加酵母后的酵母数确定。发酵开始时：10×106个/ml—20×106个/ml；发酵旺盛时：6×106个/ml—7×107个/ml；排酵母后：6×106个/ml—8×106个/ml；0℃左右贮酒时：1.5×106个/m—3.5×106个/ml。
4.3发酵较高温度和双乙酰还原温度
低温发酵，旺盛发酵温度8℃左右；中温发酵，旺盛发酵温度10℃—12℃；高温发酵，旺盛发酵温度15℃—18℃。
一般发酵温度为9℃—12℃。双乙酰还原温度是指旺盛发酵结束后啤酒后熟阶段（主要是消除双乙酰）时的温度，一般双乙酰还原温度等于或高于发酵温度，这样既能保证啤酒质量又利于缩短发酵周期。发酵温度提高，发酵周期缩短，但代谢副产物量增加将影响啤酒风味且容易染菌；双乙酰还原温度增加，啤酒后熟时间缩短，但易染菌不利于酵母沉淀和啤酒澄清。
4.4罐压
一般发酵时较高罐压控制在0.07MPa—0.08MPa。一般较高罐压为发酵较高温度值除以100（单位MPa）。采用带压发酵，可以抑制酵母的增殖，减少由于升温所造成的代谢副产物过多的现象，防止产生过量的醇、酯类，同时有利于双乙酰的还原，并可以保证酒中二氧化碳的含量。
4.5满罐时间
从前列批麦汁进罐到较后一批麦汁进罐所需时间称为满罐时间。满罐时间长，酵母增殖量大，产生代谢副产物α—乙