发酵技术的过程

发酵技术的过程是指利用微生物（如细菌、酵母菌、细胞等）引起的化学反应来改变物质结构和性质的一种生物技术。

一般来说，发酵技术的过程分为以下几个步骤：

1.选择菌种：根据不同的生产要求选择适合的菌种，如产酸菌、青霉菌、酵母等。

2.生长培养：将选定的菌种在适宜的生长温度、酸碱度、气体含量和营养条件下进行生长培养，通常是在液体或固体培养基中进行。

3.发酵过程：将培养好的菌种投入到发酵罐中，并控制发酵过程中的关键参数，如温度、pH值、氧气含量、营养物质等，以促进微生物的生长、代谢和产生所需的物质。

4.收获产物：经过发酵过程后，可以得到所需的产物，如乳酸、酒精、醋酸、蛋白质等。

5.后处理：对产物进行纯化、提纯、干燥等后处理过程，以提高产品质量和纯度。

总之，发酵技术的过程是一系列复杂的化学和生物学反应，需控制多种参数，选取合适的菌种和培养条件，以提高发酵效率和产物质量。

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发酵工程的工艺过程

1、菌种制备

菌种是发酵工业之母，没有菌种，就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶（茄子瓶等）菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种，一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前，首先接入斜面进行活化，使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收，有利于菌种的生长繁殖。活化后的菌种再进行扩大，将其接人摇瓶（茄子瓶等）中进行培养，此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放，更经济。摇瓶种子进一步扩大，接人种子罐进行培养。种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分，目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。种子罐种子培养好以后可适时进行大罐（通风 曲室）接种。

2、原料处理

发酵原料来源丰富，成分粗放，状态不一，通常不能直接为微生物所利用，因而要进行预处理，才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后，再加上其他有关物质配制成发酵培养基。

3、接种培养

发酵培养基配制好以后，进行灭菌。待其冷却后，适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行，以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。

4、发酵控制

菌种接好后，提供必要的生长条件，菌体开始生长繁殖，进行新陈代谢，发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进，以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中，还要经常观察菌体的形态变化，测定代谢产物的积累情况，以决定放罐的最佳时间，进行收获。

5、产品提取

发酵过程一旦完成，及时进行产品提取。根据不同的产品，采取不同的方法进行分离纯化，以求获得最高的产量和最好的质量。提取的方法一般有物理法（如过滤、离心、干燥等）、化学法（吸附、蒸馏、层析、离子交换等）和生物法等。

发酵工程的工艺过程

1、菌种制备    菌种是发酵工业之母，没有菌种，就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶（茄子瓶等）菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种，一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前，首先接入斜面进行活化，使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收，有利于菌种的生长繁殖。活化后的菌种再进行扩大，将其接人摇瓶（茄子瓶等）中进行培养，此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放，更经济。摇瓶种子进一步扩大，接人种子罐进行培养。种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分，目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。种子罐种子培养好以后可适时进行大罐（通风 曲室）接种。 2、原料处理    发酵原料来源丰富，成分粗放，状态不一，通常不能直接为微生物所利用，因而要进行预处理，才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后，再加上其他有关物质配制成发酵培养基。 3、接种培养    发酵培养基配制好以后，进行灭菌。待其冷却后，适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行，以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。 4、发酵控制    菌种接好后，提供必要的生长条件，菌体开始生长繁殖，进行新陈代谢，发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进，以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中，还要经常观察菌体的形态变化，测定代谢产物的积累情况，以决定放罐的最佳时间，进行收获。5、产品提取    发酵过程一旦完成，及时进行产品提取。根据不同的产品，采取不同的方法进行分离纯化，以求获得最高的产量和最好的质量。提取的方法一般有物理法（如过滤、离心、干燥等）、化学法（吸附、蒸馏、层析、离子交换等）和生物法等。 

啤酒发酵过程

冷却后的麦汁添加酵母以后，便是发酵的开始，整个发酵过程可以分为：酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，以麦汁中的氨基酸为主要的氮源，可发酵糖为主要的碳源，进行呼吸作用，并从中获取能量而发生繁殖，同时产生一系列的代谢副产物，此后便在无氧的条件下进行酒精发酵。

酵母恢复阶段： 酵母细胞膜的主要组成物质是甾醇，当酵母在上一`轮繁殖完毕后，甾醇含量降的很低，因此当酵母再次接种的时候，首先要合成甾醇，产生新的细胞膜，恢复渗透性和进行繁殖甾醇的生物合成主要在不饱和脂肪酸和氧的参与下进行，合成代谢的主要能量来源由暂储藏细胞内的肝糖和海藻糖提供。在次阶段，酵母细胞基本不繁殖，所谓的酵母停滞期。一旦细胞膜形成，恢复渗透性，营养物质进入，酵母立即吸收糖类提供的能量，肝糖再行积累，供下一次接种使用。

有氧呼吸阶段： 此阶段主要是指酵母细胞以可发酵糖为主要能量来源，在氧的作用下进行繁殖。

无氧呼吸阶段： 在此发酵过程中，绝大部分可发酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。这些糖类被酵母吸收，进行酵解的顺序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麦芽糖，麦芽三糖。

下面发酵：

主发酵：

发酵阶段 外观状态和要求

1.酵母繁殖期 麦汁添加酵母8-16个小时以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色的，乳脂状的泡沫，酵母繁殖20小时以后立即进入主发酵槽。

2.起泡期 还槽4-5小时后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间，洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，有二氧化碳小气泡上涌，并且带出一些析出物。

3.高泡期 发酵后2-3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵作用。

4.落泡期 发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。

5.泡盖形成期 发酵7-8天后，泡沫回缩，形成泡盖，撇去所析出的多酚复合物，酒花树脂，酵母细胞和其他杂质，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。

后发酵以及储藏：麦汁经主发酵后的发酵液叫嫩啤酒，此时酒的二氧化碳含量不足，双乙酰，乙醛，硫化氢等挥发性物质没有减低到合理的程度，酒液的口敢不成熟，不适合饮用。大量的悬浮酵母和凝结析出的物质尚未沉淀下来，酒液不够澄清，一般还要几个星期的后发酵和贮酒期，啤酒的成熟和澄清均在后发酵和贮酒期。

上面发酵

上面发酵的主要方法：传统的撇去法，落下法，巴顿联合法，约克夏法。

上面发酵采用上面发酵酵母，在15-20摄氏度下进行发酵，细胞形成量较多，酵母回收比较复杂，代数远远超过下面发酵酵母，长久没有衰退现象。

上面发酵的啤酒成熟快，设备周转快，啤酒有独特的风味，但保质期短。一般不采用后发酵期，而是加胶处理，澄清一阶段后，采用人工充二氧化碳，使达到饱和。

上面发酵和下面发酵的技术参数比较：

上面主发酵技术要求 下面发酵技术要求

接种温度： 14-16 5-7

酵母添加量： 0.15-0.30% 0.4-0.6%

酵母增殖时间： 8-16小时 20小时左右

主发酵最高温度： 18-20 7.5-9

主发酵时间： 4-6天 7-8天

发酵过程的概念，内容，典型的发酵过程包括哪几个部分

发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。1）“发酵”有“微生物生理学严格定义的发酵”和“工业发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。（2）工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。（4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。下游工程指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（离心分离，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、渗透压、表面活性剂和溶壁酶等），蛋白质纯化技术（沉淀法、色谱分离法和超滤法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。此外，在生产药物和食品的发酵工业中，需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的cGMPs的规定，并要定时接受有关当局的检查监督。

浅谈我国传统白酒的发酵工艺过程？

我国的白酒发酵技术虽源于黄酒，相对于黄酒历史而言，白酒的生产技术还很不完善，故现代对白酒的发酵工艺进行了大量的研究，在五六十年代，影响最大的改革是全面总结了“烟台操作法”，这个操作方法借鉴了酒精工业的麸皮曲及酒母制作两个关健技术，并结合传统的白酒工艺，形成了一套较为规范的操作法。当时总结了其特点是：“麸曲酒母、合理配料、低温入窖、定温蒸烧”十六个字。 由于浓香型酒在名优酒中的产量最大，深受消费者的喜爱，许多工厂和研究机构对浓香型大曲酒工艺进行了大量的研究。如研究控制低温发酵，对发酵温度曲线进行部结，提出了前期缓升，中期挺坚，后期缓落的策略。 此外还采用回醅发酵，即长期反复发酵的酒醅，配加在新酒醅中，以老醅带新醅，进行发酵的措施。或采用回糟发酵。有的也采用回酒发酵，成品酒依次分为头级酒，二级酒，酒。二级酒倒回酒新酒醅中，再次入窖发酵，再次蒸馏，可将二级酒变为头级酒。

微生物发酵工程工作流程？

微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。 根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。（1）好氧性发酵 在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。（2）厌氧性发酵 在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。（3）兼性发酵 酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。 按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。 一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。所以敞口发酵设备要求简单。相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。深层发酵法是指在液体培养基内部（不仅仅在表面）进行的微生物培养过程。 液体深层发酵是在青霉素等抗生素的生产中发展起来的技术。同其他发酵方法相比，它具有很多优点：①液体悬浮状态是很多微生物的最适生长环境。②在液体中，菌体及营养物、产物（包括热量）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进行，便于控制，易于扩大生产规模。③液体输送方便，易于机械化操作。④厂房面积小，生产效率高，易进行自动化控制，产品质量稳定。⑤产品易于提取、精制等。因而液体深层发酵在发酵工业中被广泛应用。 发酵的一般过程 生物发酵工艺多种多样，但基本上包括菌种制备、种子培养、发酵和提取精制等下游处理几个过程。 发酵是微生物合成大量产物的过程，是整个发酵工程的中心环节。它是在无菌状态下进行纯种培养的过程。因此，所用的培养基和培养设备都必须经过灭菌，通人的空气或中途的补料都是无菌的，转移种子也要采用无菌接种技术。通常利用饱和蒸汽对培养基进行灭菌，灭菌条件是在１２０℃（约０．ＩＭＰａ表压）维持２０～３０ｍｉｎ。空气除菌则采用介质过滤的方法，可用定期灭菌的干燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物，从而制得无菌空气。发酵罐内部的代谢变化（菌丝形态、菌浓、糖、氮含量、ｐＨ值，溶氧浓度和产物浓度等）是比较复杂的，特别是次级代谢产物发酵就更为复杂，它受许多因素控制。 发酵结束后，要对发酵液或生物细胞进行分离和提取精制，将发酵产物制成合乎要求的成品

粪便发酵技术是怎样的

有机肥发酵原理

腐熟的猪粪有机肥一般需要两个阶段，即第一次高温堆肥腐熟发酵阶段和第二次陈化阶段。不稳定的有机物通过腐熟过程，通过微生物作用下，转化成稳定的腐殖质。其温度变化可以界定是否腐熟。

第二阶段：温度初见降低，氧气吸收率降低，臭味完全消失。相对于第一次堆肥腐熟来说，不能没有第二次堆肥，因为二次堆肥可以降解难降解的有机物，嗜温微生物菌落重新建立，从而有助于有机肥腐熟、减少植物毒性物质和抑制病原菌。

第一阶段：通过配比原料基质，肥堆高氧吸收，产生高温，可降解挥发性固体大量减少，臭味逐渐降低，肥堆颜色逐渐变化，需保持良好的曝气和水分控制。

温度升高阶段：有机肥腐熟温度上升到45℃，主要以放线菌、真菌和细菌为主，主要分解糖类和淀粉。甚至有源生物动物和动物参与。高温阶段：腐熟温度达到45℃以上，嗜温微生物被抑制，嗜热主导。可溶解的有机物继续被氧化分解，复杂的有机物（纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素）也开始被分解。50℃左右（嗜热真菌和放线菌）；60℃左右（嗜热细菌和放线菌）；70℃左右（大多微生物已经不能适应）。最佳腐熟温度为55℃，这是因为大多微生物在该温度最活跃，最易分解有机物，病菌、虫卵、杂草种子大多数会被杀死。降温降低阶段：嗜温微生物又开始大量繁殖，占据优势，对残余难分解的有机物作进一步分解。此时微生物活性下降，堆肥腐熟需氧量降低，温度下降，肥堆逐渐趋于稳定。

有机肥发酵方法

厌氧发酵：在缺氧或无氧条件下,主要利用厌氧微生物进行的堆肥化过程。最终产物除腐殖质类有机物、二氧化碳和甲烷外，还有氨、硫化氢和其他有机酸等还原性物质。工艺简单、不需进行通风,但反应速率缓慢，堆肥化周期较长。

好氧发酵：在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、温度和通风的情况下，通过微生物将有机质转化为稳定的腐殖质的过程，这类堆肥无臭无蝇，反而有淡淡的泥土味。

有机肥发酵工艺

静态条垛堆肥：无需翻堆，能够确保堆体有效的达到高温和病原菌体灭活，缩短堆肥周期。

动态条垛堆肥：通过人工或机械定期翻堆，来确保堆体好氧状态。

反应器堆肥：在一个容器或几个容器进行，能够有效的控制温度，水分，从而监控堆肥发酵程度。

啤酒发酵技术的工艺流程

生产工艺流程：

充氧冷麦汁→发酵→前发酵→主发酵→后发酵→贮酒→鲜啤酒

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菌种

啤酒发酵技术的发酵技术

现代发酵技术主要包括大容量发酵罐发酵法（其中主要是圆柱露天锥形发酵罐发酵法）、高浓糖化后稀释发酵法、连续发酵法等。

（一） 锥形发酵罐发酵法

传统啤酒是在正方形或长方形的发酵槽（或池）中进行的，设备体积仅在5～30m，啤酒生产规模小，生产周期长。20世纪50年代以后，由于世界经济的快速发展，啤酒生产规模大幅度提高，传统的发酵设备以满足不了生产的需要，大容量发酵设备受到重视。所谓大容量发酵罐是指发酵罐的容积与传统发酵设备相比而言。大容量发酵罐有圆柱锥形发酵罐、朝日罐、通用罐和球形罐。圆柱锥形发酵罐是目前世界通用的发酵罐，该罐主体呈圆柱形，罐顶为圆弧状，底部为圆锥形，具有相当的高度（高度大于直径），罐体设有冷却和保温装置，为全封闭发酵罐。圆柱锥形发酵罐既适用于下面发酵，也适用于上面发酵，加工十分方便。德国酿造师发明的立式圆柱锥形发酵罐由于其诸多方面的优点，经过不断改进和发展，逐步在全世界得到推广和使用。我国自20世纪70年代中期，开始采用室外圆柱体锥形底发酵罐发酵法（简称锥形罐发酵法），目前国内啤酒生产几乎全部采用此发酵法。

1．锥形罐发酵法的特点

（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。

（2）罐本身具有冷却装置，便于发酵温度的控制。生产容易控制，发酵周期缩短，染菌机会少，啤酒质量稳定。

（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。

（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。即可做发酵罐，也可做贮酒罐，也可将发酵和贮酒合二为一，称为一罐发酵法。

（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，发酵速度加快，发酵周期缩短。

（6）发酵罐可采用仪表或微机控制，操作、管理方便。

（7）锥形罐既适用于下面发酵，也适用于上面发酵。

（8）可采用CIP自动清洗装置，清洗方便。

（9）锥形罐加工方便（可在现场就地加工），实用性强。

（10）设备容量可根据生产需要灵活调整，容量可从20～600m不等，最高可达1500m。

2. 锥形罐工作原理与罐体结构

（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现代啤酒发酵技术采用的结果。

接种酵母后，由于酵母的凝聚作用，使得罐底部酵母的细胞密度增大，导致发酵速度加快，发酵过程中产生的二氧化碳量增多，同时由于发酵液的液柱高度产生的静压作用，也使二氧化碳含量随液层变化呈梯度变化（见表4-3-1），因此罐内发酵液的密度也呈现梯度变化，此外，由于锥形罐体外设有冷却装置，可以人为控制发酵各阶段温度。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（1～2℃）这些推动力的作用下，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。另外，由于提高了接种温度、啤酒主发酵温度、双乙酰还原温度和酵母接种量也利于加快酵母的发酵速度，从而使发酵能够快速进行。

（2）锥形发酵罐基本结构

①罐顶部分

罐顶为一圆拱形结构，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。罐体部分的冷却层有各种各样的形式，如盘管、米勒扳、夹套式，并分成2～3段，用管道引出与冷却介质进管相连，冷却层外覆以聚氨酯发泡塑料等保温材料，保温层外再包一层铝合金或不锈钢板，也有使用彩色钢板作保护层。

③圆锥底部分

圆锥底的夹角一般为60º～80º，也有90º～110º，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、测温、测压得传感元件等。

此外，罐的直径与高度比通常为1：2～1：4，总高度最好不要超过16m，以免引起强烈对流，影响酵母和凝固物的沉降。制罐材料可用不锈钢或碳钢，若使用碳钢，罐内壁必须涂以对啤酒口味没有影响的且无毒的涂料。发酵罐工作压力可根据罐的工作性质确定，一般发酵罐的工作压力控制在0.2～0.3MPa。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。

（3）锥形发酵罐主要尺寸的确定

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1：1～4。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。一般直径与麦汁液位总高度之比应为1：2，直径与柱形部分麦汁高度之比应为1：1～1.5。

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、重新进麦汁等非生产时间延长，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。

③锥角 一般在60°～90°之间， 常用60°～75°（不锈钢罐常用锥角60°，内有涂料的钢罐锥角为75°），以利于酵母的沉降与分离。

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。一次性冷酶（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，不锈钢材料一般为0.35～0.4m/m发酵液，碳钢罐为0.5～0.62m/m发酵液。锥底冷却面积不宜过大，防止贮酒期啤酒的结冰。

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150～200mm。外保护层一般采用0.7～1.5mm厚的铝合金板、马口铁板或0.5～0.7mm的不锈钢板，近来瓦楞型板比较受欢迎。

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都会造成罐内出现负压，因此必须安装真空阀。下酒前要用二氧化碳或压缩空气背压，避免罐内负压的产生，造成发酵罐瘪罐。

3．锥形罐发酵工艺

（1）锥形罐发酵的组合形式

锥形罐发酵生产工艺组合形式有以下几种：

①发酵－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。

②发酵－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1～2天的低温贮存后开始过滤。

③发酵-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CO2、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。

（2）发酵主要工艺参数的确定

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12～24天。通常，夏季普通啤酒发酵周期较短，优质啤酒发酵周期较长，淡季发酵周期适当延长。

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：10～20×10个/ml；发酵旺盛时：6～7×10个/ml；排酵母后：6～8×10个/ml；0℃左右贮酒时：1.5～3.5×10个/ml。

③发酵最高温度和双乙酰还原温度

啤酒旺盛发酵时的温度称为发酵最高温度，一般啤酒发酵可分为三种类型：低温发酵、中温发酵和高温发酵。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℃。国内一般发酵温度为：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，但容易染菌又不利于酵母沉淀和啤酒澄清。温度低，发酵周期延长。

④罐压

根据产品类型、麦汁浓度、发酵温度和酵母菌种等的不同确定。一般发酵时最高罐压控制在0.07～0.08MPa。一般最高罐压为发酵最高温度值除以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，防止产生过量的高级醇、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。啤酒中CO2含量和罐压、温度的关系为：

CO2（%，m/m）=0.298+0.04p－0.008t

其中 p --罐压（压力表读数）（MPa）

t --啤酒品温（℃）

⑤满罐时间

从第一批麦汁进罐到最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-乙酰乳酸多，双乙酰峰值高，一般在12～24h，最好在20h以内。

⑥发酵度

可分为低发酵度、中发酵度、高发酵度和超高发酵度。对于淡色啤酒发酵度的划分为：低发酵度啤酒，其真正发酵度48%～56%；中发酵度啤酒，其真正发酵度59%～63%；高发酵度啤酒，其真正发酵度65%以上，超高发酵度啤酒（干啤酒）其真正发酵度在75%以上。目前国内比较流行发酵度较高的淡爽性啤酒。

（4）锥形发酵罐工艺要求

①应有效的控制原料质量和糖化效果，每批次麦汁组成应均匀，如果各批麦汁组成相差太大，将会影响到酵母的繁殖与发酵。如10ºP麦汁成分要求为：浓度%（m/m）10±0.2，色度（EBC单位）5.0～8.0，pH5.4±0.2，α-氨基氮（mg/L）140～180。

②大罐的容量应与每次糖化的冷麦汁量以及每天的糖化次数相适应，要求在16h内装满一罐，最多不能超过24h，进罐冷麦汁对热凝固物要尽量去除，如能尽量分离冷凝固物则更好。

③冷麦汁的温度控制要考虑每次麦汁进罐的时间间隔和满罐的次数，如果间隔时间长次数多，可以考虑逐批提高麦汁的温度，也可以考虑前一、二批不加酵母，之后的几批将全量酵母按一定比例加入，添加比例由小到大，但应注意避免麦汁染菌。也有采用前几批麦汁添加酵母，最后一批麦汁不加酵母的办法。

④冷麦汁溶解氧的控制可以根据酵母添加量和酵母繁殖情况而定，一般要求每批冷麦汁应按要求充氧，混合冷麦汁溶解氧不低于8mg/L。

⑤控制发酵温度应保持相对稳定，避免忽高忽低。温度控制以采用自动控制为好。

⑥应尽量进行CO2回收，以便于进行CO2洗涤、补充酒中CO2和以CO2背压等。

⑦发酵罐最好采用不锈钢材料制作，以便于清洗和杀菌，当使用碳钢制作发酵罐时，应保持涂料层的均匀与牢固，不能出现表面凹凸不平的现象，使用过程中涂料不能脱落。发酵罐要装有高压喷洗装置，喷洗压力应控制在0.39～0.49MPa或更高。

（5）操作步骤（一罐法发酵）

①接种 选择已培养好的0代酵母或生产中发酵降糖正常，双乙酰还原快、微生物指标合格的发酵罐酵母作为种子，后者可采用罐－罐的方式进行串种。接种量以满罐后酵母数在（1.2～1.5）×10个/ml为准。

②满罐时间 正常情况下，要求满罐时间不超过24h，扩培时可根据启发情况而定。满罐后每隔1天排放一次冷凝固物，共排3次。

③主发酵 温度10℃，普通酒10±0.5℃,优质酒9±0.5℃，旺季可以升高0.5℃。当外观糖度降至3.8%～4.2%时可封罐升压。发酵罐压力控制在0.10～0.15MPa。

④双乙酰还原 主发酵结束后，关闭冷媒升温至12℃进行双乙酰还原。双乙酰含量降至0.10mg/L以下时，开始降温。

⑤降温 双乙酰还原结束后降温，24h内使温度由12℃降至5℃，停留1天进行酵母回收。亦可在12℃发酵过程中回收酵母，以保证更多的高活性酵母。旺季或酵母不够用时可在主发酵结束后直接回收酵母。

⑥贮酒 回收酵母后，锥形罐继续降温，24h内使温度降至-1℃～-1.5℃，并在此温度下贮酒。贮酒时间：淡季7天以上，旺季3天以上。

4．酵母的回收

锥形罐发酵法酵母的回收方法不同于传统发酵，主要区别有：回收时间不定，可以在啤酒降温到6～7℃以后随时排放酵母，而传统发酵只能在发酵结束后才能进行；回收的温度不固定，可以在6～7℃下进行，也可以在3～4℃或0～1℃下进行；回收的次数不固定，锥形罐回收酵母可分几次进行，主要是根据实际需要多次进行回收；回收的方式不同，一般采用酵母回收泵和计量装置、加压与充氧装置，同时配备酵母罐且体积较大，可容纳几个罐回收的酵母（相同或相近代数）；贮存方式不同，锥形罐一般不进行酵母洗涤，贮存温度可以调节，贮存条件较好。

一般情况下，发酵结束温度降到6～7℃以下时应及时回收酵母。若酵母回收不及时，锥底的酵母将很快出现自溶。回收酵母前锥底阀门要用75%（v/v）的酒精溶液棉球灭菌，回收或添加酵母的管路要定期用85℃的NaOH（俗称火碱）溶液洗涤20分钟；管路每次使用前先通85℃的热水30分钟、0.25%的消毒液（H2O2等）10分钟；管路使用后，先用清水冲洗5分钟，再用85℃热水灭菌20分钟。

酵母使用代数越多，厌氧菌的污染一般都会增加，酵母使用代数最好不要超过4代。对厌氧菌污染的酵母不要回收，最好做灭菌处理后再排放。

回收酵母时注意：要缓慢回收，防止酵母在压力突然降低造成酵母细胞破裂，最好适当备压；要除去上、下层酵母，回收中层强壮酵母；酵母回收后贮存温度2～4℃，贮存时间不要超过3天。

酵母泥回收后，要及时添加2～3倍的0.5～2.0℃的无菌水稀释，经80～100目的酵母筛过滤除去杂质，每天洗涤2～2.5次。

若回收酵母泥污染杂菌可以进行酸洗：食用级磷酸，用无菌水稀释至5%（m/m），加入回收的酵母泥中，调制pH2.2～2.5，搅拌均匀后静置3h以上，倾去上层酸水即可投入使用。经过酸洗后，可以杀灭99%以上的细菌。

酵母使用代数：有人研究发现，在同样的条件下，2代酵母的发酵周期较长，但降糖、还原双乙酰的能力较好；3代酵母在发酵周期、降糖、还原双乙酰能力等方面最好，酵母活性最强；4代酵母以后，发酵周期逐渐延长，酵母的降糖能力和双乙酰还原能力也逐渐下降，产品质量将变差。

如果麦汁的营养丰富（α-氨基氮含量高，大于180mg/L），回收酵母的活性高，而麦汁营养缺乏时，回收的酵母活性很差，对下一轮发酵和啤酒质量有明显影响。

回收酵母泥时用0.01%的美蓝染色测定酵母死亡率，若死亡率超过10%就不能再使用，一般回收酵母死亡率应在5%以下。

5．CO2的回收

CO2是啤酒生产的重要副产物，根据理论计算，每1kg麦芽糖发酵后可以产生0.514kg的CO2，，每1kg葡萄糖可以产生0.489kg的CO2，实际发酵时前1～2天的CO2不纯，不能回收，CO2的实际回收率仅为理论值的45%～70%。经验数据为，啤酒生产过程中每百升麦汁实际可以回收CO2约为2～2.2kg。

CO2回收和使用工艺流程为：

CO2收集→洗涤→压缩→干燥→净化→液化和贮存→气化→使用

①收集CO2 发酵1天后，检查排出CO2的纯度为99%～99.5%以上，CO2的压力为100～150kPa，经过泡沫捕集器和水洗塔除去泡沫和微量酒精及发酵副产物，不断送入橡皮气囊，使CO2回收设备连续均衡运转。

②洗涤 CO2进入水洗塔逆流而上，水则由上喷淋而下。有些还配备高锰酸钾洗涤器，能除去气体中的有机杂质。

③压缩 水洗后的CO2气体被无油润滑CO2压缩机2级压缩。第1级压缩到0.3MPa（表压），冷凝到45℃；第2级压缩到1.5～1.8MPa（表压），冷凝到45℃。

④干燥 经过2级压缩后的CO2气体（约1.8MPa），进入1台干燥器，器内装有硅胶或分子筛，可以去除CO2中的水蒸汽，防止结冰。也有把干燥放在净化操作后。

⑤净化 经过干燥的CO2，再经过1台活性碳过滤器净化。器内装有活性炭，清除CO2气体中的微细杂质和异味。要求2台并联，其中1台再生备用，内有电热装置，有的用蒸汽再生，要求应在37h内再生1次。

⑥液化和贮存 CO2气体被干燥和净化后，通过列管式CO2净化器。列管内流动的CO2气体冷凝到－15℃以下时，转变成－27℃、1.5MPa的液体CO2，进入贮罐，列管外流动的冷媒R22蒸发后吸入致冷机。

⑦气化 液态CO2的贮罐压力为1.45MPa（1.4～1.5之间），通过蒸汽加热蒸发装置，使液体CO2转变为气体CO2，输送到各个用气电。

回收的CO2纯度要大于99.8%（v/v），其中水的的最高含量为0.05%，油的最高含量为5mg/L，硫的最高含量为0.5mg/L，残余气体的最高含量为0.2%，将CO2溶于不能出现不愉快的味道和气味。

6．锥形罐的清洗与消毒

在啤酒生产中，卫生管理至关重要。生产环节中清洗和消毒杀菌不严格所带来的直接后果是：轻度污染使啤酒口感差，保鲜期短，质量低劣；严重污染可使啤酒酸败和报废。

（1）发酵大罐的微生物控制 啤酒发酵是纯粹啤酒酵母发酵，发酵过程中的有害微生物的污染是通过麦汁冷却操作、输送管道、阀门、接种酵母、发酵空罐等途径传播的，而发酵空罐则是最大的污染源。因此，必须对啤酒发酵罐进行洗涤及消毒杀菌。

（2）杀菌剂的选择 设备、方法、杀菌剂对大罐洗涤质量起着决定作用，而选择经济、高效、安全的消毒杀菌剂则是关键。我国大多数啤酒厂所采用的杀菌剂大致有CIO2、双氧水、过氧乙酸、甲醛等，使用效果最好的是CIO2。

（3）洗涤方法的选择

①清水-碱水-清水这种方法是比较原始的洗涤方法，目前在中小型啤酒厂中使用较多，虽然洗涤成本低，但不能充分杀死所有微生物，而且会对啤酒口感带来影响。也有采用定期用甲醛洗涤杀菌，但并不安全。

②清水-碱水-清水-杀菌剂（CIO2、过氧乙酸、双氧水） 一般认为上述三种消毒剂最终分解产物无毒副作用，洗涤后不必冲洗。采用此种方法的厂家较多，其啤酒质量特别是口感、保鲜期会比第一种方法提高一个档次。

③清水-碱水-清水-消毒剂-无菌水 有的厂家认为这种方法对微生物控制比较安全，又可避免万一消毒剂残留而带来的副作用，但如果无菌水细菌控制不合格也会带来大罐重复污染。

④清水-稀酸-清水-碱水-清水-杀菌剂-无菌水 此种方法被认为是比较理想的洗涤方法。通过对长期使用的大罐内壁的检查，可发现粘附有由草酸钙、磷酸钙和有机物组成的啤酒石，先用稀酸（磷酸、、硫酸）除去啤酒石，再进行洗涤和消毒杀菌，这样会对啤酒质量有利。

（4）其它因素对大罐洗涤的影响

①CIP系统的设计:特别是管道角度、洗涤罐的容量及分布、洗涤水的回收方法等，都会对洗涤杀菌产生影响。有些采用带压回收洗涤水，压力过高会使洗涤水喷射产生阻力而影响洗涤效果。

②洗涤器：当前生产的洗涤器种类很多，应选择喷射角度完全，不容易堵塞的万向洗涤器。定期拆开大罐顶盖对洗涤器进行检查，以免洗涤器因异物而堵塞。

③洗涤泵及压力:如果泵的压力过小，洗涤液喷射无力，也会在大罐内壁留下死角，洗涤的压力一般应控制在0.25～0.4MPa。

④大罐内壁:有的大罐内壁采用环氧树脂或T541涂料防腐，使用一段时间后会起泡或脱落，如果不及时检查维修，就会在这些死角藏有细菌而污染啤酒。

⑤洗涤时间:只要方法正确，设备正常，一般清水冲洗每次15～20分钟，碱洗时间20分钟，杀菌时间20～30分钟，总时间控制在90～100分钟是比较理想的。

⑥微检取样方法：大罐洗涤完毕后放净水，关闭底阀几分钟，然后再打开，用无菌试管或无菌三角瓶，在火焰上取样作无菌平皿培养24小时或厌氧菌培养7天，取样方法不正确或者培养不严格也会使微生物测定不准确。

固态酿酒用玉米发酵技术过程？下曲的温度是多少？

温度控制在20到25摄氏度，时间为7到15天就好。

发酵条件好的酿酒客户，可以采用恒温室技术发酵，这样发酵所需的时间和发酵的产量都是动态平衡的，处于一个很小的变动范围之内，不会因为温度的变化而影响发酵。只要保持发酵的最佳温度范围，同时控制好其它变量因素，即可达到最好的出酒率和出酒口感。温度范围为20到25摄氏度，时间为7天到15天。

没有过多经济预算的客户，可以采用以下方面来达到最好的发酵温度：发酵室内放置温度计，夏季温度过高时，可以打开门窗通风或者室内喷雾来降温。冬季气温较低，可以在室内放置火盆或者取暖器，让温度达到最佳温度范围。秋季，或者发酵室内温度较低的，可以简单的在发酵罐外面包裹废弃的棉絮被褥加以保温，记得使用前需要经过消毒杀菌处理。