生物工艺学论文
食品生物技术论文2100字_食品生物技术毕业论文范文模板

食品生物技术论文2100字_食品生物技术毕业论文范文模板食品生物技术论文2100字(一):生物技术在食品科学中的应用分析论文摘要:作为一种社会服务产品技术,生物技术在食品科学中的应用价值极高。
本文在阐述生物技术内涵的同时,就其在食品科学中的具体应用展开分析。
期望能进一步提升生物技术应用水平,继而在促进食品科学发展的同时保证人们的食品安全。
关键词:生物技术;食品科学;应用食品安全是关系人们生命安全和生活质量的重要事项。
近年来,我国对于食品安全的重视程度不断加强,这在一定程度上促进了食品工业的规范化生产。
然不可否认的是,当今食品安全问题依然突出,基于此,利用先进的生物技术进行检测已经成为食品安全管理的关键。
1生物技术的基本内涵生物技术本质上是一种服务社会的产品技术,其以工程学技术为基础,在分析自然科学原理的同时,通过自然科学理论指导产品生产,不仅实现了对动物、植物要素的综合管理,而且實现了微生物的有效协调,有效提升了产品的技术水平和应用价值。
现阶段,生物技术广泛应用于食品科学当中,其中生物芯片技术、生物酶技术、PCR技术等是较为常见的技术应用形态。
从使用过程来看,这些技术虽然在作用、功能、原理及特点上有所差异,然其最终的服务目标具有相似性,即通过生物技术的应用,保证食品科学技术规范,质量高效。
2基于生物技术的食品科学检测管理2.1检验食品安全性能随着现代食品加工业的不断发展,市场上销售的食品的数量和类型逐渐丰富,在对这些食品进行管理时,应注重对食品质量、成分、微生物与农药残余的检验,以此保证食品的安全性[1]。
2.2食品质量成分检验质量及成分检验是食品安全检验的基本内容,当食品质量与成分和国家食品安全规范标准不一时,容易引起食品安全事故。
譬如,双汇瘦肉精事件,就是因为在养殖猪时添加了瘦肉精,这使得食品中有毒成分较高,给人们的身体带来较大损耗。
在食品安全管理中,灵活利用生物技术,可以对食品的成分进行快速精准的检测,同时通过对检测结果的分析,可有效评估并判断食品的质量。
生物工程论文范文

生物工程论文范文生物工程论文范文生物工程论文范文第1篇在生产流程中,为了削减污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特殊功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、平安、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境爱护意义重大。
2生物工程在环境监测的应用环境爱护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。
可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。
近年来,环境监测也可以通过讨论较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。
土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。
水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。
今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。
3生物工程在废水处理中的应用需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。
预处理多为物理方法,化学方法简单产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。
固定化微生物技术。
利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或制造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特别功能的微生物)的浓度,有利于微生物反抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分别,缩短处理所需的时间。
生物反应器技术。
在活性污泥中加入固定载和流淌载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。
《生物制药工艺学》教学实践论文

浅谈《生物制药工艺学》的教学探索与实践摘要:生物制药工艺学是生物技术制药、制药工程等专业的重要专业课,是一门生命科学和工程技术理论与实践紧密结合的综合性制药工程学科。
笔者结合近几年的教学实践,从生物制药工艺学的教学方法、教学手段和实验教学几个方面进行了总结。
关键词:生物制药工艺学教学方法实践教学中图分类号:g633.91文献标识码:a 文章编号:1673-9795(2012)01(b)-0000-00生物制药工艺学是生物技术制药、制药工程等专业的重要专业课,是从事各类生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。
该门课程的教学重点在于各类生物药物的制造原理以及操作工艺过程 [1]。
笔者结合近几年的教学实践,从生物制药工艺学的教学方法、教学手段和实验教学几个方面进行了总结。
1 改进教学方法,提高教学质量为了加强生物制药工艺学的教学效果,我们在课堂上常采用启发式教学法来实现教与学的互动,活跃课堂气氛,充分调动学生的学习积极性,培养学生分析问题和解决问题的能力。
所以我们在备课时,须根据教学内容的系统性和学生的认知状态认真备问,设计一些有启发性的问题、有承前启后作用的问题,或设计能体现教学重点难点的问题。
然后在课堂上适时提问,鼓励学生认真思索、相互讨论,请同学大胆发言,老师再对答案加以补充或修改,这样能唤起学生的学习兴趣和主动学习的愿望。
例如在氨基酸类药物生产方法的教学中,上课时播放制药厂车间生产某种氨基酸药物的电教片,其中展示了生产氨基酸药物的反应罐、工业用离心机、干燥装置等各种加工装置及整个加工过程,学生看完后会产生强烈的兴趣,然后给学生提出问题:电教片里播放的反应罐是用来干什么的?为什么加工氨基酸类药物要采用这样的工艺过程?是否可以采用别的生产方法?有什么理论根据?这些问题都需要学生将所学的知识前后联系起来,进行综合分析,才能得出相应的结论。
这样能充分激发学生的思维活动,引导学生自发地对以前学过的知识进行回顾和总结,引导学生从不同角度去分析解决问题,同时还可以提高学生的语言表达能力,这种方法还可使学生对这节课的教学内容有清晰深刻的印象,从而达到理想的教学效果。
生物工艺学论文

生物工艺学论文课程论文题目:微生物发酵与白酒酿造课程名称:生物工艺学评阅成绩:评阅意见:成绩评定教师签名:日期:年月日微生物发酵与白酒酿造学生:摘要:生物技术的基础是发酵技术,而发酵技术的基础是酿造技术。
微生物在通常情况下用肉眼看不见,也摸不着,个体极其微小,但是与人类的生活息息相关;白酒芳香醇厚,其色,香,味,格,与中国传统文化均有着不可分割的关系,在中国历史文化中源远流长。
那么,微生物与白酒有着何种联系?微生物如何在白酒酿造过程中起作用的?其作用的机理是什么?综述起来,微生物发酵技术在未来白酒酿造中有怎样的发展前景呢?这值得人们去探讨。
关键词:微生物;白酒;发酵;酿造一﹑发酵的概念及发展史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。
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。
而微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。
微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。
生物工程实现了工业化生产(近代发酵工程),最后以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程),跨入生物工程的行列。
原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品,体力劳动繁重,生产规模受到限制,难以实现工业化的生产。
于是,发酵界向农业化学和化学工程学习,对发酵生产工艺进行了规范,以机器生产代替了人工,把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。
发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。
通过发酵工业化生产的几十年实践,人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程,按照化学工程的模式来处理发酵工业生产的问题,往往难以收到预期的效果。
生物工艺学的发展趋势及认识

生物工艺学的发展趋势及认识
生物工艺学是一门既有悠久历史又有崭新内容的科学技术和生产工艺。
与生物技术和生物工程息息相关,是应用自然科学和工程学的原理,依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术。
21世纪是生物的世纪:科学家预言:21世纪世界即将在生物技术上取得重大突破,新世纪之初,科学方面的主要将在生物学、遗传学、和医学、新型生物材料、能源、环境保护上有所突破。
经济学家则认为:21世纪20年代,生物经济将由现在的形成阶段进入成长阶段,即工业生产与商业开发阶段。
在世界各国普遍重视高科技发展的今天,生物技术对经济建设和社会进步的深远影响,已经越来越被人认识。
有关部门领导在思考着如何用生物技术振兴部门、地区或国家的经济;工农业、企事业单位在估量着如何用生物技术去调整产业结构,提高产品质量与企业效益;科技人员在探索着如何从生物机能中获得发展生物技术的启发,又如何将生物技术的研究成果转化成生产力;社会公众在关注着生物技术可能给全社会带来的福利、问题和灾难。
生物工艺学的涉及方面
它涵盖了生物工程、生化工程、生物系统工程、工业微生物等,并扩展到基因工程、代谢工程、组织工程、细胞工程、生理工程、体外进化、直接进化分子育种等。
微生物工艺学论文《谷氨酸发酵总结》

鲁东大学生命科学学院2011-20 12学年第2学期《微生物工程》课程论文课程号:任课教师成绩正文谷氨酸发酵技术总结中文摘要:本文通过对谷氨酸发酵过程中的基本概述、菌种选育、代谢控制、培养基优化、发酵过程控制及对现在工艺的改良等方面,对谷氨酸发酵技术的各个环节进行一次综合性的论述,进行一次初步的总结。
关键词:温度敏感株代粮发酵培养基优化染菌的防治糖的流加1.基本概述:谷氨酸在食品工业、日用化妆品行业、医药卫生行业及农业上都有重要的应用。
我国的味精产量居世界第一位,但人均消费水平较低,与港澳台及东南亚等地区存在着非常大的差距,所以我国的谷氨酸发酵产业有巨大的潜在市场。
谷氨酸的主要生产菌种有:(1)棒杆菌属:谷氨酸棒杆菌:生长素缺陷型、温度敏感型;北京棒杆菌;钝齿棒杆菌。
(2)短杆菌属:黄色短杆菌;天津短杆菌。
[1] 培养基的主要成分:碳源为豆饼,玉米浆;氮源除豆饼,玉米浆外还有尿素;生长因子为生物素。
谷氨酸的提取方法有:等电点结晶法,特殊沉淀法,离子交换法,溶剂萃取法,液膜萃取法等。
2.菌种选育:选育能够在工业生产中高产的菌种必须具备在高糖、高酸的培养基中能正常生长、代谢的能力,即在高渗透压的培养基中菌体的生长和谷氨酸的合成不受影响或影响很小(1)可通过诱变选育L-谷氨酸的结构类似物抗性突变株和营养缺陷型的回复突变株,以解除自身的反馈抑制和反馈阻遏,增大L-谷氨酸积累量。
(2)增加L-谷氨酸的前体物的合成量,可通过如选育抗氟乙酸、氟化钠、氮丝氨酸、氟柠檬酸等突变株,以及强化CO2固定反应突变株使谷氨酸大量积累。
(3)选育强化能量代谢的突变株。
谷氨酸高产菌的 2 个显著特点是:α-酮戊二酸继续向下氧化的能力缺陷和乙醛酸循环弱,使能量代谢受阻;TCA循环前一阶段的代谢减慢。
强化能量代谢,可补救上述两点不足,使TCA循环前一段代谢加强,谷氨酸合成的速度加快。
(4)通过选育不能以L-谷氨酸为唯一碳源生长的突变株,由于该突变株切断或减弱L-谷氨酸向下一步的代谢途径,从而L-谷氨酸能得到持续的积累。
生物工艺学中的微生物研究
生物工艺学中的微生物研究微生物是一类具有独特生态行为、广泛存在且在生命科学研究和应用领域中均具有极高价值的生物体。
微生物以其迅速繁殖、快速适应环境、高效转化废弃物质等特性,在生物工艺学中发挥着至关重要的作用。
在生物工艺学中,微生物是最常被利用的生物体之一,其在发酵、污染物处理、环境保护等方面的应用得到了广泛关注。
微生物在生物工艺学中的应用有很广泛的领域,如食品发酵、制药、环境污染治理、生产新材料等。
这其中,发酵工艺是其中最重要的应用领域之一。
食品的加工、污染治理、新材料和生物制药等生产过程中也广泛使用到微生物。
微生物的应用在伴随着人类文明的进展和需要的变化而日益改变着。
通过构建生物转制工程体系,我们可以精准地掌握微生物在生产过程中的行为,并调节微生物代谢途径,使其具有目标性地进行生产。
在微生物研究方面,生物工艺学的科学实践与实验基础是其重要的组成部分。
通常,微生物研究的过程可以分为四个步骤:微生物的收集、鉴定、筛选和利用。
微生物的收集可以通过采集自然环境中的样品,比如水、土壤和空气中等进行。
微生物鉴定是为了确认所收集微生物的种属及特性,常常会采用形态学观察、生理生化特性检测、分子方法等技术手段。
筛选微生物是将库中所收集微生物进行分类并进行评价,根据其工业应用的需要进行筛选和扩展。
利用微生物是将所筛选出的微生物应用于生产和实际应用中。
除了以上的基本步骤之外,利用生物工艺学还可以根据应用的需要引入基因编辑、表达、代谢途径的调控等技术手段以及生物工程器械,在之前的微生物标准实验外,对微生物进行更进一步的开发和整合。
基因编辑技术是利用人工方式更改微生物DNA序列而实现的,且可以有效实现微生物药物、化工和新材料等的生产。
代谢途径调控则是指调节微生物内环境中的各种代谢途径,使其更精准地发挥生产作用。
而生物工程器械则是基于微生物发酵过程中最优可控过程的设计以及相关设备在整个过程中的实施,如套管、恒温离心机和转盘发酵罐等。
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板医学生物技术论文3000字(一):生物技术在医学领域中的应用和展望论文摘要:我国的科技水平在不断提高,很大程度上也促进了生物技术的发展。
在现代,生物技术的发展也在迅速加快,尤其是医学领域的发展速度非常快,取得了显著的成果,发展形势良好。
现代的生物技术给人类社会带来了巨大的影响,生物技术在医学领域中也得到了广泛的应用,一定程度上促进了现代医学的进一步发展。
关键词:生物技术;医学;应用;展望现代的生物技术发展及应用已渗透到多个领域之中,比如医学、农业、环境等,当然最重要的应用还是在医学领域中。
可以说生物技术的迅速发展促进了医学领域中的一些重要方面的改革。
在医疗领域中生物技术的应用是最早、也是最重要的应用之一,也使该技术发展得更加迅速,其效果更加明显。
在医疗领域,生物技术是不可替代的。
基于这一点,加强现代医学应用生物技术的研究分析就显得更加重要了。
随着现代社会和科学技术的不断发展和发步,现代生物技术也不断应用,并在生产与生活相关的各个领域得到广泛应用。
一、生物技术概念简析生物技术,指的是在现代生命科学基础上,利用生物组织和细胞的特性,进行生产和加工。
而在现代,生物技术发展成为以现代生命科学为基础,再利用生物细胞和组织性能进行加工和生产的技术。
在医疗领域,起到了更好的作用,主要包括细胞,基因,蛋白质,发酵等方面的工程。
二、生物技术在医学领域中的应用(一)预防医学中的应用生物技术在预防医学中的检测环境和环境净化起着重要作用,在这个过程中,生物技术在这个过程中扮演着至关重要的角色。
比如,通过生物肥料的研发,可以在很大程度上减少对环境的污染,从而降低环境的污染。
不仅如此,生物技术对预防医学的应用也表现为传统疫苗改造的成果。
在过去的一段时期里,传统疫苗主要的作用是减少或消除一些致病物质的毒性,从现代医学的角度来看,疫苗在应用上逐渐出现了一定的限制和局限性。
生物工艺的经济性与可持续性分析
生物工艺的经济性与可持续性分析在当今社会,随着科技的飞速发展和人们对环境保护意识的不断提高,生物工艺作为一种具有创新性和潜力的技术手段,正逐渐受到广泛关注。
生物工艺不仅在医药、农业、食品等领域发挥着重要作用,还为解决全球面临的能源危机、资源短缺和环境污染等问题提供了新的思路和方法。
然而,在推广和应用生物工艺的过程中,我们不仅要关注其技术的先进性和创新性,还需要对其经济性和可持续性进行深入分析,以确保其在实际应用中能够实现经济效益和环境效益的双赢。
一、生物工艺的概念与应用领域生物工艺,简单来说,就是利用生物系统(如微生物、细胞、酶等)或生物过程来生产有用的产品或实现特定的目标。
它涵盖了广泛的领域,包括生物医药、生物农业、生物能源、生物环保等。
在生物医药领域,生物工艺被用于生产各种药物,如胰岛素、疫苗、抗体等。
通过基因工程和细胞培养技术,能够大规模地生产高质量、高纯度的药物,满足人们对健康的需求。
生物农业中,生物工艺可以用于生物育种、生物农药和生物肥料的研发和生产。
例如,利用基因编辑技术改良农作物的性状,提高产量和抗病虫害能力;开发新型的生物农药和生物肥料,减少化学农药和化肥的使用,降低对环境的污染。
生物能源方面,生物工艺为生物质能源的开发提供了技术支持。
通过微生物发酵或生物转化,可以将生物质(如农作物秸秆、木材废料等)转化为生物乙醇、生物柴油等清洁能源,缓解能源短缺的压力。
生物环保领域,生物工艺可以用于废水处理、土壤修复和废气净化等。
利用微生物的代谢作用,分解和去除废水中的有机物和污染物;通过植物修复和微生物修复技术,改善受污染的土壤质量;利用生物过滤器处理废气,减少有害气体的排放。
二、生物工艺的经济性分析1、生产成本生物工艺的生产成本是影响其经济性的重要因素之一。
在生物工艺的生产过程中,原材料的采购、生产设备的投资、能源消耗、劳动力成本等都会对总成本产生影响。
原材料方面,对于一些依赖特定生物资源的生物工艺,如利用微生物发酵生产某种化学品,原材料的供应稳定性和价格波动可能会对生产成本造成较大影响。
生物工艺原理论文
现代生物分离技术的介绍及其应用举例杨奇(院系:经管学院专业:国际贸易学号:5400112099)内容提要:介绍了生物分离技术的特点和基本步骤以及其主要类型。
并以膜分离技术为例,介绍了现代生物分离技术在纯水的制造业、各类酿酒工业、饮料工业等食品工业中的应用。
并对生物分离技术的未来做了展望。
关键词:生物分离技术特点类型应用展望一、生物分离技术的特点(1)成分复杂,固液分离困难;(2)低浓度物为浓度低的水溶液;(3)不稳定性,稳定性差:(4)产品的价格和产品的浓度成反比,即目标产物的浓度越低,所需能耗越高,分离过程成本越高;(5)最终产品的质量要求高,尤其是药品,而且产品容易失活。
现代生化产品的分离技术是生物技术产品产业化的必经之路,决定了生物技术的发展;决定了产品的质量的优劣,成本的高低,竞争力的大小。
总之,生物技术产品的特点给下游加工过程提出了特殊的要求,没有下游加工过程,就不可能有工业化结果、工业化效益。
二、生物分离技术的基本步骤:(1)建立分析方法建立分析方法的目的是要衡量效果(收率、纯度),以保证分离工作顺利进行。
①生物测定方法:生物测定又称生物检(鉴)定。
利用某些生物对某些物质的特殊需要,或对某些物质(如抗生素、药物等)的特殊反应来定性,定量测定这些物质的方法。
如用小鼠的惊厥反应测定,用微生物测定维生素B等。
②理化测定方法③理化方法和生物方法相结合一个好的分析方法必须满足:特异性或专一性强;重现性好;准确度高;灵敏度高;时间短,操作简便。
(2)选择提取材料①选材的主要原则:来源丰富,含量相对较高,杂质尽可能少。
②选择材料范围包括动物、植物、微生物。
(3)选择提取方法实验材料选定后,常常需要进行预处理,然后选择适当的方法将目的物进行抽提和提取。
(4)分离纯化方法的探索分离纯化步骤为核心操作,须根据目的物的理化性质,生物学性质及具体条件定。
(5)均一性的鉴定当分离工作完成后,所得目的物达什么样的纯度,常常要进行均一性的鉴定,比如:对蛋白质、核酸、多糖类物质常用纯度鉴定方法有层析法、电泳法、超离心法。
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生物工艺学论文啤酒发酵过程中温度控制及酵母影响姓名:陆建足学号:2009053061班级:生工092学院:食品科学与生物工程啤酒发酵过程中温度控制及酵母影响摘要:啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一, 也是一个极其复杂的生化放热过程。
因此, 控制好啤酒发酵过程中温度及其升降速率是决定啤酒质量和生产效率的关键。
啤酒的关键风味物质的多少和平衡与否直接影响啤酒质量的优劣,严格控制啤酒中关键风味物质的形成,确保啤酒优质质量,酵母菌种对于啤酒发酵是非常重要的,因此,如何处理酵母带来的影响,已成为啤酒酿造工业亟待解决的问题。
关键词:啤酒发酵温度控制酵母代数操作工艺工艺参数Yeast influence and temperature control during beer fermentationAbstract:Beer is one of the key links in the beer production process, is an extremely complicated process of bio-heat release.Therefore, temperature control ofbeer fermentation process and its lifting rates are crucial for determiningbeer quality and production efficiency.Key of beer flavor and balance or notdirectly affecting the quality of beer, strictly control the formation of keyflavors in beer, and ensure the quality of beer quality,Yeast for thefermentation of beer is very important and, therefore, how to deal with theimpact of yeast, has become the urgent problems in the beer brewingindustry.Key words: beer fermentation temperature control yeast generationoperation process operation parameters前言啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下,利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动,其代谢的产物就是所要的产品--啤酒。
由于酵母类型的不同,发酵的条件和产品要求、风味不同,发酵的方式也不相同。
一、工艺流程啤酒生产工艺流程可以分为制麦、糖化、发酵、包装四个工序。
大麦必须通过发芽过程将内含的难溶性淀料转变为用于酿造工序的可溶性糖类。
麦芽在送入酿造车间之前,先被送到粉碎塔,制成酿造用麦芽。
在煮沸后,加入酒花的麦芽汁被泵入回旋沉淀槽以去除不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白质。
洁净的麦芽汁从回旋沉淀槽中泵出后,被送入热交换器冷却。
随后,麦芽汁中被加入酵母,开始发酵,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)。
在此,剩余的酵母和不溶性蛋白质进一步沉淀下来,使啤酒的风格逐渐成熟。
每一批啤酒在包装前,还会通过严格的理化检验和品酒师感官评定合格后才能送到包装流水线。
成品啤酒的包装常有瓶装、听装和桶装几种包装形式。
再加上瓶子形状、容量的不同,标签、颈套和瓶盖的不同以及外包装的多样化,从而构成了市场中琳琅满目的啤酒产品。
二、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。
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,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。
三、以下讲解温度对其发酵的影响啤酒发酵是啤酒生产工艺流程中关键环节之一, 也是一个极其复杂的生化放热过程。
在发酵过程中, 把糖化麦汁中的糖类水解成单糖,然后经酵母发酵生成乙醇( C2H5OH)、二氧化碳( CO2) ,同时还会产生种类繁多的中间代谢产物,如双乙酰、脂肪酸、高级醇、酮等, 这些代谢产物的含量虽然极少,但它们对啤酒质量和口味的影响很大, 中间代谢产物的生成取决于发酵温度。
啤酒发酵的温度控制就是利用冷媒介质对罐内温度进行按工艺要求的分段控制。
根据啤酒发酵的工艺要求,当啤酒的发酵温度高于工艺要求的温度时,打开冷媒, 通过啤酒罐罐壁的冷带给啤酒降温;当发酵温度低于工艺要求的温度时, 关闭冷媒, 则啤酒按工艺要求继续发酵,整个发酵过程大约 20 多天完成。
因此, 控制好啤酒发酵过程中温度及其升降速率是决定啤酒质量和生产效率的关键。
发酵过程温度控制对象及特点由于影响发酵的因素很多, 其主要因素也会变化, 要想控制发酵,使其按人的意志为转移, 目前还不能完全办到。
1、发酵过程的反应机理相当复杂。
发酵过程同时在三个水平上进行,即菌体遗传特性的分子水平; 细胞代谢特性的细胞水平;质量、热量、动量传递特性的工程水平。
三个水平的问题互为因果, 一旦某一个水平问题成为限制因素, 就会影响整个发酵过程。
2、发酵的操作具有时序特点。
啤酒发酵一般呈现主发酵及双乙酰还原期、降温期、贮酒阶段。
由于不同时期的特性迥然不同,因此控制策略必须适应反应期的变化。
3、表征发酵过程的许多重要中间状态变量和输出变量( 如: 反应期、糖度、酵母浓度等) 难以直接快速检测, 常规的估计方法很难获得对中间状态和参数的满意估计。
4、现有的发酵过程控制大多采用常规控制方法, 其目的只是稳定操作条件, 远不能对过程状态、控制变量( 温度、压力等)进行寻优, 难以确定控制变量的最优时间序列。
5、发酵的操作对控制的要求十分苛刻。
低温发酵有利于降低脂类、高级醇等, 使啤酒质量提高; 高温发酵有利于发酵速度的提高,提高设备利用率, 因而发酵过程对温度控制范围要求严格。
6、控制对象具有较大的时间常数。
发酵在一个大的露天发酵罐中进行, 控制对象是发酵温度。
由于发酵罐体积大,罐内温度变化缓慢,因而系统时间常数较大。
7、存在严重的纯滞后性。
在整个发酵过程中, 冷却液在管道中的传递以及能量在介质中的传递都存在着一个较长的纯滞后时间。
8、在不同的发酵阶段,酵母活力不同,造成酒体温度特性变化,因而输入输出具有时变特性。
9、对象模型的不确定性。
控制对象模型随物料特性、发酵进程等因素而变,很难获取某一时刻的精确数学模型。
10、过程变量的耦合性。
发酵过程中温度、压力、糖度等变量间存在一定的相关耦合。
11、开环不稳定性。
发酵温度和放热之间组成正反馈系统,发酵罐是开环不稳定的。
12、由于啤酒发酵过程积累了较丰富的操作经验和庞大的历史数据,有效地开发和利用这些经验和数据, 是解决复杂控制问题的突破口。
因此,可能的途径是开发啤酒发酵过程温度智能控制系统。
发酵过程温度控制面临的困难从发酵工艺曲线看,温度控制似乎非常简单, 但实际上发酵过程中工艺曲线随时都可更改。
由于发酵罐大都采用上中下三层冷却, 在发酵不同阶段对三层温度控制也不一样。
控制的难点在于两个降温过程, 因为啤酒发酵到了这两个阶段本身所产生的热量很少, 几乎只能维持, 如果在降温过程中控制不好, 易产生较大的超调。
同时,由于控制手段中没有加热措施,超调后的温度很难回升到给定的工艺要求值,因而将严重影响啤酒的质量。
发酵过程温度控制策略1、常规 PID 控制( PID Control, PIDC)常规 PID 控制以其简单可靠、容易实现、静态性能好等优点而广泛应用于实际工业过程中。
对于具有非线性、时变性、结构参数不确定性的啤酒发酵过程, 由于常规 PID 控制不能在线自动修改控制器参数,难以适应过程状态的变化,因而温度控制过渡时间长,超调量大,难以满足及时、准确地跟踪工艺曲线的要求。
2、 Smith 预估补偿控制( Smith Arithmetic Control SAC)Smith 预估补偿控制方案是针对纯滞后系统中闭环特征方程含有纯滞后项, 在反馈控制上, 引入了一个预估补偿环节,从而使闭环特征方程不含纯滞后项, 提高了控制质量。
对于随动控制系统,控制过程仅推迟了时间 t,系统的过渡过程形状和品质与无纯滞后的完全相同。
然而, Smith 预估补偿控制方案在实施过程中,要求满足已知过程动态模型与真实过程一致时才有效。
如果系统参数选择不好, 其效果会适得其反。
对于具有非线性、时变性的啤酒发酵过程, 要想运用Smith 预估补偿控制方案获得较好的控制效果, 首先必须对发酵罐进行模型辨识,建立以上温、中温、下部温度为被控量,以上阀、中阀为控制量的对象保温段模型和以中阀、下阀为控制量的对象降温段模型。
在多变量温度控制系统的基础上,设计多变量 Smith预估补偿器。