A. 浓香型白酒是怎么酿造出来呢
一、培育窖泥
在浓香型大曲酒的生产中,窖泥是基础,糟醅是前提。优质的窖泥,优良的糟醅是生产浓香型大曲酒必不可少的条件。
二、制曲
大曲作为酿制大曲酒用的糖化、发酵剂,在制造过程中依靠自然界带入的各种微生物菌群,在淀粉质原料中进行富集、扩大培养,并保藏了各种酿酒用的有益微生物。再经过风干、贮藏,即成为成品大曲。
酒厂的大曲是以当地的优质小麦为原料,依靠特定的微生物生态环境进行精心培养而成。
三、酿酒
酿酒是将粉碎的原料,配入出窖(池)的酒醅,经过蒸酒和蒸粮,扬凉后,加入大曲(糖化发酵剂)进行糖化发酵的生产过程 。
酒厂酿酒生产以高粱为主要制酒原料,以自制的大曲为糖化、发酵剂,泥窖固态发酵,采用“续糟配料,混蒸混烧”工艺,生产的原酒窖香浓郁、绵甜醇厚、香味谐调、尾净爽口。
四、储存与勾调
刚生产出来的新酒,具有辛辣刺激感,经过一段储存期后,刺激性和辛辣感会明显减轻,口味变得醇和、柔顺,香气风味都得以改善,然后才能用于勾调成品酒。
勾调主要是运用人工鉴评及微机勾兑等科技手段,调整酒中各成分之间的比例含量,使酒质的酸、酯、醇等微量成分趋于平衡,香味协调。芝麻香型白酒以高粱、小麦、麸皮为原料。其中,高粱是生产芝麻香酒的首选原料。由于高粱中除淀粉外,还含有较多的粗蛋白、纤维素、单宁等物质,因此,在发酵过程中能生成芝麻香的前体物质。
焦香是芝麻香型白酒的重要香气,是氨基化合物与还原糖发生美拉德反应产生的。同时,芝麻香型白酒在生产过程中必须有充足的氨基酸参与反应。若仅以高粱为原料,则其氮源不足。若在原料中加入小麦和麸皮,可适当增加原料中的蛋白质含量,提高氨基酸的含量,为杂环化合物的生成提供物质基础。
小麦、麸皮中含有的蛋白质,经高温大曲中酶的作用,将原料中的淀粉分解为糖,蛋白质分解为氨基酸,还原糖与氨基酸发生美拉德反应,生成呋喃、吡喃、醛类等风味物质,进而生成具有芝麻香特征的复杂成分。
焦香和酱香是芝麻香型白酒的重要香气。焦香是小分子的氨基化合物与还原糖发生美拉德反应生成的,而酱香则是由麦曲中带来的芳香族化合物产生的。麸皮中高含量的氨态氮,有利于微生物的分解。它在微生物的作用下,生成香草醛、香草酸、4-乙基愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚等酚类化合物,有助于焦香的形成。此外,在发酵过程中添加麸皮,也有助于焦香的形成。若发酵过程中麦曲用量过大,则酱香突出。 一、配料芝麻香型白酒的一般配料为:高粱80%、小麦10%、麸皮10%。由于培养麸曲、细菌和生香酵母菌,均采用以麸皮为主的培养基,因此,以小麦制作大曲时,麸皮总量约占原料的30%。选用的高粱要求颗粒饱满、干燥、无杂质、无霉烂、无虫蛀,使用前粉碎成4至8瓣;麸皮要求外观黄褐色、新鲜干燥、无霉烂、无杂质。辅料选用的稻壳要求外观金黄色、新鲜干燥、无霉烂、无杂质,以粗糠为佳,使用前用蒸汽清蒸,去除糠杂味。芝麻香型白酒的发酵容器以砖壁泥底窖为好,且每个窖池以10m3左右为佳。窖底铺15cm左右的浓香型人工老窖泥,窖壁为砖砌。在发酵(文章来源:华夏酒报·中国酒业新闻网)的过程中,砖窖中栖息的部分微生物对形成幽雅细腻的芝麻香型白酒风格非常有益。因为砖窖既不像泥窖那样栖息有大量的窖泥微生物,又不像水泥窖、石头窖那样微生物难以栖息。用泥窖,浓香味明显,芝麻香不突出;用石头窖,香味成分偏少,不够丰满,芝麻香亦不突出。
砖壁泥底窖是清香型白酒、酱香型白酒与浓香型白酒发酵容器的结合,生产出的酒己酸乙酯含量平均值为60/L,低于浓香,高于清香;乙酸乙酯含量为120/L,略高于酱香。生产出的酒兼具清、浓、酱风味,相互协调,芝麻香味突出。芝麻香型白酒的糖化发酵剂既能将淀粉转化为还原糖 ,还能使蛋白质转化为氨基酸的蛋白酶。芝麻香型白酒的发酵工艺是集大曲、麸曲、生香酵母、细菌于一体的多菌种发酵。 芝麻香型白酒的生产一般采用高温大曲和中温曲配合使用,主要是用于淀粉转化,产生酒精和为蛋白质转化成氨基酸提供酸性蛋白酶,高温大曲和中高温大曲中含有较多的酸性蛋白酶。高温大曲糖化发酵力较低,要加入适量的中温曲。一般高温大曲添加15%左右,中温曲10%左右。适当增加高温大曲的使用量,有助于增加酒的丰满程度和芝麻香的典型性,因为高温大曲中含有很多复杂的香味物质和香味前体物质。
传统的高温大曲和中高温大曲多采用小麦制作,也有的用大麦、豌豆制曲。豌豆中蛋白质含量高,热解产生呋喃、硫醇等化合物,赋予酒体幽雅、浓郁。豌豆中的蛋白质和降解产生的香味成分是芝麻香型白酒需要的,小麦中可以加入适量的豌豆制曲。
芝麻香型白酒加曲量比酱香型白酒低,但远高于浓香型白酒和清香型白酒,一般用曲量为1∶0.4—0.5。由于经过高温堆积、高温发酵,出酒率较浓香偏低,出酒率在30%左右,生产成本也较高。
酿制芝麻香型白酒一般选用河内白曲、耐高温细菌曲、复合酵母曲及部分大曲。河内白曲有一定的糖化力,酸性蛋白酶含量也高,能有效降解原料中的淀粉及蛋白质;耐高温细菌曲具有一定的液化力、糖化力、蛋白质分解力和脂肪分解力,是提高芝麻香型白酒质量的有效菌株;复合酵母曲兼顾生香及产酒;适量的高温大曲,可赋予酒体一定的酱香及复杂成分,使酒体谐调、自然。不同的曲配合得当,是酿造芝麻香型白酒的重要条件。
B. 从茶叶中提取咖啡因的实验报告
从茶叶中提取咖啡因
一、教学要求:
1、 学习从茶叶中提取咖啡因的基本原理和方法, 了解咖啡因的一般性质。
2、掌握用索氏提取器提取有机物的原理和方法。
3、进一步熟悉萃取、蒸馏、升华等基本操作。
二、预习内容:
1、萃取
2、蒸馏操作
3、升华操作
4、天然产物的分离提纯和鉴定的相关理论知识
三、
基本操作:
茶叶末
提取液
粗提取液
粗提取物
咖啡因
1、实验流程
回流提取
95%的乙醇
1、升华
2、收集
蒸干
蒸馏
2、索氏(Soxhlet)提取器
索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成, 装置如图所示。索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理(思考题1),使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。萃取前, 应先将固体物质研细, 以增加溶剂浸溶面积(思考题2)。然后将研细的固体物质装人滤纸筒内(思考题3,4), 再置于抽提筒, 烧瓶内盛溶, 并与抽提筒相连, 抽提筒索式提取器上端接冷凝管。溶剂受热沸腾, 其蒸气沿抽提筒侧管上升至冷凝管, 冷凝为液体, 滴入滤纸筒中, 并浸泡筒中样品。当液面超过虹吸管最高处时, 即虹吸流回烧瓶, 从而萃取出溶于溶剂的部分物质。如此多次重复,把要
提取的物质富集于烧瓶内。提取液经浓缩除去溶剂后, 即得产物, 必
要时可用其他方法进一步纯化。
思考题1:索式提取器的工作原理?
思考题2:索式提取器的优点是什么?
思考题3:对与索式提取器滤纸筒的基本要求是什么?
思考题4:为什么要将固体物质(茶叶)研细成粉末?
4、升华装置
四、实验原理:
咖啡因又叫咖啡碱, 是一种生物碱 , 存在于茶叶、咖啡、可可等植物中。例如茶叶中含有 1%~5%的咖啡因, 同时还含有单宁酸、色素、纤维素等物质。
咖啡碱具有刺激心脏,兴奋大脑神经和利尿等作用。主要用作中枢神经兴奋药。它也是复方阿斯匹林(A. P. C)等药物的组分之一。现代制药工业多用合成方法制得咖啡因。儿茶素是强效抗氧化成份,对癌症、高血压、冠心病等有明显的预防作用。儿茶素是茶多酚的主体物质,茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称,其主要组分是黄烷醇类、羟基—4—黄烷醇类、花色苷类、黄酮醇类和黄酮类。而其中黄烷醇类又以儿荼素类物质为主,占茶多酚总量的70%左右。此外茶叶中还含有少量茶碱和可可豆碱等生物碱、有机酸、色素和纤维素等成分。
咖啡碱为嘌呤的衍生物,化学名称是1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤,其结构式与茶碱,可可碱类似。
嘌呤(Purine) 咖啡因(Caffeine) 茶碱(Guanine) 可可碱(Adenine)
咖啡因是弱碱性化合物, 可溶于氯仿、丙醇、乙醇和热水中, 难溶于乙醚和苯(冷)。纯品熔点235~236℃, 含结晶水的咖啡因为无色针状晶体, 在100 ℃时失去结晶水, 并开始升华,120 ℃时显著升华,178℃时迅速升华。利用这一性质可纯化咖啡因。咖啡因的结构式为 :
咖啡因(1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤)
咖啡因(1,3,7- 三甲基 -2,6- 二氧瞟岭 ) 咖啡因是一种温和的兴奋剂, 具有刺激心脏、兴奋中枢神经和利尿等作用。
提取咖啡因的方法有碱液提取法和索氏提取器提取法。本实验以乙醇为溶, 用索氏提取器提取 , 再经浓缩、中和、升华, 得到含结晶水的咖啡因。
工业上咖啡因主要是通过人工合成制得。它具有刺激心脏、兴奋大脑神经和利尿等作用。故可以作为中枢神经兴奋药,它也是复方阿司匹林(A.P.C)等药物的组分之一。
从茶叶中提取咖啡因,通常有两种方法。
方法一:可用适当的有机溶剂(乙醇、氯伤等)在索氏提取器中连续抽提,然后浓缩得到粗咖啡因。由于粗咖啡因中还含有一些其它生物碱和杂质,可利用咖啡因高温时的快速升华特点进一步纯化。
方法二:用碱性水溶液加热浸泡,使咖啡因呈游离状态而溶于热水中,从而与不溶于水的纤维素、蛋白质、脂肪等分离(也由于丹宁、色素、有机酸等也可镕于水,故浸泡液常呈棕色)。可先用醋酸铅溶液处理,使酸性物质生成铅盐沉淀而除去,然后用有机溶剂萃取.使咖啡因转溶于有机溶剂,从而与色素等分开。蒸去溶剂,即得扭制的咖啡因,因叶绿累极易溶于丙酮中,故可用丙酮重结晶而将叶绿素除去或升华法纯化。
五、实验步骤:
1、粗提:
a、仪器安装:采用脂肪提取器。
b、连续萃取:称取10g茶叶,研细,用滤纸包好,放入脂肪提取器的套筒中,用75mL95%乙醇水浴加热连续萃取2~3h。
c、蒸馏浓缩:待刚好发生虹吸后,把装置改为蒸馏装置,蒸出大部分乙醇。
d、加碱中和:趁热将残余物倾入蒸发皿中,拌入3~4g生石灰,使成糊状。蒸气浴加热,不断搅拌下蒸干。
e、焙炒除水:将蒸发皿放在石棉网上,压碎块状物,小火焙炒,除尽水分。
2、纯化:
a、仪器安装:安装升华装置。用滤纸罩在蒸发皿上,并在滤纸上扎一些小孔,再罩上口径合适的玻璃漏斗。
b、初次升华:220℃砂浴升华。刮下咖啡因。
C、再次升华:残渣经拌和后升高砂浴温度升华。合并咖啡因。
3、检验:称重后测定熔点。纯净咖啡因熔点为234.5℃。
(1)
与生物碱试剂: 取咖啡因结晶的一半于小试管中, 加 4Cml水, 微热, 使固体溶解。分装于2 支试管中, 一支加入1~2 滴 5% 鞣酸溶液, 记录现象(思考题10)。另一支加 1~2
滴 10% 盐酸 ( 或 10% 硫酸 ), 再加入 1~2 滴碘一碘化钾试剂, 记录现象(思考题11)。
(2) 氧化: 在表面皿剩余的咖啡因中, 加入30%H2O28~10滴, 置于水浴上蒸干, 记录残渣颜色。再加一滴浓氨水于残渣上, 观察并记录颜色有何变化(思考题12)?
六、思考与解答
1.索氏提取器的原理是什么?与直接用溶剂回流提取比较有何优点?
解:索氏(Saxhlet)提取器由圆底烧瓶、提取筒和回流冷凝管组成。它利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质连续不断地被纯的热溶剂所萃取。当溶剂加热沸腾时,溶剂蒸气通过提取筒侧面的玻璃管上升经提取筒上部进入冷凝管,在回流冷凝管中冷凝成液体后,就会滴人提取筒中,溶剂在提取筒内蓄集,同时与滤纸筒内的固体接触,将固体中的可溶物质浸取出来。当提取筒内的提取液液面超过虹吸管的最高处时,即发生虹吸,流回烧瓶。溶剂再加热气化、冷凝、提取、虹吸,如此循环反复,使固体中的可溶物质逐渐富集到烧瓶中。这一过程可连续不断地自动进行。
优点:(1)减少了溶剂的用量,缩短了提取时间,因而效率较高。(2)无需固液分离。作用导热好,样品受热均匀,测定结果准确。
2.升华前加入生石灰起什么作用?
解:中和酸性杂质,吸收水分和多余的溶剂。
3.进行升华操作时应注意什么?
解:进行升华操作时应注意:
(1)待升华物质事先要充分干燥,否则升华时部分产品会随水蒸气一起挥发出来,影响分离效果
(2)待升华物质事先应该研碎,以提高升华效率,因为升华发生在物质的表面上。(3)要控制好升华温度,温度太低,升华太慢甚至不能升华;温度太高,有可能导致产品发黄甚至分解。
七、深入讨论:
咖啡因的其它鉴别方法
咖啡因可以通过测定熔点及光谱法加以鉴别。此外,还可以通过制备咖啡因水杨酸盐衍生物进一步确证。咖啡因作为碱,可与水杨酸作用生成水杨酸盐,此盐的熔点为137℃。
咖啡因 水杨酸 咖啡因水杨酸盐
咖啡因水杨酸盐衍生物的制备方法:在试管中加入50mg咖啡因、37水杨酸和4甲苯,在水浴上加热摇振使其溶解,然后加入约1石油醚(60-90),在冰浴中冷却结晶。如无晶体析出,可以用玻璃棒或刮刀摩擦管壁。用玻璃钉漏斗过滤收集产物,测定熔点。纯盐的熔点137℃。
八、测试题
1、 试述索氏提取器的萃取原理,它与一般的浸泡萃取相比,有哪些优点?
答:索氏提取器是利用溶剂的回流及虹吸原理,使固体物质每次都被纯的热溶剂所萃取, 减少了溶剂用量, 缩短了提取时间, 因而效率较高。
2、索式提取器有哪几部分组成?
答:索氏(Soxhlet)提取器由烧瓶、提取筒、回流冷凝管3部分组成。
3、本实验进行升华操作时,应注意什么?
答:在萃取回流充分的情况下,升华操作是实验成败的关键。升华过程中,始终都需用小火间接加热。如温度太高,会使产物发黄。注意温度计应放在合适的位置,使正确反映出升华的温度。如无砂浴,也可以用简易空气浴加热升华,即将蒸发皿底部稍离开石棉网进行加热,并在附近悬挂温度计指示升华温度。
九、实验关键及注意事项
1、滤纸套筒大小要合适,以既能紧贴器壁,又能方便取放为宜,其高度不得超过虹吸管;要注意茶叶末不能掉出滤纸套筒,以免堵塞虹吸管;纸套上面折成凹形,以保证回流液均匀浸润被萃取物,也可以用塞棉花的方法代替滤纸套筒。用少量棉花轻轻阻住虹吸管口。
2、瓶中乙醇不可蒸得太干,否则残液很粘,转移时损失较大。
3、生石灰起吸水和中和作用,以除去部分酸性杂质。
4、在萃取回流充分的情况下,升华操作是实验成败的关键。升华过程中,始终都需用小火间接加热。如温度太高,会使产物发黄。注意温度计应放在合适的位置,使正确反映出升华的温度。
C. 蒸馏设备的设备
(molecular distillation equipment)
分子蒸馏亦称短程蒸馏.它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液-液分离技术.其应用能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题.
分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点:
1.普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作:而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点.
2.普通蒸馏有鼓泡.沸腾现象:而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发.操作压力很低.一般为0.1-1Pa数量级,受热时间很短.一般仅为十秒至几十秒.
3.普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程.液相和气相之间处于动态相平衡,而在分子蒸馏过程中.从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上.理论上没有返回到加热面的可能性.所以分子蒸馏没有不易分离的物质.
一套完整的分子蒸馏设备主要包括:分子蒸发器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系统和控制系统。分子蒸馏装置的核心部分是分子蒸发器,其种类主要有3种:(1)降膜式:为早期形式,结构简单,但由于液膜厚,效率差,当今世界各国很少采用;(2)刮膜式:形成的液膜薄,分离效率高,但较降膜式结构复杂;(3)离心式:离心力成膜,膜薄,蒸发效率高,但结构复杂,真空密封较难,设备的制造成本高。为提高分离效率,往往需要采用多级串联使用而实现不同物质的多级分离。
1.降膜式分子蒸馏器
该装置是采取重力使蒸发面上的物料变为液膜降下的方式。将物料加热,蒸发物就可在相对方向的冷凝面上凝缩。降膜式装置为早期形式,结构简单,在蒸发面上形成的液膜较厚,效率差,现在各国很少采用。
2.刮膜式分子蒸馏装置
我国在80年代末才开展刮膜式分子蒸馏装置和工艺应用研究。它采取重力使蒸发面上的物料变为液膜降下的方式,但为了使蒸发面上的液膜厚度小且分布均匀,在蒸馏器中设置了一硬碳或聚四氟乙烯制的转动刮板。该刮板不但可以使下流液层得到充分搅拌,还可以加快蒸发面液层的更新,从而强化了物料的传热和传质过程。其优点是:液膜厚度小,并且沿蒸发表面流动;被蒸馏物料在操作温度下停留时间短,热分解的危险性较小,蒸馏过程可以连续进行,生产能力大。缺点是:液体分配装置难以完善,很难保证所有的蒸发表面都被液膜均匀覆盖;液体流动时常发生翻滚现象,所产生的雾沫也常溅到冷凝面上。但由于该装置结构相对简单,价格相对低廉,现在的实验室及工业生产中,大部分都采用该装置。
3.离心式分子蒸馏装置
该装置将物料送到高速旋转的转盘中央,并在旋转面扩展形成薄膜,同时加热蒸发,使之与对面的冷凝面凝缩,该装置是目前较为理想的分子蒸馏装置。但与其它两种装置相比,要求有高速旋转的转盘,又需要较高的真空密封技术。离心式分子蒸馏器与刮膜式分子蒸馏器相比具有以下优点:由于转盘高速旋转,可得到极薄的液膜且液膜分布更均匀,蒸发速率和分离效率更好;物料在蒸发面上的受热时间更短,降低了热敏物质热分解的危险;物料的处理量更大,更适合工业上的连续生产。 (alcohol distilling equipment)
特点:第一,节能。采用高效低阻的板型,降低釜温,适量回流,建立合理利用各级能量的蒸馏流程;尽量采用仪表控制或微机自控系统,使设备处于最佳负荷状态。
第二,生产强度高。提高单位塔截面的汽液通量,特别是对醪塔的设计,更应注意其汽液比的关系。使设备更加紧凑、生产强度和处理能力又能提高的方法之一,采用高效塔板代替原有旧式塔校(塔体不动)。
第三,排污性能好。在尽量减少成熟醪中纤维物含量的同时,对设备也要考虑其适应含固形物发酵液的蒸馏,最大限度减少停产清塔的次数。
第四,充分考虑塔器的放大效应.特别是对年产量在15000吨以上的塔设备,由于塔径均大于1.5米以上,所以要对大直径塔设备采取积极先进措施,以减轻分离效率的降低。
第五,结构简单,造价降低。在工艺条件许可的情况下,选用塔板结构简单而效率又高的新型塔板。
装置原理:
本装置适用于制药、食品、轻工、化工等待业的稀酒精回收,也适用于甲醇等其他溶煤的蒸馏。本装置根据用户的要求,可将30。左右的稀酒精蒸馏至90。-95。酒精,成品酒精度数要求再高。可加大回流比,但产量就相应减少。
采用高效的不锈钢波纹填料。蒸馏塔体采用不锈钢制作,从而是防止了铁屑堵塞填料的现象,延长了装置的使用期限。本装置中凡接触酒精的设备部分如冷凝器、稳压罐、冷却蛇管等均采用不锈钢,以确保成品酒精不被污染。蒸馏釜采用可拆式U型加热管,在检修时可将U型加热管移出釜外,便于对加热管外壁及蒸馏釜内壁进行清洗。本装置可间歇生产,也可连续生产。
能力参数: 型号 塔径mm 30~40%进料的生产能力 60~80%进料的生产能力 90%酒精 95%酒精 90%酒精 95%酒精 T-200 φ200 35kg 26kg 45kg 36kg T-300 φ300 80kg 64kg 100kg 80kg T-400 φ400 150kg 120kg 180kg 140kg T-500 φ500 230kg 185kg 275kg 220kg T-600 φ600 335kg 270kg 400kg 320kg 减压蒸馏设备(atmospheric-vacuum distillation unit)常减压蒸馏装置通常包括三部分:
(1)原油预处理。采用加入化学物质和高压电场联合作用下的电化学法除去原油中混杂的水和盐类。
(2)常压蒸馏。原油在加热炉内被加热至370℃左右,送入常压蒸馏塔在常压(1大气压)下蒸馏出沸点较低的汽油和柴油馏分,残油是常压重油。
(3)减压蒸馏。常压重油再经加热炉被加热至410℃左右,进入减压蒸馏塔在约8.799千帕(60毫米汞柱)绝压下蒸馏,馏出裂化原料的润滑油原料,残油为减压渣油。参见原油蒸馏。 水气蒸馏是用来分散以及提纯液态或者固态有机化合物的一种要领,经常使用于下列几种环境:(1)某些沸点高的有机化合物,在常压下蒸馏虽可与副产物分散,但易被破坏;(2)混淆物中含有大量树脂状杂质或者不挥发性杂质,采用蒸馏、萃取等要领都难以分散;(3)从较多固体反应物中分散出被吸附的液体。
基本原理
按照道尔顿分压定律,当与水不相混溶的物质与水并存时,全般系统的蒸气压应为各组分蒸气压之以及,即:
p= pA+ pB
其中p 代表总的蒸气压,pA为水的蒸气压,pB 为与水不相混溶物质的蒸气压。
当混淆物中各组分蒸气压总以及等于外界大气压时,这时候的温度即为它们的沸点。此沸点比各组分的沸点都低。是以,在常压下应用水气蒸馏,就能在低于100℃的环境下将高沸点组分与水一路蒸出来。由于总的蒸气压与混淆物中两者间的相对于量无关,直至其中一组分几乎完全移去,温度才上涨至留在瓶中液体的沸点。我们懂得,混淆物蒸气中各个气体分压(pA,pB)之比等于它们的物质的量(nA,nB)之比,即:
而nA=mA/MA;nB=mB/MB。其中
mA、mB为各物质在肯定是容量中蒸气的质量,MA、MB为物质A以及B的相对于份子质量。是以:
可见,这两种物质在馏液中的相对于证量(就是它们在蒸气中的相对于证量)与它们的蒸气压以及相对于份子质量成正比。
以苯胺为例,它的沸点为184.4℃,且以及水不相混溶。当以及水一路加热至98.4℃时,水的蒸气压为95.4 kPa,苯胺的蒸气压为5.6 kPa,它们的总压力靠近大气压力,于是液体就开始沸腾,苯胺就随水气一路被蒸馏出来,水以及苯胺的相对于份子质量别离为18以及93,代入上式:
即蒸出3.3 g水可以容或者带出1 g苯胺。苯胺在溶液中的组分占23.3%。测试中蒸出的水量往往超过计算值,由于苯胺微溶于水,测试中尚有一部分水气不遑与苯胺充分接触便离开蒸馏烧杯的缘故。
哄骗水气蒸馏来分散提纯物质时,要求此物质在100℃摆布时的蒸气压至少在1.33 kPa摆布。要是蒸气压在 0.13~0.67 kPa,则其在馏出液中的含量仅占1%,甚至更低。为了要使馏出液中的含量增高,就要想办法提高此物质的蒸气压,也就是说要提高温度,使蒸气的温度超过100℃,即要用过热水气蒸馏。例如苯甲醛(沸点178℃),进行水气蒸馏时,在97.9℃沸腾,这时候pA=93.8 kPa,pB=7.5 kPa,则:
这时候馏出液中苯甲醛占32.1%。
假如导入133℃过热蒸气,苯甲醛的蒸气压可达29.3kPa,故而只要有72 kPa的水气压,就可使系统沸腾,则:
这样馏出液中苯甲醛的含量就提高到了70.6%。
应用过热水气还具有使水气冷凝少的长处,为了防止过热蒸气冷凝,可在蒸馏瓶下保温,甚至加热。
从上面的分析可以看出,施用水气蒸馏这种分散要领是有条件限定的,被提纯物质必需具备以下几个条件:(1)不溶或者难溶于水;(2)与沸水永劫间并存而不发生化学反应;(3)在100℃摆布必需具有肯定似的蒸气压(一般不小于1.33 kPa)。
D. 双乙酰是什么
双乙酰一般指丁二酮。丁二酮是一种有机化合物,分子式为C4H6O2,浅黄色至黄绿色液体,有强烈的气味,溶于水、乙醇、乙醚,用作食品香料载体。
按醛和酮测定法(OT-7)中方法一(羟胺法)测定。所取试样量为500mg。计算中的当量因子(e)取21.52,宜按GT-10-4中用非极性柱测定。
用途:
用于配制奶油香精,是生产吡嗪类香料的主要原料;GB 2760一96规定为暂时允许使用的食用香料。主要用于配制奶油、干酪发酵风味和咖啡等型香精。
是奶油、人造奶油、干酷和糖果的增香剂;也用作明胶硬化剂、照相粘结剂。
主要是用于配制食品用香精,是奶油香精的主要香料,也可用于牛奶、乳酪及其他一些香味中。如在浆果、焦糖、巧克力、咖啡、樱桃、香荚兰豆、蜂蜜、可可、果香、酒香、烟香、朗姆、坚果、杏仁、生姜等等。还可微量用于化妆用鲜果香或新型香精中。用作溶剂、有机合成中间体。
E. 谢菲尔德级驱逐舰的研制背景
英国海军提出研制42型驱逐舰的要求开始于1966年。为什么在这个时候提出研制42型,其背景如下:
英国原定建造CVA-01和CVA-02两艘新的航母替换50年代建造的航母,1966年英国取消了建造这2艘新航母的计划。随后,为这两艘新航母护航的82型大型导弹驱逐舰的建造计划由4艘减为1艘。因此,如不研制新型驱逐舰,进入20世纪70年代后期以后,除了1艘82型以外,英国海军中将没有一级性能先进的导弹驱逐舰。
8艘60年代建成的“郡”(County)级轻巡洋舰(以后改称为导弹驱逐舰)进入80年代以后需要有新一级的驱逐舰来替换。
60年代至70年代初由原航母改装的两栖攻击指挥舰需要由新一代的驱逐舰护航。
新航母虽然停建,但是英海军决定新建的2艘“无敌”(Invincible)级轻型航母也需要新一代的驱逐舰提供防空和反潜护卫力量。
1966年英国海军参谋部正式了设计新一代驱逐舰的要求,主要用于特混编队的区域防空,同时要求有反潜和对海作战能力,既可作为海军特混编队的成员,又可独立作战。
42型首舰“谢菲尔德”号的研制进度如下:
英国海军正式提出新驱逐舰要求1966年
英国海军批准42型驱逐舰的设计1968年
首舰订购1968年11月
首舰开工1970年5月
首舰下水1972年6月
首舰服役1975年2月 42型的建造计划分三批进行。
第一批舰共6艘,有“谢菲尔德”(Sheffield)、“考文垂”(Coventry)、“伯明翰”(Birm-ingham)、“纽卡斯尔”(Newcastle)、“格拉斯哥”(Glasglow)、“加的夫”(Cardiff)号。其中“谢菲尔德”号和“考文垂”号于1982年的马岛海战中沉没,“谢菲尔德”号被“飞鱼”空对舰导弹击中引起火灾,在拖航中沉没,“考文垂”号被炸弹命中而沉没。这一批舰除首舰以外,于1971~1973年订购,1976~1979年服役。
第二批舰为“埃克斯特”(Exeter)、“南安普敦”(Southampton)、“诺丁汉”(Nottinghan)和“利物浦”(Liverpool)号共4艘,1976~1977年订购,1980~1983年服役。
第三批舰为“曼彻斯特”(Mancherster)、“格洛斯特”(Gloucester)、“爱丁堡”(Edingburgh)和“约克”(York)号共4艘,1978~1979年订购,1982~1985年服役。
三批舰由坎默,莱尔德(Cammellaird)公司、沃斯珀?桑尼克罗夫特(VosperThonycroft)公司、“维克斯”(Vickers)公司和“斯旺?亨特”(SwanHunter)公司四家船厂建造。
此外,42型出口阿根廷2艘,1艘在英国建造,1艘在阿根廷建造。
据1990年美国防务市场报道,42型每艘舰的造价在8000万至1亿英镑。
⒊42型的使命任务
42型驱逐舰的使命是用于航母编队或其他作战编队的护航,它是一级以防空为主的多用途导弹驱逐舰。
该级舰的具体任务如下:
①担负航母编队的防空和反潜护卫任务;
②担负其他作战编队的防空和反潜护卫任务;
③对岸作战中的舰炮火力支援;
④执行警戒、封锁、救援等任务。
(二)总体性能与装备
⒈舰型
42型为高干舷平甲板型的双桨双舵全燃动力装置驱逐舰。船体线型按在静水和风浪中具有最佳的巡航速度和最高航速设计的。主船体由主横隔壁划分为18个水密舱段,舰内设二层连续甲板,主横隔壁至2号甲板为水密。
42型上层建筑分间断的前后两部分。
⒉主尺度与排水量
标准排水量(t)3150(I、Ⅱ批),3500(Ⅲ批)
满载排水量(t)4150(I、Ⅱ批),4675(Ⅲ批)
总长(m)125.0(I、Ⅱ批),141.1(Ⅲ批)
水线长(m)119.5(I、Ⅱ批),132.3(Ⅲ批)
最大宽度(m)一14.9(Ⅲ批)
水线宽度(m)9.0(1、Ⅱ、Ⅲ批)
吃水(m)4.3(I、Ⅱ批),4.1(Ⅲ批)
⒊航速与续航力
最高航速(kn)29(I、Ⅱ批),30(Ⅲ批)
巡航速度(kn)18(I、Ⅱ、Ⅲ批)
续航力(nmile/kn)4000/18((I、Ⅱ批),4500/18(Ⅲ批)
⒋自持力、适航性
42型的自持力为45昼夜。
42型设2对固定式减摇鳍,在航速20kn时的剩余横摇角为3度。
⒌人员编制
42型I、Ⅱ批舰的编制为253名,其中军官24名,全舰备有铺位312个。
42型Ⅲ批舰的编制为301名,其中军官26名。
⒍海上补给
42型舰首部主炮和“海标枪”导弹发射架之间,设一升降式支柱接收装置,用于接收“海标枪”导弹与一般干货。
中部1022型雷达支柱围壁两侧设2个液货补给站。前段上层建筑的后端两侧转角处设2个补给站,既可补给干货,又可补给液货。
⒎船体结构与强度
42型主船体与上层建筑采用钢质结构,船体采用纵骨架式结构,甲板间高为2.44m。重要部位选用A级高强度钢,屈服点为313.6MPa,其他部位选用B级钢,其屈服点为251MPa。
船体总纵强度的设计弯矩的选取是这样考虑的:42型舰在北大西洋25年的寿命服役期中,只有1%的概率会超过此设计弯矩。
⒏武备
①1座双联装GWS30“海标枪”舰对空导弹发射装置,布置于前甲板,备导弹X枚。
②1座MK8型单管114mm舰炮,布置于前甲板。
③2或4座“厄利孔”GAM-B0120mm舰炮和2座“厄利孔”MK7A20mm舰炮,分别布置于首部上层建筑02甲板的两舷和尾部上层建筑01甲板左右舷。
④2座MK15型六管20mm小口径炮“密集阵”近程武器系统,配置于中部烟囱两侧的01甲板左右舷。
⑤1架“山猫”反潜直升机,可带MK46或“铺鱼”轻型鱼雷,设固定机库。
⑥2座STWSMK2型三联装反潜鱼雷发射管,布置在烟囱后01甲板的两舷,可发射MK46或“铺鱼”反潜鱼雷。Ⅲ批舰装的是STWSMK3型鱼雷发射管。
⑦4座六管“海蚊”(Seagnat)干扰火箭。I、Ⅱ批舰2座装于舰桥后02甲板的左右舷,2座配置于尾部上层建筑的前端左右舷;Ⅲ批舰4座均布置于尾部上层建筑前端01甲板的左右舷。
⑧182型或SLQ-25A拖曳鱼雷诱饵,装于尾部。
⒐主要电子设备
⑴雷达
①对空警戒雷达:1部1022型雷达,布置于舰桥后上层建筑的顶层的圆柱形平台上。
②海/空警戒及目标指示雷达:1部996型雷达,配置在后桅顶部。
③导航雷达:1部1007型或1008型雷达,用于导航与直升机引导,装在前桅的顶层的小平台上。
④火控雷达:2部909型火控雷达,用于“海标枪”导弹的跟踪制导,也可用于舰炮的火控。2部909雷达分别布置在前后段上层建筑的顶层,雷达天线均有圆柱形天线罩。
⑵声呐
①舰壳声呐:1部2050型或2016型中频主动搜索与攻击声呐。
②识别声呐:1部162M型声呐,用于探测和识别水下目标和海底目标。
⑶电子战设备
①1套UAA-2或UAT-1电子侦察系统。
②1套670型干扰机(I批),Ⅱ、Ⅲ批舰装1套675⑵型干扰机。
⑷导航系统
42型舰的导航系统由2台MKl9平台罗径、1套AGI计程仪、1套“奥米加”接收机、1套“台卡”接收机和直升机导航系统等组成。
⑸通信系统
42型舰的通信系统由ICS综合通信系统组成。第I批舰装备的是ICS-2A综合通信系统;第Ⅲ批舰装备的是ICS-3综合通信系统;根据ICS-3综合通信系统开始装备舰艇的时间判断,Ⅱ批舰很可能既有装备ICS-2,又有装备ICS-3的,即头2艘装ICS-2,后2艘装ICS-3。
42型舰的通信手段有SCOT-IC卫星通信(2套)、中、短波收发信设备、超短波(甚高频、特高频)通信设备以及相应的各种终末端设备等。
⑹火控系统
①1套GWS30-2“海标枪”导弹火控系统。
②1套GSAl舰炮火控系统。
③2套Radamec2100系列光电火控系统。
⑺作战指挥控制系统
I、Ⅱ批舰装ADAWS-7作战数据自动化武器系统,并配有SCOT-1C卫星通信、10号、11号和14号数据链,将装16号数据链。
Ⅲ批舰装ADAWS-8作战数据自动化武器系统,并配有SCOT-iC卫星通信、10号、11号、14号数据链、JTIDS联合战术信息分配系统、16号数据链。
ADAWS-7和ADAWS-8都是作战指挥与武器控制合一的作战指挥系统。
⒑作战能力
⑴对空作战能力
对空火力由三个层次组成:
“海标枪”导弹用于编队的区域防空,射程为40km,1022型雷达作用距离为265km,114mm舰炮用于中程防空,对空作战高度为6km,除GSAl舰炮火控系统外“海标枪”系统909雷达也可兼作火控雷达
近程防空用三种小口径火炮:
2座MKl5型六管20mm的近程武器系统,有效射程1500m,发射率3000发/min;
GAM-B01型20mm炮,射程2km,发射率1000发/min;MKTA型20mm炮,射程2km,发射率800发/min。
此外,对空防御中还可使用电子战及干扰火箭等软杀伤武器。
⑵反潜作战能力
反潜火力由二个层次组成:
“山猫”直升机执行远程反潜,航程约600km,可带2枚“铺鱼”反潜鱼雷或MK11-3型深弹;STWSMK2型三联鱼雷发射管发射
“铺鱼”反潜鱼雷用于中近程反潜,“鱼雷”45kn时的航程为11km。此外,42型舰遭鱼雷攻击时,可用182拖曳鱼雷诱饵进行欺骗。
⑶对海作战能力
对海远程作战能力由“山猫”直升机提供,执行反舰任务时可带4枚ASl2线导反舰导弹或4枚“海鸥”反舰导弹;“海鸥”射程为15km。“海标枪”导弹具有反舰能力。114mm舰炮对海射程为22km,此外,两种20mm机关炮可用于对付近距离的小艇。
⒒动力装置
42型舰采用COGOG交替使用的全燃动力装置。
I、Ⅱ批舰:2台奥林普斯TM3B燃气轮机,每台持续功率18.38MW(25000hp);2台太因RMlC巡航燃气轮机,每台持续功率为3.64MW(4950hp)。
Ⅲ批舰:2台奥林普斯TM3B燃气轮机,每台持续功率为18.38MW(25000hp);2台太因RM1C巡航燃气轮机,每台持续功率为3.92MW(5340hp)。
机组均安装在密封箱装体内。TM3B主机的箱装体尺寸为6.8m-2.4m-3.0m,重约
⒛5t。RMlC主机的箱装体尺寸为4.3m-l.6m-l.7m,重约7.1t。
设前辅机舱、前主机舱、后主机舱和后辅机舱4舱布置。
前主机舱内布置2台TM3B主燃气轮机及其附属设备等,TM3B的近旁及两端配置燃油过滤器、燃油分离器、空气压缩机、减摇鳍一对和进排气道等。
后主机舱内设2台PLMlC巡航燃气轮机及其附属设备等。RMlC前端布置2台主减速齿轮箱,两旁布置空气压缩机、滑油供应系统、燃油过滤器、燃油分离器等辅助设备。此外,还设有减摇鳍一对。
前辅机舱布置2台V型16缸RustonPaxmanYJCAZ柴油发电机组,单机容量1000kW,440V,60Hz,转速1200r/min。还配置有2个空调装置、1台空气压缩机等设备。
后辅机舱布置2台柴油发电机组,型号、性能与前辅机舱的相同。还配置有2个空调装置,型号与性能与前辅机舱的相同。此外,还有2个辅锅炉,供生活取暖、做饭和造水用,工作压力为0.686MPa,蒸发量为2041kg/h;2台蒸馏装置,每台的造水能力为63t/d。
空调装置正常情况下,3台工作,1台备用。4台柴油发电机组的总发电量为4000kW,正常情况下,2台工作,1台备用,1台维修。机舱的布置见图2.5-13。
图2.5-1342型舰机舱布置
TM3B主机经膜片联轴节和自动同步变速离合器与主齿轮箱内的一级减速齿轮啮合;RMIC巡航主机通过一个单独的减速齿轮箱先行减速,然后再输入主减速齿轮箱。
螺旋桨为2个SMM公司的5叶变距桨,桨叶材料为超级斯通70合金,这是一种耐腐蚀的高强度铜基合金。桨毂材料为诺伏斯通(Novostone)合金。
4台柴油发电机组,提供450V60Hz交流电源,总发电量为4000kW,全舰设6个配电中心。正常情况下使用两台机组,一台备用,一台维修。
机舱集控室具有如下功能:燃气轮机的选择、启动和停车;加速机与巡航机间的转换;正车、倒车和全功率范围内的调节;机舱辅助设备的启动、停车和操纵;综合电子控制、监测和报警;损管和三防的报警与显示。
(三)技术特点分析及述评
42型驱逐舰的I批和Ⅱ批舰原来反映了英国70年代的驱逐舰水平,经过马岛海战的惨重教训,对42型工、Ⅱ批舰对空作战能力和防火能力等不足进行了深刻的反思,为此,对I、Ⅱ批舰进行了现代化改装。Ⅲ批舰完全消除了I、Ⅱ批舰的缺点,加长了16.1m,放大了排水量,装备了现代化的设备,使42型总体上达到了80年代末的技术水平,它仍然是世界上具有代表性的一型中型导弹驱逐舰,具有如下特点:
⒈设计紧凑、效费比好的中型导弹驱逐舰
42型舰是一级以编队区域防空为主的多用途导弹驱逐舰,兼有区域反潜能力,对海作战能力不足,没有装备专门的反舰导弹。即使如此,就42型的大小而言,这是一级设计紧凑、效费比很好的典型中型导弹驱逐舰。
⒉COGOG全燃交替动力的代表
42型舰是西方国家海军中型水面舰艇中采用COGOG方式全燃交替动力的代表舰,使用专门的巡航燃气轮机,提高了巡航时的效率和经济性,这种动力装置在世界上有很大的影响。I、Ⅱ批舰原来的巡航燃气轮机是太因RMlA,在以后的现代化改装中换为RMlC,经济性更为提高。动力装置具有极好的机动性,该级舰从主机启动到全工况只需约30秒。
⒊吸取了马岛海战的惨重教训加以改进
吸取马岛海战教训改进了舰的防空、防火和作战指挥能力。对空作战能力的改进体现在:自马岛海战以后,I、Ⅱ批舰上的965R远程对空警戒雷达由新的1022型雷达替代,性能得到很大的提高,除了动目标显示以外,增加了频率捷变和脉冲压缩技术;1986年后992Q中程海空警戒目标指示雷达由一部996型中程轻型多功能三坐标雷达替换,996型雷达设计灵活、适应性强,采用了大功率发射、宽波段频率捷变、脉冲压缩、先进的信号处理和模块化结构等技术;加装了2-4座奥利肯20mm机关炮和2座美国的MKl5型六管20mm“密集阵”近程武器系统;改进电子战系数,采用UUA-2(或UAT-1)电子侦察系统、670型或675⑵型干扰机和“海蚊”干扰火箭组成了综合的快速反应的电子战系统。防火能力的改进体现在:改进损管系统;使用阻燃和无毒的电缆。作战指挥能力的改进体现在1996年在Ⅲ批舰“爱丁堡”号装备了JTIDS联合战术信息分配系统,1998年开始装备其他的Ⅲ批舰和Ⅱ批舰。
⒋总体布置紧凑、颇具特色
42型的总体布置比较紧凑,驾驶室较宽敞,且视线好,2号甲板的左右舷设有直通的内部通道,有利于舰的使用和重要舱室的生命力。
⒌采用了指挥和火控合一的作战指挥系统
作战指挥和火控合一的ADAWS-7和ADAWS-8系统的优点是,作战指挥能力好,反应时间快,缺点是生命力相对就差一些。
42型舰的不足之处是,与同类国外舰相比,舰员的住舱和工作舱室不够宽敞,Ⅲ批舰加长放宽后得到了改善。
F. 工业生产,需要减压蒸馏DMF,请问用什么真空泵比较好
工业生产减压蒸馏复DMF,选择真空泵需制要考量以下几点:
1、真空度是否稳定——稳定的真空度有助于提高产品品质;
2、真空度是否够高——较高的真空度有助于降低蒸馏温度,提高蒸馏效率;
3、真空泵类型是否适合——真空泵类型较多,应多方咨询,再做选择。
原来有用水泵来做的,由于DMF可以溶于水,用水泵需要应加装缓冲或防倒吸措施,要不影响产品质量。水泵真空度相对来说低一些,效果不如真空度高的真空泵。
水环罗茨机组真空度也不是很高,DMF的沸点比较高,如果真空度不高效果也不会很好。罗茨机组受前级机械泵的限制,只能在前级泵基础上提高一个数量级。
DMF很多情况下,应用于食品行业,对污染比较敏感。如果真空泵有油或有水对产品品质有极大影响。最好选择干式泵,进口干泵比较贵。如果想选品质好的国产干泵,你可以问问我们家,我们是航天部下属的曌越真空事业部,可以给你们做真空系统方案。
我们生产的曌越干式真空泵,不但真空度又高又稳,而且可以100%高纯度二次回收。
G. 42型驱逐舰的性能参数
1.舰型
42型为高干舷平甲板型的双桨双舵全燃动力装置驱逐舰。船体线型按在静水和风浪中具有最佳的巡航速度和最高航速设计的。主船体由主横隔壁划分为18个水密舱段,舰内设二层连续甲板,主横隔壁至2号甲板为水密。42型上层建筑分间断的前后两部分。
2.主尺度与排水量
标准排水量(t)3150(I、Ⅱ批),3500(Ⅲ批)
满载排水量(t)4150(I、Ⅱ批),4675(Ⅲ批)
总长(m)125.0(I、Ⅱ批),141.1(Ⅲ批)
水线长(m)119.5(I、Ⅱ批),132.3(Ⅲ批)
最大宽度(m)一14.9(Ⅲ批)
水线宽度(m)9.0(1、Ⅱ、Ⅲ批)
吃水(m)4.3(I、Ⅱ批),4.1(Ⅲ批)
3.航速与续航力
最高航速(kn)29(I、Ⅱ批),30(Ⅲ批)
巡航速度(kn)18(I、Ⅱ、Ⅲ批)
续航力(nmile/kn)4000/18((I、Ⅱ批),4500/18(Ⅲ批)
4.自持力、适航性
42型的自持力为45昼夜。
42型设2对固定式减摇鳍,在航速20kn时的剩余横摇角为3度。
5.人员编制
42型I、Ⅱ批舰的编制为253名,其中军官24名,全舰备有铺位312个。
42型Ⅲ批舰的编制为301名,其中军官26名。
6.海上补给
42型舰首部主炮和“海标枪”导弹发射架之间,设一升降式支柱接收装置,用于接收“海标枪”导弹与一般干货。中部1022型雷达支柱围壁两侧设2个液货补给站。前段上层建筑的后端两侧转角处设2个补给站,既可补给干货,又可补给液货。
7.船体结构与强度
42型主船体与上层建筑采用钢质结构,船体采用纵骨架式结构,甲板间高为2.44m。重要部位选用A级高强度钢,屈服点为313.6MPa,其他部位选用B级钢,其屈服点为251MPa。船体总纵强度的设计弯矩的选取是这样考虑的:42型舰在北大西洋25年的寿命服役期中,只有1%的概率会超过此设计弯矩。
8.武备
①1座双联装GWS30“海标枪”舰对空导弹发射装置,布置于前甲板,备导弹X24枚。
②1座MK8型单管114mm舰炮,布置于前甲板。③2或4座“奥利肯”GAM-B0120mm舰炮和2座“奥利肯”MK7A20mm舰炮,分别布置于首部上层建筑02甲板的两舷和尾部上层建筑01甲板左右舷。
④2座MKl5型六管20mm小口径炮“密集阵”近程武器系统,配置于中部烟囱两侧的01甲板左右舷。
⑤1架“山猫”反潜直升机,可带MK46或“铺鱼”轻型鱼雷,设固定机库。
⑥2座STWSMK2型三联装反潜鱼雷发射管,布置在烟囱后01甲板的两舷,可发射MK46或“铺鱼”反潜鱼雷。Ⅲ批舰装的是STWSMK3型鱼雷发射管。
⑦4座六管“海蚊”(Seagnat)干扰火箭。I、Ⅱ批舰2座装于舰桥后02甲板的左右舷,2座配置于尾部上层建筑的前端左右舷;Ⅲ批舰4座均布置于尾部上层建筑前端01甲板的左右舷。
⑧182型或SLQ-25A拖曳鱼雷诱饵,装于尾部。
9.主要电子设备
(1)雷达
①对空警戒雷达:1部1022型雷达,布置于舰桥后上层建筑的顶层的圆柱形平台上。
②海/空警戒及目标指示雷达:1部996型雷达,配置在后桅顶部。
③导航雷达:1部1007型或1008型雷达,用于导航与直升机引导,装在前桅的顶层的小平台上。
④火控雷达:2部909型火控雷达,用于“海标枪”导弹的跟踪制导,也可用于舰炮的火控。2部909雷达分别布置在前后段上层建筑的顶层,雷达天线均有圆柱形天线罩。
(2)声呐
①舰壳声呐:1部2050型或2016型中频主动搜索与攻击声呐。
②识别声呐:1部162M型声呐,用于探测和识别水下目标和海底目标。
(3)电子战设备
①1套UAA-2或UAT-1电子侦察系统。
②1套670型干扰机(I批),II、Ⅲ批舰装1套675(2)型干扰机。
(4)导航系统
42型舰的导航系统由2台MKl9平台罗径、1套AGI计程仪、1套“奥米加”接收机、1套“台卡”接收机和直升机导航系统等组成。
(5)通信系统
42型舰的通信系统由ICS综合通信系统组成。第I批舰装备的是ICS-2A综合通信系统;第Ⅲ批舰装备的是ICS-3综合通信系统;根据ICS-3综合通信系统开始装备舰艇的时间判断,Ⅱ批舰很可能既有装备ICS-2,又有装备ICS-3的,即头2艘装ICS-2,后2艘装ICS-3。
42型舰的通信手段有SCOT-IC卫星通信(2套)、中、短波收发信设备、超短波(甚高频、特高频)通信设备以及相应的各种终末端设备等。
(6)火控系统
①1套GWS30-2“海标枪”导弹火控系统。
②1套GSAl舰炮火控系统。
③2套Radamec2100系列光电火控系统。
(7)作战指挥控制系统
Ⅰ、Ⅱ批舰装ADAWS-7作战数据自动化武器系统,并配有SCOT-1C卫星通信、10号、11号和14号数据链,将装16号数据链。
Ⅲ批舰装ADAWS-8作战数据自动化武器系统,并配有SCOT-iC卫星通信、10号、11号、14号数据链、JTIDS联合战术信息分配系统、16号数据链。
ADAWS-7和ADAWS-8都是作战指挥与武器控制合一的作战指挥系统。
10.作战能力
(1)对空作战能力
对空火力由三个层次组成:“海标枪”导弹用于编队的区域防空,其射程为40km,1022型雷达的作用距离为265km,114mm舰炮用于中程防空,对空作战高度为6km,除GSAl舰炮火控系统外,“海标枪”系统的909雷达也可兼作火控雷达,近程防空用三种小口径火炮:2座MKl5型六管20mm近程武器系统,有效射程1500m,发射率3000发/min;GAM-B01型20mm炮,射程2km,发射率1000发/min;MKTA型20mm炮,射程2km,发射率800发/min。此外,对空防御中还可使用电子战及干扰火箭等软杀伤武器。
(2)反潜作战能力
反潜火力由二个层次组成:“山猫”直升机执行远程反潜,其航程约600km,可带2枚“铺鱼”反潜鱼雷或MK11-3型深弹;STWSMK2型三联鱼雷发射管发射“铺鱼”反潜鱼雷,用于中近程反潜,该“鱼雷”45kn时的航程为11km。此外,42型舰遭鱼雷攻击时,可用182拖曳鱼雷诱饵进行欺骗。
(3)对海作战能力
对海远程作战能力由“山猫”直升机提供,该机执行反舰任务时可带4枚ASl2线导反舰导弹或4枚“海鸥”反舰导弹,“海鸥”的射程为15km。“海标”导弹具有一定的反舰能力。114mm舰炮的对海射程为22km,此外,两种20mm的机关炮可用于对付近距离的小艇。
11.动力装置
42型舰采用COGOG交替使用的全燃动力装置。
Ⅰ、Ⅱ批舰:2台奥林普斯TM3B燃气轮机,每台持续功率18.38MW(25000hp);2台太因RMlC巡航燃气轮机,每台持续功率为3.64MW(4950hp)。
Ⅲ批舰:2台奥林普斯TM3B燃气轮机,每台持续功率为18.38MW(25000hp);2台太因RM1C巡航燃气轮机,每台持续功率为3.92MW(5340hp)。
机组均安装在密封箱装体内。重约20.5t。RMlC主机的箱装体尺寸为4.3m-l.6m-l.7m,重约7.1t。
设前辅机舱、前主机舱、后主机舱和后辅机舱4舱布置。
前主机舱内布置2台TM3B主燃气轮机及其附属设备等,TM3B的近旁及两端配置燃油过滤器、燃油分离器、空气压缩机、减摇鳍一对和进排气道等。
后主机舱内设2台PLMlC巡航燃气轮机及其附属设备等。RMlC前端布置2台主减速齿轮箱,两旁布置空气压缩机、滑油供应系统、燃油过滤器、燃油分离器等辅助设备。此外,还设有减摇鳍一对。
前辅机舱布置2台V型16缸RustonPaxmanYJCAZ柴油发电机组,单机容量1000kW,440V,60Hz,转速1200r/min。还配置有2个空调装置、1台空气压缩机等设备。
后辅机舱布置2台柴油发电机组,型号、性能与前辅机舱的相同。还配置有2个空调装置,型号与性能与前辅机舱的相同。此外,还有2个辅锅炉,供生活取暖、做饭和造水用,工作压力为0.686MPa,蒸发量为2041kg/h;2台蒸馏装置,每台的造水能力为63t/d。
空调装置正常情况下,3台工作,1台备用。4台柴油发电机组的总发电量为4000kW,正常情况下,2台工作,1台备用,1台维修。机舱的布置见图2.5-13。
TM3B主机经膜片联轴节和自动同步变速离合器与主齿轮箱内的一级减速齿轮啮合;RMIC巡航主机通过一个单独的减速齿轮箱先行减速,然后再输入主减速齿轮箱。
螺旋桨为2个SMM公司的5叶变距桨,桨叶材料为超级斯通70合金,这是一种耐腐蚀的高强度铜基合金。桨毂材料为诺伏斯通(Novostone)合金。
4台柴油发电机组,提供450V60Hz交流电源,总发电量为4000kW,全舰设6个配电中心。正常情况下使用两台机组,一台备用,一台维修。
机舱集控室具有如下功能:燃气轮机的选择、启动和停车;加速机与巡航机间的转换;正车、倒车和全功率范围内的调节;机舱辅助设备的启动、停车和操纵;综合电子控制、监测和报警;损管和三防的报警与显示。
H. 蒸馏时加热的快慢,对实验结果有何影响
加热过快首先可能引起暴沸,另外由于待加热试剂中会有的一些杂质沸点不均,加热过快会使得蒸馏更易代入未分离的杂质,影响纯度
I. 双乙酰蒸馏装置水怎么排出来
双乙酰学名是2,3丁二酮,是啤酒发酵过程中酵母自身代谢产生的一种副产物,当双乙酰的含量在浅色啤酒中超过0.15mg/L时,就会使啤酒产生一种令人不愉快的馊饭味,严重影响啤酒的质量和口感,在啤酒中双乙酰,对啤酒的成熟非常重要,被认为是衡量啤酒成熟与否的关键性指标。
式中: X —— 试样中双乙酰的含量,mg/L ;
A335—— 试样在335nm波长下,用20mm比色皿测得的吸光度;
1.2——吸光度与双乙酰含量的换算系数。
所得结果表示至两位小数
J. 啤酒发酵技术的异常处理
1.发酵液翻腾现象(造成酒液澄清慢,过滤困难,质量较差)
产生的原因:主要是由于冷却夹套开启不当,造成上部温度与工艺曲线偏差1.5~4℃,罐中部温度更高,引起发酵液强烈对流。另外,压力不稳,急剧升降也会造成翻腾。
解决办法:检查仪表是否正常;严格控制冷却温度,避免上部酒液温度过高;保持罐内压力稳定。
2.发酵罐结冰
当罐的下部温度与工艺曲线偏差2℃左右,会使贮酒期罐内温度达到啤酒的冰点(-1.8~2.3℃),可能导致冷却带附近结冰。
啤酒冰点温度的经验计算公式为:
G =-A×0.42+P×0.04+0.02
式中 A-啤酒中酒精含量m/m%
P-原麦汁浓度m/m%
G-冰点℃
结冰的原因:仪表失灵、温度参数选择不当、热电阻安装位置深度不合适、仪表精度差、操作不当等。
解决的办法:检查测温元件及仪表误差,特别要检查铂电阻是否泄漏,若泄漏应烘烤后石蜡密封或更换;选择恰当的测温点位置和热电阻插入深度;加强工艺管理、及时排放酵母;冷媒液温度应控制在-2.5~-4℃,不能采用-8℃的冷媒液。
3.酵母自溶
原因:当罐下部温度与中、下部温度差1.5~5℃以上时,会造成酵母沉降困难和酵母自溶现象。罐底酵母泥温度过高(16~18℃)、维持时间过长,也会造成酵母自溶,产生酵母味,有时会出现啤酒杀菌后混浊。
解决的办法:检查仪表是否正常;及时排放酵母泥;冷媒温度保持-4℃,贮酒期上、中、下温度保持在-1~1℃之间。
4.饮用啤酒后上头现象
原因:一般啤酒中高级醇含量超过120mg/L,异丁醇超过10mg/L,异戊醇含量超过50mg/L时,就会造成饮用啤酒后的上头现象。
解决办法:选用高级醇产生量低的酵母菌种;适当提高酵母添加量,减少酵母的增殖量,酵母细胞数以15×10个/ml为宜;控制12°P麦汁α-氨基氮含量在180±200mg/L左右;控制麦汁中溶解氧含量在8~10mg/L;控制好发酵温度和罐压。
5.双乙酰还原困难
发酵结束后双乙酰含量一直偏高达不到要求。
造成这种现象的原因有:麦汁中α-氨基氮含量偏低,代谢产生的α-乙酰乳酸多,造成双乙酰峰值高,迟迟降不下来;采取高温快速发酵,麦汁中可发酵性糖含量高,酵母增殖量大,利于双乙酰的形成;主发酵后期酵母过早沉降,发酵液中悬浮的酵母数过少,双乙酰还原能力差;使用的酵母衰老或酵母还原双乙酰的能力差等。
解决办法:控制麦汁中α-氨基氮含量(160~200mg/L),避免过高或过低;适当提高酵母接种量和满罐温度,双乙酰还原温度适当提高;发酵温度不宜过高,升温后采用加压发酵抑制酵母的增殖;主发酵结束后,降温幅度不宜太快;采用双乙酰还原能力强的菌种;添加高泡酒,加快双乙酰的还原;用CO2洗涤排除双乙酰;降温后与其他罐的酒合滤。
6.双乙酰回升
发酵结束后双乙酰合格,经过低温贮酒或过滤以后,或经过杀菌双乙酰的含量增加的现象称为双乙酰回升。
双乙酰回升的主要原因有:啤酒中双乙酰前驱物质残留量高,滤酒后吸氧造成杀菌后双乙酰超标的回升现象;发酵后期染菌造成双乙酰回升;过滤后吸氧使酵母再繁殖产生α-乙酰乳酸,经氧化后使双乙酰含量增加。
解决办法:过滤时尽可能减少氧的吸入;过滤后清酒不宜长时间存放,更不能再不满罐的情况下放置过夜;清酒中添加抗氧化剂如抗坏血酸等或添加葡萄糖氧化酶消除酒中的溶解氧;灌装机要用二氧化碳背压;灌酒时用清酒或脱氧水引沫,以保证完全排除瓶颈空气,避免啤酒吸氧。
7.发酵中止现象
发酵液发酵中止即所谓的不降糖。
造成这种现象的原因有:麦芽汁营养不够,低聚糖含量过高,α-氨基氮不足,酸度过高或过低;酵母凝聚性强,造成早期絮凝沉淀;酵母退化,发生突变导致不降糖;酵母自发突变,产生呼吸缺陷型酵母所致。
解决办法:如果是由酵母凝聚性强,造成早期絮凝沉淀所致。可以通过增加麦汁通风量,调整发酵温度,待糖度降到接近最终发酵度时再降温以延长高温期。但会改进酵母的凝聚性能,最好采用分离凝聚性较弱的酵母菌株解决这一现象。如果是因酵母退化,发生突变导致不降糖所致。可以采用更换新的酵母菌种来解决。如果是由酵母自发突变,产生呼吸缺陷型酵母所致。可以从原菌种重新扩培或更换菌种。此外,在麦芽汁制备过程中,要加强蛋白质的水解,适当降低蛋白质分解温度,并延长蛋白质分解时间;糖化时要适当调整糖化温度,加强低温段的水解,保证足够的糖化时间,并调整好醪液的PH值。
四、其它啤酒发酵技术
(一)纯生啤酒酿造技术
纯生啤酒是经过严格无菌处理(非热杀菌),确保酒液内没有任何活体酵母或其他微生物,保质期达六个月到一年,又称为冷杀菌啤酒。纯生啤酒是近几十年逐步发展起来的一种啤酒新产品,其追求的目标是啤酒口感的新鲜、纯正和爽口。由于冷杀菌技术的不断完善,使纯生啤酒的产量日益增加,成为啤酒行业市场竞争的一个热点之一。可以预计我国今后几年内纯生啤酒将会在啤酒销售市场占据重要地位。
纯生啤酒的质量要求:具有熟啤酒相同的生物稳定性和非生物稳定性;较长时间内保持啤酒的新鲜程度(风味稳定性);具有较好的香味和口味、以及良好的酒体外观和泡沫性能;符合规定的理化指标要求。即纯生啤酒除了不采用热杀菌外,其他质量要求与熟啤酒相同。
纯生啤酒生产中存在的主要问题:由于未经热杀菌,啤酒中蛋白酶A的活性仍然存在,对啤酒的泡沫影响较大,造成啤酒泡沫的泡持性较差。
纯生啤酒的衡量标准:测定啤酒中蔗糖转化酶的活性。一般经过巴氏杀菌或瞬间杀菌的啤酒蔗糖转化酶的活性被破坏,测定有无蔗糖转化酶活性可以判断是否为纯生啤酒。
1.纯生啤酒生产方式:
纯生啤酒生产必须做到整个生产过程无菌或得到控制,最后进入到无菌过滤组合系统进行无菌过滤。包括复式深层无菌过滤系统和膜式无菌过滤系统。经过无菌过滤后,要求能基本除去酵母及其它所有微生物营养细胞(无菌过滤LRV≥7),确保纯生啤酒的生物稳定性。
(1)微生物抑制法 向酒液中添加无机抑制剂或有机抑制剂(防腐剂),通过抑制微生物繁殖与代谢避免啤酒变质。常用消毒剂有苯甲酸那、山梨酸、曲酸、霉克、乳酸链菌肽等。
(2)紫外杀菌法 以紫外线杀灭微生物控制啤酒中少量的微生物。由于紫外线杀菌效果不太理想,且可能对啤酒口味有影响,目前未被采用。
(3)无菌过滤法 这种方法是目前常用的冷杀菌法,经硅藻土过滤机和精滤机过滤后的啤酒,进入无菌过滤组合系统进行无菌过滤。包括复式深层无菌过滤系统和膜式无菌过滤系统。经过无菌过滤后,要求能基本除去酵母及其它所有微生物营养细胞(无菌过滤LRV≥7),才能确保纯生啤酒的生物稳定性。
2.纯生啤酒生产基本要求:
(1)纯种酿造的关键-啤酒酵母 纯生啤酒的生产是纯种酿造和有效控制后期污染的有机地结合。任何杂菌的存在都会影响啤酒的质量。
(2)选择良好的酒基 经过发酵、后熟的啤酒,应具有良好的质量(包括风味、泡沫、非生物稳定性和满足理化指标要求)。生产中应认真做到:把好原料关、选好菌种、严格生产工艺与操作。
(3)保证有可靠的无菌生产条件 纯生啤酒生产就是在生产过程中有效控制杂菌的结果,而不是通过各种手段处理的结果。生产过程中严格控制杂菌是纯生啤酒生产的关键,无菌过滤和无菌灌装则是生产的辅助手段。因此,啤酒整个生产全过程要尽量做到没有或基本没有杂菌污染,才能保证纯生啤酒的质量和减少后期处理的工作负荷量。
(4)在前道工序严格控制微生物污染的基础上,生产纯生啤酒进行的无菌过滤要满足以下要求:无菌过滤的有效性,对任何微生物除去率要达到要求,并且不会影响啤酒的口味、泡沫等质量要求;选用合理的无菌过滤组合,一般要求应按深层过滤-表面过滤-膜过滤的顺序进行组合,其孔径选择为:深层过滤1~3微米、表面过滤0.8~1微米、膜过滤0.45~0.65微米。应配置两组过滤组合,以保证正常生产;具有独立的CIP和膜再生系统;
(5)纯生啤酒包装时,要有以下基本要求:包装容器清洗系统(含瓶、易拉罐、生啤酒桶)应保证清洁、无菌;对灌装车间,灌装机可以放在一个密闭的无菌房间内,室内空气要进行有效的过滤,室内对室外保持正压,约0.03~0.05kPa;对输送啤酒瓶的输送链,在未灌装啤酒、密封以前的部分应使用带有消毒作用的链润滑剂,同时在灌装机前的部分输送链应有不断清洗装置,确保整个输送链的卫生;生啤酒灌装线的洗瓶机,应采用单端进出,防止进瓶端的污瓶污染出瓶端的洁净瓶;洗净的啤酒瓶在输送到灌装机的过程中,要有密闭的防护罩,避免灰尘、飞虫等的污染。
3.纯生啤酒生产过程中的微生物管理
(1)酿造无菌水的制备
处理过程:
深井水→软化处理→砂滤器→活性碳过滤器→颗粒捕集过滤器→预过滤器→除菌过滤器
对于硬度大的水应先进行软化处理,并去除大颗粒杂质后再进行膜过滤处理。水除菌过滤器使用前要用蒸汽进行杀菌,生产用水的水网应定期进行清洗和消毒。无菌水微生物控制指标:细菌总数≤10个/100ml,酵母菌0个/100ml,厌氧菌0个/100ml。
(2)无菌空气的制备
无菌空气用于冷麦汁充氧和酵母扩培,无菌空气过滤处理不当,会对纯生啤酒生产中的微生物控制带来影响,必须加强无菌空气过滤系统的管理。无菌空气的制备流程如下:
压缩空气→除油、水和杂粒→预过滤器→除菌过滤器→重点工位除菌分过滤器→无菌空气
无菌空气微生物控制指标:细菌总数≤3个/10分钟,酵母菌0个/10分钟,厌氧菌0个/10分钟。
(3)无菌CO2的制备
啤酒酿造过程中清酒CO2的添加、脱氧水的制备、清酒罐背压等阶段均需使用CO2。在纯生啤酒生产中也要对CO2进行无菌处理,CO2的回收管路也要定期进行CIP清洗,气体除菌过滤器每次使用前要进行蒸汽消毒处理。无菌CO2的制备流程如下:
CO2液化贮罐→加热气化→预过滤器→除菌过滤器→分气点除菌过滤器→无菌CO2 无菌CO2微生物控制指标:细菌总数≤3个/10分钟,酵母菌0个/10分钟,厌氧菌0个/10分钟。
(4)消毒用蒸汽的处理
处理的目的是为了除去蒸汽带入的颗粒,防止除菌滤芯的破坏或堵塞,延长滤芯的使用寿命。蒸汽过滤一般采用不锈钢材质、过滤精度在1.0μm的微孔过滤芯。
(5)过滤操作中的微生物控制
①避免发酵液污染杂菌是纯生啤酒生产的基础。
②过滤前对酒输送管路、缓冲罐、过滤机、硅藻土(或珍珠岩)添加罐、清酒罐进行CIP清洗。
③过滤系统及清酒罐的取样阀要定期拆洗,每次操作前进行严格清洗。
④活动弯头、管连接、软管、取样阀、工具等不使用时要浸泡在消毒液中。
⑤硅藻土添加间要独立分隔,并安装紫外灯定期杀菌。
⑥每次操作后要用0.1%的热酸清洗,每周对过滤系统用2.0%的热碱进行清洗。
⑦清酒要求:
浊度<0.5EBC单位;β-葡聚糖<150mg/L;碘还原反应<0.5。细菌总数≤50个/100ml,酵母菌0个/100ml,厌氧菌0个/100ml。
(6)清酒的无菌过滤
由安装在灌装压盖机前的0.45μm的膜过滤机进行无菌过滤,膜过滤机要有高灵敏度的膜完整性检测系统。膜过滤机用的冷、热水,要经过20μm预过滤处理大颗粒后,再供膜过滤机使用。
(7)无菌灌装
①灌装间应达到30万级的洁净要求,洁净室的设计、建造以及卫生消毒可以参考医药行业的GMP标准。
②洁净室工作人员要穿洁净服,人数在4人以内。避免人员频繁进出,人员进出时要进行严格消毒。
③纯生啤酒用啤酒瓶应采用卫生条件好的新瓶(如薄膜包装的托板瓶);采用适合纯生啤酒使用的无菌瓶盖,瓶盖贮藏斗应安装紫外灯消毒。
④洗瓶机的末道洗水改用热水对瓶子进行冲洗,洗瓶机出口端至洁净室入口的输瓶系统要安装隔离罩和紫外灯,并且要对出口端热消毒1个小时;要使用含有抑菌成分的链条润滑剂和具有抗水、耐酸碱的软化剂,对输送链板、接水板、护瓶栏、玻璃罩、链条底架部位等要进行消毒。
⑤灌装压盖机使用前要对设备表面,入瓶、出瓶处进行清洁,提前打开紫外灯进行空气消毒。每月定期对灌装压盖机进行酸洗,预防机内结垢。
4.纯生啤酒的生产过程要确保可靠的无菌条件
严格来说,纯生啤酒的生产是在生产过程中有效控制杂菌污染的结果,而不是通过各种手段处理的结果,因而不能单纯依靠终端的过滤和相应的其他处理。也就是说,在纯生啤酒的生产过程中,最为重要的是必须严格控制生产过程的杂菌污染,最后的无菌过滤和无菌灌装只是辅助手段,依此来保证并提高纯生啤酒的质量。为此,要求在啤酒生产的全过程尽量做到没有或基本没有杂菌污染。用四平金士百啤酒集团的一句话说,生产纯生啤酒,关键是打造一个纯生环境。为了确保纯生啤酒质量和降低后期无菌过滤、无菌包装的工作负荷,要求杂菌应小于10个/ml。
(1)啤酒生产过程中杂菌污染的类型:
①一次污染和二次污染:
一次污染是指啤酒生产过程中,从可以被污染的时候开始发生的微生物接触污染,这种污染危害较大。二次污染是指啤酒经过无菌处理后再次发生的接触污染,主要发生在清酒和包装过程。二次污染是生产纯生啤酒必须严格控制的内容。
②交叉污染和累积污染:
交叉污染是指由于生产设备、生产工具、添加酵母以及其他共用的设施被杂菌污染,消毒灭菌不够所引发的相互污染。其中,以酵母的污染危害较大。
累积污染是指在啤酒生产过程中,各个工序不断发生污染,造成污染程度的累加。这种污染的情况量为严重,对啤酒质量的危害性最大。
③直接污染和间接污染:
直接污染是指与产品直接接触的原辅材料、添加剂、设备、管道和气源、水源等含有杂菌对产品发生的污染;间接污染是指污染了与产品直接接触的物品而受到的污染,如人体、环境等。
(2)生产纯生啤酒,还应做好以下几方面的工作:
①首先要做好与产品直接接触的气源、水源和其他物料的无菌过滤和消毒灭菌工作,防止产品的直接污染和一次污染。
②其次对麦芽汁制备、啤酒发酵、无菌过滤和包装等生产过程,要分别配置相应的CIP和SIP系统,尽量做到不共用。
③生产所使用的容器、管道、阀门等的内壁要经抛光处理。内壁抛光后的Ra应不低于0.8微米,尽可能达到0.5微米。
④整个啤酒生产过程要在密闭的、带正压的条件下进行,并得到良好的CIP洗涤和有效的SIP消毒灭菌。
⑤啤酒制品处于冷状态下所使用的各种原料、材料、制剂,包括添加酵母,都应严格控制无菌条件,确保不发生杂菌的污染。
⑥要完善微生物检测手段,确定相应的微生物检测点和检测制度,使用先进的检测方法和检测仪器,全程进行有效的微生物监测,确保无菌生产的条件。
(二)小麦啤酒的生产技术
小麦啤酒是以小麦芽为主要原料,使用部分麦芽、辅料(大米等),添加酒花,采用上面发酵工艺酿制成的特殊类型的啤酒,其特点是口味清爽、柔和,酒精含量较高,泡沫性能好,类似于国外的白啤酒或上面发酵啤酒。
1.小麦啤酒的生产形式
小麦啤酒生产形式有以下三种:
(1)上面发酵型 属于传统的爱尔(Ale)啤酒生产方法,用小麦芽、麦芽为原料,按一定的糖化工艺制成麦汁,在较高的温度下接种上面酵母进行发酵,发酵结束后用撇沫法回收酵母,经适当时间的后熟及贮酒制成,具有爱尔啤酒典型的风味。
(2)混合发酵型 其糖化操作与上面发酵型相同,但同时使用两种酵母(上面酵母和下面酵母)进行发酵,不过酵母添加的时间不同,即先使用较高的温度和用上面酵母进行发酵,达到一定的发酵度后,按上面发酵的方式回收酵母,然后转入贮酒罐。在贮酒罐添加下面酵母进行发酵,经过适当时间的后熟处理即可。
(3)阶段发酵型 类似于混合发酵型,即以小麦芽、麦芽制成的麦汁在较高的温度下添加上面酵母进行上面发酵,待发酵结束后用酵母离心分离机分离掉上面酵母,再经瞬间杀菌除去上面酵母并迅速冷却到下面酵母发酵温度,同时添加上述麦汁和下面酵母进行第二次发酵,经后熟处理。国外白啤酒主要采用以上方法生产。
2.小麦芽的选择
一般选择蛋白质含量低、色度和粘度较低的小麦制成小麦芽。
(1)小麦芽的溶解度一般低于大麦芽,粗细粉浸出物差值偏高,库尔巴哈值偏低,蛋白质的溶解不足,糖化时应加强对蛋白质的分解。
(2)小麦芽没有粗糙的皮壳,其无水浸出率比大麦芽高约5%。
(3)小麦芽中花色苷的含量较低,洗糟水温可以提高到80℃(洗糟水先进行酸化处理)。
(4)小麦芽糖蛋白含量较高,酿制出的啤酒泡沫性能好,泡沫丰富持久。
(5)小麦芽由于细胞溶解不足,小麦芽中β-葡聚糖等半纤维素的含量高,制成的麦汁粘度高,易造成麦芽汁过滤困难,糖化时应添加适量的β-葡聚糖酶、戊聚糖酶以降低麦汁粘度,加快过滤的进行。
(6)小麦芽中蛋白质含量较高,会造成麦汁过滤困难和啤酒的非生物稳定性较差,应尽量选用蛋白质含量较低的小麦品种制备小麦芽。
(7)麦芽汁过滤尽量采用麦汁压滤机。
(8)传统的小麦啤酒具有明显的酯香味和酸味,而采用下面酵母低温发酵酿制出的小麦啤酒风味变化不大。
(9)小麦啤酒滤酒前添加硅胶可以提高啤酒的澄清度,使啤酒易于过滤。
4.工艺要求
(1)加强糖化阶段蛋白质的分解 小麦芽的含氮量高与大麦芽,且小麦芽的溶解度低于大麦芽,粉状粒的比例稍低(80%多),库尔巴哈值不到40%,必须加强蛋白质的分解。
(2)小麦啤酒的浊度较高,麦汁煮沸时可以添加麦汁澄清剂(卡拉胶),添加量为20~30mg/100L麦汁,以提高麦汁清亮度,加快麦汁过滤。
(3)加强麦汁煮沸,煮沸强度应达到9~10%,煮沸pH为5.2~5.4。还可以添加适量的CaCl2,有利于蛋白质的絮凝沉淀。
(4)采用低温发酵工艺,升压后及时排放酵母,减少酵母自溶,进入贮酒期每2天左右排放一次酵母。0℃以下贮酒时间适当长些,以利于蛋白质和蛋白质-多酚物质的西出。
(5)滤酒时添加蛋白酶如酶清或木瓜蛋白酶等进一步分解蛋白质,添加量应根据小试确定。添加过量会使啤酒口味淡薄,泡沫性能变差,同时也会造成啤酒混浊(因其本身也是蛋白质)。
(6)过滤前对发酵液快速降温,使发酵液温度达到-1℃以下,促进蛋白质的析出。
(7)过滤前也可以添加适量的食用单宁沉淀蛋白质,添加量一般为20mg/100L啤酒左右,有利于防止啤酒混浊,避免啤酒过滤困难。
(三)低醇、无醇啤酒的生产技术
低醇啤酒是指酒精体积分数值低于正常啤酒的特种啤酒,如无醇啤酒、低热量啤酒等。无醇啤酒是指经正常啤酒生产过程但啤酒的酒精体积分数低于0.5%的特种啤酒。无醇啤酒因其酒精含量很低,故非常适于社交场合饮用,也适于一些不宜饮酒的人群,如女士、司机、运动员、少年、儿童、酒精过敏者等消费人群。据了解,最早由瑞士推出的无醇啤酒,在美、德、英、日等国家已经相继生产,并已经有了很大的发展。国内燕京等啤酒生产企业已开始采用低温真空蒸馏技术生产无醇啤酒。
低醇啤酒的生产关键在于要求酒精含量低但啤酒特有风味不能少,其他质量特征也要保证。
低醇啤酒的生产工艺大致上可以分为两类:
一类是通过控制啤酒发酵过程中酒精产生量处在所要求的标准范围内,如路氏酵母法,巴氏专利法,高温糖化法等。目前可以使用经过诱导变异的酵母生产无醇啤酒,其能在发酵过程中还原酒精(转变为酯或有机酸等)或基本不产生酒精,能使麦汁正常发酵,无不良风味及有害成分产生,发酵成熟的啤酒中酒精体积分数≤0.5%。
另一类是将正常发酵的啤酒中的酒精通过各种手段去除以达到标准的要求,如减压蒸发法,反渗透法,透析法等。
酒精去除法的优点是:
(1)去除的酒精量可以随意控制,可以生产无醇啤酒。
(2)糖化发酵工艺无需变化,只须进行发酵后处理。
酒精去除法的缺点是:
(1)需要投入大量的资金购置酒精去除设备。
(2)需要额外的处理费用和时间。
(3)处理过程中啤酒风味物质会被损失。
(4)处理不当易造成二次污染。
限制发酵法的优点是:
(1)无须额外的设备投资。
(2)生产工艺简单,成本低。
(3)风味损失少。
限制发酵法的缺点是:
(1)糖化或发酵工艺发生变化且工艺控制要求高。
(2)控制不当会影响啤酒口味和稳定性。
目前,两类生产工艺都有使用,采用限制发酵法生产低醇啤酒更为经济实用,采用低温真空蒸馏法生产成本较高,而膜技术的应用为高效、节能、环保的无醇啤酒生产开辟新的途径。
1.限制发酵法生产低醇啤酒的方法简介:
(1) 稀释法
将正常浓度的麦汁稀释到较低的浓度进行发酵,也可以将正常的麦汁发酵后稀释到所要求的浓度以生产低醇啤酒,这种方法的缺点是:如果稀释倍数过低,啤酒中的酒精含量达不到要求值。稀释倍数过高,啤酒风味物质同时也被稀释掉,造成啤酒口味淡薄。
(2)低温浸出糖化法
麦芽粉碎后用低于60℃的热水浸泡,由于麦芽中的淀粉在此条件下不会被糊化而分解,也就不会产生可发酵的糖份,浸出液中仅含有少量的麦芽中带来的糖份。将经过这种糖化方法处理的麦汁进行发酵可产生较低含量的酒精。
(3)终止发酵法
当啤酒发酵到所要求的酒精含量时快速降温,同时将酵母从发酵液中分离出来,使发酵停止。这种工艺生产的啤酒带有甜味,双乙酰还原难以彻底。
(4)巴氏专利法
此工艺将高浓发酵和低浓发酵法巧妙地结合起来,既克服了低浓发酵法生产的低醇啤酒口味淡薄的缺点,也克服了高浓发酵法酒精含量偏高的缺点。此法生产的低醇啤酒风味较好,生产工艺简单易控制。用此工艺可以生产酒精含量从0.9%~2.4%的低醇啤酒。
(5)废麦糟法
将糖化废麦糟再进行浸泡,加酸分解和蒸煮等处理,生产较低浓度的麦汁,为保证麦汁应有的香味,也可以添加40%~60%低温浸出法生产的麦汁。这种麦汁发酵产生较低的酒精含量。此工艺的缺点是操作烦琐。
(6)路氏酵母法
采用专门的路氏酵母对正常麦汁进行发酵,由于这种酵母只能发酵麦汁中占总糖含量15%左右的果糖,葡萄糖和蔗糖,而不能发酵麦芽糖,因此只能产生少量酒精。但缺点是这种工艺生产的低醇啤酒由于含有大量的麦芽糖,啤酒带有甜味,而且生物稳定性较差。
(7)高温糖化法
通过采用较高的糖化温度,跳过β-淀粉酶分解淀粉的过程以避免产生大量的麦芽糖,但又使液化彻底以防过多的糊精残留而影响啤酒稳定性。用此工艺生产的麦汁在发酵过程中酵母只能发酵正常情况25%~30%的糖份,完全可以控制酒精含量在1.5%以下。此工艺的关键在糖化的精确控制上。确当的糖化工艺控制完全可以保证啤酒既有合适的发酵度,又有较好的啤酒风味和稳定性。缺点是糖化操作要求较高。
(8)固定化酵母发酵法
利用特定酵母固定化到一定载体上,麦汁在5~20h内缓慢流过固定化的酵母柱,通过低温和调节流速准确监控和调节酒精的形成以生产符合要求的无醇啤酒。在控制酒精形成的同时,发酵副产物和口味物质仍然能产生,生产的无醇啤酒可以达到质量要求,同时酒损低,环保,具有良好的开发潜力。
2.酒精去除法无醇啤酒方法简介
(1)低温真空蒸发(蒸馏)法
该方法是以减压蒸发或蒸馏法将正常发酵好的啤酒中的乙醇蒸发,补加适量水分达到无醇啤酒质量要求;也可将酒精蒸发或蒸馏后,再用一定量的含有低酒精度的啤酒与其混合,使混合后的啤酒风味接近正常啤酒。
该法要求在低压(4~20kPa绝对压力)、低温(30~55℃)下进行蒸馏,使酒精体积分数将至0.5%以下。采用的方法有真空蒸馏法、真空蒸发法和真空离心蒸发法。其中蒸发法使用效果较好。
(2)膜分离法
膜分离法是使啤酒流过由有机或无机材料制成的膜而达到除醇的目的。常用的方法有反渗透法、渗析法。
反渗透法除醇分三个阶段:浓缩、二次过滤和补充。浓缩阶段:每百升啤酒经过膜过滤产生2.2L渗出液,残余啤酒的酒精含量和浓度升高。二次过滤阶段:用完全除盐水补充啤酒中焙分离的渗出液,直到浓缩液中达到要求的酒精含量为止。补充阶段:浓缩液用水补充至原来的啤酒量,酒精含量也降到0.5%以下,同时还需给啤酒补充CO2,因为通过反渗透和补充水,啤酒中CO2含量很低。
渗析法的膜由薄壁空心纤维制成,其孔径很小,啤酒中的酒精通过膜向膜的另一边渗透,而啤酒中的大分子物质被截留下来。随着渗析过程的进行,渗出液中酒精含量逐步增加,啤酒中的酒精含量逐步减少。当渗出液中酒精用连续真空蒸馏法缓慢去除时,啤酒中的酒精酒能达到要求。