燕京1.8升桶装鲜啤酒产品 开发及研究成果

发布时间:2018-11-03 07:02                

近年,燕京啤酒集团总部为改善扎啤品种的单一化、低档化,满足消费者对新颖、时尚、高品质的追求,开发了1.8L不锈钢桶装鲜啤,设备安装在顺义总部扎啤车间。

一、产品开发的质量目标

1.8L不锈钢桶装鲜啤酒定位中高档扎啤酒,由于采用了特殊的灌装工艺和独特的包装,这给产品开发提出了全新的问题。为了达到产品的质量目标,从酿造工艺研究到包装技术开发都要进行严格的过程质量监控,保障提供高质量的成品。项目在完成前期工作后,实现灌装清酒质量稳定控制的基础上安排试灌装运行,对设备进行调试,实施设备技改。结合前期调研,在试灌装期间根据设备的具体情况,采集生产过程数据,制定相关工艺和操作规程,并通过有效的质量评价方法以及后期的质量跟踪保障生产出合格优质的成品酒,达到预期的项目质量控制目标。

产品开发目标包括以下几个方面:

1、优质、纯正、独特清爽口味,最大限度保持啤酒新鲜度,营养更丰富。

2、确保保质期达到60天以上,逐步提高保鲜期。

3、酿造符合纯生化各项理化指标的鲜啤酒,产品定位中高档扎啤。

4、微生物合格率达到100%。

二、产品开发的意义及面临的诸多问题

1、1.8L不锈钢桶装鲜啤定位中高档扎啤酒,填补了1L~5L啤酒产品之间的容量空白,具有很大的开发价值,市场极具潜力。1.8L不锈钢桶装鲜啤产品优点如下:

啤酒保鲜效果好:成品啤酒直接放冷库低温贮存,运输环节可配备保温箱,全程冷链,保鲜效果好。

瓶损耗率低:不锈钢材质决定了其在生产灌装、运输、仓储、使用等各个环节的安全性,瓶损低、酒损也低。

安全性高:杜绝啤酒玻璃瓶爆炸伤人等食品安全事件的发生。

低碳环保:酒瓶回收使用,和超长的使用寿命特性,契合国家推广的循环节能、可持续发展的宏观产业政策,符合环保、节能的社会需要。

灌装质量有保障:特殊的高温高压清洗和灌装工艺,啤酒杀菌采用瞬时杀菌系统,大幅降低生产能耗,采用纯生卫生指标远高于其他回收用玻璃瓶装啤酒,确保了啤酒灌装质量。

品质优良:精美的外观视觉效果、外包装设计、丰富的营养、新鲜的口味,在啤酒中、高端领域独树一帜。

销售运营方便快捷:小型不锈钢瓶啤酒同属于扎啤系列,却能做到即开即喝,无需扎啤机和CO2气瓶,方便快捷。

2、1.8L不锈钢桶装鲜啤产品开发过程面临了的诸多问题,为确保产品质量进行了一系列的技术攻关和设备技改。具体情况如下:

小型不锈钢桶装灌装线设备在国内是近几年刚发展起来的,设备厂家规模小、技术力量落后,而目前国外没有类似的不锈钢桶小型罐装设备供采购。设备管路、CIP杀菌、CO

2

、风、蒸汽、气体过滤等系统的设计以及一些配套设施(泡沫发生器、称重、验桶等)都需要自行配置安装。

在设备安装过程中暴露出该生产线在工艺控制上存在诸多问题,如:桶清洗系统、瞬杀系统、桶盖输送系统的设备配置不合理;管径配置不合理;电路程序设计不合理;CIP清洗杀菌效率慢,等问题。

在1.8L桶装鲜啤生产过程中同样暴露出许多问题,如:成品酒铁离子迁移量超标、桶的外形尺寸和重量变化范围太大、桶内壁焊接质量差、桶盖密封不严并有崩盖现象、灌装容量不均、称重机打出率太高等问题。

微生物控制极具挑战:①由于车间内人员往来频繁、地面潮湿,出箱机旁地面有大量酒液,空间环境差,环境空气检测微生物超标较严重;②灌装效率低故障频发,灌酒机内部二次污染较为严重。

三、产品开发各阶段所遇到的问题和解决措施

1、1.8L不锈钢桶装鲜啤生产线设备管路的安装调试研究。

1.1存在的问题

1.1.1设备安装存在的问题

1.8L扎啤新线安装场地狭窄,这对设备如何摆放和管路如何设计提出了严格要求;

须安装的的管路多:水、清酒、残酒、冷媒、风、CO

2

、蒸汽、冷凝水回收、CIP等十来条主管路,管路多、管路阀门多、需要焊接的弯头更多,连接复杂;

原位清洗杀菌是产品质量保障的关键,设备厂家在CIP清洗杀菌的管路设计和CIP操作方面缺乏经验,CIP清洗杀菌的管路连接没有设计图纸;

CIP清洗杀菌设备配套不合理:CIP管路气动阀与手动混用,CIP泵没有变频,CIP罐(四个)没有单独的自循环清洗泵,CIP罐(四个)没有安装洗球,喷淋机下面碱液槽没有循环泵;

灌酒机前预留管路设计不能实现CIP循环杀菌,管路直径大小不一,匹配不合理;

瞬时杀菌机没有配置冷媒泵,清酒在杀菌后冷却温度得不到有效控制;

瓶盖提升机设计过于复杂,清洁杀菌死角过多给以后无菌化处理代来新的问题,而且提升机上没有采取任何杀菌措施。

1.1.2 设备安装基本完工存在的问题

电路程序的设计有弊端CIP清洗系统不能完成自清洗工作;

厂家设计的CIP电路开关联动控制不合理,导致同一种清洗剂只能返回自身贮罐,不能实现排放,其后果就是:CIP清洗杀菌系统完全瘫痪;

CIP清洗系统清洗剂循环加热环节:蒸汽采用手动,而CIP泵采用电动按钮控制导致操作时出现时间差,引起加热薄板产生气化现象致使CIP泵不能开启;

喷淋浸泡机CIP槽子不能实现循环加热,喷淋用碱液的控温不能实现;

1.8L车间在灌装时,水蒸汽排放不畅,车间湿度高、环境差。

1.2 解决措施

1.2.1 管路设计技改创新

根据工艺流程及场地情况,合理对设备安放位置进行布局摆放;

提前与管路焊接安装人员沟通主管路的走向以及管廊布局,在管路交叉处采用弯头连接提升管道,同时预留出清酒、冷媒、蒸汽以及冷凝水管路保温层的位置;

根据设备布局及场地情况,在管路安装前完成CIP流程、阀门、换热器、CIP泵的管路设计以及CO2、风、蒸汽、气体过滤系统的管路设计,在管路的焊接和安装工作,尽可能提前发现并纠正安装工作中出现的各种问题。

1.2.2 设备技改创新

增加CIP罐(四个)自清洗洗球,在CIP罐顶端中央打孔安装自清洗洗球;

在管路焊接过程中提前发现:CIP清洗杀菌清洗剂不能实现排放。采取措施:CIP罐(四个)出口链接的主管道与CIP罐排污主管道用一根弯管连通,并在连接处设置阀门,实现设备管路残留洗液的清洗排放;

在管路焊接过程中提前发现:灌酒机前预留的管路设计不合理,不能实现灌酒机的循环杀菌。采取措施:重新设置灌酒机前进酒管路和CIP清洗管路的链接位置以及阀门位置,预留出灌酒机CIP回路位置,实现杀菌机、清酒贮罐、灌酒机CIP独立循环清洗杀菌;

单独设置二级过滤膜CIP来路,二级过滤膜回路出口与灌酒机CIP回路链接,实现二级过滤膜的独立循环清洗;

原来CIP罐(四个)CIP气动阀控制程序全部进行改制,切断两个、多个气动阀以及与CIP泵的联动设计,对每个气动阀设置独立电动开关,解决了CIP罐自清洗程序设置屏障的问题;

通过合理的设计实现了用一根蒸汽管路对CO2、无菌风膜系统的杀菌控制,气体管路设置在上方,蒸汽管路设置其下,很好的解决了蒸汽冷凝水问题;

盖仓输送链道采用有机玻璃进行密封,并添加紫外线杀菌灯;

CIP罐清洗液加热时规定车间必须先开泵后开蒸汽阀门,以防止加热薄板产生气化;

设备管路清洗时必须杜绝CIP泵与杀菌机泵同时开启,防止因为两个泵压叠加造成杀菌机换热板片内压过大而产生泄露。

2、1.8L不锈钢桶装鲜啤生产线试灌装过程工艺及产品质量控制的研究。

2.1 设备的技改创新

2.1.1存在的问题

在试灌装生产过程中设备系统性问题,如:桶清洗系统、膜过滤系统、桶盖输送系统的设备配置不合理;管径配置不合理;电路程序设计不合理;CIP清洗杀菌效率慢,没有自清洗环节。这一系列的问题需要实施设备技改,进行创造性解决。

在试灌装生产过程中影响产品的一系列质量问题,如:成品酒铁离子迁移量超标、桶的外形尺寸和重量变化范围太大、桶内壁焊接质量差、桶盖密封不严并有崩盖现象、灌装容量不均、称重机打出率太高等问题需要及时解决。

2.1.2 设备管路的技改创新。

及时解决了设备管路安装过程设备配置不合理以及管路阀门设置不合理达不到灌装鲜啤工艺要求的一系列问题。

增设CIP加热循环泵以及设计配套管路,提高CIP清洗杀菌效率。

在清酒捕集器后和清酒缓冲罐之间增设杀菌机旁通管路,跨过杀菌机,减少污染环节。

配制泡沫发生器防止灌装过程中及灌装前后,桶清洗和灌装设备的二次污染。

2.1.3 产品质量的技改创新。

解决桶的外形尺寸和灌装容量问题:

①严格要求新桶入厂质量,桶重量误差范围控制在入厂检验标准,要求每个入厂新桶进行密封性加压测试,不合格的桶不予接收。

②重新调整灌酒机回气管尺寸,提高灌酒量,减少重量不足酒。

③针对不同供应厂家的每批次入厂桶源进行抽样检测;每次灌装的成品酒进行容量的抽样检测,搜集大量的数据进行分析处理并制订相应的标准。

④不锈钢新桶的罐体、卷边、焊缝、外形尺寸、重量、满口容量及相关的理化指标的入厂标准进行了详细的规定,制订了《1.8L不锈钢新桶检测标准》。

⑤根据当前国标,通过对1.8L鲜啤空桶重量、满口容量和灌装容量的多次、大批量检测,并进行数据分析,制订了《1.8L鲜啤成品酒企标容量范围和成品酒重量范围》。

根据车间实际情况结合产品质量要求制订了《1.8L鲜啤微检指标及检验频次》。

严格控制不锈钢桶的金属材质,解决不锈钢桶铁离子迁移量问题:要求厂家提高入厂新桶的酸钝化效果,达到入厂检验标准:铁离子迁移量≤0.045 PPM,否则退货或不予接收。已入厂的新桶由生产厂家重新钝化后再使用灌酒。

表1  不锈钢桶金属元素检测数据

检测项目

单位

标准值

测定值

桶身

桶底

不锈钢片

mg/dm

~

2

≤0.01

<0.0006

mg/dm

~

2

≤0.4

0.13

0.12

mg/dm

~

2

≤0.005

<0.0001

mg/dm

~

2

≤0.008

<0.0002

表2 酒液金属离子迁移检测数据

检测项目

单位

标准值

测定值

(放置2天)

mg/L

——

0.10

0.22

mg/L

≤0.5

未检出(〈0.003)

mg/L

≤0.05

0.0005

mg/L

——

0.02

0.004

成品酒灌装后连续几次浊度均偏高的问题。灌装过程中发现酒体浊度偏高(1.8L鲜啤灌装初期采用低温瞬杀工艺)

具体情况:1.8L鲜啤试灌装了四次,灌装过程中发现成品酒液浊度偏高。经过现场排查,并对清酒和成品酒的浊度检测数据进行分析,发现引起酒液浊度偏高的主要因素有两个:

a、清酒捕集器后的清酒浊度偏高,原因:①清酒管路的CIP槽热水执行循环杀菌后未彻底排放导致管路冲洗不干净;②1.8L鲜啤清酒管路上有两个分支清酒管路和一个风管路,分支节门与清酒管路距离较远导致CIP液排放不干净混入清酒。③引酒头时排放量较少,酒头为锥尖酒,浊度相对较高。

b、杀菌机后清酒浊度偏高,原因:①杀菌机换热片的密封胶垫有一片装反,导致密封不严,有冷媒串到酒体中的可能性(已解决);②杀菌机设备存在一定问题,导致清酒过杀菌产生浊度高。

解决措施:车间严格执行清酒以及设备管路杀菌工艺,清洗杀菌后管路中残留水PH值和浊度都应该达到工艺要求;排查管路,把车间多余的以及不合理的管路进行改造,减少清酒管路分支,减少污染点;引酒时适当多排放一些酒头,各分支节门设有排放口;杀菌机设备厂家查找设备是否有缺陷等原因。

3、1.8L不锈钢桶装鲜啤生产线微生物控制方面的研究。

为了提高1.8L鲜啤的微生物控制水平研究糖化工艺的管理控制。

为了提高1.8L鲜啤的微生物控制水平研究发酵工艺的管理控制。

为了提高1.8L鲜啤灌装过程的微生物控制水平研究1.8L鲜啤灌装线工艺的管理控制。

①为提高1.8L鲜啤灌装过程的微生物控制水平在灌装车间引进了泡沫发生器自动化喷淋清洗系统,按工艺要求在灌酒机、洗瓶机每个关键位点设置自动喷头。

表3 自行设计泡沫发生器自动清洗杀菌程序

自动清洗杀菌程序

清洗杀菌环节和位点

① 热水

生产前、后及生产过程中:消毒机

② 热水——NADES消毒液——热水

生产前、后:链道

生产过程中:链道、灌酒机

每周(生产后)执行一次:消毒机、链道

③ NADES消毒液——碱泡沫——热水——NADES消毒液——热水

生产前、后:灌酒机

生产过程中:灌酒机

④ NADES消毒液——酸泡沫——热水——NADES消毒液——热水

每月(生产后)执行一次:灌酒机

②为防止罐装车间细菌二次污染,进行空间杀菌和抑制细菌滋生,在灌酒机、洗瓶机安装了氧化电位水在线喷淋系统。

表4  桶装鲜啤线灌酒机环境空气微检数据

氧化电位水浓度

检验样品

杂菌总数

(个/50ml)

厌氧菌数

(个/100ml)

酵母菌

(个/100ml)

3%

环境空气

12

<1

5%

环境空气(上午)

3

<1

对照样

10

<1

2

环境空气(下午)

2

<1

10%

环境空气

<1

对照样

2

③严格工艺杀菌制度和过程工艺控制,工艺技术人员进行现场监控,规范员工操作,针对每一个质量控制点进行有效管理控制。

四、制定相关的配套工艺和操规

结合前期调研,在试灌装期间根据设备的具体情况,并采集生产过程数据,制定切合实际工艺文件和操作规程的研究。

1、发酵工艺的制定

研究并制定了:《鲜啤发酵罐常规清洗杀菌工艺》、《鲜啤过滤系统清洗杀菌工艺》、《鲜啤清酒罐清洗杀菌工艺》

2、灌装工艺的制定

研究并制定了:《1.8L鲜啤线工艺简述及流程》、《1.8L鲜啤线清洗杀菌工艺规程》、《1.8L二级膜过滤系统工艺及操作规程》、《1.8L鲜啤线设备操作规程》、《1.8L鲜啤线工艺卫生制度》、《1.8L泡沫发生器系统工艺及操作规程》

五、产品外观形象

为保证产品形象,提升产品质量,针对包装用不锈钢桶、桶盖以及商标,进行创新性的设计研究。

1、设计出了燕京特有的1.8L不锈钢桶形、尺寸和大小。

2、通过不断摸索结合灌装实际和产品内在的需要,设计出美观实用的桶盖。

3、迎合1.8L不锈钢桶装鲜啤的新鲜口味、独特风格,开发出1.8L桶装鲜啤的清新、美观、新颖的商标。

六、严格控制酒基

1.8L不锈钢桶装鲜啤正式生产前啤酒酒基的精选研究,酒基的具体规定:

发酵指标:降糖时间控制在 100—120小时,双乙酰还原时间旺季8天、淡季9天;低酵母代数用0~3代; 酒龄18~25天;接种酵母死亡率<5%,贮酒期酵母死亡率<5%。

发酵液品评发酵液风味物质选用口感好的作为1.8L桶装鲜啤酒基。

为保持产品的丰富口感和丰富营养,优化过程工艺如:硅胶、单宁、Vc、酶清等。

七、1.8L不锈钢桶装鲜啤酒产品开发项目的验收评审

1、新产品外包装进行评审

    新产品外观新颖、时尚,蓝色商标与桶装鲜啤这一新开发品种相得益彰,让人感觉清新自然;桶盖采用侧拉环设计,配以不锈钢金属质感,个性十足。

2、新产品风味及口感进行专业品酒员集中品评,确认新产品质量效果。

①.品评结果:

表5 1.8L不锈钢桶装鲜啤品评结果

品酒人员

啤酒品评口感总体描述

灌装当天桶装鲜啤

灌装30天后桶装鲜啤

干净、口感纯正、杀口力强

干净、口感纯正、杀口力强、无明显区别

酒花香气突出、无杂味

口感纯正、杀口力强、无明显区别

酒花香气突出、淡爽、干净、无杂味

干净、杀口性好、无明显区别、醇厚

干净、口感纯正、杀口性好

干净、口感纯正、杀口性好、无明显区别

干净、淡爽无杂味、酒花香气突出、

柔和、无杂味、协调性好

口味纯种无杂味、酒花香气突出、柔和

淡爽、干净、苦味适中

口味干净、协调、无明显区别

②.品评结论:

灌装当天的桶装扎啤酒与灌装30天后的桶装扎啤酒进行品评,从外观看,酒体清亮透明无明显区别,从口感品评和风味稳定性上比较均无明显区别。

3、对新产品的理化指标、保质期,微生物合格率进行测试,确认效果。

 具体理化指标、保质期,微生物测试数据

表6 1.8L不锈钢鲜啤成品酒理化和保质期数据

样品

1.8L不锈钢鲜啤

透明度

清亮

香气和口味

正常

泡持 S

229

酒精度 %vol

4.30

浊度 EBC 90O/25 O

0.13/0.09

原麦汁浓度 OP

10.95

总酸 mL/100mL

1.52

色度 EBC

6.5

瓶空 ml

0.8

苦味度 BU

9.5

双乙酰 mg/l

0.05

真正发酵度 %

69.3

蔗糖转化酶活性

“+”

保质期

H90

H25

N=0

0.10

0.06

2

0.12

0.09

4

0.17

0.13

表7 1.8L不锈钢鲜啤试灌装酒微检数据

检验样品

检测时间

大肠杆菌(MPN/100ml)

杂菌总数

(个/50ml)

厌氧菌数

(个/100ml)

无菌风

——

<1个/2分钟

<1/2分钟

CO2

<1个/2分钟

<1/2分钟

盖水

<1

空桶水

<1

杀菌机后酒

<1

缓冲罐后酒

<1

灌酒机前酒

<1

桶酒1

<3

<1

桶酒2

<3

<1

桶酒3

<3

<1

桶酒4

<3

<1

桶酒5

<3

<1

桶酒6

<3

<1

保质期、微生物测试各项数据均合格。

八、产品质量跟踪

1、1.8L不锈钢桶装鲜啤正式生产过程中产品质量的进一步提升以及啤酒质量跟踪的研究。

1.8L鲜啤保质期为60天,产品在存放期间的理化指标、风味物质、金属离子进行了为期半年的跟踪检测。

成品酒理化指标、风味物质、和铁离子跟踪检测实验(具体数据省略)。

①.微生物跟踪检测数据显示没有反弹趋势。

②.理化指标:透明度、香气口味、泡持、酒精度、总酸、双乙酰、色度、浊度、真正发酵度、苦味质、 蔗糖转化酶活性在60天的保质期内指标检测正常,其中双乙酰、色度、浊度在跟踪检测后期数值上升,泡持降低。

③.风味物质跟踪检测结果显示各种物质数据保持稳定,无大的变化。

1/1.8L不锈钢桶装啤酒铁离子含量检测值略有偏高。酒中铁离子的口味阈值在0.15 PPM,超标后会出现铁腥味道,导致酒体颜色加深,口感老化快,口感变差。须不断与不锈钢瓶供应厂家沟通在瓶的焊接和钝化方面不断改进。

为了提高1.8L不锈钢桶装鲜啤质量,提高竞争力,当年夏季开展了燕京1.8L不锈钢鲜啤与某知名品牌1.8L不锈钢扎啤质量对比实验。

比较燕京1.8L鲜啤与某知名品牌1.8L扎啤在夏季高温条件下存放后的质量优劣,对两种样品存放期间进行漏酒、崩盖、理化、微检、口感进行跟踪检查、检测和品尝。

燕京1.8L鲜啤与某知名品牌1.8L扎啤成品酒理化指标定期跟踪检测数据如下表:

表8 燕京1.8L鲜啤与某知名品牌1.8L扎啤产品理化指标检测数据

检测项目

燕京1.8L鲜啤

某知名品牌1.8L扎啤

7月8日

8月13日

9月10日

7月8日

8月13日

9月9日

透明度

正常

混浊

香气 口味

正常

有馊味

酸味重

泡持(S)

--

酒精度(%vol)

4.83

4.86

4.90

4.02

4.31

4.30

原麦汁浓度(op)

10.92

10.95

9.74

9.77

9.81

总酸(ml/100ml)

1.44

1.45

1.50

1.70

1.84

1.91

泡沫形态

正常

泡沫少

双乙酰mg/L

0.05

0.11

0.05

0.06

0.04

0.05

色度(EBC)

6.0

7.0

6.5

5.5

6.5

6.0

浊度(EBC)

90°

0.15

0.25

8.8

0.15

2.57

18.0

25°

0.11

0.23

18.2

0.12

7.67

28.8

真正发酵度(%)

68.9

69.2

69.7

64.7

69.1

68.6

苦味质(BU)

9.3

8.2

8.0

9.5

8.0

8.5

蔗糖转化酶活性

+

-

燕京1.8L鲜啤与某知名品牌1.8L扎啤成品酒微检数据如下表:

表9 燕京1.8L鲜啤与某知名品牌1.8L扎啤产品成品酒微检数据

检验样品

检测日期

大肠杆菌(MPN/100ml)

杂菌总数

(个/50ml)

厌氧菌数

(个/100ml)

酵母菌

(个/100ml)

燕京1.8L

7月8日

<3

2

<1

4

8月13日

2

<1

某知名品牌1.8L

7月8日

<3

>300

150

>300

8月13日

>300

70

>300

燕京1.8L鲜啤在恒温实验中表现:50℃恒温震荡实验中没有炸瓶现象,部分实验产品瓶盖处略有鼓包,在常温环境中保证了产品安全性可放心饮用。

此次对比跟踪实验说明:1.8L鲜啤新品在市场上周转过程中的品质是可以得到保障的,为新品在销售部门的推广提供了有力的质量支持。

九、成果总结

燕京1.8升鲜啤定位为中高档扎啤。从酿造工艺研究到包装技术开发都进行了严格的过程质量监控,保证了优质、纯正、独特清爽口味,最大限度保持啤酒新鲜度,营养更丰富。保质期60天以上。酿造符合纯生化各项理化指标。微生物合格率100%。

通过本项目的研究进一步拓展了高档啤酒品种的生产,掌握相关关键生产技术,弥补了高档扎啤的空缺,可满足不同层次的消费需求,提升了产品的综合竞争能力。同时,自己组装配套设施大大降低了设备的投入成本。

Copyright © 2018 武汉流光设备有限公司 鄂ICP备18016868号