实验教学方法采用线上线下相结合的教学模式
使用目的
学生通过仿真学习，可以掌握啤酒生产的基础知识并了解整个工艺流程，通过仿真过程中的参数指标的操作和调整，为啤酒生产实践奠定良好的基础。再通过啤酒生产实践掌握啤酒生产工艺，加深对基础知识的理解。
实施过程
1.通过虚拟仿真对典型工艺单元进行操作，如糖化、过滤、煮沸、回转沉淀，并对过程参数进行监测。
2.通过啤酒生产实践掌握啤酒生产工艺，加深对基础知识的理解。
实验方法与步骤要求
1、线上虚拟仿真
让学生通过虚拟仿真平台，完成理论知识学习包含啤酒工艺流程介绍、各种参数检测原理与方法的介绍等；各单元仿真交互操作包含糊化、糖化、过滤、煮沸、旋沉、发酵、清洗等。学生通过仿真操作，既可以掌握啤酒生产的必备知识，并了解整个工艺流程，通过对啤酒生产过程中的众多参数指标的操作和调整，最终掌握啤酒生产的全过程。
（1）点击仿真软件，进入啤酒发酵虚拟仿真平台，界面如图1所示。按照
啤酒生产工艺，进行糊化、糖化、过滤、煮沸、旋沉、发酵、清洗等工段仿真。
图1 精酿啤酒仿真系统
（2）糖化工段仿真：点击糖化罐图标进入糖化系统界面（如图2所示），对各阶段糖化条件（投料、温度、时间等）进行仿真。
图2 糖化工艺
（3）煮沸工段仿真：点击煮沸罐图标进入煮沸系统界面（如图3所示），进行啤酒花添加、煮沸条件仿真。
图3 煮沸工艺
（4）啤酒发酵仿真：点击发酵罐图标进入发酵系统界面（如图4所示），对啤酒发酵过程中各阶段进行仿真。
图4 啤酒发酵控制系统
2、线下通过在北京化工大学工程训练中心的生物与制药类实物生产线进行啤酒生产实践，对各单元进行实践操作，培养学生的动手能力、复杂工程问题能力。
图5 北京化工大学啤酒生产系统
图6 糖化系统
图7 过滤系统
图8 煮沸系统
图9 旋沉系统
学生交互性操作步骤
①啤酒生产系统清洗
啤酒生产系统清洗流程包括水洗、碱洗、水洗三个过程：
检查好个管路阀门，用自来水通过移动泵从清洁球从上方清洗糖化罐、过滤罐、煮沸罐、煮沸罐、旋沉罐、发酵罐，再通过糖化泵、过滤泵、旋沉泵进行下行管路清洗；
糊化罐灌满300升水，启动糊化系统，通过蒸汽加热到80℃后，加入500gNaOH进入碱洗过程，过移动泵从清洁球从上方清洗糖化罐、过滤罐、煮沸罐、煮沸罐、旋沉罐、发酵罐，再通过糖化泵、过滤泵、旋沉泵进行下行管路清洗；
各个管路排完NaOH洗液后，再用清水洗涤整个系统到中性，排干水后待用。
②原料粉碎
原料的粉碎目的：
增加了原料的内容物与水的接触面积，使淀粉颗粒很快吸水软化、膨胀以至溶解，使麦芽可溶性物质容易浸出。麦芽中的可溶性物质粉碎前被表皮包裹不易浸出，粉碎后增加了与水和酶的接触面积而易于溶解，促进难溶性的物质溶解。粉碎的原则要求。麦芽粉碎：麦皮应破而不碎，胚乳适当地细，并注意提高粗细粉粒的均匀性。辅助原料的粉碎：尽可能地细，以增加浸出物的收得率。
③糖化
糖化是麦芽内含物在酶的作用下继续溶解和分解的过程。麦芽及辅料粉碎物加水混合后，在不同的温度段保持一定的时间，使麦芽中的酶在最适的条件下充分作用相应的底物，使之分解并溶于水。原料及辅料粉碎物与水混合后的混合液称为“醪”（液），糖化后的醪液称为“糖化醪”，溶解于水的各种干物质（溶质）称为“浸出物”。浸出物由可发酵性和不可发酵性物质两部分组成，糖化过程应尽可能多地将麦芽干物质浸出来，并在酶的作用下进行适度的分解。
④过滤
糖化结束后，必须将糖化醪尽快地进行固液分离，即过滤，从而得到清亮的麦汁。固体部分称为“麦糟”，这是啤酒厂的主要副产物之一；液体部分为麦汁，是啤酒酵母发酵的基质。糖化醪过滤是以大麦皮壳为自然滤层，采用重力过滤器或加压过滤器将麦汁分离。分离麦汁的过程分两步：第一步是将糖化醪中的麦汁分离，这部分麦汁称为“头号麦汁”或“第一麦汁”，这个过程称为“头号麦汁过滤”；第二步是将残留在麦糟中的麦汁用热水洗出，洗出的麦汁称为“洗糟麦汁”或“第二麦汁”，这个过程称为“洗糟”。
⑤煮沸
目的是：蒸发多余的水分，破坏酶的活性，终止生物化学变化，固定麦汁组成，麦汁灭菌，浸出酒花中的有效成分，使蛋白质变性凝固。
⑥旋沉
发酵前必须除掉热凝固物，若带入发酵醪中，可能会黏附在酵母细胞表面，将影响酵母的正常发酵。另外，热凝固物对啤酒色度、泡沫性质、苦味和口味稳定性都有不良影响。一般用回旋沉淀槽分离热凝固物。分离热凝固物的方法很多，如沉淀槽分离、回旋沉淀槽分离、离心机分离、硅藻土过滤机分离等。目前绝大多数啤酒厂采用回旋沉淀槽分离热凝固物。
回旋沉淀槽分离原理 用泵将煮沸后的热麦汁沿切线方向打入回旋沉淀槽，麦汁在槽内作减速回旋运动，同时液面形成凹形抛物面，中心形成一个倒锥形漩涡区。上部液体中的颗粒在重力和离心力的作用下向外下方移动，下部液体中的颗粒在向心力的作用下向中心移动，一旦到达漩涡区，颗粒就被迅速旋入底部，与麦汁分离，麦汁回旋运动自然减速静止后，颗粒在回旋沉淀槽底部中央形成丘状沉淀物，即热凝固物。
⑦冷却、充氧
常用的麦汁冷却设备是薄板冷却器，分为两段冷却和一段冷却。
两段冷却：第一段冷却用自来水作冷却介质，将麦汁从95 ℃左右冷却至40～50 ℃,冷却水由不到20 ℃被加热到55 ℃左右；第二段冷却是用深度冷冻的水作为冷却介质，麦汁被进一步冷却到发酵入罐温度17 ℃左右，冷冻水从-4 ℃～-3 ℃升温至0 ℃左右。
酵母是兼性微生物，在有氧条件下生长繁殖，在无氧条件下进行酒精发酵。酵母进入发酵阶段之前，需要繁殖到一定的数量，这阶段是需氧的。因此，要将麦汁通风，使麦汁达到一定的溶解氧含量（7～10 mg/L）。由于啤酒发酵是纯种培养，所以通入的空气应该先进行无菌处理，即空气过滤。
空气在麦汁中的溶解速度与其分散度有关，通常采用文丘里管充气。文丘里管是两端截面大，中间有缩节的管子。麦汁流过文丘里管时，由于截面减小而流速增大、压力降低，在缩节处流速最大、压力最小。在缩节处通入无菌空气时，就会被吸入麦汁中，并以微小气泡形式均匀散布于高速流动的麦汁中。一般充氧要求为7～8 mg氧/ L麦汁。
⑧啤酒发酵
啤酒发酵方法：啤酒发酵方法有上面发酵法和下面发酵法两种方法，一般都采用下面发酵法。传统的发酵过程一般分为两个阶段：主发酵和后发酵（贮酒）主发酵工艺：主发酵主要分为：起泡期、高泡期和落泡期三个阶段。
主发酵过程控制：①、温度的控制：控制不同的发酵温度有各自的优缺点，采用低温发酵，酵母在发酵过程中生成的副产物较少，使啤酒的口味较好，泡沫状况良好，但发酵时间长；采用高温发酵，酵母的发酵速度较快，发酵时间短，设备的利用率高，但生成副产物较多，啤酒口味较差。②、浓度的控制：麦汁浓度的变化受发酵温度和发酵时间的影响。发酵旺盛，降糖速度快，则可适当降低发酵温度和缩短最高温度的保持时间；反之，则应适当提高发酵温度或延长最高温度的保持时间。③、发酵时间的控制：发酵时间主要取决于发酵温度的变化，发酵温度高，则发酵时间短；发酵温度低，则发酵时间长。
⑨麦渣回收
从过滤罐清理出麦芽废渣，然后装袋送入干燥箱，干燥后作为动物饲料饲用。
⑩啤酒生产系统清洗
啤酒生产系统清洗流程包括水洗、碱洗、水洗三个过程：
检查好个管路阀门，用自来水通过移动泵从清洁球从上方清洗糖化罐、过滤罐、煮沸罐、煮沸罐、旋沉罐、发酵罐，再通过糖化泵、过滤泵、旋沉泵进行下行管路清洗；
糊化罐灌满300升水，启动糊化系统，通过蒸汽加热到80℃后，加入500gNaOH进入碱洗过程，过移动泵从清洁球从上方清洗糖化罐、过滤罐、煮沸罐、煮沸罐、旋沉罐、发酵罐，再通过糖化泵、过滤泵、旋沉泵进行下行管路清洗；
各个管路排完NaOH洗液后，再用清水洗涤整个系统到中性，排干水后待用。