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精釀啤酒工廠麥芽處理和糖化工序

作者: 發布時間:2021-09-10 14:24:04點擊:436

  近年來啤酒精釀蓬勃發展,市場份額迅速提高,涌現了一批萬噸級的啤酒精釀工廠,同時國內一些大的啤酒廠商也開始新建改建精釀啤酒生產線,以滿足市場需求。

  啤酒生產糖化工序,分為糊化、糖化、過濾、煮沸、沉淀五個步驟。因為精釀不添加大米、淀粉或糖漿等輔料,不需要輔料的糊化,只需要后四步來完成熱麥汁的生產。精釀糖化設備一般分為兩種,一種是緊湊型自釀啤酒,把糖化的步驟組合在兩器或三器的設備中完成,占地面積少,產量較低,每天生產1-3批次。

  另一種是精釀啤酒工廠型,根據產量的不同可分為四器、五器和七器組合,占地面積大,每天可完成4-10批次的生產。目前精釀啤酒工廠設備大多是從大型啤酒設備按比例縮小而來,無法滿足精釀啤酒品種的多樣化,原料的多樣化的需求。本文針對精釀啤酒的特點,介紹糖化設備配置2KL/批次—20KL/批次,年產3千千升—3萬千升精釀工廠的麥芽處理和糖化設備的設計、制造、安裝以及工藝要求,供新建及改造的精釀啤酒企業參考。

兩器糖化設備.jpg

麥芽處理

  麥芽處理工序是對麥芽原料進行處理,包括輸送、去雜、去石、去鐵、計量、粉碎、調漿等。

  篩選去石機是利用小麥和砂石的比重及懸浮速度的不同,在振動、篩分及氣流的綜合作用下,使物料自動產生分級。容重小的原糧和輕質浮在料流的上面成為上層篩面的篩上物,從出料口排出,輕雜質從吸風管中吸出;容重大的原料經過上層篩面的二、三段時,穿過篩孔進入下層編織網篩面,砂石、泥塊等沿網面爬向高處,形成集石區,依次從出石口排出,質量好容重大的物料向下運動,從出料口排出,完成麥芽的去雜去石。建議去石去雜工序由麥芽廠來完成,如果采購的麥芽足夠干凈,可以不需要該設備配置。

  永磁筒用于去除麥芽中的鐵雜質。暫存箱用于麥芽或麥芽粉碎物的暫存并在此箱采用壓墊式整體計量方式進行稱重。

  粉碎機是麥芽處理的核心設備,它將顆粒麥芽粉碎成麥芽粉碎物料,其粉碎的粒度及麥皮完整性直接影響麥汁過濾的速度、濁度以及糖化收得率。設備分干式和濕式,濕式粉碎機主要由連續浸漬系統、粉碎系統、料漿混合及輸送系統、水溫調節和控制系統等部分組成,粉碎效果好,在大型啤酒企業應用廣泛。但是,目前粉碎機生產廠家生產的濕粉最小設備能力為5T/H,對于糖化能力大于5KL/批次可以使用。因此5KL/批次以下的只能采用干式粉碎,建議粉碎機生產廠家盡快開發出2—3T/H的濕式粉碎機以滿足啤酒精釀工廠的需求。

  調漿機是干式粉碎機的配套設備,是將干粉后的麥芽粉碎物按一定的料水比快速均勻混合調漿,并輸送至糖化鍋。干粉后也可以采用軟絞龍輸送進糖化鍋;如果糖化間高度允許也可以干粉碎后直接進糖化鍋調漿。

  除塵器采用脈沖式布袋除塵,將含塵空氣中的空氣和粉塵分離,通過圓柱形外殼達到離心沉降作用,使含塵空氣經過濾介質得到凈化,滿足環保要求。

  備料(麥芽從下料斗到暫存箱)時間60-90分鐘,粉碎調漿進糖化鍋時間20-25分鐘。另外,精釀啤酒工廠不建議配置麥芽儲存筒倉,但需要配置麥芽倉庫。儲存量根據采購和生產周期決定,一般麥芽儲存量為15-20天的用量。

耕刀.jpg

糖化工序

  糖化工序是從糖化鍋開始一直到麥汁冷卻結束的整個麥汁制備過程,包括糖化鍋、過濾槽、暫存槽、煮沸鍋、漩渦沉淀槽以及配套的水系統(含釀造水、熱水、冰水)和CIP系統,一般采用不銹鋼制作,飽和蒸汽為加熱介質。

1.糖化鍋

  糖化鍋的功能是水與麥芽粉碎物料充分混合并利用麥芽中所含的各種水解酶,在適宜的溫度、時間、PH值等條件下,逐漸分解為可溶性低分子物質進入麥汁。

  設備具有攪拌和加熱功能。攪拌宜采用大直徑低速攪拌葉,懸掛式減速機并可以變頻控制攪拌速度,避免醪液在攪拌時液面形成湍流,減少醪液吸氧。加熱夾套的設計應使加熱蒸汽均勻進入夾套,同時防止冷凝水排除不暢,形成“水錘”損壞夾套,因此夾套宜采用半圓管式或蜂窩式,分段控制,蒸汽進冷凝水出采用多點進出的方式,疏水器的能力應該按正常冷凝水排放量的2倍配置,以應對“涼鍋”啟動時冷凝水的大量排放,夾套頂部應設不凝氣排出裝置。

  工藝參數要求頂部空間不小于全容積的20%;升溫速率≥1.0℃/min,同加熱夾套設計、攪拌設計、蒸汽及冷凝水系統設計有關;夾套設計壓力≥6.0bar ,夾套操作壓力≤4.0bar;內表面不銹鋼拋光酸洗處理Ra≤0.6μm;攪拌采用變頻控制,0—30rpm;倒醪時間≤10min。

2.過濾槽

  過濾槽的功能是把麥汁和麥糟分離,以得到澄清的麥汁并獲得良好的浸出物收得率。分離過程分為原麥汁過濾和洗糟兩個階段,過濾操作是整個糖化工序耗時最長,影響生產線效率和產品質量的關鍵工序。

  設備進料口位于槽底部或側面,進醪液速度應低于1.2m/s;麥汁回流口位于槽底或上部,應避免回流時麥汁吸氧和沖擊糟層;麥汁收集口為圓錐形設計,≥1.2個/㎡,均勻排布;排糟口直徑和個數影響排糟速度,設計12分鐘內把槽內麥糟排凈;排糟口關閉后應有過濾功能。麥汁收集管按流體力學原理設計,使麥汁在各收集管流出狀態一致;篩板:為機銑篩板,篩板孔為梯型設計,孔寬0.7mm,安裝后篩板之間以及篩板和槽體之間的縫隙≤0.7mm。

  耕刀為一字型或十字型耕刀臂設計,應有旋轉和升降功能,并可以連續或分段高度控制。洗糟可采用噴嘴式或中心分配杯式,要求大流量而不沖擊糟層。主軸密封采用高位密封,密封面在液面以上,無泄漏現象。液位控制采用平衡柱(罐)或壓差設計,避免糟層板結現象發生。操作總時間應控制在180分鐘以內。糟層厚度220mm—400mm,滿足精釀多品種的需求。洗糟殘糖≤2.5°P。麥汁濁度≤20EBC。

3.暫存罐

  暫存槽(可選)為立式或臥式的圓形容器,功能是過濾麥汁的暫存,是為提高糖化生產線的效率設置,產量低時可不設置該容器。

4.煮沸鍋

  煮沸鍋的功能通過加熱使麥汁中的水分蒸發,以達到工藝要求的糖度,同時煮沸還具有麥汁滅菌、酶的鈍化、酒花的異構、去除DMS、蛋白質變性、提高啤酒的非生物穩定性等作用。

  加熱方式有鍋體夾套、內加熱器、外加熱器等多種形式。導流罩形式有單層多通道和雙層球面式。設置酒花和輔料(如陳皮、麻椒、蜂蜜等)添加裝置。煮沸方式常用的有常壓煮沸、低壓煮沸、低壓動態煮沸、強制循環煮沸以及以上煮沸方式不同的組合,無論是低壓煮沸或低壓動態煮沸都屬于帶壓力煮沸,鍋體的設計同常壓是不同的。

  對于產量大于10KL/批次的糖化生產線建議配置煮沸二次蒸汽回收及利用系統,以節約蒸汽的消耗。工藝參數要求頂部空間不少于全容積的35%。煮沸時間60—100分鐘。蒸發強度8%--12%。出料時間12分鐘。加熱器設計壓力≥6.0bar ,操作壓力≤4.0bar。

5.漩渦沉淀槽

  漩渦沉淀槽利用離心力和重力的作用,使煮沸時形成的熱凝固物和酒花殘渣,在沉淀過程中逐漸聚集在槽中心,形成饅頭狀沉淀物,達到固液分離的目的。進料口設計與切線方向有15°—25°的夾角,這樣可以避免麥汁進入槽體時與槽壁產生摩擦,損失動能,干擾槽內麥汁旋轉,形成局部湍流,影響顆粒物的下沉。槽底結構上有斜底結構,整個槽底向排污口傾斜2%的坡度;還有槽式盤底結構,槽底由中央向四周方向形成2%的坡度,并在圓周方向設一帶坡度的麥汁收集槽。

  熱凝固物噴沖裝置可以選擇水力自旋轉式和機械旋轉式,設計要求6—8分鐘把熱凝固物沖洗出沉淀槽??紤]環保的要求應配置熱凝固物罐,把熱凝固物收集起來,在過濾槽排糟前泵送至過濾槽同麥糟一起排放。工藝參數要求頂部空間不小于全容積的15%。麥汁進槽速度為3~5m/s且為逆時針旋轉。麥汁漩流澄清靜止時間20分鐘。麥汁進料時間12分鐘。麥汁出料冷卻時間50分鐘。

  以上是對精釀啤酒麥芽處理和糖化設備的功能、特點以及工藝參數作了簡單論述,總體來說一套合格的設備在設計、制造、安裝上,應根據精釀的特點,充分考慮到設備的適應、清潔、高效、避氧、節能、安全等要素,才能滿足精釀啤酒生產的需要。 

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