小巧有力的糖化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)小型啤酒工廠時(shí)，通常是將大型啤酒工廠縮小。本專利糖化理念則獨(dú)辟蹊徑，設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單、靈活和有效的系統(tǒng)。每鍋大約0.5～5千升。系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，功能多，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，采購(gòu)和維護(hù)成本適中。麥汁過濾系統(tǒng)有所創(chuàng)新，糖化周期被縮短至每4 小時(shí)1 鍋次。

圖1：工藝流程圖

系統(tǒng)包含兩個(gè)容器和一個(gè)共用的加熱回路。加熱可以用電、蒸汽或熱水。第一個(gè)容器用于糖化和麥汁過濾，第二個(gè)用于麥汁煮沸和回旋沉淀。糖化鍋里安裝加熱套和用于麥汁過濾的截錐篩。一個(gè)低速旋轉(zhuǎn)的螺旋混合器既可以使糖化醪溫和地混合，也可以排出酒糟。由于截錐篩的特殊設(shè)計(jì)，麥汁過濾時(shí)間被縮短，大約需要1小時(shí)。酒糟通過安裝在容器底部的開口或閥門手動(dòng)排出，然后自由降落到酒糟收集箱中。

一個(gè)外加熱的板式或盤管加熱器用于麥汁的加熱。特殊設(shè)計(jì)的噴嘴在容器的內(nèi)壁上產(chǎn)生一層精細(xì)的噴膜，使蒸發(fā)達(dá)到最優(yōu)化。蒸汽在蒸發(fā)式冷凝器中冷凝。在麥汁煮沸后期，容器轉(zhuǎn)換到切向入口，麥汁煮沸鍋轉(zhuǎn)換成回旋沉淀槽。應(yīng)用板式換熱器和冷水對(duì)麥汁進(jìn)行冷卻，作為選項(xiàng)，在兩段冷卻中乙二醇可作為介質(zhì)。麥汁冷卻過程中獲得的熱水被收集用于下一鍋次的糖化或轉(zhuǎn)移到熱能回收單元。酒花和酵母通常手動(dòng)添加。

圖2：糖化鍋/麥汁過濾槽

為降低生產(chǎn)規(guī)模，采用簡(jiǎn)單的兩輥粉碎機(jī)。麥芽通常情況下儲(chǔ)存在麻袋里。作為一種選擇，可安裝用于麥芽和谷物的輸送設(shè)備。整個(gè)糖化系統(tǒng)的清洗和麥汁流動(dòng)管路的殺菌全部自動(dòng)完成，不需要額外的CIP。兩個(gè)容器在一個(gè)程序周期內(nèi)被清洗。

一個(gè)多功能的容器，包括一個(gè)物料泵和手動(dòng)閥（共用容器），用于酒花和酵母的添加、麥汁的充氧和作為CIP 站用的圓錐形罐。在麥汁冷卻結(jié)束后，完成自動(dòng)的糖化過程。麥汁的發(fā)酵和儲(chǔ)存手動(dòng)完成。一套自動(dòng)的罐冷卻系統(tǒng)集成在糖化控制中。

在生產(chǎn)過程中需要：冷水（大約14℃）；熱水（75℃）；供電系統(tǒng)；加熱的蒸汽或電能；局部的加熱、太陽能等（取決于實(shí)用性）。

糖化鍋安裝有加熱套，使麥汁溫和地進(jìn)行糖化操作成為可能。由于加熱表面積大，低溫（糖化過程中為95℃）和熱水在加熱套中的流動(dòng)速度高，使界面溫度偏低，因此可避免形成不想要的香味。

與標(biāo)準(zhǔn)的攪拌器相比，螺旋混合器更溫和，其設(shè)計(jì)使摩擦盡可能小。在整個(gè)糖化過程中，谷物外殼等受損壞程度小，以保持最佳麥汁過濾所需要的質(zhì)量，見圖2。

圖3：螺旋混合器和過濾篩

圖4：麥汁煮沸鍋和回旋沉淀槽

螺旋混合器的優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：最初，作為預(yù)糖化器用于麥芽谷物的充分混合，而不需要額外的預(yù)糖化裝置；其次，在麥汁糖化過程中用于糖化醪的劇烈混合，而不需要充氧，又不破壞谷物外殼。這些對(duì)麥汁過濾有積極作用。谷物外殼因此也處在良好的狀態(tài)，防止聚集過多造成的過濾阻力，以便麥汁的快速過濾。麥汁凈過濾時(shí)間不超過1 小時(shí)。保存完好的大小谷物外殼因此形成一個(gè)總外殼表面積。這樣，過濾出的谷物外殼減少，麥汁質(zhì)量得以改善。另外，螺旋混合器的螺旋支撐著濾床，防止濾床被壓實(shí)。麥汁過濾后，將酒糟略微提升，瀝水。在酒糟排出過程中，它們?cè)诤艽蟪潭壬鲜歉稍锏?，見圖3。

圖5：現(xiàn)場(chǎng)安裝案例

一個(gè)截錐篩用于麥汁的過濾。篩子上方的橫向入口被用于泵送渾濁的麥汁，標(biāo)準(zhǔn)的噴頭用于噴射麥汁。這些噴頭也用于清洗和沖洗殘留物。

在麥汁過濾過程中，攪拌器主要用于支撐濾床，耕刀通常情況下就不需要了。由于把流量和進(jìn)口壓力控制結(jié)合在一起，麥汁過濾以一致的方式進(jìn)行。與常用的小型糖化設(shè)備相比，整個(gè)過濾過程明顯加快，所獲得的產(chǎn)量類似。過濾通常需花費(fèi)1 ～1.5 小時(shí)。

在麥汁過濾過程中，過濾的麥汁已通過麥汁加熱器；這樣，過濾麥汁的溫度可被特殊控制（后糖化和酶活化）。

酒糟通過圓錐體底部的開口或閥門手動(dòng)排出，降到收集箱中，通過螺旋絞輪排出。

在麥汁煮沸通過外加熱器循環(huán)加熱。界面溫度要盡可能低。麥汁煮沸期間，加熱系統(tǒng)的溫度大約為110 ～115℃。麥汁通過特殊設(shè)計(jì)的噴嘴在容器壁上形成一層薄薄的液膜，增大蒸發(fā)表面積。采用這種工藝，可有效蒸發(fā)掉不想要的香味成分，并使蒸發(fā)率控制在3 ～4%，見圖4。蒸汽在蒸發(fā)式冷凝器中冷凝，可以集成熱能回收裝置也是一種選擇。酒花在共用容器中溶解，手動(dòng)添加到麥汁管路中。

煮沸后，麥汁沿切向入口進(jìn)入，煮沸鍋?zhàn)兂苫匦恋聿邸崮涛锿ㄟ^麥汁冷卻末端容器中部的一個(gè)聯(lián)結(jié)被水溶解，通過麥汁出口被去除。麥汁按照慣例通過板式換熱器用冷水進(jìn)行冷卻。根據(jù)水的溫度，麥汁冷卻可采用一段或兩段。獲得的熱水被收集用于下一鍋次的糖化或轉(zhuǎn)移到熱能回收單元。酵母添加和麥汁充氧通常從共用容器中手動(dòng)添加，麥汁充氧也可以自動(dòng)運(yùn)行。

本小型啤酒工廠（見圖5）的經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)品質(zhì)量具有優(yōu)勢(shì)。占地面積小，自動(dòng)化程度高。周期短，2 器組合，每4 小時(shí)1 鍋次。溫和的糖化處理過程和低溫加熱對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生積極的影響。由于采用低溫加熱、熱能回收和縮短糖化周期等措施，能源成本也能降低。由于工廠的各種部件可滿足不同功能的應(yīng)用，而且僅安裝一臺(tái)物料泵，因此也降低了維護(hù)成本和要求。