【正文】 000 60% 250/100=1500wk 1000 75% 250/100=1875wk 3． 麥汁總氮 α 氨基氮的估算 設(shè) 100g 混合投料可得 定型麥汁 ，則： 每 100g 混合麥芽 ?氨基氮的含量： 150mg/100g 麥芽 每 L 麥汁 ?氨基氮的含量： (設(shè)工藝參數(shù)為 ) 100 (%) 60% 150 (100 )= mg/L 100 (%) 75% 150 (100 )= mg/L 符合麥汁 ?氨基氮含量要求。 四． 麥醪過濾 在最短的時(shí)間內(nèi)將糖化醪中從原料溶出的物質(zhì)與不溶性的麥糟分離，得到澄清的麥汁并獲得良好的浸出物收得率。 麥芽醪的過濾包括三個(gè)過程： 糖化工藝曲線0204060801001200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200糖化時(shí)間／min糖化溫度／℃ ８ （ 1） .殘留的耐熱性 α 淀粉酶進(jìn)一步液化，提高原料浸出物的收得率 （ 2） .用熱水將殘留于麥糟中的麥汁洗出。工藝基本要求是：迅速和較徹底的分離可溶性浸出物，盡可能減少有害于啤酒氣味的麥殼多酚、色素、苦味物，以及麥芽中高分子蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸、 β 葡聚 糖等物質(zhì)被萃取，盡可能獲得澄清透明的麥汁。 目前的過濾設(shè)備有三類： （ 1） .依賴于液柱靜壓力為推動(dòng)力的過濾槽法。 （ 2） .依靠泵送的正壓為推動(dòng)力的壓濾機(jī)法。 （ 3） .依賴于液柱正壓和麥汁泵抽吸局部負(fù)壓的滲出過濾槽法。 采用最普遍使用的過濾槽過濾麥汁用不銹鋼制作保溫絕緣以防降溫，以篩孔和麥糟構(gòu)成過濾介質(zhì)，用麥醪的液柱高度產(chǎn)生靜壓力為推動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)過濾。過濾槽過濾法時(shí)間長，但過濾徹底，所含對啤酒有害物質(zhì)少。 過濾槽濾過程序 ① 在進(jìn)醪前，從麥汁引出管進(jìn) 78℃熱水直至溢過濾板，籍此預(yù)熱槽及排除管、篩底的空氣。 ② 泵送糖化醪，送完后開動(dòng)耕糟機(jī)，轉(zhuǎn) 3~5r，使糖化醪在槽內(nèi)均勻分布。 ③ 靜置 10~30min，使糖化醪沉降，形成過濾層。 ④ 通過麥汁閥或麥汁泵抽取渾濁麥汁回至槽內(nèi)，直至麥汁澄清，一般為10~15min。 ⑤ 進(jìn)行正常過濾，注意調(diào)節(jié)麥汁流量（逐步減少），收集濾過頭號(hào)麥汁，一般需45~90min。 ⑥ 待麥糟露出或?qū)⒙冻鰰r(shí)，開動(dòng)耕糟機(jī)耕糟，疏松麥糟層。 ⑦ 噴水洗糟，采用連續(xù)式或分 2~3 次洗糟，同時(shí)收集“二濾麥汁”。開始較渾濁，需回流至澄清，在洗糟時(shí)，如果麥糟板結(jié)，尚需耕糟數(shù)次。 ⑧ 待洗糟殘留液流出 濃度達(dá)到工藝規(guī)定值，過濾結(jié)束，旋轉(zhuǎn)耕糟機(jī)刀或出糟刀，開始排糟，糟排空后，用槽內(nèi) CIP 洗糟及過濾篩板，收集底，同時(shí)清洗排污。 五． 麥汁的煮沸以酒花添加 麥汁經(jīng)過濾后，需要添加酒花進(jìn)行煮沸。這樣可以蒸發(fā)水分，鈍化全部酶活和麥汁殺菌，使蛋白質(zhì)變性的絮凝，浸出酒花的有效組分，排除麥汁中特異的異雜臭氣，形成香味物質(zhì)。 在啤酒生產(chǎn)中，總熱消耗約為 145~285 兆焦 /百升成品啤酒。其中麥汁制劑消耗的能量最多，約 81~128 兆焦 /百升成品啤酒。而麥汁煮沸消耗的能量約為24~54 兆焦 /百升成品啤酒。由此可見，僅僅通過減少總蒸發(fā)率 便可以節(jié)約大量的能耗。 低溫煮沸時(shí)，麥汁中的高分子蛋白質(zhì)得到了保護(hù)，由此也保護(hù)了對泡沫有利的物質(zhì)，但同時(shí)游離 DMS 的排除則不夠充分。煮沸時(shí)間的改變也會(huì)引起同樣的問題，長時(shí)間煮沸雖然有利于蒸發(fā)，但卻會(huì)降低煮沸終了麥汁中的可凝固性氮含量，而短時(shí)間麥汁煮沸雖然保證了頭號(hào)麥汁中可凝固性氮的含量很高（對泡沫 ９ 有利），但同時(shí)也增加了頭號(hào)麥汁中的 DMS 量。 本設(shè)計(jì)采用德國斯坦尼克公司的新型麥汁煮沸系統(tǒng) Merlin。 新型煮沸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分簡單，主體設(shè)備是名為 Merlin 的煮沸鍋，在鍋底安裝一個(gè)錐形加熱面，對麥汁進(jìn)行煮沸和蒸發(fā) ?；匦恋聿郯惭b在 Merlin 煮沸鍋下面，作為麥汁收集槽，另外還需要像傳統(tǒng)打出麥汁泵一樣根據(jù)功率安裝一個(gè)循環(huán)泵，酒花添加使用傳統(tǒng)設(shè)備。 麥汁的升溫和煮沸 過濾麥汁直接流入回旋沉淀槽并被收集起來，麥汁過濾結(jié)束后，利用循環(huán)泵將麥汁泵入安裝在 Merlin 煮沸鍋中的錐形加熱面上進(jìn)行加熱，麥汁以很薄的液層從錐形熱交換面上流過，進(jìn)入收集凹槽內(nèi)。 由于麥汁液層很薄，流速相對較高且流動(dòng)狀態(tài)為湍流狀，因此加熱面上的熱交換效果十分好，蒸汽與麥汁之間只需很低的溫差（蒸汽壓力約 ）便可進(jìn)行加熱。 煮沸溫度下的麥汁利用高度 差由收集槽重新流入回旋沉淀槽中，回旋沉淀槽上有兩個(gè)入口，上部入口可使部分麥汁從中央流入回旋沉淀槽內(nèi)，避免形成低溫中心；下部入口使麥汁以切線形式進(jìn)入回旋沉淀槽中，保證麥汁在回旋沉淀槽內(nèi)不斷緩慢旋轉(zhuǎn)，使固體物質(zhì)和熱凝固物在麥汁煮沸期間就被分離出來，在40~60 分鐘的煮沸時(shí)間內(nèi)，麥汁被 4~6 次泵入蒸汽壓力約為 的加熱面上。通過錐形加熱面形成了一個(gè)可供游離二甲基硫（ DMS）和其他不利氣味物質(zhì)揮發(fā)的巨大表面。 在煮沸過程中，蒸發(fā)率僅為 ~%左右，通過調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)的（蒸汽）溫度。在 Merlin 煮沸系 統(tǒng)中可有針對性的控制麥汁的熱負(fù)荷和蒸發(fā)，通過循環(huán)泵的功率也可以改變麥汁的熱負(fù)荷，因?yàn)殡S著流量的提高，麥汁液層的厚度會(huì)增加，麥汁的熱負(fù)荷就會(huì)降低。 為了使麥汁中一些與溫度有關(guān)的轉(zhuǎn)變過程能夠正常進(jìn)行，比如二甲基硫前驅(qū)體（ DMSP）的分解以及酒花 α 酸的異構(gòu)化，回旋沉淀槽進(jìn)行保溫處理，酒花以顆?；蚪嗟男问街苯犹砑又粱匦恋聿邸? 由于回旋沉淀槽中的內(nèi)容物在整個(gè)麥汁煮沸過程中都在旋轉(zhuǎn)，大部分析出的熱凝固物已經(jīng)被分離出來，因此必需的麥汁靜置時(shí)間可縮短至 10 分鐘左右，隨后便可以直接排出麥汁。麥汁進(jìn)入薄板冷卻器之前再次 流過蒸汽壓力約為 的加熱面，從而再次蒸發(fā)約 1～１ .５％的水分。 通過最后的這個(gè)步驟，在回旋沉淀槽靜置及麥汁冷卻期間生成的游離二甲基硫幾乎可以完全被排除，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于：在這一步驟中麥汁的各部分得到相同處理，不利的揮發(fā)性物質(zhì)含量均勻降低。 游離二甲基硫的排除 二甲基硫前驅(qū)體（ DMSP）的分解和酒花 α 酸的異構(gòu)一樣，也與溫度、時(shí)間有關(guān)，要想達(dá)到滿意的速度，回旋沉淀槽中的溫度至少應(yīng)為 98~℃。 游離二甲基硫的揮發(fā)率主要取決于給定的蒸發(fā)面積，由于在加熱和煮沸期間，麥汁多次以薄層流過巨大的加熱 面，所以不利物質(zhì)明顯減少。但大多數(shù)二甲基硫是在煮沸結(jié)束后的 Strippen 階段除去的，特別是在回旋沉淀槽冷卻期間形成 １０ 的游離二甲基硫在此也能除去。過去要做到這點(diǎn)，必需借助復(fù)雜并昂貴的裝置或設(shè)備，而傳統(tǒng)系統(tǒng)目前則無法除去這部分游離二甲基硫。 盡管麥汁以很薄的層流方式通過錐面，吸氧量并不會(huì)增加，一旦加熱開始，加熱面上的水便開始蒸發(fā)，這樣在極短的時(shí)間內(nèi) Merlin 設(shè)備中就會(huì)形成水蒸氣環(huán)境。同樣，在回旋沉淀槽中麥汁也不會(huì)同氧氣大量接觸，因?yàn)閮蓚€(gè)入口（切線和中央）都在麥汁液面下。 煮沸結(jié)束后停止循環(huán)， Merlin 收集槽 中的內(nèi)容物被排至回旋沉淀槽中，其后休止 10 分鐘，使殘余熱凝固物沉淀。凝固物可以充分、迅速、并穩(wěn)定地在回旋沉淀槽的中央沉淀下來。因?yàn)樵谡麄€(gè)煮沸過程中麥汁多次流經(jīng)加熱面并被收集在收集槽中。 由于收集槽未被加熱，在此會(huì)形成凝塊，通過收集槽中的視鏡可以看到很大的凝塊。隨后這些凝塊會(huì)在未被泵打散的情況下進(jìn)入回旋沉淀槽并迅速在中部沉淀下來。由于回旋沉淀槽在加熱階段已進(jìn)行過旋轉(zhuǎn)，蛋白質(zhì)已經(jīng)析出，凝固物顆粒有充足的時(shí)間沉淀。 由于這里涉及的是一種全新的麥汁煮沸工藝，酒花添加的時(shí)間也產(chǎn)生了變化，當(dāng)煮沸時(shí)間為 35分鐘時(shí)，酒花必 需在煮沸開始前添加，以便為 α 酸的異構(gòu)留下充足的時(shí)間。 使用 Merlin 設(shè)備進(jìn)行煮沸時(shí)，不再能夠準(zhǔn)確地區(qū)分煮沸和加熱，當(dāng)回旋沉淀槽整個(gè)麥汁達(dá)到 ℃時(shí)，控制開關(guān)便轉(zhuǎn)為煮沸，但由于再 Merlin 設(shè)備中麥汁在加熱 5 分鐘后便達(dá)到煮沸溫度，因此第一次酒花添加也在這時(shí)進(jìn)行。 Merlin 系統(tǒng)的能源狀況 以大約 80%的比例占污染物質(zhì)中絕大部分的 CO2 時(shí)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要原因。因此降低能源消耗從而減少環(huán)境污染，除了節(jié)約成本外還有重要意義。 新式煮沸系統(tǒng) Merlin 有意識(shí)地在這方面進(jìn)行努力，同所有知名的煮沸及能源節(jié)約系 統(tǒng)相比，它再次降低了麥汁煮沸需要的能源消耗，由于第一手能源消耗量最低， CO2的排放量也最低。 在節(jié)能裝置中必須考慮到一定的熱量損失，在此設(shè)定為 3%，這樣使產(chǎn)生了可以生產(chǎn)熱水形式從生產(chǎn)過程中獲取的剩余能源。 二次蒸汽冷凝水冷卻至 30℃，生產(chǎn)用水由 15℃被加熱至 80℃。二次蒸汽冷凝水可收集在一個(gè)單獨(dú)的收集罐中，用于容器的初步清洗（比如篩板的沖洗）。這種新的麥汁煮沸工藝同有針對性的能源回收系統(tǒng)儀器能夠在第一手能源消耗和環(huán)境保護(hù)方面提供最有利的價(jià)值。 二次蒸汽的回收 二次蒸汽指糊化鍋和煮沸鍋在加熱煮醪與進(jìn)行麥汁煮沸 時(shí)產(chǎn)生的蒸汽。 回收二次蒸汽的熱量可以大大減少蒸汽的消耗量，這些二次蒸汽可以將常溫水加熱到 75?80℃，也可以將 80℃的水加熱到 96℃，這樣就解決了投料用水的加熱和過濾麥汁的加熱，節(jié)約了這部分加熱的蒸汽消耗。對于回收二次蒸汽熱量的裝置，只要在糊化鍋和煮沸鍋的排汽筒上連接管式熱交換器或板式熱交換器，當(dāng)然也需要一定數(shù)量的熱水貯罐和自動(dòng)控制儀表與之配套。另外，對加熱蒸汽冷凝水的熱量再加以回收并且對冷凝水本身也進(jìn)行回收。 １１ 故本設(shè)計(jì)采用蒸汽冷凝器對二次蒸汽進(jìn)行能量回收。 酒花的添加 酒花是啤酒生產(chǎn)必須物質(zhì)，它能賦予 啤酒柔和優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，提高啤酒泡沫的起泡性和泡持性，也能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。 酒花添加量可依據(jù)如下因素調(diào)節(jié)： 1． 酒花中 ?酸含量。 2． 消費(fèi)者的嗜好，消費(fèi)者嗜好口味屬清淡型，如在我國南方，應(yīng)降低酒花添加量。 3． 濃度低、色澤淺的淡爽型啤酒中應(yīng)少加酒花，反之濃度高、顏色深的啤酒中可以適當(dāng)多添加些酒花。 4． 在敞口發(fā)酵法中采用粉末型酵母，貯酒期長，苦味物質(zhì)損失多，可以適當(dāng)增加添加量。 由于本設(shè)計(jì)采用 Merlin 煮沸系統(tǒng)，采用二次酒花添加法。第一次酒花添加應(yīng)在回旋沉淀槽升溫至 99℃，開動(dòng)加熱開關(guān)后 5min 時(shí)添加（約已進(jìn)入煮沸 30min），投入量為酒花總量的 85%~90%。以保證有較高的 ?酸異構(gòu)率，提高酒花的利用率，改進(jìn)啤酒的香味及口感。第二次添加在回旋沉淀休止結(jié)束后第二次煮沸開始時(shí)，添加剩余部分（煮沸結(jié)束前 20min）。 六、麥汁處理 (一 )由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進(jìn)入發(fā)酵前還需進(jìn)行一系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁，對麥汁處理的要求是： 1． 對能引起啤酒非生物混濁的泠、熱凝固物盡可能給予足夠的分離。 2． 麥汁處于高溫時(shí)，盡可能減少接觸空氣，防止氧化，麥汁冷卻后，發(fā)酵前須補(bǔ)充適量空氣， 供酵母前期呼吸。 3． 麥汁處理各工序中，嚴(yán)格杜絕有害微生物的污染。 (二 )回旋沉淀將采用平底回旋沉淀，憑借離心力，凝固物沉淀堅(jiān)實(shí)，相對沉淀法和冷卻盤法，它具有加工容易、投資少、洗刷容易、殺菌徹底、可采用自動(dòng)清洗、凝固物沉淀性好而堅(jiān)實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。 為避免已經(jīng)煮沸絮凝的蛋白質(zhì)，在泵送中重新被打碎，回旋沉淀可裝在煮沸鍋旁，以盡可能縮短輸送管長度，輸送泵也采用低速渦輪泵或離心泵，葉輪應(yīng)半開或全開式。 (三 )麥汁的冷卻 煮沸后，經(jīng)過過濾器的麥汁，溫度在 96?98℃之間，要將其進(jìn)行發(fā)酵，必須冷卻至 10℃左右。 一段式冷 卻： 其方法為全部以水為冷卻介質(zhì)，通過氨蒸發(fā)器將常溫水直接降至 2℃，然后以此冷水 (俗稱冰水 )通過薄板換熱器，將 96?98℃的麥汁一次冷卻到 10℃，直接 １２ 送到發(fā)酵罐，進(jìn)行發(fā)酵。 其冷卻工藝流程為：從沉淀槽出來的 96℃熱麥汁經(jīng)薄板冷卻器直接冷卻至適宜添加酵母的溫度，泵入發(fā)酵罐。冷卻熱麥汁的冷媒為 2℃的冷水，經(jīng)換熱后溫度升高至 78℃作糖化用水。 2℃的冷水是從 20℃的自來水箱進(jìn)入氨蒸發(fā)器中直接與液氨蒸發(fā)換熱得到的。氨蒸發(fā)吸熱后的氣氨又經(jīng)冷凍站的壓縮、冷凝，進(jìn)入貯氨罐進(jìn)行制冷循環(huán)。因此一段冷卻工藝的回路為： A． 96℃熱麥汁與 2 冷水換熱，冷卻至 10℃泵入發(fā)酵罐。 B． 2℃冷水是 20℃自來水在氨蒸發(fā)器內(nèi)直接與氨蒸發(fā)換熱得到的，然后與熱麥汁換熱后溫度升高至 78℃作為糖化用水。 C．氨的制冷循環(huán)，不斷提供冷量。 一段冷卻比兩段冷卻有如下優(yōu)點(diǎn)： 1． 采用麥汁一段冷卻，比兩段冷卻節(jié)約電能。兩段冷卻，冷凍機(jī)要負(fù)擔(dān)將麥汁由 40℃冷卻 10℃的能量。采用一段冷卻，冷凍機(jī)僅負(fù)擔(dān)將水由 20℃冷卻至 2℃的能量。兩者相比，后者冷凍機(jī)耗能顯著降低。 2． 降低煤耗。兩段冷卻需將 60℃左右的冷卻水再用蒸汽加熱至 78～ 80℃才能供糖化、洗糟用，而一 段冷卻，冷卻水由薄板換熱器出來后溫度可直接達(dá)到78?80℃，不需加熱，直接用于糖化生產(chǎn)。 3． 降低水耗。兩段冷卻需麥汁 2 倍以上的水進(jìn)行冷卻，采用一段冷卻工藝，冷卻水耗量為麥汁的 倍，節(jié)約用水 40％。 4． 節(jié)省酒精。兩段冷卻的第二段冷卻的冷媒是 20％ ?25％ (w/w)的酒精水溶液，有揮發(fā)，滴漏