麦汁后处理技术

回旋沉淀槽
• 是最常用的热凝固物分离设备，与其它 分离设备相比，它的分离效果最佳。回 旋沉淀槽是立式柱形槽，麦汁沿切线方 向泵入，形成旋转流动并使热凝固物以 锥丘状沉降于槽底中央，清亮麦汁从侧 面麦汁出口排出。
回旋沉淀槽的结构和技术要求
• 回旋沉淀槽是一个平底的密闭柱形容器，出口处的 斜率为2%。麦汁液位高度与槽的直径之比为1︰ 2～3，现代化的回旋沉淀槽多选择1︰3的比例。 • 新式回旋沉淀槽一般都有保温层，以防止麦汁冷却。 为了更好地收集热凝固物，回旋沉淀槽底部中央装 有锥形热凝固物收集杯。 • 麦汁沿切线方式进入槽内，进口大多有两个，一个 进口在槽底，为避免吸氧；另一个进口在距槽底1/3 高度处。
• 随着温度的降低（低于90℃时），酒花中重要 香味物质的蒸发损失降低，其标志性物质沉香 醇的含量较高，啤酒中酒花的气味和香味增强， 酒花香气质量提高。降低回旋槽温度还有其它 的积极作用，如在较低的温度下会形成许多重 要的酒花香味物质，它们对啤酒的不良口味有 一定的掩饰作用（如能够覆盖老化味）。但在 较低的温度下，二甲基硫前驱体的分解不够完 全。
麦汁冷却充氧工艺图
薄板换热器 热麦汁 冰水 麦汁充氧器 发酵
压力表
止回阀
减压阀 空气
空气过滤器
空气流量计
双物喷头
2 1
3
1－管径紧缩段，借此提高流速 2－空气通入 3－喷管
Huppmann公司的新型麦汁充氧系统
压力控制单元 蒸 汽 过滤器 空气 无菌空气过滤器 止回阀
空气流量计 减压阀
空气进入 CIP清洗点 麦汁 充氧单元 玻璃视镜
麦汁后处理
麦汁后处理的目的
• 麦汁煮沸结束后，应尽快将麦汁中的热凝固物 和冷凝固物进行有效的分离，以获得澄清的麦 汁。然后将麦汁冷却至工艺要求的发酵温度 （下面发酵应冷却至6～9℃，上面发酵为12～ 18℃）。冷却的同时，进行麦汁通风，为酵母 繁殖提供足够的氧。 • 麦汁后处理的主要任务是， 酒花糟和热凝固物 分离；麦汁冷却；麦汁通风（酵母供氧）；酵 母添加；冷凝固物分离；酵母繁殖；二次通风。
回旋沉淀槽的技术要求
• 回旋沉淀槽的技术目标是：麦汁浊度＜10EBC， 麦汁固体颗粒＜25mg/L；热凝固物分离完全， 保持良好的凝固物丘状体。 • 回旋沉淀槽内壁无棱角，边缘要光滑、洁净。 • 回旋沉淀槽内无二级流动现象；环形涡流尽可 能小。 • 麦汁的进口速度适中，高/径比（H/D）和麦汁 的流量要适中。 • 平底形回旋沉淀槽要有1～2%的倾斜度，麦汁 导出孔设槽底边缘处。 • 要精确地平衡麦汁渗出速度与泵出速度的关系。
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薄 板 换 热 器 中 的 热 交 换
两段冷却工艺图
回旋沉淀槽 97℃ 热 交 换 水 82℃ 薄板换热器
热水贮罐 82℃ 82 送到糖化 室
7℃
酿造用水17℃ 冰水温度≤3℃
一段麦汁冷却图
热水贮罐 82 ℃ 送到糖化 室 冷 麦 汁 7℃ ， 去 发 酵间
酿 造 用 水 82℃ 回旋沉淀槽 97 ℃ 薄板换热器
• 6. 较高的起始糖化温度生产的麦汁，冷 凝固物的析出量少。 • 7. 酒花添加量少、麦汁煮沸时间短的麦 汁，冷凝固物析出少。 • 8. 麦汁液位低，冷凝固物析出多。 • 9. 麦汁温度愈低，冷凝固物的析出量愈 多；下面发酵麦汁（6～7℃）较上面发 酵麦汁（15～20℃）析出的冷凝固物多。
温度对啤酒质量的影响
麦汁通风量与溶解氧量的关系
14 麦汁饱和氧气量[mg/L] 12 10 8 6 4 2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 12 1.4 1.6 1.8 2 饱和氧气[mg/L] 通风量［L/kl］ 160 140 120 100 80 60 40 20 0
3 单位时间通风量[m /h]
单位体积麦汁通风量L/kl
热保持时间的变化
• 麦汁在回旋沉淀槽的停留时间由50分钟 缩短到30分钟，啤酒中的老化物质含量 明显降低。啤酒的口味稳定性得以提高。 温度达到80℃以下后，经过强化、老化 试验证明，啤酒的口味明显改善，通过 分析2—糠醛（热示踪剂）的含量可证实 这一点。
麦汁的冷却与充氧
• 麦汁经过煮沸打入回旋沉淀槽，分离酒花糟及 热凝固物后，应迅速进行以下处理： • 1. 迅速冷却，使麦汁温度达到酵母接种的要求； • 2. 麦汁冷却后进行通风操作，酵母只有在吸收 了充足的氧气后，才能合成其繁殖所必需的甾 醇和不饱和脂肪酸等物质。 • 3. 析出和分离麦汁中的热、冷凝固物，以保证 发酵正常进行和期想的啤酒质量。
麦汁冷却对冷却设备的基本要求
• A. 麦汁和冷却水流经部位要便于清洗； • B. 密封要好，严防冷却水和麦汁的渗漏； • C. 要有足够的冷却面积，冷却时间要短， 冷凝固物析出的量多。
薄板换热器的组成
1－换热片组 2－拉紧螺母和螺栓 3－换热片和垫圈 4－上支承梁 5－尾板 6－固定板 7－活动板 8－下支承梁 9－横梁架 10－中间板 11－边接管
回旋沉淀槽的结构
1 1－排气筒 2－洗涤水进口 3－喷水环管及喷嘴 4－液位指示管 5－麦汁切线进口 6－人孔 7－钢筋混凝土底 水防护圈 8－底座 9－麦汁及废水排出阀 座的 6 7 8 9 4 5 2 3
麦汁在回旋时方向的选择
• 麦汁沿槽壁切线方向进入槽内，形成旋 转运动。待进料结束后，旋转的麦汁任 其自然减速，产生回旋效应。 • 麦汁中固形物受到重力和向心力的合力 作用，不断向槽内中心靠拢，随自然减 速旋转的回旋效应，静止下来后，沉集 于槽底中央，形成丘状物，达到固液分 离的目的。
“科里奥利”效应
• 麦汁的旋转应该利用地球自西向东自转 产生的“科里奥利”惯性力。因此在北 半球正确的旋转方向应该是逆时针方向， 否则就会象逆水行舟一样减慢速度而浪 费能源。当然在南半球应该相反，而应 采取顺时针方向旋转。
麦汁中热凝固物丘状体的分离示意
阶段1 阶段2
麦汁后处理中重要的工艺因素
• 受热时间：受热时间要短，全部时间应＜60分钟。 • 热麦汁输送：输送要平稳、轻缓。防止和避免空 气进入并形成汽泡；在泵送和管道中流动时，热 凝固物不被破坏。 • 热麦汁的泵出：回旋沉淀槽的高／径比要正确 （H/D=1/2～3），根据热凝固物的性质，回旋 沉淀槽应设有多个开口，还要保证麦汁泵无汽蚀 现象。 • 板式换热器的热能回收率：板式换热器的热能回 收率应＞95%，前后冷却区的温度差要小。尽可 能提高热水温度，在热水贮罐存放后可直接用于 过滤洗糟。
热凝固物
• 热凝固物是麦汁煮沸过程中高分子氮凝 聚而成的不溶性缩合物，它由30～80µm 颗粒组成。麦汁煮沸过程中，热凝固物 随蛋白质变性和多酚物质不断的氧化和 聚合而析出，同时还吸附了部分酒花树 脂及其它有机物。
影响热凝固物量的因素
• 热凝固物析出的数量主要与麦汁中含氮 物质的量以及麦芽的溶解度有关。 • 发酵液中悬浮的热凝固物一旦被酵母细 胞吸附，将会影响酵母细胞的正常发酵 与沉降。此外，麦汁中的热凝固物还可 引起啤酒色度增高，口味粗糙、后苦冗 长、泡沫稳定性和口味稳定性变差。
回旋沉淀槽底的多种结构
基本形状 杯式底 下锥底 环管形底
1-2° 上锥底 斜底
1-2°
1-Fra Baidu bibliotek°
1-2°
冷凝固物的性质与含量
• 冷凝固物是在麦汁冷却过程中所形成的混浊沉 淀物，它是以蛋白质和多酚物质为主的复合物， 其性质与啤酒产生的冷混浊物基本相同，加热 可以溶解。 • 麦汁温度在70～55℃时，开始析出，但大部分 是在麦汁冷却时产生的。 • 冷凝固物的颗粒直径为0.5～1µm，其组成与所 使用的麦芽性质有关； • 它易吸附于其它颗粒表面，吸附于酵母细胞表 面会减少酵母的表面接触面积，影响发酵速度， 这一现象称酵母粘糊
冷凝固物与啤酒质量
• 麦汁温度降至5℃时，有14%的冷凝固物 溶解于麦汁中； • 它赋予啤酒口味的醇厚性，彻底分离会 造成啤酒口味淡薄； • 最佳残余量为40～60mg/L.
影响冷凝固物析出的因素主要有以下几点
• 1. 蛋白质含量低或蛋白溶解度低的麦芽，冷凝固 物析出少。 • 2. 采用谷类辅助原料的麦汁，冷凝固物析出少。 • 3. 粉碎物料中的粗粉组份大于细粉组份，冷凝固 物析出少。 • 4. 采用稀醪糖化的麦汁，冷凝固物析出少。 • 5. 低浓度麦汁比高浓度麦汁析出的冷凝固物少。
NH3 酿 造 用 水 17℃
薄板换热器 2℃ NH3
冰水罐 2℃
一段冷却技术要点
• a. 麦汁进口温度：95℃左右； • b. 冷却时间：1h以内，过长的冷却时间将影响回 旋沉淀槽的利用率和麦汁质量； • c. 麦汁和冰水的泵送压力：0.1～0.15 MPa； 0.1 0.15 MPa • d. 麦汁和冰水耗量比例：1﹕1.2～1.4； • e. 清洗和杀菌用水温：85～90℃；碱水洗涤温度： 75～80℃； • f. 清洗杀菌时间：循环泵送20～30 分钟； • g. 冷却介质：3～4℃冰水。