麦汁制备技术麦汁处理程康

麦汁制备技术 麦汁处理程康 1

第一节麦汁处理的基础知识 一．麦汁处理的目的 1.分离出麦汁中析出的热、冷凝固物，以改善发酵条件、有利于酒液澄清、啤酒过滤，并提高啤酒质量； 2.降低麦汁温度，适应酵母发酵的要求； 3.使麦汁吸收适量的无菌氧气以促进酵母的繁殖；

第一节麦汁处理的基础知识 二、麦汁处理中的步骤、倒麦汁。排出酒花糟及热凝固物。将热麦汁冷却至接种温度。添加啤酒酵母并对冷麦汁通风供氧。分离部分析出的冷凝固物。

三、麦汁处理过程中的变化 1、高温麦汁处理阶段的麦汁变化：继续形成类黑素，多酚物质溶出并氧化聚合，会导致色度上升，口味粗糙；继续形成类黑素的中间产物,并发生氨基酸的Strecker降解反应、TBA上升，不利于啤酒口味纯正、干净、不利于啤酒的口味稳定性； α -酸的后异构化，苦味质量下降；DMS—P转化为DMS；还原物质会继续形成，同时部分还原物质会高温氧化。酒花香味减少；蛋白质凝聚及蛋白质与多酚结合；

2、低温麦汁处理阶段的变化温度下降； 粘度上升；密度上升，麦汁体积下降；冷麦汁中溶解氧能力上升；冷凝固物析出，冷麦汁澄清度上升；冷麦汁中啤酒有害菌可能会进入；麦汁浓度可能发生波动；三、麦汁处理过程中的变化

四、麦汁处理的要求 1）经处理后的麦汁不应受到啤酒有害菌的污染； 2）达到麦汁处理各步骤的工艺要求，确保处理后的麦汁能有利于啤酒发酵、酒液澄清、啤酒过滤、啤酒口味、质量； 3)麦汁处理的成本低；麦汁损失小、产生80℃热水多，冷耗低，水耗低；

四、麦汁处理的要求 4）在保证麦汁处理各步骤工艺要求的前提下，对麦汁质量产生的负面影响小； • 高温负荷低及TBA上升幅度小； • 色度上升幅度小； • 避免粗糙苦味； • 冷麦汁的DMS含量低； • 酒花香味损失少； • 麦汁高温氧化程度低； • 麦汁浓度、pH值波动小。 5）麦汁处理过程能满足旺季对麦汁产量的要求，确保麦汁生产能力大，日糖化锅次多；

第二节、倒麦汁过程 1.倒麦汁过程要求：倒麦汁时间短，最好能省去倒麦汁过程，例如外加热煮沸和Merlin系统；倒麦汁过程中产生的高温负荷低；倒麦汁时麦汁高温吸氧少；不影响热凝固物排除；打麦汁过程10-15分钟，采用大流量、低扬程、密封性能好泵；

第三节 热凝固物、酒花糟排出一、热凝固物的性质和化学组成

二、热凝固物除去的意义、要求 1、要求：彻底排除热凝固物，使麦汁中残留热凝固物至少<25-50mg/L；否则：导致麦汁冷却器堵塞；增加排除冷凝固物负担；麦汁澄清度下降，沾污啤酒酵母表面，降低酵母发酵作用；不利于酒液澄清，啤酒可滤性下降，耗土增加；影响啤酒口味、泡沫、苦味质量、色度、口味稳定性；

2、在保证彻底排除热凝固物的前提下，能迅速排除热凝固物，尽可能因高温对啤酒质量带来的负面影响；麦汁高温氧化程度和高温负荷低；2、在保证彻底排除热凝固物的前提下，能迅速排除热凝固物，尽可能因高温对啤酒质量带来的负面影响；麦汁高温氧化程度和高温负荷低； 3、酒花香味损失少； 4、麦汁损失少； 5、热凝固物除去的成本低； 6、适合各种麦汁生产；二、热凝固物除去的意义、要求

三、热凝固物除去方法 A.回旋沉淀槽 B.离心分离设备 C.热麦汁过滤设备 D.沉淀池

1、采用回旋沉淀槽除去热凝固物 1、采用回旋沉淀槽除出热凝固物的特点：设备结构简单；设备投资少；维修成本低；操作容易；比较有效除出热凝固物、应用广泛； 2、回旋沉淀槽除去热凝固物过程：麦汁泵出后沿切线方向进入回旋沉淀槽，在槽中形成旋转流动，静置15-30分钟后，热凝固物以锥丘状沉降于槽底中央，麦汁逐渐清亮，清亮麦汁则由上至下多个出口依次泵出并开始冷却。

回旋沉淀槽的结构及外形图

锥形浑浊物上面的麦汁泵出 应形成紧密的锥形浑浊物，而不被破坏上部出口：当浊度没有超过10EBC时，打出的麦汁流量保持恒定锥形状浑浊物一般应距槽壁30-40cm, 程康二零零九、五月

锥形浑浊物中的麦汁泵出 流出速度可调（必须控制麦汁冷却器，接种温度！）锥形浑浊物必须保持紧密，其中的麦汁尽可能排出（残留0.3%）程康二零零九、五月

3、回旋沉淀槽的工作原理 • 麦汁切线进入回旋沉淀槽，热麦汁在槽中形成旋转流动，因热凝固物等比麦汁重，所受离心力大，被压向回旋沉淀槽的槽壁； • 通过离心力，形成由内到外压力上升的“压力坡度”，澄清麦汁上升运动，压向槽壁的热凝固物迅速沿槽壁向下运动，表面呈凹形， • 由于槽壁摩擦力强，沉降的热凝固物迅速以螺旋形式向槽底中央移动，松散地聚集在槽底中央，形成有利于热凝固物除去的一级流动，浑浊颗粒首先沉降，最终在底部中央形成结实的锥丘状的浑浊物。 • 由于压力坡度而形成二级流动，中央的液面出现上升，，细小的颗粒可能被带动起来，会延缓细小浑浊物沉降 • 如果麦汁在槽中形成旋转流动越大，则形成压力坡度越大，二级流动的现象越严重，细小的颗粒可能被带动向上，向上运动程度越厉害，实际上不利于除去热凝固物

Druck 压力 Radias 径向一级流动（旋转运动）通过离心力形成的压力坡度（压力由内到外上升）首先大的、重的浑浊颗粒沉降，二级流动延缓细小的浑浊物的沉降底部中央形成结实的锥丘装的浑浊物由于压力坡度，形成向内的流动（二级流动），中央液面上升回旋沉淀槽工作原理图

回旋沉淀槽除去热凝固物效果

4、回旋沉淀槽结构要求 1）能彻底排除热凝固物，麦汁损失少，静置时间短或高温负荷和氧负荷低，有利于DMS排除；高温负荷是指打麦汁时间+静置时间+1/2的麦汁冷却时间之和，小于60分钟（生产浅色啤酒）；途径：降低高温时间、麦汁温度；热凝固物和酒花糟少或易于沉淀;过滤麦汁清亮固形物含量低;有利于静置时间短，降低麦汁损失、高温负荷； 100%酒花粉 50%酒花粉50%浸膏 100%标准浸膏 100%浸膏混浊物kg/hl 1,7 1,04 0.63 0.7 浸出物损失 2.0 1.2 0.8 0.72

4、回旋沉淀槽结构要求 2）回旋沉淀槽的槽壁光滑，避免破坏形成旋转； 3）麦汁进口： • 两个麦汁进口：，其中较低进口，麦汁以1.5m/s进入，麦汁吸氧少，当液位达到较高时，转换 8-10m/s达到回旋速度要求，产生较强的二级流动，麦汁静置时间长30-40分钟。 • 一个麦汁进口：进口高度一般位于麦汁高度的1/3或50-70cm, 以3.5m/s流速进入槽内，麦汁进口与切线方向有10—20°角度；麦汁静置时间15分钟左右。

4）麦汁出口：为了减少麦汁在回旋沉淀槽的静置时间,通常安装多个出口,最上部出口在麦汁高度的三分之二,中部出口是主要出口，位于槽底上约10—12cm ,最后开底部出口。 5）回旋沉淀槽合理的几何尺寸:麦汁高度与槽直径比1：2—3.5，麦汁高度一般小于3米,回旋沉淀槽的酒花粉负荷小于2kg酒花粉(90型）/每平方槽底面积； 6）回旋沉淀槽中安装denk环； 4、回旋沉淀槽结构要求

7）回旋沉淀槽槽底形式 最现代化的槽底形式 1-麦汁出口 2-浑浊物出口

8）麦汁打出泵和管道 • 打麦汁时泵密封性能好或吸入空气少，热凝固物未被破坏； • 不适宜泵、过多弯管、管道截面的变化、较长管路和不适宜喷嘴结构，使浑浊物被“打碎”，不利于热凝固物分离； • 适当的流动速度可避免剪切力> 50 Pa • 直管： 4,0 m/s • 回旋沉淀池进口: 3,5 m/s • 90°-弯管(作用半径/直径=2,2): 2,5 m/s • 90°-弯管(作用半径/直径=1,8): 2,0 m/s • T-管件: 1,0 m/s

5、高温负荷低的麦汁处理流程

6、除去麦汁处理过程中形成的DMS 在麦汁处理的高温阶段DMS-P会继续转化为DMS，而通常没有专门装置除去形成的DMS；由于人们对啤酒的口味纯正、干净程度要求越来越高，其次通过降低蒸发率降低能源消耗，这又对煮沸时排除DMS不利; 有必要在麦汁处理的过程中采用措施使冷麦汁中DMS含量低。

在回旋沉淀槽中安装夹套冷却，或在麦汁进入回旋沉淀槽之前安装麦汁预冷却器，降低静置时麦汁在回旋沉淀槽的温度；减少DMS形成；同时在回旋沉淀槽中安装夹套冷却，或在麦汁进入回旋沉淀槽之前安装麦汁预冷却器，降低静置时麦汁在回旋沉淀槽的温度；减少DMS形成；同时 A 也降低高温负荷及TBA、麦汁色度， B 有利于啤酒苦味质量，口味、口味稳定性， C 并减少酒花香味的损失。 1）减少DMS—P转化为DMS的数量

2)除去形成的DMS max.最大值 generationevaporation 蒸发 • 方式：通过喷淋、加热、真空产生蒸汽或直接通入气体，通过汽提带走DMS。 min.最小值 100 µg/l 满锅 15分钟 30分钟 45分钟煮沸结束回旋沉淀后汽提后

2）除去形成的DMS A 喷淋方式通过喷淋产生蒸汽，通过产生的蒸汽带走DMS，但导致麦汁高温氧化或高温负荷上升；

B 垂直列管式薄层蒸发器汽提流程 麦汁进入麦汁出口

Merlin薄层蒸发产生蒸汽除去DMS 通过加热产生蒸汽，通过产生的蒸汽带走DMS，但导致麦汁高温负荷上升；

真空蒸发产生二次蒸汽除去DMS 轻柔型麦汁煮沸系统、以及其他煮沸系统，可在打麦汁后，冷却前安装真空蒸发，既有利于DMS除去，又回收废热，也不会导致高温负荷，而且麦汁温度下降。

莫拉麦汁处理器：通入蒸汽 • 通入一定温度的气体（空气、N2、CO2 ），采用气体洗涤方式除去DMS，设备结构比较简单，除去DMS效果好。 • 通入一定温度的空气，也因空气与麦汁接触的时间短，麦汁温度高，这样溶于麦汁中的氧少，发生高温麦汁氧化的程度低，对麦汁质量的负面影响小。无论采用上述的哪种方法去除DMS，或多或少会导致酒花香味的损失。

第四节麦汁冷却 一、麦汁冷却概述在分离热凝固物之后，要尽快将麦汁冷却至接种温度，便于通风和添加啤酒酵母。 A 上面发酵：麦汁冷却温度12～18℃； B 下面发酵：传统低温发酵工艺中接种温度一般为4～7℃，快速发酵工艺的接种温度一般为7～12℃。 C 麦汁冷却是麦汁处理过程中高温和低温阶段的分界线，有必要尽量减少高温对麦汁质量的负面影响，要求麦汁冷却时间短；而且避免低温导致已煮沸的麦汁染菌， D 麦汁冷却需要冷媒，这就需要制冷并消耗电能，在麦汁冷却的同时还可以回收废热，降低能耗。

1、麦汁冷却要求 1）确保麦汁冷却后无菌程度高； 2）麦汁损失小； 3）冷却后的麦汁浓度、PH值波动尽可能小，不允许冷媒，清洗剂混入到冷却后麦汁中； 4）能确保冷却麦汁温度达到工艺要求，在冷却过程中麦汁温度波动小； 5）麦汁冷却的时间小于60分钟或更低； 6）冷却时产生热水温度越高越好，至少为80-82℃； 7）麦汁冷却系统中用于冷媒的电耗低； 8）能自动控制麦汁冷却过程；

二、麦汁冷却温度选择的依据 针对下面发酵来说，麦汁冷却温度一般控制到7-9℃。 • 麦汁冷却温度低，酵母起发慢，不利于酵母繁殖、发酵时间长，但有利于冷凝物除去，发酵比较稳定，酵母沉淀好，制成的啤酒口味柔和、泡沫性能 • 麦汁冷却温度高，发酵速度快，发酵时间短，但会产生较多的代谢副产物（高级醇、酯……），影响啤酒的口味。

二、麦汁冷却温度选择的依据 1．生产季节（产量）：生产旺季，要求发酵时间短、产量高，冷却温度可高些，控制到8-10℃。 2．酵母性能、添加量：酵母使用代数高、性能差、添加量少，冷却温度可高些。 3．麦汁的组成：α–N低，可发酵糖低，冷却温度可低些，6-8℃（低温发酵缓慢平稳，代谢产物产生少）；麦汁浓度高（高浓发酵），冷却温度高，8-10℃。 4．发酵工艺 1）发酵周期：发酵周期长，冷却温度低，6-8℃；发酵周期短，冷却温度高，8-10℃。 2）发酵温度：高温发酵，冷却温度高；低温发酵，冷却温度低。

二、麦汁冷却温度选择的依据 5．多锅麦汁进一罐冷却的温度要求锥罐发酵，一般接种温度比主发酵最高温度低2-4℃。对于分批进罐、且添加了啤酒酵母的冷麦汁温度控制来说，每批次冷却温度不同控制，第一锅接种麦汁冷却温度最低，后批次麦汁比前批次麦汁冷却温度逐步略有增加，以便与刚起发了的麦汁温度相协调（以免影响酵母性能或酵母遇冷刺激早期沉淀）。一般每次增加的幅度为0.3-0.5℃。并满足满罐温度要求。例：四锅满罐，满罐温度为9℃ 1 2 3 4 7.5℃ 8.0℃ 8.5℃ 9.0 ℃

三、麦汁冷却器 1、对麦汁冷却器基本的要求 1）麦汁和冷却介质通道易于清洗，无菌程度高不易堵塞。 2）密封性能好，避免冷却用水、冷媒、麦汁的渗漏。 3）冷却器的冷却面积足够，冷却效率高，冷却时间短。

2、麦汁冷却器类型 1）开发式的冷却盘：冷却所需时间长，染菌的概率大现在几乎没有啤酒厂使用 2）密封式喷淋式冷却器：占地面积大、冷却面积小、不便于回收热水。应用少 3）螺旋板式换热器：换热面积大，出现渗漏不易发现，维修难道大应用少。 4）真空冷却器：在回旋沉淀池后安装真空蒸发罐，不仅产生二次蒸汽，加强汽提左右除去DMS，同时麦汁温度下降。 5）薄板冷却器：目前应用最广泛。

1）薄板冷却器的结构 薄板冷却器由很多安装在一起的薄板加上密封圈组成，麦汁和冷却介质交替流过这些薄板，两块板构成一个基本单元。 3、薄板冷却器

1）薄板冷却器的结构 结构：板与板之间用密封圈形成麦汁、冷却介质的通道，并将麦汁与冷却介质绝对分开。新型Clip密封圈采用凹槽式结构,更换简单、密封效果好。

3.薄板冷却器 2）薄板冷却器优点 • 压力损失小，占地面积小 • 不易堵塞， • 清洗、灭菌比较简单，易与CIP系统连接，能保证麦汁不易受污染 • 冷却时间短、高效率的冷却器，其原因： • 使用薄的金属板； • 逆流换热； • 金属板上波纹有利于金属板的坚固性、高的耐压程度、能确保介质在流动时不断改变方向，保证流体在较低流速下形成湍流，提高热交换效率； • 板与板之间间距较小，相当于薄层换热； • 换热面积大，

四、冷却介质 1．酿造冷水：仅在二段冷却预冷却段使用。 2．冰的酿造水：冰水温度一般为：1-2℃，最高不超过4℃。可在二段冷却后冷却段作为冷却介质，也可在一段冷却中作为冷却介质。但在一段冷却使用时，冰水必须具备酿造用水的质量要求，以便换热后用于麦汁生产。 3．酒精溶液：仅在一段冷却后冷却段使用。温度一般为-8℃左右，浓度25-30%。由于酒精易挥发，要求经常测其浓度并及时补充，避免影响制冷效果。 4．乙二醇溶液：乙二醇溶液的使用及要求与酒精溶液相同，但乙二醇溶液不易挥发。

薄板冷却器中串联、并联及混合形式 串联的形式并联的形式并联与串联的混合形式

五．麦汁冷却方法 1.二段式冷却 热麦汁进入预冷区被12—15℃酿造用水冷却至16～18℃，酿造用水则被加热至85～88℃；用于冷却的酿造用水量与麦汁量之比为1.05—1.1：1，才能满足糖化、洗糟、清洗筛板、预热过滤槽对热水要求； 16～18℃的麦汁继续进入深冷区，被4～2℃冷媒冷却至所要求的接种温度；

五．麦汁冷却方法 1.二段式冷却 T <10 oC T 3 – 4 oC

二段式麦汁冷却工艺应用条件 • 在预冷区热麦汁必须冷却至仅比冷酿造用水高3℃，这意味着进入后冷区麦汁温度较低，在继续被冷却的过程中所消耗冷媒少，可降低了冷媒生产时的能耗。 • 在预冷却区热麦汁进口温度与冷酿造用水加热后出口的温差不应超过10℃，这样使热麦汁的大部分热量在预冷却区传给冷的酿造用水，产生的热水温度、数量能够满足麦汁生产需求。 • 为了应尽可能回收热麦汁中废热，应按照上述温差，设计必要的换热面积，考虑到浑浊物会堵塞流体通道，导致热交换效率下降，需增加20%～30%换热面积。 • 麦汁与冷酿造用水的比例为1︰1.1；麦汁冷却时间少于60min。 • 在旺季夏天生产时应具备15℃左右软化的酿造用水。最好能使用分时电价的电能，可在夜间电价便宜时将冷媒准备好，以降低生产冷媒的成本。

2.一段冷却 1）一段冷却：采用处理后的酿造用水作为冷却介质，先将其冷却至2—4℃。然后用2—4℃冰水将麦汁冷却至接种温度，冷水本身升温到80℃以上的热水，供麦汁生产。由于用冰水一次性将麦汁冷却至7—8℃，故通常一段冷却，目前广泛应用。

2.一段冷却 1,7 oC 80.6 oC 93.3 oC 8,9 °C

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