小巧有力的糖化設計

設計小型啤酒工廠時，通常是將大型啤酒工廠縮小。本專利糖化理念則獨辟蹊徑，設計了一套簡單、靈活和有效的系統。每鍋大約0.5～5千升。系統設計緊湊，功能多，自動化程度高，運行經濟，采購和維護成本適中。麥汁過濾系統有所創新，糖化周期被縮短至每4 小時1 鍋次。

圖1：工藝流程圖

系統包含兩個容器和一個共用的加熱回路。加熱可以用電、蒸汽或熱水。第一個容器用于糖化和麥汁過濾，第二個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。一個低速旋轉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計，麥汁過濾時間被縮短，大約需要1小時。酒糟通過安裝在容器底部的開口或閥門手動排出，然后自由降落到酒糟收集箱中。

一個外加熱的板式或盤管加熱器用于麥汁的加熱。特殊設計的噴嘴在容器的內壁上產生一層精細的噴膜，使蒸發達到最優化。蒸汽在蒸發式冷凝器中冷凝。在麥汁煮沸后期，容器轉換到切向入口，麥汁煮沸鍋轉換成回旋沉淀槽。應用板式換熱器和冷水對麥汁進行冷卻，作為選項，在兩段冷卻中乙二醇可作為介質。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移到熱能回收單元。酒花和酵母通常手動添加。

圖2：糖化鍋/麥汁過濾槽

為降低生產規模，采用簡單的兩輥粉碎機。麥芽通常情況下儲存在麻袋里。作為一種選擇，可安裝用于麥芽和谷物的輸送設備。整個糖化系統的清洗和麥汁流動管路的殺菌全部自動完成，不需要額外的CIP。兩個容器在一個程序周期內被清洗。

一個多功能的容器，包括一個物料泵和手動閥（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。在麥汁冷卻結束后，完成自動的糖化過程。麥汁的發酵和儲存手動完成。一套自動的罐冷卻系統集成在糖化控制中。

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

糖化鍋安裝有加熱套，使麥汁溫和地進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。

與標準的攪拌器相比，螺旋混合器更溫和，其設計使摩擦盡可能小。在整個糖化過程中，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

螺旋混合器的優勢被應用在以下幾個方面：最初，作為預糖化器用于麥芽谷物的充分混合，而不需要額外的預糖化裝置；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。這些對麥汁過濾有積極作用。谷物外殼因此也處在良好的狀態，防止聚集過多造成的過濾阻力，以便麥汁的快速過濾。麥汁凈過濾時間不超過1 小時。保存完好的大小谷物外殼因此形成一個總外殼表面積。這樣，過濾出的谷物外殼減少，麥汁質量得以改善。另外，螺旋混合器的螺旋支撐著濾床，防止濾床被壓實。麥汁過濾后，將酒糟略微提升，瀝水。在酒糟排出過程中，它們在很大程度上是干燥的，見圖3。

圖5：現場安裝案例

一個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，標準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。由于把流量和進口壓力控制結合在一起，麥汁過濾以一致的方式進行。與常用的小型糖化設備相比，整個過濾過程明顯加快，所獲得的產量類似。過濾通常需花費1 ～1.5 小時。

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加熱。界面溫度要盡可能低。麥汁煮沸期間，加熱系統的溫度大約為110 ～115℃。麥汁通過特殊設計的噴嘴在容器壁上形成一層薄薄的液膜，增大蒸發表面積。采用這種工藝，可有效蒸發掉不想要的香味成分，并使蒸發率控制在3 ～4%，見圖4。蒸汽在蒸發式冷凝器中冷凝，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，手動添加到麥汁管路中。

煮沸后，麥汁沿切向入口進入，煮沸鍋變成回旋沉淀槽。熱凝固物通過麥汁冷卻末端容器中部的一個聯結被水溶解，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行冷卻。根據水的溫度，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添加，麥汁充氧也可以自動運行。

本小型啤酒工廠（見圖5）的經濟效益、產品質量具有優勢。占地面積小，自動化程度高。周期短，2 器組合，每4 小時1 鍋次。溫和的糖化處理過程和低溫加熱對產品質量產生積極的影響。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用，而且僅安裝一臺物料泵，因此也降低了維護成本和要求。