引言

發(fā)芽、糖化和發(fā)酵是啤酒生產(chǎn)三個(gè)重要的溶解和轉(zhuǎn)化過(guò)程。糖化是啤酒生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，糖化過(guò)程直接決定了麥汁組成，而后者又是影響啤酒發(fā)酵、過(guò)濾性能和口味穩(wěn)定性的重要因素。因此糖化是質(zhì)量和成本控制的關(guān)鍵點(diǎn)。很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，啤酒糖化系統(tǒng)基本保持了“三鍋兩槽”的配置。這種傳統(tǒng)糖化系統(tǒng)相當(dāng)成熟，核心設(shè)備過(guò)濾槽、煮沸鍋等都是非常專業(yè)化的設(shè)備。所謂專業(yè)化即設(shè)備對(duì)原料品種、粉碎度、粉碎設(shè)備、糖化工藝、每天糖化批次數(shù)，以及所生產(chǎn)的啤酒品種都有具體的匹配要求。如何突破現(xiàn)有模式，優(yōu)化糖化過(guò)程參數(shù)外，還要進(jìn)一步保留麥汁中的有價(jià)值成分，去除麥汁中不需要成分，也為了可以在未來(lái)實(shí)現(xiàn)麥汁連續(xù)制備。

一、原理

中集吉曼研制的新型糖化系統(tǒng)-OMNIUM 滿足了這些要求，其由原料粉碎、糖化鍋、麥汁過(guò)濾、麥汁浸取罐、煮沸鍋、沉降分離罐、單獨(dú)煮沸酒花罐組成。麥汁過(guò)濾設(shè)備不是過(guò)濾槽和壓濾機(jī)，它采用一組旋轉(zhuǎn)篩過(guò)濾器對(duì)麥汁和麥糟進(jìn)行固液分離，實(shí)現(xiàn)麥汁分級(jí)回收、分級(jí)洗糟、分級(jí)煮沸。過(guò)濾器可以分離不同組分、顆粒物尺寸、濁度、pH 值、溫度的麥汁，不同組分的麥汁進(jìn)入煮沸鍋、麥汁浸取罐和獨(dú)立煮沸酒花罐等，從而實(shí)現(xiàn)分段麥汁煮沸。系統(tǒng)原理如圖1 所示。

圖1 新型糖化系統(tǒng)工作原理

麥汁過(guò)濾設(shè)備NESSIE，它堪稱對(duì)傳統(tǒng)過(guò)濾槽（或壓濾機(jī)）的革命性創(chuàng)新，它配備一組（通常4 級(jí)）旋轉(zhuǎn)篩過(guò)濾器，串聯(lián)組合安裝在一個(gè)底座支架上。每一個(gè)過(guò)濾器有一對(duì)直徑1 m 的輪子，每個(gè)輪子配有兩面燒結(jié)不銹鋼篩網(wǎng)，如圖2 所示。糖化醪通過(guò)過(guò)濾器模塊連續(xù)流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)篩輪沿著糖化醪流動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)，糖化醪在自重的作用下完成了轉(zhuǎn)移，糖化醪的轉(zhuǎn)移決定著旋轉(zhuǎn)篩過(guò)濾器模塊的級(jí)聯(lián)排列。

圖2 新型糖化的麥汁過(guò)濾設(shè)備

麥糟麥汁分離、逆流提取、動(dòng)態(tài)洗糟及分離，三項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)顯著改善優(yōu)化了原有麥汁過(guò)濾工藝。旋轉(zhuǎn)的篩網(wǎng)保證醪液快速通過(guò)；錯(cuò)流過(guò)濾的原理使篩網(wǎng)不會(huì)被堵塞。此外，層疊式設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)濾單元有利于醪液的流動(dòng)。整套過(guò)濾設(shè)備設(shè)計(jì)緊湊，過(guò)濾單元安裝在框架結(jié)構(gòu)底座上。因裝填量少和滯留時(shí)間短，麥汁氧含量有效降低。醪液在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓差和重力的雙重作用下流向下一級(jí)過(guò)濾單元。洗糟在過(guò)濾單元間流動(dòng)時(shí)完成。固定盤阻尼效應(yīng)產(chǎn)生湍流，使洗糟水在醪液中混合均勻。

整個(gè)過(guò)濾過(guò)程為連續(xù)過(guò)濾，同時(shí)連續(xù)出糟，無(wú)需麥糟暫存罐。

二、煮沸

新技術(shù)可以獲得應(yīng)用酒花的最佳機(jī)會(huì)，即分段麥汁煮沸。NESSIE 不同過(guò)濾階段麥汁的物理、化學(xué)特性有差異，即麥汁顆粒度、溫度、脂肪酸、多酚、pH 值等都有差異，通過(guò)試驗(yàn)獲得用于酒花α-酸異構(gòu)化得率最高的麥汁，為此設(shè)計(jì)了單獨(dú)煮沸酒花罐。另外為了提高酒花α-酸的異構(gòu)化，洗糟麥汁可被用作酒花煮沸，因?yàn)槠偷脑溨瓭舛群蚉H 值（由于添加了噴沖水，PH 值略微處在堿性范圍內(nèi)），它們有益于α-酸的異構(gòu)化。

圖3 多種選擇的酒花添加工藝

酒花α-酸異構(gòu)化的獨(dú)立煮沸罐可以有多種工藝組合，根據(jù)釀酒師的不同工藝需求，酒花異構(gòu)化的麥汁可以分別加入煮沸鍋、沉淀分離槽、麥汁冷卻前、發(fā)酵后貯罐等，如圖3 所示。

三 、優(yōu)勢(shì)

1.結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小，對(duì)樓層空間要求低。年產(chǎn)1.2萬(wàn)KL 的德國(guó)Reckendorf 應(yīng)用新型糖化系統(tǒng)，糖化室僅69m2，樓層高度7m，為工廠節(jié)省了土建費(fèi)用。

2.適應(yīng)多品種淀粉類原料。OMNIUM 可以處理各種谷物原料，適應(yīng)多種谷物淀粉釀造

3.糖化時(shí)間短。OMNIUM 可將糖化時(shí)間縮短30%，從而減少麥汁中不需要的成分產(chǎn)生，多酚更少，貨架期更長(zhǎng)，增強(qiáng)風(fēng)味穩(wěn)定性和啤酒質(zhì)量

4.糖化收得率高。由于采用單獨(dú)煮沸酒花異構(gòu)化，可獲得更高的酒花α-酸收得率。革命性的麥汁分離過(guò)濾設(shè)備NESSIE，可以獲得更高的糖化浸出物產(chǎn)量。

5.提高麥汁質(zhì)量。OMNIUM 糖化系統(tǒng)的麥汁碘值很低，麥芽汁在NESSIE 中接觸時(shí)間短，麥汁中的多酚含量較少，更多地保留了麥汁中的天然成分，而不受歡迎的成分則留在麥糟中。

6.工藝靈活程度高。OMNIUM 提供了更高的工藝靈活性，可以最大限度地發(fā)揮釀造師的創(chuàng)造力。糖化批次麥汁量不再由過(guò)濾槽負(fù)荷決定，釀造師可以自由地為特殊的產(chǎn)品搭建最小的配方。麥汁濃度可以高達(dá)32°P，可以適應(yīng)高濃麥汁糖化生產(chǎn)。OMNIUM 為酒花添加提供多種工藝選擇，滿足各種風(fēng)味類型的啤酒生產(chǎn)需求。尤其適合精釀啤酒生產(chǎn)需求。

7.影響發(fā)酵。麥汁含有更多的脂肪酸和鋅，可發(fā)酵性更好。有效去除多酚等物質(zhì)，提高了啤酒的非生物穩(wěn)定性。

8.未來(lái)可實(shí)現(xiàn)麥汁連續(xù)制備。

四、應(yīng)用

德國(guó)Reckendorf 精釀酒廠是首家應(yīng)用OMNIUM 糖化生產(chǎn)線的。中集吉曼承攬整廠建造，糖化系統(tǒng)為5Kl，年產(chǎn)1.2 萬(wàn)KL。投產(chǎn)至今已穩(wěn)定運(yùn)行兩年，各項(xiàng)麥汁指標(biāo)和啤酒質(zhì)量均優(yōu)于MEBAK 標(biāo)準(zhǔn)。