小巧有力的糖化设计

设计小型啤酒工厂时，通常是将大型啤酒工厂缩小。本专利糖化理念则独辟蹊径，设计了一套简单、灵活和有效的系统。每锅大约0.5～5千升。系统设计紧凑，功能多，自动化程度高，运行经济，采购和维护成本适中。麦汁过滤系统有所创新，糖化周期被缩短至每4 小时1 锅次。

图1：工艺流程图

系统包含两个容器和一个共用的加热回路。加热可以用电、蒸汽或热水。第一个容器用于糖化和麦汁过滤，第二个用于麦汁煮沸和回旋沉淀。糖化锅里安装加热套和用于麦汁过滤的截锥筛。一个低速旋转的螺旋混合器既可以使糖化醪温和地混合，也可以排出酒糟。由于截锥筛的特殊设计，麦汁过滤时间被缩短，大约需要1小时。酒糟通过安装在容器底部的开口或阀门手动排出，然后自由降落到酒糟收集箱中。

一个外加热的板式或盘管加热器用于麦汁的加热。特殊设计的喷嘴在容器的内壁上产生一层精细的喷膜，使蒸发达到最优化。蒸汽在蒸发式冷凝器中冷凝。在麦汁煮沸后期，容器转换到切向入口，麦汁煮沸锅转换成回旋沉淀槽。应用板式换热器和冷水对麦汁进行冷却，作为选项，在两段冷却中乙二醇可作为介质。麦汁冷却过程中获得的热水被收集用于下一锅次的糖化或转移到热能回收单元。酒花和酵母通常手动添加。

图2：糖化锅/麦汁过滤槽

为降低生产规模，采用简单的两辊粉碎机。麦芽通常情况下储存在麻袋里。作为一种选择，可安装用于麦芽和谷物的输送设备。整个糖化系统的清洗和麦汁流动管路的杀菌全部自动完成，不需要额外的CIP。两个容器在一个程序周期内被清洗。

一个多功能的容器，包括一个物料泵和手动阀（共用容器），用于酒花和酵母的添加、麦汁的充氧和作为CIP 站用的圆锥形罐。在麦汁冷却结束后，完成自动的糖化过程。麦汁的发酵和储存手动完成。一套自动的罐冷却系统集成在糖化控制中。

在生产过程中需要：冷水（大约14℃）；热水（75℃）；供电系统；加热的蒸汽或电能；局部的加热、太阳能等（取决于实用性）。

糖化锅安装有加热套，使麦汁温和地进行糖化操作成为可能。由于加热表面积大，低温（糖化过程中为95℃）和热水在加热套中的流动速度高，使界面温度偏低，因此可避免形成不想要的香味。

与标准的搅拌器相比，螺旋混合器更温和，其设计使摩擦尽可能小。在整个糖化过程中，谷物外壳等受损坏程度小，以保持最佳麦汁过滤所需要的质量，见图2。

图3：螺旋混合器和过滤筛

图4：麦汁煮沸锅和回旋沉淀槽

螺旋混合器的优势被应用在以下几个方面：最初，作为预糖化器用于麦芽谷物的充分混合，而不需要额外的预糖化装置；其次，在麦汁糖化过程中用于糖化醪的剧烈混合，而不需要充氧，又不破坏谷物外壳。这些对麦汁过滤有积极作用。谷物外壳因此也处在良好的状态，防止聚集过多造成的过滤阻力，以便麦汁的快速过滤。麦汁净过滤时间不超过1 小时。保存完好的大小谷物外壳因此形成一个总外壳表面积。这样，过滤出的谷物外壳减少，麦汁质量得以改善。另外，螺旋混合器的螺旋支撑着滤床，防止滤床被压实。麦汁过滤后，将酒糟略微提升，沥水。在酒糟排出过程中，它们在很大程度上是干燥的，见图3。

图5：现场安装案例

一个截锥筛用于麦汁的过滤。筛子上方的横向入口被用于泵送浑浊的麦汁，标准的喷头用于喷射麦汁。这些喷头也用于清洗和冲洗残留物。

在麦汁过滤过程中，搅拌器主要用于支撑滤床，耕刀通常情况下就不需要了。由于把流量和进口压力控制结合在一起，麦汁过滤以一致的方式进行。与常用的小型糖化设备相比，整个过滤过程明显加快，所获得的产量类似。过滤通常需花费1 ～1.5 小时。

在麦汁过滤过程中，过滤的麦汁已通过麦汁加热器；这样，过滤麦汁的温度可被特殊控制（后糖化和酶活化）。

酒糟通过圆锥体底部的开口或阀门手动排出，降到收集箱中，通过螺旋绞轮排出。

在麦汁煮沸通过外加热器循环加热。界面温度要尽可能低。麦汁煮沸期间，加热系统的温度大约为110 ～115℃。麦汁通过特殊设计的喷嘴在容器壁上形成一层薄薄的液膜，增大蒸发表面积。采用这种工艺，可有效蒸发掉不想要的香味成分，并使蒸发率控制在3 ～4%，见图4。蒸汽在蒸发式冷凝器中冷凝，可以集成热能回收装置也是一种选择。酒花在共用容器中溶解，手动添加到麦汁管路中。

煮沸后，麦汁沿切向入口进入，煮沸锅变成回旋沉淀槽。热凝固物通过麦汁冷却末端容器中部的一个联结被水溶解，通过麦汁出口被去除。麦汁按照惯例通过板式换热器用冷水进行冷却。根据水的温度，麦汁冷却可采用一段或两段。获得的热水被收集用于下一锅次的糖化或转移到热能回收单元。酵母添加和麦汁充氧通常从共用容器中手动添加，麦汁充氧也可以自动运行。

本小型啤酒工厂（见图5）的经济效益、产品质量具有优势。占地面积小，自动化程度高。周期短，2 器组合，每4 小时1 锅次。温和的糖化处理过程和低温加热对产品质量产生积极的影响。由于采用低温加热、热能回收和缩短糖化周期等措施，能源成本也能降低。由于工厂的各种部件可满足不同功能的应用，而且仅安装一台物料泵，因此也降低了维护成本和要求。