麥汁冷卻不頂水工藝的研究

麥汁冷卻不頂水工藝的研究

釀酒能耗的研究近年來，隨著原輔材料價格的顯著增加，減少浸出物損失對啤酒制造行業(yè)越來越重要。國內(nèi)外都在研究減少浸出物損失的措施。同時,由于我國的啤酒產(chǎn)量已連續(xù)12年居世界首位,但高消耗高排放的生產(chǎn)方式使得水資源和能源已經(jīng)成為現(xiàn)階段制約我國可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,因此,釀酒行業(yè)對水耗以及蒸汽耗的指標也更趨收緊。為進一步降低浸出物損耗以及釀造水耗,本論文對麥汁冷卻不頂水工藝進行了研究。1小麥汁可冷卻上部和非上部工藝1.1發(fā)酵罐區(qū)管道每罐每批麥汁冷卻前按程序設定時間先頂熱水沖洗管道,再頂冷水(熱水與冰水熱交換所得)將管道冷卻,待管道冷水溫度降到與麥汁入罐溫度接近時,麥汁開始冷卻。冷卻過程中,當澄清罐低位探頭顯示空時,澄清罐出口閥門至發(fā)酵罐錐底閥之間的管道中充滿著一部分麥汁(視管道長短不同,存在管道中的麥汁體積不同),可用冷水將存在管道中的麥汁頂入發(fā)酵罐。根據(jù)管道長短和頂水流量計算需要的時間設定程序中的頂水時間,或者留意麥汁管道視鏡手動轉(zhuǎn)閥(待視鏡中出現(xiàn)冰水混合物,且顏色越來越淺,直至麥汁顏色褪去時即轉(zhuǎn)閥),避免麥汁與冷水的混合物排地溝。這種用冷水將冷卻結(jié)束存在管道中的麥汁頂入發(fā)酵罐的工藝即麥汁冷卻頂水工藝。1.2中間麥汁批次不頂水或頂水制備每罐(一般5鍋滿罐)相鄰兩鍋之間冷卻時間間隔一般為2h,且由于每罐酵母均在伴隨第一鍋和第二鍋冷卻時添加(如果第一鍋未冷卻完,則第二鍋冷卻時繼續(xù)打酵母)。為在短時間內(nèi)完成酵母添加,使麥汁均勻發(fā)酵,以及避免因酵母積聚在管道內(nèi)造成酵母添加泵受壓引起滲漏,逐漸采用中間麥汁批次不頂水工藝。不頂水工藝與頂水工藝主要區(qū)別在于:中間批次麥汁冷卻前不頂水;上鍋麥汁冷卻結(jié)束后,不用冷水將存在管道中的麥汁頂入發(fā)酵罐,待下批麥汁冷卻時再一并入罐。2非頂水處理對制造性能的研究2.1原時間所短從(表1)可以看到,不頂水工藝的降糖時間和雙乙酰還原時間均略有所縮短。這是由于不頂水工藝減少了冷卻前頂水時間和冷卻后頂水的時間,使酵母添加時間縮短,對麥汁的均勻發(fā)酵有利,同時酵母的生長繁殖情況也能更加均勻。2.2麥汁的浸出物試驗樣采取不頂水工藝,對照樣為頂水工藝。試驗樣和對照樣為相同品種(配方和工藝均相同)麥汁,試驗樣和對照樣各跟蹤了5罐(共50批麥汁)的浸出物。由(表2)可以看出,不頂水工藝的浸出物比頂水工藝高出3.07%。這是由于頂水工藝中,冷卻結(jié)束后,用冷水將管道中的麥汁頂入發(fā)酵罐,通過程序設定頂水時間或通過手動轉(zhuǎn)閥來關(guān)閉發(fā)酵罐錐底閥門,這兩種操作都會致使一部分麥汁與冰水的混合物排地溝。而采用不頂水工藝,不需要這兩種操作,從而減少了麥汁排地溝的機會。因此,采用不頂水工藝可以提高原料的浸出物,從而提高原料的利用率。2.3熱洗和熱洗作為cip熱洗用由于兩鍋麥汁中間采用不頂水工藝,可以節(jié)約熱水用量,此部分熱水除了可以供糖化車間自用熱水(包括投料水、CIP清洗水等)外,還可以用于發(fā)酵車間的CIP熱洗,可大大降低發(fā)酵罐熱洗工藝所導致的的水耗及蒸汽耗的上升。經(jīng)計算,一條生產(chǎn)線實行此工藝后,可節(jié)省熱水約5000噸/月。與此同時,采用不頂水工藝,可以減少熱水泵和冷卻泵運轉(zhuǎn)時間,一條線一個月大約能節(jié)省8400kWh的電耗。按經(jīng)濟效益來說,采用不頂水工藝,一條生產(chǎn)線一個月大約能節(jié)省4萬元的水、電耗成本。2.4不頂水工藝技術(shù)的微檢問題冷卻時,相鄰批次麥汁之間采用不頂水工藝,這樣會造成一部分麥汁存在管道中一段時間(一般地,相鄰兩批麥汁冷卻間隔時間一般為2h),待下批麥汁冷卻時才入發(fā)酵罐。如果設備故障導致閥門或管道存在滴漏現(xiàn)象或CIP清洗存在死角,就很容易給存在管道中的這部分麥汁帶來微生物問題,從而使整罐發(fā)酵液的微檢無法得到保證。因此,與頂水工藝相比較,不頂水工藝的微生物問題必須得到更加高度的重視。我們連續(xù)跟蹤了不頂水工藝的麥汁微檢情況。從(表3)可知,一般情況下,不頂水工藝的麥汁微檢能夠得到保證。但是,如果由于設備故障等原因?qū)е吕鋮s間隔超過2h,這樣很容易造成存在管道中的麥汁變酸甚至腐敗等問題,從而導致長菌,難以保證麥汁的微生物指標合格。因此,如果設備出現(xiàn)故障致冷卻間隔超過2h時,就必須要恢復頂水工藝,以確保麥汁的微檢合格。3添加“兩鍋麥汁間不頂水工藝”和“figfi-flush”不頂水工藝較之頂水工藝,只需在程序上進行改造,不需要增加任何費用。只需要在糖化和發(fā)酵控制系統(tǒng)中添加“兩鍋麥汁間不頂水工藝”和“skipwaterflush(跳過頂水步驟)”。每鍋麥汁冷卻結(jié)束前,發(fā)酵控制系統(tǒng)運行“skipwaterflush(跳過頂水)”程序,則在糖化操作電腦界面亮顯“兩鍋麥汁間不頂水工藝”。4不頂水工藝所帶來的