正文 第二節 麥芽及輔料的粉碎(2 / 3)

目前啤酒廠廣泛使用商品麥芽。剛剛出爐的商品麥芽需要貯存一段時間,以便鈍化的酶活力恢複,但不希望麥芽貯存時吸收水分,以保證麥芽具有較高的貯存性能,盡可能減少麥芽貯存時對質量的負麵影響。這樣粉碎前的麥芽水含量就可能較低,如果使用幹法的五輥、六輥的粉碎機,麥皮的破碎程度大。於是人們對於水含量低的麥芽,在幹法粉碎前采用增濕處理,然後再進行幹法粉碎,粉碎效果非常好。

2.增濕型幹法粉碎

(1)增濕型幹法粉碎係統增濕型幹法粉碎也被簡稱為增濕粉碎或回潮粉碎。粉碎前對麥芽進行增濕處理,主要使麥皮增加水分,從而令麥皮具有彈性不易破碎,而胚乳水含量上升比較少,仍然保持易碎的效果,然後采用六輥的幹法粉碎機對增濕後的麥芽進行粉碎。特別適合水含量低的麥芽粉碎。

增濕方式分為蒸汽增濕和水霧增濕兩種。蒸汽增濕是采用低壓飽和蒸汽(表壓0.05MPa)處理,時間20~40s,蒸汽變成冷凝水沉積在麥皮上。麥皮水分含量可提高1.2%~1.5%,整個麥粒水分含量增加大約0.5%。主要是麥皮吸收水分,恢複彈性,粉碎時能保持完整。蒸汽增濕具有快速、均勻增濕的特點,麥芽表麵不會產生過多的粘附水,也不會將水帶入到粉碎機中,蒸汽還能對增濕絞龍起殺菌效果。增濕絞龍應具有保溫裝置,避免產生冷凝水,同時也要避免蒸汽、冷凝水進入到粉碎機。水霧增濕是噴灑一定溫度、定量的水對麥芽進行增濕處理。較多采用大約30℃、0.2MPa的水,準確計量添加,然後與麥粒強烈混合,可使麥芽水分平均增加1%~1.5%、麥皮水含量增加2%~3%。水霧增濕具有結構簡單、應用廣泛等優點。應注意在運行一段時間後對絞龍進行清洗,否則會發臭。

(2)增濕型幹法粉碎的優點

①由於麥皮恢複彈性,粉碎時能保持麥皮完整,麥皮破碎程度很低,產生的麥皮屑非常少,麥皮體積大(高達800~1000mL/100g麥皮)。可縮短麥汁過濾時間,過濾麥汁質量好,不僅可提高洗糟麥汁收得率,而且還有利於啤酒口味、苦味質量、色度、非生物和口味穩定性。

②由於增濕後麥皮恢複彈性,胚乳保持幹且疏鬆,當預磨輥、麥皮輥的輥間距適當減小後,在這兩個粉碎過程中不僅麥皮能保持完整,而且還有利於胚乳從麥皮中脫落,可減少麥皮上胚乳數量,等於加強胚乳粉碎。有利於糖化時澱粉水解快而徹底,降低麥糟中可分解浸出物數量,提高糖化收得率,麥汁組成好、碘值低。

③麥芽增濕處理與新型的六輥粉碎機結合使用,有可能實現麥皮分離糖化工藝。

④適合輔料比例多的麥汁生產,也適合用全大麥釀酒的大麥粉碎。

(3)使用增濕型幹法粉碎的注意事項

①隻適合水分低的麥芽粉碎,麥芽要進行徹底除雜;應避免水、蒸汽進入粉碎機;要經常檢查振動篩、輥筒狀態及間距。

②麥芽在進行增濕時應注意準確、均勻增濕,既要避免增濕過度導致麥芽粉碎過粗,也要避免增濕不足而導致麥皮保持不完整;應檢查增濕前的麥芽實際水含量,這是調整增濕程度的依據。其次要經常檢查粉碎物的組成。添加的水霧或蒸汽的量必須準確、穩定。

a.水霧增濕:根據每次稱的麥芽量,計量添加水,要求增濕水溫保持穩定;通過保持單位時間內進入或出增濕裝置麥芽數量的穩定,來保證增濕時間的穩定,避免麥皮吸收水分過多或過少,甚至出現胚乳吸水過多影響粉碎效果。

b.蒸汽增濕:根據每次稱的麥芽量計量添加一定壓力(0.05MPa)的飽和蒸汽,蒸汽消耗量大約為13kg/t。

3.幹法粉碎設備

啤酒廠一般采用輥式粉碎機粉碎麥芽和輔料。輥式粉碎機采用一對或多對光麵或帶有溝槽的鑄鐵輥筒,以相同或不同的速度相向轉動,在擠壓力、摩擦力和剪切力的作用下,將麥粒破碎,使胚乳由皮殼中壓出。帶有溝槽的輥筒將穀物顆粒破開,輥筒轉速的差異產生強烈的摩擦力和剪切力,有利於胚乳粉碎。

粉碎過程可以分一次或多次進行。人們按輥筒數目的多少將輥式粉碎機分為:對輥粉碎機,一次粉碎過程;四輥粉碎機,二次粉碎過程;五輥、六輥粉碎機,三次粉碎過程。

(1)五輥、六輥粉碎機對於幹法粉碎來說,隻有1~2個粉碎過程的對輥、四輥粉碎機很難滿足過濾槽的粉碎物要求,目前應用較多的是五輥、六輥粉碎機。對於六輥粉碎機而言,其中有三對輥筒作為粉碎部件,一般兩對輥筒之間安裝了篩選裝置,利用偏心軸轉動使篩選裝置保持搖晃運動。麥芽由供料係統(可調閘板或振動下料器)輸送到帶溝槽的分配輥,均勻地進入粉碎機中進行粉碎。五輥粉碎機的工作原理和六輥粉碎機相同,隻不過是其中的一個輥起著兩種作用。第二個粉碎輥既和第一個粉碎輥構成預磨輥組,又和第三個粉碎輥組成麥皮輥組,在粉碎機調節適當時,和六輥粉碎機的效果相當。

①預磨輥的作用是將每個麥粒粉碎壓破,麥皮盡可能保持完整。預粉後的麥芽粉碎物落入上層振動篩。篩出的細粒、粗粉、細粉由麥粒中溶解良好的胚乳產生,不需要再粉碎。篩出的粗粒進入第三對輥筒粗粒輥。最上麵的附著大量胚乳的麥皮進入第二對輥筒麥皮輥粉碎。

②麥皮輥的作用是通過擠壓使麥皮上的胚乳能從麥皮上脫落下來,而且還要避免麥皮破碎。然後粉料落入下層振動篩。要求下層振動篩的麵積盡可能大,篩選效果好,才能保證麥皮與脫落下來的胚乳徹底分開,這是加強胚乳粉碎的重要步驟。篩出的細粒、細粉和粗粉,以及篩出的麥皮都不需要繼續粉碎而分別排出粉碎機,僅將篩出的粗粒,再進入第三對輥筒(粗粒輥)。

③粗粒輥(第三對輥筒)的作用是將粗粒粉碎為細粒、粗粉為主的粉碎物,產生盡可能少的細粉,又避免粗粒過多。

(2)輥筒輥筒是粉碎機中非常重要的部件,通過輥筒的對數、輥筒的轉速及差速、輥筒的表麵狀態、拉絲輥中拉絲的狀態、輥筒間距影響粉碎過程和效果。

①輥筒的質地組成:要求硬度高、耐磨性能好、防蝕、防鏽、經久耐用;輥體的外層采用高鉻、鎳、鉬等合金,內層優質球磨鑄鐵,經電爐冶煉、離心澆鑄。

②輥筒的狀態:輥筒一般分為光麵輥和拉絲輥。拉絲輥是指開有溝槽或拉絲,開槽數為600~900個。拉絲一般不平行於輥軸,有一定的角度,用斜率表示(一般8%~18%),也稱為斜拉槽。兩個輥筒的斜率總是相同的,這樣可達到加強滾動、剪切效應的作用。

對於拉絲輥筒來說,一對輥筒中的兩個輥筒轉速比大約為1∶2.5,稱為差速運轉;平麵輥中兩輥差速運轉大約為1∶1.25。差速運轉通常為1∶1,1∶1.2,1∶1.25,1∶2.5,1∶3。較低的差速,擠壓作用強,產生粉多;較高的差速,剪切力大,產生粒多。

輥筒的直徑為200mm、250mm、300mm、350mm,長度為400~1500mm。一般來說,輥筒的直徑越大、拉絲數越多、拉絲角越大、拉絲斜率越大,產生的粉則越多。

光麵輥一般產生較多的粉,拉絲輥一般產生較多的粒。拉絲輥中的刀刃對刀刃產生較多的細粒,拉絲輥中的刀背對刀背產生較多的粉。

③輥間距:輥間距對粉碎的影響特別大。

a.預磨輥的輥間距:必須使所有的麥粒被壓破,不應有整粒,麥皮保持完整。

b.麥皮輥的輥間距:必須使胚乳從麥皮上完全脫落並適當粉碎,麥皮保持完整。

c.粗粒輥的輥間距:應使粗粒粉碎為細粒、粗粉,避免產生細粉,既不影響麥汁過濾,又能獲得高的收得率。

(3)篩選裝置六輥粉碎機一般有兩組篩,每組篩選裝置都有兩層篩網,為了保持振動篩的通透性,其中安裝橡皮彈性球。現代化的粉碎機中下層振動篩的麵積應盡可能大些,篩選效果要好,以保證麥皮與粉碎了的胚乳盡可能徹底分開,有利於進一步對胚乳進行粉碎。如果篩選效果不好,會有較多的粗粒隨麥皮排走,導致粉碎物中粗粒比例上升,影響粉碎效果。篩的振動幅度為15~25mm,一般每分鍾振動450次。

另外還有供料係統、輥隙調整裝置、偏心驅動裝置、傳動機構及封閉殼體。在機身下部有采樣器,包括麥皮、粗粒、粗粉、細粉等樣品,用以了解各部分所占比例與粗細程度,隨時調節輥間距,保證粉碎質量。

目前也有一些改進的六輥粉碎機,其特點是在預磨輥、麥皮輥運行時,能有利於胚乳從麥皮上脫離下來,而且麥皮保持完整;其次增大下層篩麵積,其目的就是加強麥皮與粉碎了的胚乳的分離效果,隻有胚乳與麥皮徹底分開,才能在加強胚乳粉碎的同時,又能保持麥皮完整。

4.濕法粉碎

目前濕法粉碎應用廣泛,分為老式濕法粉碎和限定增濕型濕法粉碎。

(1)老式濕法粉碎老式的濕法粉碎首先利用粉碎機上方的浸泡暫存器,采用10~50℃的水將麥芽浸泡10~30min,使麥芽水分達到28%~30%。在排掉浸泡水(可回收或直接排掉)之後,邊加水、邊進行麥芽粉碎(輥間距為0.45mm)、邊投料進入糖化鍋、邊糖化,並在30~40min內完成。粉碎完畢後清洗粉碎機,以避免浸出物的損失。

濕法粉碎的優點是麥皮吸收大量水後恢複彈性,在粉碎時麥皮不易破碎,能夠保持非常完整。這種老式的濕法粉碎機的不足之處是在麥芽浸泡結束、排出浸泡水後,才開始濕法粉碎。伴隨著濕法粉碎的進行,存在於浸泡暫存倉中的麥芽,還會繼續吸附表麵水,並繼續向胚乳滲透,使待粉碎麥芽的胚乳水含量過高,這些高水含量的胚乳也大大恢複彈性,在粉碎時僅僅隻被擠壓出來,胚乳粉碎效果很差,會導致糖化收得率下降,麥汁組成也變差。目前啤酒廠基本不使用這種老式的濕法粉碎機。

(2)限定增濕型濕法粉碎限定增濕型濕法粉碎是在麥芽暫存倉與粉碎機之間,增加了一個噴水增濕器。幹麥芽在進入粉碎機之前,首先經過一個增濕器,用50~70℃的熱釀造用水噴淋,增濕處理約60s,使麥皮水分增加到18%~22%,然後進入粉碎機中進行濕法粉碎。相當於邊增濕、邊粉碎、邊投料泵入糖化鍋、邊預糖化,最後衝洗粉碎機,並調整好投料水的數量、投料溫度。

限定增濕型濕法粉碎機與老式的濕法粉碎機相比,由於每個麥粒的增濕時間短且相同,麥芽吸收的水分主要集中在麥皮,尚未擴散到胚乳中,這樣麥皮因吸收大量水分恢複彈性,粉碎時麥皮不易破碎並保持完整,胚乳吸水很少而保持疏鬆,在粉碎時也非常有利於加強胚乳粉碎,耗能也下降,滿足采用過濾槽的麥芽粉碎要求。由於是連續地邊進料、邊增濕、邊粉碎、邊投料、邊糖化,能夠做到整個粉碎時麥芽水含量保持一致,保證麥芽粉碎的均勻性和粉碎效果。

粉碎輥為拉絲輥,輥間距為0.25~0.4mm,轉速為125~138r/min,由各自的啟動電機運行。一定要保證通過增濕裝置時麥芽的增濕時間為60s,一定且穩定增濕水溫和增濕水量,否則麥芽增濕不足或過度,都不利於麥芽粉碎。進料輥的控製會影響增濕時間,一般取決於粉碎輥的耗電量及粉碎的能力。如果進料輥的轉速太快,會導致增濕時間短,麥皮吸水少,粉碎時麥皮易碎、不完整,或者堵塞粉碎機。為了避免麥皮破碎、保證麥皮完整,往往調大輥間距,其結果不利於胚乳的粉碎,胚乳粉碎得較粗,不利於糖化時澱粉徹底水解,導致糖化收得率下降,過濾時後糊化嚴重,過濾麥汁不清亮、碘值高。其次增濕水溫、增濕水量也會影響麥芽的吸水程度、吸水均勻度,一般按每100kg麥芽60L的熱水進行噴衝,以保持吸水的均勻性,麥皮吸收10~15L/100kg麥芽。在增濕時間為60s的前提下,過低的增濕水溫、過少的增濕水量,也會導致麥皮吸水少、不均勻,其不良後果是麥皮破碎程度大,不完整,影響麥汁過濾和麥汁生產。泵醪時需要強烈攪拌,但強烈攪拌會導致醪液吸氧嚴重,所以醪液泵需通過液位控製、保護性輸送醪液,甚至采用二氧化碳保護,以大大減少醪液吸氧。

在增濕、濕法粉碎後,可通過在線的pH測量控製加酸的數量。調整醪液的pH,使粉碎後醪液的pH最低大約為5.2,可抑製脂肪酸氧化酶活性,有利於啤酒的風味穩定性。