限定增濕型濕法粉碎機的優點如下。
①在整個粉碎過程中能保證所有麥芽具有穩定的增濕效果和水含量(麥皮的水含量為18%~22%);麥芽粉碎均勻、粉碎效果穩定。
②麥皮吸水多,在粉碎時保持麥皮非常完整,有利於麥汁過濾,適合高比例輔料的麥汁生產。
③在保證麥皮完整的前提下,由於胚乳吸水少且保持疏鬆,有利於胚乳粉碎,降低粉碎時能耗,良好的胚乳粉碎有利於糖化時澱粉水解,提高糖化收得率,麥汁組成好。
④邊增濕、邊粉碎,無浸泡水產生,也省去麥芽浸泡過程,節約時間。
⑤料倉能保持幹的狀態,無粉塵產生。
限定增濕型濕法粉碎過程一般應在30~40min完成,以避免過長的不可控製的酶分解過程;要求粉碎機的能力大,用電峰值高,往往耗能大;也不可能進行麥皮分離糖化,粉碎物評價困難等。盡管有上述諸多缺陷,我國有許多的啤酒廠還是樂意采用限定增濕型濕法粉碎機。
5.采用壓濾機的原料粉碎
(1)幹法錘式粉碎機在采用壓濾機進行麥汁生產時,由於麥皮不作為過濾介質,在粉碎時麥皮也能與胚乳一樣粉碎得比較細,所以隻需要一個粉碎過程。輥筒式粉碎機能滿足老式壓濾機的麥芽粉碎,但對於新型壓濾機而言,要求麥芽粉碎達到粉末級粉碎度,也就是麥芽必須粉碎得非常細,一般可采用錘式粉碎機。在錘式粉碎機中通過高速旋轉的部件(轉錘:線速度70~120m/s)與麥芽接觸時產生很大的剪切力和摩擦力,使麥芽得到粉碎,達到粉碎度的麥芽通過0.5~1mm篩子而篩出。要求麥芽必須徹底除去石頭、灰塵和鐵塊(防止磨損和粉塵爆炸)。幹法錘式粉碎機具有耗能大、篩子易磨損等缺陷。
(2)濕法粉碎
①Meura盤式濕法粉碎機:主要由一個固定盤和一個線速度為40m/s的旋轉盤構成。在旋轉盤中心,一對固定的錘子確保了麥芽平均分配。首次粉碎過程是由一行刀片,然後三環細齒確保粉碎的完成。旋轉盤固定在一個軸上,可調整盤與盤之間的距離。在投料溫度下,這種濕法“旋轉磨”可在水中進行無氧粉碎,吸氧少,由於原料粉碎得很細,濾框的裝載能力高(192kg麥芽/濾框,而用傳統錘式粉碎機隻有175kg/濾框),適合於新型壓濾機的麥汁生產,也有利於獲得高質量的麥汁、糖化收得率高。
②Dispergier分散式濕法粉碎機:Dispax分散式濕法粉碎機可用於大麥、麥芽、小麥和輔料的粉碎。其結構特點是:“插銷齒”式粉碎機,多室係統,同心旋轉(即在不旋轉的盤上安裝了一係列的“插銷齒”),水平進料,徑向排料。水和麥芽同時進入到轉子和定子之間的縫隙中,顆粒不斷受到推力和剪切力而被粉碎。能達到很細的粉碎效果、均勻度。其中70%顆粒小於0.15mm,與錘式粉碎機相比耗能少。
這種Dispergier分散式濕法粉碎具有邊粉碎、邊混合、邊投料,醪液無結塊、底部進入糖化鍋,省去料粉暫存箱,無粉塵產生,原料的顆粒大小不均勻,對粉碎幾乎沒有影響等濕法粉碎的優點。與其他濕法粉碎相比,還具有能省出投料泵、CIP清洗,吸氧少,可降低脂肪酸氧化酶活性,減少β-葡聚糖凝膠形成,糖化收得率高,糖化時間短等優點。
四、原料的預處理和麥芽粉碎前後的貯存
購回的原料(麥芽、輔料)中可能混有石子、鐵釘、鐵塊、粉塵,也可能因麥芽除根不徹底,還混有麥根、脫落的麥皮、其他雜質,甚至可能摻入質量比較差的小顆粒麥芽等,所以在粉碎前必須進行預處理。預處理可包括麥芽拋光、除石、除鐵、除去大小雜質、麥芽除塵、麥芽稱重以及輔料大米的除石、除鐵、稱重等。
1.原料預處理的意義
順利粉碎過程的前提;影響粉碎質量;保證設備的安全與使用壽命;有利於啤酒質量(色度、苦味質量、口味);可提高糖化收得率。
2.原料的預處理過程
(1)麥芽除石粉碎前必須除去混在麥芽中的石子,否則這些石子進入粉碎機,會磨壞粉碎輥上的拉絲,縮短輥筒的使用壽命。
(2)除鐵廣泛應用永久磁鐵器。麥芽或輔料中可能混有鐵釘、鐵塊等雜物,如果不除去,則會損傷機器或磨損機器,增加維修費用。鐵器之間的碰撞會產生火花,可能導致粉塵爆炸危害。
(3)麥芽、輔料的除塵由於麥芽、輔料可能含有粉塵,為了保證車間的工作環境,有利於工人的身心建康和大氣環境,減少機器損耗,防止粉塵爆炸,提高糖化收得率,粉碎工序的所有設備都應與除塵設備相連接。
(4)拋光處理和風力篩選機首先最好能對麥芽進行拋光處理,脫落下的麥粒雜質通過風力篩選機除去麥芽中比麥粒大或比麥粒小的雜質,包括未除盡的麥根、脫落的細小皮殼。有利於改善啤酒口味,降低色度,提高糖化收得率。也有啤酒廠不進行麥芽拋光處理,目前不少啤酒廠采用去石篩選組合機,可同時除去麥芽中的大小雜、石頭,這樣可省去風力篩選機。
(5)麥芽和輔料的稱重由於計算糖化收得率、增濕時計量水的緣故,所以添加每鍋糖化的投料量必須準確記載。可用自動計量秤控製原料投料量。原則上可分為老式傾翻式計量秤和新式電子計量秤兩種計量係統。如今新式大型設備幾乎都使用電子計量秤或者定量倉。選擇何種計量稱取決於所希望每次稱量的數量、稱量是否與粉碎機一起工作、稱量是否與過程一體化控製有關、稱量是否與平衡作用有關。目前啤酒廠較多采用有稱量單元的麥芽、輔料的定量暫存倉,用於每鍋投料量的稱量和控製。
3.麥芽粉暫存箱
麥芽在經過老式的幹法粉碎、增濕型幹法粉碎後,需要將粉碎後的麥芽粉暫存,便於下一鍋次的投料。在設計麥芽粉貯存箱時應考慮下料錐角:一般的粉碎物為51°~54°、蒸汽增濕的粉碎物為70°、麥皮暫存箱的下料錐角為為62°。
在選擇麥芽粉暫存箱容量大小時,應考慮粉碎方式的不同,麥芽粉碎物的體積也不同。老式幹法粉碎物按3.0hL/100kg計算;增濕型幹法粉碎物按3.75hL/100kg計算。
粉碎後的麥芽,大大增加了粉碎物的表麵積,麥芽香味容易損失,伴隨比較強烈的氧化過程,對於增濕型幹法粉碎物來說,微生物也會開始生長,粉碎後的麥芽放置時間越長,負麵影響越大。所以麥芽粉暫存的時間不宜過長,麥芽粉暫存箱中采用CO2保護,可防止脂肪酸的分解。
4.麥芽和輔料貯存
麥芽貯存容量的大小取決於啤酒廠、麥芽廠或麥芽、輔料供應商之間的合作關係。啤酒廠一般應貯存至少能滿足6周生產所需要的麥芽、輔料,但過長時間的麥芽、輔料貯存不利於啤酒質量。
麥芽貯存分為散裝和立倉。立倉一般用鋼鐵、混凝土製成。考慮麥芽品種、質量等級,往往需要多個立倉,每個立倉的容量應能滿足一個星期的麥芽用量。麥芽立倉應具備:在進倉和出倉時輸送裝置能排料幹淨;為了消除穀物中可能的病蟲害、降溫要求,應設計所需的通風裝置;應安裝容量探頭,控製原料數量,安裝溫度探頭可了解麥芽貯存的溫度,麥粒的溫度高,易長蟲,酶易失活,會發生強烈的酶分解和氧化過程,不利於麥汁生產、啤酒質量;立倉應具有良好的防漏、密封性能、保溫性能。
輔料大米貯存也和麥芽一樣,分為散裝和立倉,越來越多的啤酒廠采用立倉貯存大米;玉米澱粉一般是袋式貯存。
五、影響麥芽粉碎的因素
在評價麥芽粉碎好壞時必須首先考慮所使用的麥汁過濾係統。對於一套麥汁生產設備而言,麥汁過濾設備是一定的,對麥芽粉碎的要求也一致。在此前提下影響麥芽粉碎的因素包括麥芽質量、粉碎方法及設備、原料的預處理、粉碎機的調整與操作。
1.麥芽質量
(1)麥芽的溶解度在粉碎設備、輥間距、麥芽水含量、顆粒大小相同的情況下,溶解差的麥芽胚乳硬,與溶解好的麥芽相比粉碎難度大,產生的粗粒多,麥皮上的胚乳多,在加強麥芽胚乳粉碎的同時,可能導致麥皮破碎程度增加。
(2)麥芽的水分含量不同的粉碎方式對麥芽水分的要求不同,以便能達到滿意的粉碎效果。
如果麥芽水分高於7.5%,對於采用傳統的幹法粉碎、增濕型幹法粉碎來說是不合適的,會導致粉碎時產生較多的粗粒、麥皮上的胚乳多。
如果麥芽水分低於5%,對於采用傳統的幹法粉碎來說同樣不合適的,會導致粉碎時麥皮保持不完整。但對於增濕型幹法粉碎來說是非常適合的,通過麥芽增濕,使麥皮恢複彈性,粉碎時麥皮可保持完整。所以老式的幹法粉碎要求麥芽水含量在5.5%~7.5%,過高、過低的麥芽水含量,均會導致其粉碎麥芽的效果差。
在粉碎前將麥芽限定增濕,使增濕後麥皮的水分為18%~22%,然後進行濕法粉碎。由於粉碎時麥芽水含量遠遠大於一般情況下未增濕的麥芽水含量,必須通過增濕才能達到濕法粉碎的要求,所以一般情況下麥芽水含量稍高或低,對於限定增濕型濕法粉碎來說影響不大。如果麥芽的水含量過高,有必要調整麥芽的增濕程度,避免增濕過度,也會因胚乳的水含量高,影響麥芽粉碎效果。
(3)麥粒顆粒大小如果麥芽中含有較多的小顆粒,說明麥粒顆粒大小都不均勻,為了加強對小顆粒的麥芽粉碎,必須減小輥間距,會導致粉碎大顆粒時麥皮破碎程度大。如果考慮到保持麥皮完整,就可能增大輥間距,這又會導致粉碎小顆粒時產生較多的粗粒,甚至出現整粒。所以對於過濾槽的麥汁生產來說,不論采用何種粉碎方法,麥粒顆粒大小都不均勻,必然或多或少影響粉碎效果。在輥間距的調整時要兼顧對小顆粒的粉碎。而采用新型壓濾機的麥汁生產而言,麥粒顆粒大小對粉碎的影響不大。
2.粉碎方法和設備
與采用傳統的幹法五輥、六輥粉碎機的麥芽粉碎效果相比,增濕型幹法六輥粉碎機、限定增濕型濕法粉碎機,能在麥芽質量小幅波動時保證粉碎效果,粉碎效果能滿足采用過濾槽的麥汁生產要求,甚至高比例輔料的麥汁生產要求,應用廣泛。
3.良好的設備保養,正確的調整、操作
良好的設備保養,正確的調整、操作是保證粉碎效果的重要前提,是生產中直接影響麥芽粉碎效果的主要因素。
對於輥筒式的粉碎機,無論是常見的增濕型幹法,還是限定增濕型濕法粉碎,為了確保粉碎機正常工作,應關鍵控製如下幾點。
(1)粉碎機必須水平安裝,每對輥筒必須保持水平且相互平行安裝,無震動,否則麥芽在輥筒上分配不均勻。
(2)麥芽必須以少量、均勻並保持合理的進料速度進入,保證麥芽均勻分布在輥筒上,並確保麥芽粉出口暢通。
(3)定期檢查油位、轉數、空轉和負載時的電流等情況。
(4)定期檢查輥間距大小、輥筒以及篩網的狀態;生產中保持每對輥的輥間距穩定,是保證粉碎效果的前提。通過檢查輥筒拉絲的磨損,表麵是否損傷,會直接影響粉碎效果,也能反映麥芽除石、除鐵的效果。對於幹法粉碎還應檢查篩網是否堵塞、是否破損和彈性球的情況。如果篩網堵塞,會出現麥皮上胚乳多、粗粒多,麥芽粉碎得粗。如果篩網破損,可能出現麥皮破損,保持不完整,或者粗粒多,所以直接影響粉碎效果。
對於目前使用較多的幹法錘石粉碎機來說,應定期檢測篩子是否破損並及時更換。
(5)定期做好設備清潔衛生,對於濕法粉碎來說,每次粉碎應徹底衝洗,可減少浸出物損失,定期清洗和消毒,可減少異味,從而啤酒口味。對於幹法粉碎來所還需定期做取樣器的清潔衛生。
(6)定期檢查除塵器、除鐵器、組合除石機的運行情況,是保證設備正常運行、粉碎效果的前提。通過定期檢查麥芽和輔料的粉碎效果,反映設備是否正常運行,是維持最佳粉碎效果的保證。對於老式、增濕型幹法粉碎來說,每批次感官檢查粉碎過程各個階段的粉碎情況、每周至少一次進行一次篩選分析法。對於限定增濕型濕法粉碎,也有必要抽樣感官檢查粉碎效果。