在不同糖化設備中煮沸鍋的用途有所區別:二器式的糖化設備中為糊化煮沸鍋;四器式的糖化設備中配備麥汁暫存槽和麥汁煮沸鍋;采用外加熱煮沸鍋時,煮沸鍋兼作回旋沉澱槽。麥汁煮沸方法及煮沸設備可分為以下幾點。
(1)按加熱方式可分為直火加熱和間接加熱,目前廣泛采用間接蒸汽加熱的煮沸鍋。
(2)根據加熱麵上液層的厚度分為薄層蒸發煮沸和非薄層蒸發煮沸。大多數采用非薄層蒸發的煮沸鍋,Merlin煮沸係統屬於薄層蒸發的煮沸設備。
(3)按加熱裝置可分為夾套和列管式加熱;根據列管式加熱裝置的放置方式,又分為內加熱麥汁煮沸鍋和外加熱麥汁煮沸鍋。
(4)依據煮沸鍋鍋內的壓力或煮沸時麥汁溫度可分為常壓麥汁煮沸鍋和帶壓麥汁煮沸鍋,目前廣泛采用動態的低壓麥汁煮沸工藝。
現代化的麥汁煮沸係統能保證麥汁在煮沸鍋中均勻分布、均勻煮沸,能避免麥汁局部過熱;廢熱能有效回收、能耗低;煮沸時蒸發率低,在蒸發率較低時能有效排除不良氣味物質;麥汁煮沸時的高溫負荷盡可能低;能輕柔、保護性地進行麥汁輸送(氣蝕、剪切力小);能自動化添加酒花和定期進行CIP清洗。
1.煮沸鍋的材質、幾何尺寸、容量及附屬裝置
(1)材質考慮到腐蝕、熱傳遞效率、對麥汁質量的影響,鍋體材質大多數采用不鏽鋼。鍋體外一般要安裝保溫層以及保護外殼。紫銅熱傳遞效率高,作為加熱裝置的材質,可使加熱麵積小,或使加熱介質的溫度低些,但在自動化清洗過程中不耐腐蝕、與鍋體連接困難(要鉚接)、耐壓能力差,銅還會誘導麥汁氧化。因此已由不鏽鋼取代。
(2)容量麥汁煮沸鍋的容量一般按8~9hL/100kg投料量計算。目前大多數啤酒廠還配備麥汁暫存槽。在煮沸鍋未騰出時,通過麥汁暫存槽貯存過濾麥汁,可提前進行麥汁過濾,提高設備利用率。麥汁暫存槽一般不安裝加熱裝置,但必須有保溫層,要求過濾麥汁從底部進入麥汁暫存槽,過去稱為頭道麥汁暫存槽。現在日糖化鍋次高,配備麥汁預熱器,所以麥汁暫存槽容量大,也便於生產安排。
(3)麥汁高度與鍋直徑的比例為1∶(1~2),有利於加熱裝置安裝,形成較大的水分蒸發表麵,有利於煮沸時形成強烈對流,避免麥汁溢出。
(4)環形冷凝水收集槽能保證二次蒸汽冷凝水順利排出。如果回流到鍋內,則不利於不良氣味物質的排出。
2.夾套加熱的麥汁煮沸鍋
夾套加熱的麥汁煮沸鍋分為圓形夾套加熱煮沸鍋、矩形不對稱夾套加熱煮沸鍋、圓形向上突起的夾套加熱煮沸鍋。
(1)圓形夾套加熱煮沸鍋隨鍋容量的增加,圓形夾套加熱煮沸鍋的加熱麵積不呈比例上升,煮沸時形成的麥汁對流不強烈,煮沸強度低,影響蛋白質的凝聚效果。這種圓形夾套加熱的煮沸鍋一般應用在生產能力小的啤酒廠,目前幾乎沒有啤酒廠應用。
(2)矩形不對稱夾套加熱煮沸鍋在矩形不對稱夾套加熱的煮沸鍋中進行麥汁煮沸時,麥汁對流比圓形夾套煮沸鍋要強烈些。為了保證均勻的麥汁煮沸,矩形煮沸鍋一般采用攪拌器,但又容易導致煮沸時產生泡沫,為了避免麥汁溢出,通常采用開口式麥汁煮沸,會導致麥汁高溫吸氧多,二次蒸汽溫度低,不利於廢熱回收等缺陷。同樣隨著鍋容量的增加,煮沸強度也低,煮沸效果差。
(3)向上突起的夾套加熱煮沸鍋(高效率煮沸鍋)加熱裝置分兩個區間,中部加熱夾套的加熱麵積大,蒸汽壓力高,麥汁的液位高度也低些,有利於形成強烈的對流;小型向上突起的夾套加熱煮沸鍋也能保證麥汁煮沸效果,但加工複雜,不適合大容量的煮沸鍋。
3.內加熱器煮沸鍋
隨著單鍋麥汁產量的增加,煮沸鍋的容量也相應增加。大容量的煮沸鍋必須保證足夠的加熱麵積,以滿足煮沸的工藝要求,煮沸鍋內設置加熱麵積大的內加熱裝置,於是出現了內加熱器煮沸鍋。
(1)內加熱裝置類型
①星式內加熱器:由多塊加熱板呈放射狀排列。
②多段內加熱裝置:有兩個直徑不同的空心圓柱環加熱裝置,同圓心上下重疊安裝,可根據麥汁液麵的高度進行加熱。
③列管式加熱器:目前廣泛應用的內加熱裝置有多種類型。
(2)傳統內加熱器煮沸鍋的優點過去國內使用較多的是將列管式加熱器安裝在鍋底中央呈杯狀的鍋內。由於列管式加熱器能提供較大的加熱麵積,相對於圓形夾套加熱的煮沸鍋具有以下優點。
①麥汁在加熱、煮沸過程中呈自然對流,但由於加熱麵積足夠大,麥汁在加熱管中既能預熱升溫又汽化,所以在煮沸過程中能形成較強烈的麥汁對流,煮沸強度可達到8%~10%,基本能保證煮沸時蛋白質的凝聚效果,煮沸時間由120min減少到90min。
②列管式加熱器在煮沸鍋內中央立式安裝,安裝簡單。
③加熱蒸汽的壓力相對於圓形夾套煮沸鍋要低,降低了麥汁與加熱介質的溫差,所以煮沸時的高溫負荷低。
④由於沒有循環泵,產生剪切力的可能性小,耗電量也低,熱輻射損失小。
⑤可采用密封式麥汁煮沸,帶入空氣少,二次蒸汽溫度高,便於廢熱回收。
⑥設備結構簡單,維修方便。
(3)傳統內加熱器煮沸鍋的缺點麥汁加熱、煮沸時所需的熱量一般由蒸汽通過間壁(不鏽鋼/銅)的熱傳導、可能存在垢層的熱傳導、麥汁對流的形式傳遞給麥汁,顯然,傳熱係數k取決於以下幾點。
①所使用間壁換熱的材料:銅為372W/(m2·K),不鏽鋼為15.1W/(m2·K),銅的傳熱效果好於不鏽鋼。
②加熱麵上形成的垢層:不利於熱傳遞,使總傳熱係數超比例下降,目前認為在煮沸5~6鍋麥汁後必須進行周期性堿洗,除出垢層,使傳熱係數k又上升恢複、保證煮沸強度的穩定。
③加熱麵上的流體流動:如果麥汁通過泵循環能形成湍流,使加熱麵上的層流變薄,則有利於熱傳遞過程。
剛開始使用這種傳統內加熱器煮沸鍋進行麥汁煮沸時出現了以下問題,又由於人們更進一步認識到麥汁煮沸對啤酒口味、口味穩定性的影響,所以這種簡單的老式內加熱器煮沸鍋滿足不了高質量啤酒生產的要求。
①預熱時麥汁在管束中呈自然對流,流速低,麥汁與加熱介質的溫差大,如果蒸汽閥門開得過大,就很容易發生麥汁局部過熱,嚴重時出現焦糊現象,加速加熱麵上垢層的形成,如果不及時進行堿洗、酸洗,會導致以後清洗難度更大,煮沸強度下降,煮沸效果差,煮沸時間延長,同時麥汁局部過熱,導致不可控製的過度的蛋白質凝聚,不利於啤酒泡沫,高溫負荷上升幅度大,還會影響啤酒色度、口味、口味穩定性。
②麥汁在煮沸時特別在麥汁預熱時形成自然對流,在管束中流速較低,不僅自清洗作用小,酒花糟等容易在加熱管中沉積,不利於清洗,而且熱交換效率低。
③由於沒有采用密封式的人孔,沒有安裝酒花添加罐,煮沸時麥汁可能會溢出,導致麥汁損失,甚至傷人。
④煮沸時形成的麥汁對流是不可控製的向上對流,產生的水分蒸發麵積小,煮沸強度不是特別理想。
(4)現代化內加熱煮沸鍋的特點不斷改進的新型內加熱器煮沸鍋逐漸克服傳統內加熱器的不足,應用廣泛。內加熱器煮沸鍋還能作為帶壓煮沸鍋,進行低壓麥汁煮沸。如今許多現代化的煮沸鍋均采用內加熱器,其特點如下。
①合理的內加熱器與鍋的幾何尺寸:在內加熱器上安裝導流上升管,該管的側壁上有泄壓口,上升管上裝有傘形罩,這樣形成的麥汁流動是強烈、可控的流動,使所有麥汁能均勻地加熱、煮沸,包括添加酒花、酸、各種添加劑。當麥汁穿過位於中央的內加熱裝置而被加熱向上沸騰時,產生由內向外的麥汁煮沸循環,由於加熱器上方安裝有傘形分布罩,使上升的麥汁反射向四周,落下的麥汁最好位於靠外緣1/3半徑或距鍋壁10~15cm處,形成活塞式的麥汁流動,不僅使麥汁在煮沸鍋中形成良好循環,而且大大增加了水分的蒸發表麵,有利於水分蒸發和不良氣味物質的排除,提高了煮沸強度,促進了蛋白質的凝聚。還能避免過多的泡沫形成,降低了麥汁溢出的可能性。
②煮沸時對麥汁質量的影響因素:包括加熱介質溫度和麥汁循環對流情況。一般認為30%~50%的可凝固性氮是在麥汁預熱時析出的,通過測定麥汁預熱時的可凝固性氮、TBA、DMSP的變化,發現麥汁剛開始煮沸時,已發生強烈的蛋白質凝聚,如果對流較差、麥汁局部過熱,可導致啤酒泡沫變差、TBA上升幅度大。通過安裝循環管,利用調頻泵進行循環,可消除這種隱患。由於麥汁加熱、煮沸是強製性加熱,所以加熱開始時能確保麥汁在加熱器中、鍋內形成強烈對流,有利於不良氣味物質的排除,而且加熱麵上的垢層形成速度慢,清洗循環周期長。還能采用過程導向優化技術,改善麥汁煮沸效果。安裝麥汁預熱器,也有利於麥汁預熱均勻,降低煮沸前的高溫負荷,有利於啤酒口味穩定性。
③過程優化的麥汁煮沸:煮沸時麥汁pH會影響苦味物質溶出、蛋白質凝聚、DMSP的裂解速度。DMS隨水蒸氣揮發速度大於DMSP裂解速度。DMS隨水蒸氣揮發的速度取決於水分蒸發麵積及蒸發率,利用這些變化的特點,可借助調頻泵保持麥汁對流、采取可調的加熱介質壓力和循環流量、利用多層扇形罩形成大的水分蒸發麵積,可將麥汁煮沸過程分為以下三個階段,使煮沸時間縮短到50~65min,蒸發率下降到5.5%~7%,並節約能源。
a.麥汁預熱階段(從0~20min):最大的泵循環流量、最大的熱量傳遞、加熱介質的壓力高,有利於麥汁快速預熱、蛋白質凝聚,但沒有調酸,麥汁pH高,有利於DMSP轉化為DMS。
b.煮沸第一階段(從20~50min):最低的泵循環流量、較低的加熱介質壓力、保持自然對流循環,有利於酒花均勻分布、溶解、異構化,酒花油的損失保持最低,麥汁pH高、促進苦味物質溶出、DMSP裂解。
c.煮沸第二階段(從50~70min):加酸調麥汁pH、較高的泵循環流量、蒸汽壓力,促進蛋白質適當凝聚,DMS排除。
④新型Stromboli內加熱煮沸係統:Stromboli內加熱煮沸係統的結構特點是將循環麥汁上升管插入大直徑的中心管,產生自吸噴射泵,鍋的底部安裝多個麥汁出口,通過調頻泵(6~8次循環/h)使麥汁從多個出口均勻流出,流進麥汁上升管形成向上運動,通過自吸噴射泵產生吸力,使加熱管中的麥汁能連續有效地吸進大直徑的中心上升管,噴射到雙層傘形罩。這樣整個麥汁能均勻混合、形成蒸發麵積大,不僅在任何階段能避免形成脈衝,加熱管內不易結垢,而且在蒸發率較低的(降低到3%~4%)情形下,能非常有效地排除不良氣味物質,保護性促進蛋白質凝聚。也可采用過程優化的麥汁煮沸工藝。
4.外加熱器煮沸鍋
外加熱器煮沸鍋的特點是加熱裝置獨立安裝在鍋體外,從煮沸鍋底部流出的麥汁借助於泵,通過外加熱器進行每小時7~10次的循環加熱,加熱後的麥汁以切線方向或經中心麥汁管進入麥汁煮沸鍋。麥汁在鍋內呈常壓狀態。
(1)外加熱器煮沸鍋的優點
①與傳統內加熱器煮沸鍋形成的自然對流加熱相比,外加熱煮沸器中的麥汁煮沸過程屬於強製對流加熱,麥汁在加熱裝置中的流速可達2.5m/s,流速高,可大大提高熱交換效率,麥汁預熱時不會產生局部過熱,可降低啤酒色度、高溫負荷,有利於啤酒口味、口味穩定。更重要的是流速高,在加熱麵上不易產生垢層,髒物不易沉積,所以外加熱器煮沸鍋的清洗要比傳統的內加熱器煮沸鍋容易些。
②通過節流閥的作用使麥汁在外加熱器中的壓力升高,加熱到102~108℃,由於鍋內是常壓,所以麥汁切線進入鍋內後,發生降壓降溫過程有利於水分蒸發、不良氣味物質排出;有利於鍋內麥汁均勻地混合,並形成強烈的對流,煮沸強度高。外加熱器出口處麥汁溫度高,有利於蛋白質凝聚、α-酸異構化,使煮沸時間能縮短到60~70min,且保證麥汁煮沸效果,煮沸鍋占用時間也少,有利於日糖化鍋次的提高,提高麥汁產量。
麥汁經過加熱器之後溫度102~106℃,適合下麵發酵啤酒。
麥汁經過加熱器之後溫度103~108℃,適合小麥啤酒。
③由於加熱裝置安裝在鍋外,不占用鍋內體積,同時加熱麵積設計不受限製,可根據工藝的需要設計所需的加熱麵積,就可能允許采用較低壓力的蒸汽進行麥汁煮沸,可明顯降低麥汁與加熱介質之間的溫差,使麥汁在煮沸時形成的高溫負荷更低,有利於啤酒口味、口味穩定性;由於能采用較低壓力的蒸汽進行麥汁煮沸,便於將二次蒸汽回收增壓,用於麥汁煮沸,降低了能源消耗,降低了生產成本。
④由於能調整麥汁在外加熱器出口時的溫度及鍋內麥汁循環次數,可根據工藝的要求來調整煮沸強度,並自動控製麥汁加熱、煮沸過程。
⑤如果安裝兩個鍋交替作為煮沸鍋、回旋沉澱槽使用,可省去打麥汁過程,可降低煮沸後的高溫負荷,有利於啤酒口味穩定性。
按傳統觀點來看外加熱器煮沸鍋也存在不足,如需要泵循環,耗電增加;為減少外加熱器產生的大量熱輻射損失,需要額外的保溫處理,增加投資費用;由於麥汁在外加熱器中流速高,可能會產生剪切力,降低啤酒可濾性。但這些不足按現代煮沸觀點來看卻可接受。
(2)對現代化外加熱裝置的要求
每小時的蒸發率:10%(以打出麥汁計算)並可調。
每小時循環麥汁量:最高可達到10倍的打出麥汁量。
8次循環、調頻控製的麥汁流速(加熱器中):至少2.5m/s。
蒸汽壓力:0.3MPa(絕對壓力),0.03MPa(表壓,二次蒸汽壓縮加熱)。
麥汁經過外加熱器之後的溫度:102~107℃。
必需的加熱麵積:大約11m2/10kL打出麥汁,大約50m2/10kL打出麥汁(二次蒸汽壓縮加熱)。
(3)外加熱裝置的類型
①列管式外加熱器:目前廣泛應用立式列管式加熱器,一般不會出現密封問題,管內、殼程的空間能完全分開,可使用較高的蒸汽壓力,具有較高的耐壓穩定性。臥式列管式加熱器能平衡流速和壓力損失(清洗和循環泵流量),具有較高的熱量交換效率。
②薄板換熱器作為外加熱器:要求6mm寬縫隙的薄板換熱器,占地麵積小而換熱麵積大,非常適合采用壓縮二次蒸汽後作為加熱介質,沒有壓力損失,每生產12~15鍋麥汁後清洗煮沸鍋。
5.其他的新型常壓麥汁煮沸係統
(1)薄層蒸發煮沸係統薄層蒸發煮沸係統以Merlin麥汁煮沸係統為代表,主要由帶錐形加熱的薄層蒸發煮沸鍋、起收集麥汁作用的回旋沉澱槽構成,完成麥汁預熱、煮沸、回旋沉澱除去熱凝固物、DMS汽提的作用。既具備外加熱煮沸鍋的優點,又具備薄層蒸發煮沸的獨特優勢。通過薄層加熱使麥汁在預熱過程中也發生強烈水分蒸發,可采用過程優化的煮沸工藝,並省去打麥汁過程,所以TBA上升的幅度小、麥汁色度淺,節約了能源,避免了強烈的蛋白質凝聚,有利於啤酒泡沫持久、酒體醇厚。
①麥汁預熱:滿鍋麥汁貯存在回旋沉澱槽中,通過泵將麥汁打到帶錐形加熱的薄層蒸發的煮沸鍋中進行預熱,然後從兩個出口返回到回旋沉澱槽中,采用0.13~0.17MPa蒸汽壓力、按5~6次/h循環流量、兩段錐形加熱,預熱時間為20~30min。由於是薄層加熱,能邊加熱、邊煮沸,既有利於水分的蒸發,又有利於蛋白質凝聚。
②麥汁煮沸:煮沸開始後蒸汽壓力調整到0.08~0.11MPa,按3~4次/h循環流量、一段錐形加熱煮沸,然後麥汁返回到回旋沉澱槽中,煮沸時間35min,水分蒸發在錐形加熱的薄層蒸發煮沸鍋中進行,可回收利用二次蒸汽。
③回旋沉澱:煮沸結束後,通過循環泵使麥汁從下部的進口切線進入,產生回旋效果,並靜置10~15min。
④汽提過程:靜置結束後,將除去熱凝固物後的麥汁又泵到錐形加熱的薄層蒸發鍋中,麥汁加熱後產生汽提效應,有利於排除DMS,隨後麥汁開始冷卻。
(2)輕柔型Kaspar Schulz煮沸係統輕柔型Kaspar Schulz煮沸係統將麥汁煮沸過程中的水分蒸發分為兩個階段。
通常的煮沸為第一煮沸階段。麥汁在98℃保溫60min,蒸發率1%。與傳統的煮沸相比,不強調形成強烈的麥汁對流,蒸發率低、煮沸溫度低,所以稱為輕柔型麥汁煮沸。在這個階段中隻強調適當的蛋白質凝聚,酒花苦味物質的溶出、異構化,煮沸時麥汁色度、TBA上升的幅度小,泡沫好、能耗低,也能保證啤酒非生物穩定性的要求。
將水分蒸發、不良氣味物質的排除,放在回旋沉澱後完成,稱為煮沸的第二階段。在此階段蒸發率高,雖然有利於DMS排除,卻對啤酒酒花香味不利。
6.帶壓麥汁煮沸鍋及帶壓麥汁煮沸工藝
(1)帶壓麥汁煮沸的意義和分類帶壓麥汁煮沸工藝是指鍋內的壓力大於當地大氣壓,鍋內麥汁沸點提高,麥汁煮沸溫度也上升。隨著煮沸溫度上升,可大大促進蛋白質凝聚、α-酸溶出及異構化,DMSP轉化為DMS的速度也加快,不僅縮短了煮沸時間,適合於日糖化鍋次多的麥汁生產,而且二次蒸汽溫度高,便於回收二次蒸汽、降低能耗。但也要避免因溫度高,導致類黑素形成多、煮沸時的高溫負荷高、多酚物質聚合程度大等負麵影響。
依據煮沸鍋內的壓力大小或者煮沸時麥汁溫度的高低,可分為低壓麥汁煮沸、連續高溫麥汁煮沸。目前廣泛應用低壓麥汁煮沸工藝。
低壓煮沸:麥汁在外加熱器中加熱到101~112℃,鍋內常壓。
連續高溫麥汁煮沸:采用分次加熱升壓,使麥汁溫度升到130~140℃,保溫一段時間,然後分次降壓降溫到100℃。
(2)采用帶壓麥汁煮沸的注意事項及要求
①能保證α-酸異構化率達到50%~55%;麥汁具有良好的酒花香味;終了麥汁中可凝固性氮18~28mg/L(12%)。
②應避免高溫對麥汁質量的負麵影響,嚴格控製煮沸的溫度、時間;使TBA上升幅度小,並保證冷麥汁中DMS含量低。
③采用多酚物質含量低的酒花製品,過濾麥汁中的氧負荷低,小於0.5mg/L,減少多酚物質的高溫氧化聚合,保證啤酒色度淺,有利於啤酒非生物穩定性。
④滿鍋麥汁的固形物含量低於50~60mg/L,可避免麥汁的碘值上升幅度過大,同時也可減少高分子脂肪酸發生裂解反應,對啤酒口味穩定性影響小。
(3)低壓麥汁煮沸工藝
①傳統的低壓麥汁煮沸工藝:目前較多采用內加熱煮沸鍋進行低壓麥汁煮沸。應注意煮沸鍋屬於壓力容器,所以在乏汽排汽管中必須安裝安全閥、真空閥、排汽閥、乏汽排汽閘板,鍋壁厚度、焊接質量也要滿足壓力容器的規範要求。由於是密封式帶壓煮沸,所以要采用密封式的人孔、酒花自動添加係統。過去低壓麥汁煮沸的溫度為110~113℃,為了降低煮沸時高溫負荷及TBA上升幅度,目前低壓麥汁煮沸的溫度較多采用102~104℃,鍋內壓力為0.11~0.12MPa,生產小麥啤酒時低壓麥汁煮沸的溫度可采用106~108℃。
采用內加熱煮沸鍋進行低壓麥汁煮沸的過程:約15min將麥汁從70℃加熱至100℃;在100℃常壓前煮沸10min左右;在10~15min內通過升壓使麥汁溫度從100℃升至102~104℃;在102~104℃的低壓下煮沸15min左右;在15min內將鍋內的壓力降至大氣壓,麥汁溫度降至100℃;降壓後麥汁在常壓100℃下後煮沸約10min。
低壓麥汁煮沸工藝相對於傳統麥汁煮沸工藝來說,總煮沸時間縮短到60~70min,降低了煮沸鍋的占用時間,適合於日糖化鍋次高的麥汁生產,蒸發率約為6%,大大降低了煮沸時的蒸汽消耗,同時二次蒸汽溫度高,便於二次蒸汽的壓縮增壓及回收利用,或溫度高的二次蒸汽冷凝,能產生96℃的熱水,用於麥汁預熱,降低能耗。
②采用內加熱器煮沸鍋進行動態低壓麥汁煮沸工藝:盡管低壓麥汁煮沸中煮沸溫度降至102~104℃,TBA上升幅度也小了,但是人們對啤酒質量的要求越來越高,總認為低壓麥汁煮沸過程中DMS排除不徹底,TBA值上升幅度依然較高,於是出現了動態的低壓麥汁煮沸。由於多次升壓、降壓過程,提高了煮沸時蒸發率,有利於蛋白質凝聚、DMS排出,並縮短了煮沸時間;與一般的低壓麥汁煮沸工藝相比,動態低壓麥汁煮沸過程中的TBA值上升幅度更低,有利於啤酒口味穩定性。產生101℃的二次蒸汽,比傳統的低壓麥汁煮沸時產生的二次蒸汽溫度還要高些,便於二次蒸汽的回收。
③采用外加熱煮沸鍋進行的動態低壓麥汁煮沸工藝:在外加熱器中麥汁加熱到102~104℃、鍋內呈常壓的外加熱麥汁煮沸,實際上也是典型的動態低壓煮沸工藝。麥汁每次進入外加熱器加熱到102~104℃,屬於升壓過程,回到煮沸鍋內降溫到100℃,屬於降壓過程,一般要求每小時泵循環7~9次,也相當於動態低壓煮沸時7次循環升壓和降壓過程。隻不過需要通過泵循環完成麥汁動態低壓煮沸,比內加熱煮沸鍋的動態低壓煮沸時產生的二次蒸汽溫度(至少100℃)稍低些,也沒有常壓前煮沸和常壓後煮沸過程。
(4)高溫短時的連續麥汁煮沸工藝麥汁加熱到130~140℃,在如此高的溫度下停留3~6min,就能滿足蛋白質凝聚、α-酸異構化的要求。
高溫短時的連續麥汁煮沸過程是過濾後麥汁進入麥汁暫存槽,並添加酒花,以一定的壓力將麥汁泵入換熱器,麥汁在一級換熱器中用降壓產生的100℃二次蒸汽加熱到95℃;在二級換熱器中用降壓產生的120℃二次蒸汽繼續加熱到115℃;在三級換熱器中用新鮮蒸汽加熱到140℃;麥汁在140℃的保溫區間中保溫5min;保溫後的麥汁在第一級蒸發器中因降壓從140℃降到120℃(產生的120℃二次蒸汽將二級換熱器中的麥汁從95℃加熱到115℃),在第二級蒸發器中因降壓從120℃降到100℃(產生的100℃二次蒸汽將一級換熱器中的麥汁從76℃加熱到95℃)。煮沸後的麥汁進入回旋沉澱槽。
由於分次升壓加熱、分次降壓降溫,使麥汁的溫度逐步升到130~140℃,保溫,然後分次降到100℃。這樣可利用降壓降溫產生的二次蒸汽,用於麥汁升溫,是煮沸過程中最佳的廢熱回收利用,蒸發率低於6%,所以煮沸時能源消耗低,煮沸過程時間短;如果麥汁氧含量低,則麥汁氧化程度小,麥汁色度低。
但是高溫短時的連續麥汁煮沸工藝也存在不足。例如,生產深色啤酒時易產生焦糊味,易結垢、需頻繁清洗,最關鍵是DMS排出不足,TBA上升幅度過大,不利於啤酒口味、口味穩定性,而且必須配備多個暫存槽才能保證連續的高溫麥汁煮沸。目前幾乎沒有啤酒廠使用連續的高溫麥汁煮沸。
四、酒花添加
1.酒花添加的目的
酒花中含有酒花樹脂、酒花油、酒花多酚物質等重要成分。一般在麥汁煮沸過程中分次添加酒花,充分利用酒花的性質並達到以下目的。
(1)酒花苦味物質溶出、異構化,賦予啤酒(麥汁)獨特、爽快的苦味。
(2)酒花油中的某些成分進入麥汁中,賦予啤酒(麥汁)獨特的酒花香味。