麦汁冷却不顶水工艺的研究

麦汁冷却不顶水工艺的研究

酿酒能耗的研究近年来，随着原辅材料价格的显著增加，减少浸出物损失对啤酒制造行业越来越重要。国内外都在研究减少浸出物损失的措施。同时,由于我国的啤酒产量已连续12年居世界首位,但高消耗高排放的生产方式使得水资源和能源已经成为现阶段制约我国可持续发展的瓶颈,因此,酿酒行业对水耗以及蒸汽耗的指标也更趋收紧。为进一步降低浸出物损耗以及酿造水耗,本论文对麦汁冷却不顶水工艺进行了研究。1小麦汁可冷却上部和非上部工艺1.1发酵罐区管道每罐每批麦汁冷却前按程序设定时间先顶热水冲洗管道,再顶冷水(热水与冰水热交换所得)将管道冷却,待管道冷水温度降到与麦汁入罐温度接近时,麦汁开始冷却。冷却过程中,当澄清罐低位探头显示空时,澄清罐出口阀门至发酵罐锥底阀之间的管道中充满着一部分麦汁(视管道长短不同,存在管道中的麦汁体积不同),可用冷水将存在管道中的麦汁顶入发酵罐。根据管道长短和顶水流量计算需要的时间设定程序中的顶水时间,或者留意麦汁管道视镜手动转阀(待视镜中出现冰水混合物,且颜色越来越浅,直至麦汁颜色褪去时即转阀),避免麦汁与冷水的混合物排地沟。这种用冷水将冷却结束存在管道中的麦汁顶入发酵罐的工艺即麦汁冷却顶水工艺。1.2中间麦汁批次不顶水或顶水制备每罐(一般5锅满罐)相邻两锅之间冷却时间间隔一般为2h,且由于每罐酵母均在伴随第一锅和第二锅冷却时添加(如果第一锅未冷却完,则第二锅冷却时继续打酵母)。为在短时间内完成酵母添加,使麦汁均匀发酵,以及避免因酵母积聚在管道内造成酵母添加泵受压引起渗漏,逐渐采用中间麦汁批次不顶水工艺。不顶水工艺与顶水工艺主要区别在于:中间批次麦汁冷却前不顶水;上锅麦汁冷却结束后,不用冷水将存在管道中的麦汁顶入发酵罐,待下批麦汁冷却时再一并入罐。2非顶水处理对制造性能的研究2.1原时间所短从(表1)可以看到,不顶水工艺的降糖时间和双乙酰还原时间均略有所缩短。这是由于不顶水工艺减少了冷却前顶水时间和冷却后顶水的时间,使酵母添加时间缩短,对麦汁的均匀发酵有利,同时酵母的生长繁殖情况也能更加均匀。2.2麦汁的浸出物试验样采取不顶水工艺,对照样为顶水工艺。试验样和对照样为相同品种(配方和工艺均相同)麦汁,试验样和对照样各跟踪了5罐(共50批麦汁)的浸出物。由(表2)可以看出,不顶水工艺的浸出物比顶水工艺高出3.07%。这是由于顶水工艺中,冷却结束后,用冷水将管道中的麦汁顶入发酵罐,通过程序设定顶水时间或通过手动转阀来关闭发酵罐锥底阀门,这两种操作都会致使一部分麦汁与冰水的混合物排地沟。而采用不顶水工艺,不需要这两种操作,从而减少了麦汁排地沟的机会。因此,采用不顶水工艺可以提高原料的浸出物,从而提高原料的利用率。2.3热洗和热洗作为cip热洗用由于两锅麦汁中间采用不顶水工艺,可以节约热水用量,此部分热水除了可以供糖化车间自用热水(包括投料水、CIP清洗水等)外,还可以用于发酵车间的CIP热洗,可大大降低发酵罐热洗工艺所导致的的水耗及蒸汽耗的上升。经计算,一条生产线实行此工艺后,可节省热水约5000吨/月。与此同时,采用不顶水工艺,可以减少热水泵和冷却泵运转时间,一条线一个月大约能节省8400kWh的电耗。按经济效益来说,采用不顶水工艺,一条生产线一个月大约能节省4万元的水、电耗成本。2.4不顶水工艺技术的微检问题冷却时,相邻批次麦汁之间采用不顶水工艺,这样会造成一部分麦汁存在管道中一段时间(一般地,相邻两批麦汁冷却间隔时间一般为2h),待下批麦汁冷却时才入发酵罐。如果设备故障导致阀门或管道存在滴漏现象或CIP清洗存在死角,就很容易给存在管道中的这部分麦汁带来微生物问题,从而使整罐发酵液的微检无法得到保证。因此,与顶水工艺相比较,不顶水工艺的微生物问题必须得到更加高度的重视。我们连续跟踪了不顶水工艺的麦汁微检情况。从(表3)可知,一般情况下,不顶水工艺的麦汁微检能够得到保证。但是,如果由于设备故障等原因导致冷却间隔超过2h,这样很容易造成存在管道中的麦汁变酸甚至腐败等问题,从而导致长菌,难以保证麦汁的微生物指标合格。因此,如果设备出现故障致冷却间隔超过2h时,就必须要恢复顶水工艺,以确保麦汁的微检合格。3添加“两锅麦汁间不顶水工艺”和“figfi-flush”不顶水工艺较之顶水工艺,只需在程序上进行改造,不需要增加任何费用。只需要在糖化和发酵控制系统中添加“两锅麦汁间不顶水工艺”和“skipwaterflush(跳过顶水步骤)”。每锅麦汁冷却结束前,发酵控制系统运行“skipwaterflush(跳过顶水)”程序,则在糖化操作电脑界面亮显“两锅麦汁间不顶水工艺”。4不顶水工艺所带来的