麦汁冷却的目标:1. 将麦汁冷却从92 – 96 °C 降到接种温度6 – 18 °C,上发酵酵母接种温度:12 – 18 °C,下发酵酵母接种温度:6 – 11 °C。2. 从热麦汁中回收热能。3. 麦汁冷却过程尽可能短,一般控制在45分钟内,否则,麦汁色度上升,TBZ升高,DMS含量上升。
麦汁冷却一般采用如下所示的板式热交换器。
板式冷却器的工作原理:板式热交换器由冲压形成的凹凸不平的钢板组成,其组成方式为两块凹凸不平的薄片180° 相反组合而成,因此两板片之间形成凹凸相对的接触点,待接触点以真空焊接结合后,构成板式热交换器及耐高压的槽道体系;此交错的槽道系统使板式冷却器之间的流体产生强烈紊流而达到高效热传导的效果。一侧走冷水,另一侧走热麦汁,如此依旧冷热交错,不同温度的流体在冷却器内进行充分热交换。
酵母的氧含量需求:
· 酵母的生长取决于麦汁充氧量。
· 酵母利用氧气的过程很迅速,一般在30 – 120 分钟就能够消耗完。
· 麦汁充氧在整个酿造过程中只进行一次,而这个过程是必不可少的。
· 麦汁中氧含量一般要达到8 – 9 mg/L。
· 可以通空气也可以通纯氧。(高浓糖化工艺的麦汁氧气含量要高达40 mg/L,但是形成的氧气的小气泡对酵母是有毒害作用的。)
氧气在麦汁中的溶解度取决于以下几个参数:
压力:压力越高,溶解度越大。 温度:温度越低,溶解度越大。
气泡大小:气泡越小,溶解度越大。 麦汁浓度:浓度越高,溶解度越小。
事实上要通入的空气或者氧气的量:
· 一般是理论值的两到三倍,(气泡会不均匀分布或不能完全溶解。)
· 对于浮选法通空气,一般要通理论值的5 – 20 倍。
充氧装置可以的滤芯可以用陶瓷也可以用烧结金属:
· 直径为5微米的小孔
· 效率非常高,而且清洁方便(在小孔中如果存在微生物,可能会导致污染。)
文丘里管:
· 加速的麦汁可以形成负压,然后空气可以被吸入。
不常见的一些充氧装置
静态混合器(Tuchenhagen):两个组件频繁偏转,将细流分成各种支流,与氧气混合非常均匀。
离心混合器:通过离心方式产生负压吸入空气,然后在离心器内与麦汁均匀混合。
麦汁离心机和抽空气机在同一个盘上(如:离心混合器)
冷凝固物的去除
去除那些在热麦汁冷却到80 °C以下所形成的固形物。
冷凝固物不一定要完全去除,当: 1. 凝固物被完全去除的话。 2. 酵母管理非常好的话。3. 好的口味同样可以通过残留的冷凝固物来实现。
冷凝固物的去除方法:
· 沉淀槽,冷沉降
12小时的静置,大约会有30 % 左右的冷凝固物沉淀,除此之外也有酵母沉降 且 没有酵母的自溶危险。
· 碟式离心机离心
离心效率会降低,因为冷麦汁的粘度会很高且冷凝固物的颗粒大小很小,分离程度小于50 %。
非常的不经济的一种方法(离心效率低或者过度离心)。
· 冷麦汁过滤
非常昂贵的一种方式,但是效果非常好。
只有在连续发酵流程中,这种完全去除冷凝固物才是必须的。
· 浮选法
非常简单且有效,如果不是需要去除所有的冷凝固物。
在进入薄板冷却器器之前热通风或者部分热通风,浮选法可以将冷凝固物几乎完全除去。
浮选法搭配文丘里管可以同时接种酵母
浮选法:通过往麦汁中通入空气形成细小气泡,气泡上升过程中会有凝固物附着在上面从而上升到麦汁表面。
通风最多三个小时,否则使得形成的泡盖会破裂导致冷凝固物又重新进入麦汁中。浮选池可以做成开放式和密封式的,但是都会预留30 – 50 % 的空间。
如果没有酵母悬浮的话,麦汁会是蛋白色的,如果前期有热通风浮选的话,麦汁是浅白色的。
1. 回旋沉淀槽 2. 麦汁泵 3. 板式冷却器 4. 升压泵
5. 文丘里管 6. 空气过滤器 7. 酵母罐 8. 浮选池
冷凝固物与啤酒质量的关系
· 浮选法去除冷凝固物
当酵母添加量高的时候,发酵时间会稍短一些 (锌离子)
更少的中链脂肪酸
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不去除冷凝固物
有轻微的双乙酰味道
可过滤性会稍差一些(冷凝固物中含有ß-葡聚糖)
啤酒的口味丰满性和气味更纯正
口味的稳定性会更好(冷凝固物中含有花色苷)
更长的起发酵时间(麦汁的还原电位更高)
PS: 完全去除冷凝固物不是必须的,现在很多啤酒厂根本不去除冷凝固物。