作者：苏思远，谢洪波，乔 铸
来源：《现代食品》 2019年第14期
◎ 苏思远，谢洪波，乔?铸
（湖南珠江啤酒有限公司，湖南?湘潭?411228）
Su Siyuan, Xie Hongbo, Qiao?Zhu
(Hunan Zhujiang Beer Co., Ltd., Xiangtan?411228, China)
摘?要：新型全自动麦汁压滤机在啤酒麦汁过滤中有着多方面的优势，越来越多的国内企业选择采用麦汁压滤机，过滤过程的浸出物损耗在酿造总浸出物损耗中占较大比重，麦汁过滤浸出物损耗是衡量麦汁压滤机使用效果的重要指标。本文从装机、洗糟方面入手，以麦糟挤出液残糖为主要衡量指标，结合考虑洗糟水残糖，研究不同条件对麦汁压滤机浸出物损耗的影响，优化麦汁压滤机生产工艺条件，获得一定效果。
关键词：啤酒；麦汁压滤机；洗糟；浸出物损耗；残糖
Abstract：Thin-layer chamber mash filters have many advantages in the lautering process. More and more Chinese beer companies have used the TCM in the lautering process. The extract loss in the lautering process accounts for a significant part of the total extract loss in the whole brewing process, the extract loss is an
important performance metric of thin-layer chamber mash filters. This paper gives a method to obtain optimal processing parameters of the TCM by studying both residual sugar in the squeezing liquid of spent grains and residual sugar in sparging water during the different processes of load-filling and sparging the grains.
Key words：Beer; Wort press filter; Sparge grain; Loss of extract; Residual sugar
中图分类号：TS262.5
采用聚丙烯滤板、薄层低压过滤的新型麦汁压滤机（见图1）正逐步被越来越多的啤酒生产企业所接受。许多现代化的大型啤酒集团，如荷兰的Heineken、巴西的Brahma、德国的Kronenburg[1]，我国的珠江啤酒、重庆啤酒、温州金狮等，都选择了采用麦汁压滤机进行麦汁过滤。
新型全自动麦汁压滤机具有以下几方面的优势[1-2]：①提高生产效率。采用薄层过滤，过滤速度快、洗糟水用量小，适合生产高浓度麦汁。②降低生产成本，获得较高的收得率。采用麦汁压滤机，需将麦芽精细粉碎，而颗粒精细的粒度增大了糖化反应的比表面积，从而提高糖化收得率。同时，适应不同的辅料[3-4]，采用麦汁压滤机，大米、小麦、玉米淀粉等辅料，甚至糖浆的增加对过滤的速度和时间均没有明显的影响，投料量较灵活。不带隔膜的厢式麦汁压滤机可设置活动过滤盲板，适应不同的投料量。③提高产品质量。进料、过滤、洗糟过程中，糖化醪液与麦汁均处于密闭环境，降低了麦汁过滤过程中的氧化作用。麦汁含脂肪酸少，浊度低。④改善生产环境。聚丙烯材料具有良好的保温性能，散热较过滤槽大大降低，减少能耗的同时改善了车间环境。麦糟含湿率降到73%左右（过滤槽约为85%），减少运输费用和对环境的污染，特别是对于烘干麦糟，可降低干燥麦糟和进行废水处理所需要的成本。⑤易保养维护，CIP清洗只需要在60～80批次进行一次即可。实现全自动化操作，劳动强度低。占地面积小且形状规整。
浸出物损耗是衡量酿造生产工艺管理水平的一个很重要的指标，糖化阶段的浸出物损耗占酿造总浸出物损耗超过30%，糖化阶段的浸出物损耗主要发生在麦汁过滤过程，主要是麦糟中的残留糖分，包括可洗出残糖和不可洗出残糖。本实验结合湖南珠江啤酒有限公司实际生产情况，通过尝试不同生产工艺条件，以期降低麦汁过滤过程的浸出物损耗。
实验主要考察麦糟中可洗出残糖水平，通过测量麦汁压滤机不同位置取样麦糟挤出液残糖，来衡量麦汁过滤过程浸出物损耗情况。麦糟挤出液残糖测定方法：于麦汁压滤机不同位置（前、中、后、左、右、上、下）取麦糟样（约300 g左右），用纱布包裹（见图2）后用手挤压，挤出液经硅藻土过滤处理后（见图3），用Anton Paar啤酒分析仪测得糖浓度数据。
洗糟水残糖可以反映洗糟水对麦糟糖分洗出的能力，洗糟水残糖的测定方法：在麦汁压滤机出口处取洗糟水样，经硅藻土过滤处理后，用Anton Paar啤酒分析仪测得糖浓度数据。
麦汁压滤机不同位置糟层厚度的情况，反映装机是否均匀，板框数量与装机量的匹配情况，糟层厚度的测量使用游标卡尺（见图4）。
麦糟含水量是衡量麦糟残留糖分的另一个重要指标，麦糟含水量使用快速水分分析仪测定。
1?过滤机板框数量的确定
需兼顾不同品种糖化醪液的实际装机量，确定最终过滤板框数量。板框数量多，则相对装机量小、滤层薄、过滤速度快，但可能因为糟层形成短路通道，洗糟水未完全经过糟层直接流出，导致洗糟不彻底，增加浸出物损耗；板框数量少，则相对装机量大、滤层厚、过滤阻力大，过滤、洗糟速度慢，时间长，降低生产效率。一般以装机量最大的醪液品种实现95%的相对装机量为宜。
2?装机速度
糖化醪液泵的输出决定装机速度。装机过程不宜过快，否则会因为排气不彻底，导致麦汁吸氧；同时可能造成压滤机近，远端板框装机不均匀，影响过滤、洗糟效果。确定装机时间为5 min时，测得压滤机不同位置麦糟糟层厚度，数据见表1。
从表1中数据可以看出，压滤机不同位置糟层厚度接近，说明压滤机不同位置装机均匀，过滤、洗糟过程平稳。
3?全程单一洗糟路径洗糟时不同洗糟路径的对比
根据压滤机洗糟管道分布情况（A内侧上、B外侧上、C内侧下、D外侧下，其中A、C组，B、D组位于同块板框的同一面，见图5），确定存在以下几种洗糟路径：①上进下出，A-D（B-C）。②下进上出，D-A（C-B）。③两进两出，AC-BD、BD-AC效果相同。因其中A、C组，B、D组位于同块板框的同一面，洗糟路径形成短路不考虑AB-CD（CD-AB）。考察近、中、远三点，上、下，压滤机内、外侧位置，共计12个点，取样麦糟挤出液残糖，洗糟水残糖，洗糟效果数据见表2、表3。
结果分析：①采用上进下出洗糟路径时，因为流向、重力的原因，上部远进水角经过的洗糟水量相对较少，某些位置洗糟效果相对较差，导致上部远进水角麦糟挤出残糖最高，下部出水角，远出水角麦糟挤出残糖较低，其中远出水角相对高些，上部进水角麦糟挤出残糖较低。②采用下进上出洗糟路径时，因为重力原因，洗糟水需要将整个麦糟腔室填满，方能从上部流出，上部远出水角经过的洗糟水量相对增加，洗糟效果改善。上部出水角，远出水角麦糟挤出残糖较高，下部进水角，远进水角麦糟挤出残糖较低。③采用两进两出洗糟路径时，因两进水口，两出水口为垂直方向分布，因为重力原因，下部进水口相对进水压力较大，下部出水口相对出水阻力较小，大多数洗糟水流路径为下进下出，导致上部糟层洗糟效果不理想。
4?洗糟过程路径转换方案的选择
因为单一洗糟路径的局限性，考虑在洗糟过程中转换洗糟路径以改善洗糟效果。设计有以下方案：①D-A（下进上出）转B-C（上进下出）。②D-A（下进上出）转C-B（下进上出）。数据结果见表4、表5。
虽然方案2的洗糟水最终残糖比方案1低，但方案2的麦糟挤出残糖却比方案1要高出很多，表明麦糟中糖分并没有被充分洗出。从洗糟水取样残糖结果看，方案2洗糟水残糖在30 000 L时相对前一个取样点25 000 L时有明显的降低，而方案1的洗糟水残糖降低比较均匀。结合板框结构分析原因，方案2在
28 000 L洗糟路径转换时，洗糟水经过糟层的流向发生反转，可能造成形成好的糟层破环，形成短路通道，影响洗糟效果，而方案1虽然转换洗糟路径，但洗糟水经过糟层的方向并没有发生改变，没有对糟层产生大的影响，而转换的路径对D-A路径时的远出水端
（B角）麦糟挤出液残糖有所改善。
5?洗糟水压力的影响
提高洗糟水压力，可以加快洗糟速度，缩短洗糟时间，提高设备利用率。分别考察80 kPa、100 kPa、120 kPa三个不同水平洗糟水压力时的洗糟效果，数据见表6。
由表6可知，不同的洗糟水压力对麦糟挤出残糖和洗糟水残糖影响不明显，但较高的洗糟
水压力在洗糟时将糟层压得更紧实，卸糟后，测得糟层的含水量也更低，也降低了浸出物损耗。
6?洗糟水温的选择
洗糟水温控制在（78±1）℃[5]。洗糟水温太低，糟层黏度增加，阻力增加，洗糟不彻底，同时降低煮沸前混合麦汁的温度；洗糟水温太高，不仅破坏酶的活性，同时导致未糊化的淀粉继续糊化，使得黏度提高，洗出较多有害成分。
7?压滤机后缓冲罐液位的影响
参考压滤机平衡管入后缓冲罐位置选取两个不同的缓冲罐液位水平，跟踪麦糟挤出残糖情况。结果发现，后缓冲罐液位控制高过平衡管入口时，麦糟挤出残糖高，洗糟流速降低，分析原因是因为后缓冲罐液位高于平衡管出口时，额外增加洗糟阻力，液位控低时，平衡管出口处于排空状态。
8?结论
本实验通过考察麦汁压滤机一系列工艺设定参数，条件的变化对麦糟挤出液残糖和洗糟水残糖的影响，获得优化后的工艺。相对调整前，麦糟挤出液残糖和洗糟水残糖都有明显的降低，但相对工艺要求仍然偏高。不改变麦汁定容体积前提下，调整水料比，增加洗糟水量的措施，能进一步降低麦汁过滤过程中的浸出
物损耗。
参考文献：
[1]哈尔滨汉德轻工医药装备有限责任公司.哈尔滨汉德麦汁压滤机的应用及发展趋势[J].酒·饮料技术装备，2005（5）：42-43.
[2]魏?莹，邴云霞，王?军.啤酒糖化过滤槽改造带来的效益[J].酿酒，2000（2）：95.
[3]张?鹏，徐玉森.麦汁压滤机在糖化不同辅料生产中的应用酒[J]. 酒·饮料技术装备，2004（6）：22-23.
[4]沈耀飞.全小麦啤酒酿造技术研究[J].啤酒科技，2005（6）：26-28.
[5]张?峰.谈Meura2001麦汁压滤机的使用[J].啤酒科技，2006（6）：54-56.
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容