CN102127493B - 一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法 - Google Patents

一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法。它采用常压麦汁煮沸,所述煮沸方法是由原料总加水比、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数、煮沸用蒸汽总时间、麦汁煮沸总时间、麦汁pH值组成决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件;本发明所提供的麦汁煮沸方法采用短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术,在对混合麦汁开蒸汽加热的同时,它可以迅速吸收蓄积在麦汁煮沸过程中多余的热能;在停蒸汽闷的时间段里,它又能缓慢均匀地释放热量,使混合麦汁能够持续保持沸腾状态,实现免能源闷煮。本发明巧妙地充分利用了麦汁煮沸锅本身的余热轻松地达到了快速高效节能的目的。

Description

一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法
技术领域
本发明涉及一种用于啤酒生产的麦汁煮沸方法。
背景技术
在啤酒生产中,麦汁煮沸耗能最多,约占啤酒生产总能耗的42~45%,是啤酒企业节能减排所关注的重点工序。
迄今为止,国内绝大部分啤酒企业常压麦汁煮沸都需要开蒸汽煮沸90分钟。
对于低压动态麦汁煮沸工艺,目前国内大多数啤酒企业采用以下步骤:
1、常压下的预煮沸阶段:为了除去煮沸锅、压力调节系统和蒸汽冷凝器中的空气;
2、动态煮沸阶段:在煮沸锅中开蒸汽增压,煮沸锅内温度从101℃升高到103℃,锅内的压力从50mbar升高到150mbar,时间约4分钟;再释放压力时(专业称为“汽提”,是不停蒸汽的),锅内的压力从150mbar降到50mbar,时间约3分钟,这个过程重复6~8次;
3、常压下的后煮沸结束阶段:使麦汁达到需要的浓度、添加香酒花。
因此,目前在国内在啤酒企业所用的低压动态麦汁煮沸工艺需要开蒸汽煮沸55~65分钟,而且工艺步骤比较复杂。
水分蒸发需要消耗大量的能源。因此,只要能缩短麦汁煮沸时间就可以节约能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法。为此,本发明采用以下技术方案:
一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,它采用常压麦汁煮沸,所述煮沸方法是由原料总加水比A、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定B、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C、煮沸用蒸汽总时间D、麦汁煮沸总时间E、麦汁pH值F组成决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件;
所述原料总加水比A为:控制在1∶3.0~3.2左右,并使头号麦汁浓度达16~20°P;
所述工艺条件B为:煮沸锅开蒸汽加热升温使混合麦汁达到沸点后,以停蒸汽闷5~6分钟、开蒸汽煮5~6分钟为一个循环,
所述停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C为:5~7个循环;
所述煮沸用蒸汽总时间D为:开蒸汽煮沸25~35分钟;
所述工艺条件E是麦汁煮沸总时间,煮沸50~70分钟;
麦汁pH值F为:pH=5.2~5.5。
原料总加水比A通过控制糖化锅和糊化锅加水比实现。
目前国内绝大部分啤酒企业用的常压麦汁煮沸都需要开蒸汽煮沸90分钟。采用本发明所提供的麦汁煮沸方法短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压煮沸,煮沸锅开蒸汽加热升温使混合麦汁达到沸点后,停蒸汽闷5分钟、开蒸汽煮5分钟为一个循环,以此重复进行5~7个循环。整个过程只需用蒸汽时间25~35分钟,与原工艺开蒸汽麦汁煮沸90分钟相比较,节省了用蒸汽时间55-65分钟,节省了蒸汽消耗。
为解决上述技术问题,本发明还可采用以下技术方案:
一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,它采用在低压150mbar条件下麦汁煮沸,所述煮沸方法是由原料总加水比A、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定B、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C、煮沸用蒸汽总时间D、麦汁煮沸总时间E、麦汁pH值F组成决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件;
所述原料总加水比A为:控制在1∶3.0~3.2左右,并使头号麦汁浓度达16~20°P;
所述工艺条件B为:煮沸锅开蒸汽加热升温在达到所述压力条件下的沸点后,以停蒸汽闷6~7分钟、开蒸汽煮3~4分钟为一个循环;
所述停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C为:5~7个循环;
所述煮沸用蒸汽总时间D为:开蒸汽煮沸15~21分钟;
所述工艺条件E是麦汁煮沸总时间,煮沸45~63分钟;
麦汁pH值F为:pH=5.2~5.5。
原料总加水比A通过控制糖化锅和糊化锅加水比实现。
采用本发明所提供的麦汁煮沸方法短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术,对于目前国内啤酒企业在用的低压动态麦汁煮沸,本发明免去了原工艺的“第1步骤常压下的预煮沸阶段”和“第3步骤常压下的后煮沸结束阶段”,并且改进了“第2步骤动态煮沸阶段”中“释放压力阶段(是不停蒸汽的)”为“停蒸汽闷”。即煮沸锅开蒸汽加热升温达到所述压力条件下的沸点后,以停蒸汽闷6~7分钟、开蒸汽煮3~4分钟为一个循环;以此重复进行5~7个循环,就可完成整个低压动态麦汁煮沸操作。整个过程只需用蒸汽煮沸时间15-21分钟,与原工艺开蒸汽麦汁煮沸55分钟相比较,节省了用蒸汽时间34-40分钟,节省了蒸汽消耗,并且工艺控制更简单。
本发明所提供的麦汁煮沸方法采用短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术,其原理是麦汁煮沸锅底部安装的大体积列管式内加热器以及煮沸锅的壳体其实是一个具大的高能聚热器。在对混合麦汁开蒸汽加热的同时,它可以迅速吸收蓄积在麦汁煮沸过程中多余的热能;在停蒸汽闷的时间段里,它又能缓慢均匀地释放热量,使混合麦汁能够持续保持沸腾状态,实现免能源闷煮。同时,在本发明中还设定了一定的停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环个数,保证麦汁有足够的煮沸总时间。在整个煮沸过程中混合麦汁自始至终都能得到强烈的热作用。因此,本发明巧妙地充分利用了麦汁煮沸锅本身的余热轻松地达到了快速高效节能的目的。
试验证明:将本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术用于常压麦汁煮沸,可使开蒸汽煮沸时间从原工艺90分钟缩短到25分钟,蒸汽消耗急剧地降低了72.2%。煮沸后麦汁的凝固性氮含量只有0.74mg/l,比原工艺麦汁的凝固性氮含量降低了29%。所酿造的成品啤酒达到GB4927-2001国标优级啤酒的要求,非生物稳定性达到了6个月以上。将本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术用于对低压动态麦汁煮沸工艺的改进,即低压麦汁煮沸工艺可使开蒸汽煮沸时间从原工艺55分钟缩短到15分钟,蒸汽消耗急剧地降低了72.7%。煮沸后麦汁的凝固性氮含量降低到0.82mg/l,比原工艺煮沸麦汁降低了21.2%。所酿造的成品啤酒达到GB4927-2001国标优级啤酒的要求,非生物稳定性达到了6个月以上。因此,本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术用于麦汁煮沸既保证了啤酒质量,又降低了蒸汽消耗。同时,由于煮沸时间的缩短和麦汁煮沸强度的降低,比原工艺还减少了约72~73%锅炉废气和煮沸锅二次蒸汽的排放,既减少了锅炉的燃料和避免了煮沸锅二次蒸汽带走大量热量而造成的能源浪费,又有利于环境保护。
具体实施方式
一、制定短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件
本发明短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件,它是由原料总加水比A、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定B、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C、煮沸用蒸汽总时间D、煮沸总时间E、麦汁pH值F组成。它们是决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件。
(一)、制定实例1~3常压麦汁煮沸的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件,见表1。
表1用于常压麦汁煮沸的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件
Figure GDA00002520072900041
*:a、煮沸锅开蒸汽加热升温使混合麦汁达到沸点时开始计算时间;
b、煮沸锅加热用的蒸汽压力与啤酒企业的原工艺相同。
(二)制定实例4~6低压动态麦汁煮沸的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件,见表2。
表2用于低压麦汁煮沸的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的工艺条件
Figure GDA00002520072900051
*:a、煮沸锅开蒸汽加热升温达到设定压力条件下的沸点时开始计算时间;
b、煮沸锅加热用的蒸汽压力与啤酒企业的原工艺相同。
二、应用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的实际效果
(一)实验室小型试验
取同一批糖化的混合麦汁,分成数份,每份5升。在常压下,在相同功率的电炉上煮沸,采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术。试验样和对照样的混合麦汁的pH都调整至5.5。
对照样麦汁的煮沸时间按原工艺麦汁开蒸汽煮沸90分钟;试验样分别按照上述实例1和2的工艺进行,麦汁开蒸汽煮沸时间分别为煮沸25和30分钟。煮沸结束后,调整麦汁浓度,并分别测定冷麦汁的凝固性氮、总多酚、pH和浊度,其结果如表3所示。
表3添加催清剂的小型试验结果
Figure GDA00002520072900052
Figure GDA00002520072900061
上述小型试验结果表明:采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸工艺能缩短麦汁煮沸时间,麦汁的凝固性氮含量比对照样低,浊度也比对照样要好,效果明显。
(二)利用本发明的技术方案进行常压煮沸中型试验
试验规模为每锅17kl定性麦汁,按照上述实例1的工艺进行。麦汁常压开蒸汽煮沸25分钟,并进行了常压开蒸汽煮沸90分钟的对照工艺,其试验结果如表4所示。其中试验号1和2为采用实例1工艺的试验样品。试验号3和4为对照工艺,麦汁煮沸时间90分钟。
表4常压煮沸25分钟和煮沸90分钟的冷麦汁理化指标比较
Figure GDA00002520072900062
由表4可见,采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁开蒸汽煮沸25分钟冷麦汁的凝固性氮、总多酚、pH和浊度等指标均优于对照工艺,而且均符合优质啤酒的麦汁要求,效果明显。
(三)利用本发明的技术方案进行大型工业生产试验
试验规模为每锅60kl定性麦汁,分别采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验和低压麦汁煮沸试验。
1、试验方法
采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术、混合麦汁常压开蒸汽煮沸25分钟的试验工艺(实例1),混合麦汁低压开蒸汽煮沸15分钟的试验工艺(实例4)和低压动态开蒸汽煮沸55分钟的原工艺的工艺条件及所使用的添加剂比较,如表5所示。
表5麦汁煮沸试验工艺及原工艺的工艺条件及所使用添加剂的比较
Figure GDA00002520072900071
*:a、常压煮沸:煮沸锅开蒸汽加热升温使混合麦汁达到沸点时,开始计算时间;
b、低压煮沸:煮沸锅开蒸汽加热升温达到设定压力条件下的沸点时,开始计算时间;
C、煮沸锅加热用的蒸汽压力与啤酒企业的原工艺相同。
2、试验结果
2.1麦汁物理和化学指标
冷麦汁的物理和化学指标检测结果,如表6所示。
表6冷麦汁理化指标检测结果
Figure GDA00002520072900072
由表6可见,采用本发明短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺与低压麦汁煮沸试验工艺冷麦汁的总多酚、可凝固性氮和TBA均低于原工艺。这说明采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸25分钟和与低压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸15分钟的麦汁新鲜度及非生物稳定性都要比原工艺的要好,其他指标基本无差异。
2.2成品啤酒物理和化学指标与其他指标测定结果
成品啤酒物理和化学指标与其他指标测定结果,如表7所示。
表7成品啤酒理化指标和其他指标测定结果
Figure GDA00002520072900081
从成品啤酒物理和化学指标与其他指标看,采用本发明短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺和低压麦汁煮沸试验工艺的成品啤酒物理和化学指标与其他指标和原工艺的成品啤酒基本无差异,均达到GB4927-2001国标优级啤酒的要求。
2.3成品啤酒的保质期预测
成品啤酒的保质期预测结果,如表8所示。
表8成品啤酒的保质期预测结果对比
Figure GDA00002520072900082
由上可见,采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸工艺和低压麦汁煮沸试验工艺两种成品啤酒与原工艺成品啤酒的保质期预测均大于180天,均达到GB4927-2001国标优级啤酒的要求。
2.4成品啤酒品评结果
对成品啤酒经过多轮次的滚动品尝,存放一个月的成品啤酒品尝得分结果,如表9所示。
表9存放一个月后成品啤酒品评结果
Figure GDA00002520072900091
综合成品酒的品尝结果来看,低压动态麦汁煮沸原工艺的成品啤酒新鲜度略低,低压麦汁煮沸试验工艺的成品啤酒其次,常压麦汁煮沸试验工艺的成品啤酒新鲜度最高,协调性也最好,再饮欲最强,综合得分最高。
综上所述,在啤酒生产麦汁煮沸中采用本发明短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术常压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸25分钟和低压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸15分钟的煮沸效果和原工艺煮沸55分钟的煮沸效果相当,对啤酒生产过程及啤酒整体风味没有影响。保证了啤酒的质量,特别是提高了啤酒的新鲜度和再饮欲。
三、应用本发明短时闷-煮交替循环煮沸麦汁煮沸技术的经济效益和社会效益
(一)经济效益
1、采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸25分钟与传统麦汁煮沸工艺开蒸汽煮沸90分钟相比,减少了65分钟的开蒸汽煮沸时间,降低了蒸汽消耗。每锅60kl麦汁节省蒸汽3.25吨,节省蒸汽成本715.00元,节省了每kl啤酒的能源消耗;采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的低压麦汁煮沸试验工艺开蒸汽煮沸15分钟与原工艺开蒸汽煮沸55分钟相比,减少了40分钟的开蒸汽煮沸时间,降低了蒸汽消耗。每锅60kl麦汁节省蒸汽2.29吨,节省蒸汽成本508.80元,节能效果明显;
2、采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术进行麦汁煮沸,无论常压麦汁煮沸试验工艺还是低压麦汁煮沸试验工艺,在煮沸过程中都不必添加卡拉胶、发酵液倒罐时硅胶使用量都减少了200g/kl发酵液,在清酒过滤时都不必添加PVPP。因此,采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术降低了添加剂的费用783.78元,节省了每kl啤酒的原材料消耗,降低了生产成本。
综上成本比较,采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺与传统麦汁煮沸工艺开蒸汽煮沸90分钟相比,每锅60kl糖化麦汁净增经济效益为715.00+783.78=1498.78元,折合每kl热麦汁成本节省24.98元;采用本发明的短时闷-煮交替循环麦汁煮沸技术的低压麦汁煮沸试验工艺与低压动态麦汁煮沸原工艺开蒸汽煮沸55分钟相比,每锅60kl糖化麦汁净增经济效益为508.80+783.78=1292.58元,折合每kl热麦汁成本节省21.54元,经济效益显著。
(二)社会效益
采用本发明的短时闷-煮交替循环煮麦汁沸技术的常压麦汁煮沸试验工艺和低压麦汁煮沸试验工艺与原工艺相比,由于开蒸汽煮沸时间的缩短和麦汁煮沸强度的降低,比原工艺减少了约72~73%锅炉废气和煮沸锅二次蒸汽的排放。既减少了锅炉的燃料消耗和避免了麦汁煮沸锅二次蒸汽带走大量热量而造成的能源浪费,又有利于环境保护,社会效益显著。
综上所述,这种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法的发明拥有显著改善能耗成本和低碳排放的潜力。使国内啤酒企业可以用更少的能源为消费者生产出与原工艺同样高品质的啤酒产品。

Claims (4)

1.一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,其特征在于它采用常压麦汁煮沸,所述煮沸方法是由原料总加水比A、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定B、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C、煮沸用蒸汽总时间D、麦汁煮沸总时间E、麦汁pH值F组成决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件;
所述原料总加水比A为:控制在1∶3.0~3.2,并使头号麦汁浓度达16~20°P;
所述时间设定B为:煮沸锅开蒸汽加热升温使混合麦汁达到沸点后,以停蒸汽闷5~6分钟、开蒸汽煮5~6分钟为一个循环;
所述停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C为:5~7个循环;
所述煮沸用蒸汽总时间D为:开蒸汽煮沸25~35分钟;
所述工艺条件E是麦汁煮沸总时间,煮沸50~70分钟;
麦汁pH值F为:pH=5.2~5.5。
2.根据权利要求1所述的用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,其特征在于所述的原料总加水比A通过控制糖化锅和糊化锅加水比实现。
3.一种用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,其特征在于它采用在低压150mbar条件下麦汁煮沸,所述煮沸方法是由原料总加水比A、停蒸汽闷和开蒸汽煮循环的时间设定B、停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C、煮沸用蒸汽总时间D、麦汁煮沸总时间E、麦汁pH值F组成决定啤酒质量的麦汁煮沸关键性工艺条件;
所述原料总加水比A为:控制在1∶3.0~3.2,并使头号麦汁浓度达16~20°P;
所述时间设定B为:煮沸锅开蒸汽加热升温达到所述压力条件下的沸点后,以停蒸汽闷6~7分钟、开蒸汽煮3~4分钟为一个循环;
所述停蒸汽闷和开蒸汽煮的循环次数C为:5~7个循环;
所述煮沸用蒸汽总时间D为:开蒸汽煮沸15~21分钟;
所述工艺条件E是麦汁煮沸总时间,煮沸45~63分钟;
麦汁pH值F为:pH=5.2~5.5。
4.根据权利要求3所述的用于啤酒生产的快速高效麦汁煮沸方法,其特征在于所述的原料总加水比A通过控制糖化锅和糊化锅加水比实现。
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