(4.4.1)--4.4麦汁制备——4麦汁煮沸技术.pdf

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1、麦汁制备4 麦汁煮沸12345过滤后的麦汁打入煮沸锅进行煮沸麦汁煮沸过程中的变化 1酒花苦味物质的溶解和转化；2可凝固性蛋白质-多酚复合物的形成和分离；3蒸发多余水分，使麦汁达到规定的浓度；4对麦汁进行灭菌；5彻底破坏酶活性，固定麦汁成分；6麦汁色度上升；7麦汁酸度增加；8还原性物质的形成；9麦汁中二甲基硫（DMS）和不良风味物质的去除。啤酒酿造与文化麦汁煮沸过程中的物质转化满锅85冷却前麦汁量浓度灭菌灭酶蛋白质絮凝-可凝固性氮-MgSO4-N酒花异构化酒花香味溶解DMS-P的分解DMS的驱除氧化热负荷-硫代巴比妥酸值（TBA）-含N-杂环化合物脂肪酸的转化单宁的反应-pH值的下降-色度的增加

2、-香味物质的形成和不良气味的驱除能源消耗啤酒石脉冲对流死区剪切力蒸发速度类黑精含N-杂环化合物羰基化合物蒸汽回收无冷凝水回锅无空气带入冷凝水环保负荷?-水分蒸发-DMS-酒花油-其它不良香味物质啤酒酿造与文化1酒花有用组分的溶解和转化酒花有用组分的溶解和转化 由于-酸不溶于冷麦汁中，因此，必须在麦汁煮沸时添加酒花，使-酸发生异构化后转化为异-酸。异-酸易溶解于麦汁中，从而提高酒花的利用率。麦汁煮沸中，只有1/3的-酸转化为异-酸。啤酒酿造与文化煮沸中添加酒花时酒花香气的挥发啤酒酿造与文化 酒花中含有0.5-2.0%的酒花油。在麦汁煮沸时，绝大多数酒花精油随水蒸汽蒸发而被挥发掉，煮沸时间愈长、挥

3、发愈多，所以香型酒花不要太早加入；2 酒花添加与多酚复合物 酒花和麦芽中的多酚物质在麦汁中完全溶解，并与麦汁中的蛋白质结合-形成蛋白质多酚聚合物。在此聚合反应中，相对于酒花中的多酚物质而言，麦芽中的多酚物质在反应中的作用要大一些。因此，第一次酒花应在初沸后10分钟加入，以使麦芽中的多酚与麦汁中的蛋白质完全反应。这样可提高酒花的利用率。啤酒酿造与文化下列因素可促进凝固物的形成 1 长时间煮沸长时间煮沸：煮沸2小时能形成大量凝固物。煮沸压力越高，则煮沸温度越高，蛋白质析出所需的时间出就越短。2 麦汁煮沸的强烈运动麦汁煮沸的强烈运动：剧烈煮沸可以加剧蛋白质和多酚之间的反应。3 降低降低pH值值：凝固

4、物形成的最佳pH值为5.2。因此应尽可能降低满锅麦汁的pH值。啤酒酿造与文化冷凝固复合物 麦汁中的蛋白分解物与多酚物质形成的复合物，在麦汁煮沸时以溶解形式存在；在麦汁冷却时以冷凝固物的形式析出分离。啤酒酿造与文化3蒸发多余水分，使麦汁达到规定的浓度当麦汁煮沸时，水分蒸发，麦汁的浓度随之提高。传统的麦汁煮沸是在常压100条件下进行的。每小时的蒸发量达到热麦汁量的810%，则可促进蛋白质变性和凝聚。啤酒酿造与文化4 灭菌、灭酶处理 对麦汁进行灭菌处理：对麦汁进行灭菌处理：由于麦汁中含有各种有害菌，如果不对麦汁进行灭菌，将会导致麦汁酸败。因此通过麦汁煮沸，可以杀灭其中的各种微生物。酶的彻底破坏：酶的

5、彻底破坏：通过麦汁煮沸可将麦汁中仍然有活性的酶系彻底破坏，从而固定麦汁的成分。啤酒酿造与文化5麦汁色度的上升 煮沸过程中形成的类黑精、多酚物质因其氧化作用，可导致麦汁色度升高。定型麦汁的色度高于成品啤酒的色度。因为发酵时酵母会吸附大量的色素，使啤酒的色泽重又变浅。EBC单位(近似值)满锅麦汁8.8定型麦汁15.0比尔森型麦汁12.3啤酒酿造与文化6 麦汁酸度的增加 煮沸过程麦汁pH值约下降0.20.4，煮沸时形成的酸性类黑精和酒花带入的酸性物质会使麦汁酸度上升。满锅麦汁的pH值为5.85.9；而定型麦汁的pH值为5.55.6。当麦汁pH值较低时，酒花苦味更细腻、更纯正；而且可以提高啤酒卫生的安

6、全性。pH值为5.2时，对蛋白质多酚复合物的析出有利。但较低的pH值会导致酒花利用率的下降，煮沸时酒花的添加量就要加大。啤酒酿造与文化7美拉德产物的形成 麦汁中的大量呈香物质是由麦芽带入的，这些香味物质决定了麦汁的气味和口味。它们（特别是深色麦芽）主要包括麦芽凋萎和高温焙焦过程中，由糖和氨基酸反应糖和氨基酸反应所生成的美拉德产物及其中间产物，麦汁煮沸时这些中间产物使麦汁色度和香味物质成分发生变化。啤酒酿造与文化美拉德产物 美拉德产物是糖（已糖和戊糖）与氨基酸、二肽或三肽反应生成的呈色物质。这一反应最早是由美拉德氏确认的。除了这些高分子物质外，伴随美拉德反应还会产生一系列挥发性物质，它们主要是杂

7、环化合物杂环化合物，对啤酒的香味有重要的影响。啤酒酿造与文化还原物质的形成 通过美拉德反应，麦汁中还原物质如类黑素物质、稀醇和二稀醇等物质的量增加。这些还原性化合物对氧有强烈的抵消作用，提高了麦汁的抗氧化能力。啤酒酿造与文化8麦汁煮沸期间硫化物的变化 硫化物的变化：硫化物的变化：含硫氨基酸可进行降解反应，如由蛋氨酸可生成二硫醛，后者不稳定，进一步分解形成丙稀醛、二甲基硫、二乙基硫和甲基硫醇，这些化合物的气味和口味阈值相当低。啤酒酿造与文化二甲基硫（DMS）含量的变化和影响 麦汁和啤酒都不同程度地含有二甲基硫。二甲基硫（DMS）是一种易挥发的含硫化合物，它可给啤酒带来不愉快的口味和气味。要尽可能

8、去除啤酒中的二甲基硫。啤酒酿造与文化麦汁煮沸过程 1预热：是在过滤麦汁没过加热器表面后进行，这个时候的蒸汽量开得较小，或用热水通过薄板换热预热 2初沸：即麦汁开始沸腾，初沸的时间不应超过30分钟，此阶段的蒸汽量还没开足，蒸汽量不是很大，洗糟过程仍在进行，此阶段的作用是为蒸发作准备，一旦洗糟完毕，立即可以进行蒸发。4111啤酒酿造与文化麦汁煮沸过程 3蒸发：即煮沸阶段，此阶段蒸汽量开到最大，使麦汁保持激烈的 沸 腾 状 态，平 均(58)分钟蒸发100L水。此阶段要维持90分钟左右。不少于75分钟，不超过120分钟。4110啤酒酿造与文化煮沸强度 煮沸强度的计算：煮沸强度的计算：煮沸强度是指每小

9、时的蒸发量占混合麦汁量的百分数。计算公式为：混合麦汁量最终麦汁量煮沸强度（h）=100混合麦汁量煮沸时间（h）煮沸强度一般在812之间。实际生产中有一种经验估算方法，即5-6分钟蒸发2hl水为好；7-8分钟蒸发lhL水为中等稍差。啤酒酿造与文化煮沸强度的影响 煮沸强度高，可以提高原料利用率缩短麦汁煮沸时间，有利于蛋白质凝固，可多挥发一些风味不好的成分，提高酒花利用率。啤酒酿造与文化酒花添加量的计算 啤酒苦味质的高低取决于啤酒类型和品种。苦味质的大小用苦味值单位BU表示。苦味值（BU）=异阿尔法酸的含量mg/L啤酒 酒花的添加一般分三次添加 煮沸开始10分钟添加，煮沸开始30分钟时添加，煮沸结束

10、前10分钟添加，最后一次为香花啤酒酿造与文化麦汁煮沸设备 直火加热式煮沸锅；内加热式煮沸锅；外加热式的煮沸锅；低压煮沸锅；微波加热式煮沸锅；连续或流动式麦汁煮沸器。啤酒酿造与文化直火加热式煮沸锅啤酒酿造与文化25内加热式煮沸锅wort trimmer麦芽微调jet pump喷射泵guide plate导流板frequncy controlled pump速度控制泵defined recirculation定义循环啤酒酿造与文化外加热式煮沸锅5674321啤酒酿造与文化带阀汽压缩机的外煮沸系统1麦汁煮沸锅 2水喷射器 3乏汽压缩机4饱和蒸汽入口 5外煮沸器234511.35bar1bar啤酒酿造

11、与文化微波加热式煮沸锅啤酒酿造与文化带内加热器的麦汁煮沸锅1照明 2人孔 3CIP 进口 4视镜 5清洗球6伞形罩 7内加热器 8麦汁入口 9蒸汽进口10冷凝水出口 11麦汁出口8342110911765啤酒酿造与文化内加热器1伞形罩2CIP清洗球3蒸汽进口4冷凝水出口5CIP出口6麦汁出口456312啤酒酿造与文化麦汁分配器啤酒酿造与文化内加热式煮沸锅的技术优点内加热式煮沸锅的技术优点 设备投资少，无需维护，没有磨损；耗电量低；热辐射损失小；煮沸温度和蒸发速率可以调整；可以使用低压饱和蒸汽（100kPa）加热；麦汁在内加热器管束中的流速较低；设备简单，不需要外加热器和搅拌器。啤酒酿造与文化沸

12、的方法：常压煮沸过程的温度变化曲线7075808590951001050102030405060708090100 110 120 130时间min温度传统常压煮沸啤酒酿造与文化低压动态煮沸煮沸过程的温度变化曲线90929496981001021040102030405060708090100时间min温度传统低压煮沸啤酒酿造与文化能源储存的低压煮沸系统121711891083421麦芽 2暂存罐 3内加热煮沸锅4回旋沉淀槽5热水罐6能源储存罐 7冷却器 8板式热交换器9蒸汽进口 10冷凝水出口11冷水补集罐 12乏汽冷凝器809878102729756啤酒酿造与文化麦汁煮沸过程中容易出现的问

13、题 煮沸开始由于局部过热而出现脉震现象；对流不良，造成锅内麦汁温度不均匀，最大温度差可达25；啤酒石形成较快加热管区域，造成清洗周期较短，影响产量。啤酒酿造与文化麦汁加热管中的流动层流区的热交换受冷凝水膜厚度的影响，随着湍流的增加，热交换的效果得到改善加热管蒸汽侧分3个区加热管麦汁侧分4个区平滑层流区气泡完全沸腾区气泡初沸区气泡薄层区加热区波形层流区湍流区过 热 蒸汽麦汁进口啤酒酿造与文化理想的麦汁流动理想的混合活塞效应啤酒酿造与文化麦汁煮沸过程中容易出现的问题 对流不良，造成锅内麦汁温度不均匀，最大温度差可达25；啤酒石形成较快加热管区域，造成清洗周期较短，影响产量。啤酒酿造与文化麦汁流动形

14、式混合区混合区问题区活塞式流动剖面图自由射流剖面活塞式流动区啤酒酿造与文化煮沸锅中的温度检测位置98 C76 C1235789啤酒酿造与文化无强制对流的煮沸温度变化曲线70809010002579 12 14 16 19 21 23 26 28 31 33 35 38 40 42 45 47 49 52 54 56 59时间分钟温度 CTemp 1Temp 2Temp 3Temp 5Temp 7Temp 8Temp 9啤酒酿造与文化麦汁强制循环过滤槽/暂存罐回旋沉淀槽啤酒酿造与文化麦汁强制对流示意图啤酒酿造与文化带强制对流的麦汁煮沸锅中的温度变化70809010003710 13 16 20

15、23 26 30 33 36 40 43 46 49 53 56 59时间分钟温度 CTemp 5Temp 6Temp 7Temp 8Temp 9啤酒酿造与文化麦汁煮沸的工艺控制麦汁煮沸的工艺控制 麦汁煮沸时间：麦汁煮沸时间：应根据啤酒的品种和工艺、质量要求确定麦汁煮沸时间，通常煮沸70分钟为宜。煮沸强度：煮沸强度：麦汁的煮沸强度应达810，它是影响蛋白质凝固的重要因素，对麦汁的清亮度和可凝固性氮含量有明显的影响。pH值：pH值对蛋白质凝聚，麦汁色泽和风味密切有关。pH值在5.25.6范围内，蛋白质一般可达到良好的凝聚效果。添加酒花：按工艺规定的酒花量和时间添加酒花。麦汁浓度：煮沸前、煮沸中、

16、煮沸结束前10分钟、煮沸后测定麦汁的量和麦汁的浓度。啤酒酿造与文化47System Merlin美林煮沸系统啤酒酿造与文化Merlin美林煮沸 内部结构啤酒酿造与文化49Schoko“温和煮沸系统啤酒酿造与文化Schoko温和煮沸-工作原理KettleWhirlpoolWort pumpWort pump IIPlate coolerVakuumpumpCondenserEvaporatorWW Reserve98 C/60-90 min,w/o evaporationAgitator啤酒酿造与文化Schoko柔和煮沸设备啤酒酿造与文化52麦汁煮沸结束时的控制 碘验正常 形成凝固物 麦汁的体积 浸出物含量，原麦汁浓度的检查 计算糖化室收得率 可以通过下列公式计算糖化室收得率=打出麦汁(hl)*浸出物(g/100g)*密度*0,96总投料量最后最后符合要求的麦汁后直接打入回旋沉淀槽便进入下一个符合要求的麦汁后直接打入回旋沉淀槽便进入下一个麦汁后处理工序麦汁后处理工序啤酒酿造与文化