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第三章 麦汁过滤技术 程康. 第一节：麦汁过滤概述. 1. 麦汁过滤过程和方式 采用过滤槽和压滤机进行麦汁过滤 头道麦汁的过滤、洗糟麦汁过滤 2. 麦汁过滤过程目标 1 ）获得高质量的麦汁： 清亮、固形物含量少的麦汁； 在整个麦汁过滤时麦汁、醪液吸氧少或发生的酶促氧化程度低； 从麦皮中浸出的有害物质少； 并保证满锅麦汁达到碘检合格；. 2. 麦汁过滤目标. 2 ） 洗糟彻底，获得高的糖化收得率； 3 ）在保证过滤麦汁质量、洗糟彻底的前提下，过滤时间短、尽可能使过滤设备占用时间短，有利于提高日糖化锅次、设备利用率 ;
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第三章 麦汁过滤技术 程康
第一节：麦汁过滤概述 1.麦汁过滤过程和方式 采用过滤槽和压滤机进行麦汁过滤 头道麦汁的过滤、洗糟麦汁过滤 2.麦汁过滤过程目标 1）获得高质量的麦汁： 清亮、固形物含量少的麦汁； 在整个麦汁过滤时麦汁、醪液吸氧少或发生的酶促氧化程度低； 从麦皮中浸出的有害物质少； 并保证满锅麦汁达到碘检合格；
2.麦汁过滤目标 2）洗糟彻底，获得高的糖化收得率； 3）在保证过滤麦汁质量、洗糟彻底的前提下，过滤时间短、尽可能使过滤设备占用时间短，有利于提高日糖化锅次、设备利用率; 4）从环保角度来说，应无洗糟残水、洗糟残水浓度最高为1.2%；并避免麦糟‘汁’的流出，降低废水处理费用，保护生态环境；
一、过滤原理 筛分效应 吸附效应 深度效应 • V-单位时间内过滤麦汁量，也指过滤速度 • △p-麦汁液面与筛板的压力差 • A-糟层的表面积 • h-麦糟层的厚度 • µ-动力学粘度 • K-通透性 K×A×△p h×µ V=
1、过滤槽过滤麦汁的特点 麦汁过滤是以深度效应为主的过滤； 过滤筛板起到支撑介质作用； 麦糟层是真正过滤介质，应形成可压缩的过滤层； 随时过滤进行麦糟压紧、麦糟阻力上升，麦汁流出少，一般通过耕糟降低麦糟阻力，过滤麦汁量上升。 过滤槽进行麦汁过滤是常压过滤，过滤推动力是液位静压 麦糟（皮）中含有浸出物，考虑到糖化收得率，必须彻底洗糟，又由于麦糟（皮）中含有多酚等有害物质、不溶性的淀粉和蛋白质，会对过滤麦汁质量产生不利影响；
2、现代麦汁过滤槽的技术要求 1）满足麦汁过滤的基本要求： 过滤的麦汁固形物含量〈50-60mg/L 过滤的麦汁浊度 〈5-30EBC 过滤的麦汁氧含量 〈 0.1mg/L 2) 麦汁过滤槽的占用时间小于2—3小时 3)湿麦糟的水含量小于80% 4)麦糟中的可洗出浸出物小于0.5%
3、现代化过滤槽的特点 密封式过滤槽 醪液、麦汁底部进入过滤槽 大直径的过滤槽 自动的连续耕糟，消除麦糟阻力的上升 均匀、彻底的洗糟，洗糟时浸出物数量下降快，麦糟中残留的浸出物少，洗糟残水的浓度低 回收洗糟残水
二、过滤槽结构 1）过滤槽的外形、材质和安装要求： • 过滤槽的外形呈圆柱形，槽的顶部有一伞形盖，并带有可以开关闸门的排汽筒。 • 为了避免因醪液温度下降导致黏度上升，影响麦汁过滤，过滤槽必须配有良好的保温层。 • 广泛使用不锈钢。 • 过滤槽必须水平安装，槽底和筛板必须保持水平，否则会使糟层的厚薄不均匀，并直接影响过滤和洗糟效果。
2）过滤槽的过滤能力 • 过滤槽的过滤能力由投料量与总醪液量表示，一般按8hL醪液/100kg投料量，
单位面积投料量-粉碎方法-日糖化锅次-糟层厚度高度单位面积投料量-粉碎方法-日糖化锅次-糟层厚度高度
2）过滤槽的过滤能力 • 选择能保证过滤效果的最低滤后麦糟层厚度为20-25cm，作为确定单位面积投料量的依据 • 过滤槽直径变大，过滤槽面积增加， • 避免麦糟层厚度过高，可降低过滤时的麦糟阻力，有利于麦汁过滤和洗糟。 • 所以目前广泛应用大直径的过滤槽，非常适合高浓麦汁的过滤。 • 在高浓糖化时，应选择能保证麦芽粉碎效果好的增湿型干法粉碎或限定增湿型湿法粉碎
3）筛板及筛板清洗 • 筛板：不锈钢 • 一般采用分块筛板，距槽底大约2cm， • 每块筛板面积一般为0.7-2㎡。 • 每个过滤筛板均由其边缘导轨和小支撑脚来支撑。 • 条形筛孔在筛板上、下之间为梯形：在筛板上面孔的宽度为0.4-0.7mm，筛板下面孔的宽度为3-4mm， • 10%-15%的开孔率，就能满足麦汁过滤的需要
条形铜孔 缝隙式不锈钢筛 图4.51各种筛板的筛孔的形式 倾斜式焊接筛板 3）筛板及筛板清洗
3）筛板及筛板清洗 • 每平方米过滤面积安装1~2个清洗喷头 • 清洗喷头一般安装在每两个麦汁出口管之间 • 要求在过滤槽底下均匀分布， • 最好在每次排糟后对筛板及筛板槽底之间的空间进行清洗，能保证每次麦汁过滤时筛板通透性能好，有利于麦汁过滤。 • 清洗喷头以180°旋转清洗，水压0.3MPa，每个喷头耗水量0.7m3/h，耗水少。
4）槽底形式、受液区与筛板和过滤槽底的距离4）槽底形式、受液区与筛板和过滤槽底的距离 • 过滤槽底：浅锥形、浅斜形、平底圆形，但大多数为平底。 • 每个过滤麦汁流出管按每（0.9-1.25）平方米均匀分配在过滤槽的内、外受液区内，麦汁从麦汁流出管的浸析范围内均匀地流出，在每个孔的底部焊接一个过滤管，构成过滤麦汁流出系统。 • 筛板与过滤槽底的距离一般为8-15mm。 • 浅锥底的过滤槽只有一个麦汁出口，位于浅锥底的中央。在槽壁边缘为10-12mm，在中心则相应地增大了2%-3%。
5）麦汁出口管 • 直柱形麦汁出口其特点是出口面小、吸力分布面小、易产生涡流。目前 • 锥形麦汁出口的特点是出口面大、吸力分布面大；也可能产生涡流。 • 喇叭形麦汁出口的特点是出口面大，吸力分布面大，不易产生涡流。 • 新型的锥形出口管又变大，出口面更大，吸力分布面更均匀
5）麦汁出口管 • 麦汁出口管按麦汁流出的形式可分为开放式和密封式两种。 大约 筛板 （2）麦汁流出口与过滤筛板的距离 麦汁过滤阀 • 1-麦汁流出管 2-麦汁调节阀 3-麦汁流出口 4-预喷时麦汁出口 5-麦汁受皿
糖化醪 液位控制 过滤麦汁 麦糟立仓 洗糟水 图4-58 Steinecker公司的麦汁过滤槽及其麦汁流出管 密封式麦汁出口管
过滤槽臂 浑浊麦汁、洗糟水、回收的热凝固物 醪液 浑浊麦汁、洗糟水、回收的热凝固物 醪液 图4.59醪液、浑浊麦汁底部中央进入 图4.58 醪液分配器 6）醪液的导入方式
图4.61 底部进醪的进醪阀 醪液 底部进入 侧面下部进入 醪液 图4.62 醪液底部进醪；进醪速度《0.8m/s，吸氧少 6）醪液的导入方式
6）醪液的导入方式 • 从底部专门的醪液进口管、伞形阀控制进入， • 醪液泵采用变频，醪液无“喷泉”形式进入， • 较少筛板移动或堵塞，几乎没有底部粉糊层，可减少醪液吸氧， • 入槽醪液没有分层的现象，产生剪切力概率小， • 有利于形成均匀的过滤层，有利于麦汁色度浅
三、采用过滤槽麦汁过滤步骤 压入热水、 泵入糖化醪、 静置、 预喷及回流、 头道麦汁过滤、 洗糟麦汁过滤、 排洗糟残水、排糟、 清洗筛板
四、降低过滤槽的占用时间 1、降低过滤槽的占用时间： 非过滤时间限制在最少范围； 缩短头道麦汁和洗糟麦汁过滤的时间 2、降低头道麦汁、洗糟麦汁过滤时间前提 保证过滤麦汁清亮、固形物含量低； 洗糟彻底；
3、降低非过滤时间 非过滤时间指压入热水、泵入糖化醪、静置、排洗糟残水、排糟、筛板清洗。 压入热水：作用：预热、排除筛底空气；一般1-3分钟； 泵入糖化醪：糖化完醪液在较短的时间内尽可能快泵入；减少静置时间、放弃静置过程，甚至在泵醪时，开始预喷及回流，使泵醪和预喷及回流的时间为10-12分钟，减少过滤槽占用时间 采用性能良好排糟装置，在8—10分钟内将麦糟彻底排出 清洗筛板为3-5分钟；
4、减少过滤和洗糟时间 1）减少过滤和洗糟时间的途径： 过滤槽中形成渗透性好的滤层； 过滤时尽可能减缓滤层渗透性变差； 合适的麦糟层高度； 粘度低； 单位时间过滤的麦汁量=K×A×△p h×µ =滤层面积×滤层压差×通透性/滤层厚度×粘度
2）形成渗透性好的滤层条件： 大麦品种好，麦芽细胞溶解、蛋白质溶解度好，蛋白质含量适当，麦芽焙焦强度适当； 辅料类型好、比例适当； 采用增湿粉碎、连续增湿的湿法粉碎；保证粉碎时麦皮保持完整、粗粒与细粉比例适当； 糖化时醪液吸氧少； 糖化效果好； 醪液从底部进入过滤槽并耕糟，有利于形成均匀滤层； 正确的操作；
3）过滤时减缓滤层渗透性变差的途径 操作正确；在麦汁过滤开始时，麦汁调节阀开得过大，预喷次数过多，麦汁泵的抽吸作用都会使麦糟阻力快速上升，延长过滤时间； 采用连续耕糟的性能好的耕糟机； 安装筛板清洗喷头，在每次过滤完后清洗筛板，保证筛板通透性，有利于麦汁过滤； 麦汁出口管采用倒喇叭型、新型大锥形麦汁流出管，对滤层吸力小； 麦汁粘度低，否则为了使麦汁流出快，麦汁流出阀开度较大，对麦糟产生的吸力过大，滤层的渗透性下降快；
4）耕糟机 通常说一个过滤槽的好坏主要看耕糟机，所以耕糟机是过滤槽中最重要装置。性能优良耕糟机具备以下特征 性能稳定，维修简单、 能保证形成均匀的麦糟层， 能根据麦糟阻力，麦汁流量，麦汁浊度连续自动耕糟，耕糟时能迅速降低麦糟阻力，不推糟，麦糟层均匀，麦汁还比较清亮，且深耕糟次数少， 能保证洗糟时彻底的洗糟效果，糖化收得率高。
4）耕糟机 根据过滤槽直径和投料量大小，耕糟机可安装多个刀臂， 耕糟时最大线速度小于3—4m/min， 应避免在大型过滤槽进行耕糟时出现糟层不均匀，并保证在3—4分钟内将麦糟的阻力消除。 在臂的下面安装有直形的、之字形或波浪形的耕刀， 一般耕刀之间的距离（10—20cm）从外向内逐步增大，耕刀的排列应是交叉结构，每个刀都应在前面两个刀中间。
最新的“Lenz耕刀”有两个开叉的刀脚，能使每平方米过滤面积有2.5---3个耕刀，通过对耕刀底部犁铧式的结构优化，使耕刀在耕糟时能更好地疏松麦糟层，麦糟阻力下降快，并且对过滤的麦汁的浊度的影响小。最新的“Lenz耕刀”有两个开叉的刀脚，能使每平方米过滤面积有2.5---3个耕刀，通过对耕刀底部犁铧式的结构优化，使耕刀在耕糟时能更好地疏松麦糟层，麦糟阻力下降快，并且对过滤的麦汁的浊度的影响小。 图4.63A 双刀脚、较高的刀脚数3.5-3.8刀脚/m2 ：通过流动优化、犁刀效应的改善，达到良好疏松糟层、过滤快的效果。
图4.64B在回转刀之间的“铜铲”可提高耕糟效果、能用于排糟图4.64B在回转刀之间的“铜铲”可提高耕糟效果、能用于排糟 过滤槽直径：耕糟刀臂的个数 至7m 3个 至10 m 4个 从10 m 5个 图4.64A 多臂耕糟装置 Aufhacken: 耕糟 Austreber: 排糟 Aufhacmesser 耕刀 CU-leiste
5）合适的麦糟滤层厚度 麦糟层的高度与单位过滤槽面积投料量、麦芽与辅料比例、粉碎方式和效果、是否高浓糖化、是否使用糖浆等因素有关； 高浓糖化时如果投料量大，按传统观点来说过滤槽负荷、麦糟层的高度可能上升，在保证满足过滤效果的前提下采取加大过滤槽直径，降低过滤槽的负荷、麦糟层的厚度，不仅降低麦糟阻力，而且增加过滤面积，有利于麦汁过滤；
6）粘度 • 粘度高低与麦芽质量、糖化方法及糖化效果、是否使用小麦麦芽、温度、麦汁浓度有关。 • 导致麦汁粘度高的原因是： • 醪液温度低； • 高浓糖化时头道麦汁浓度高； • 使用溶解差、不均匀的麦芽； • 粉碎物中粗粒多，糖化时淀粉水解不彻底； • 泵醪和搅拌时可能形成较强烈剪切力、导致β－葡聚糖凝胶形成； • 麦芽蛋白质含量高、或使用小麦麦芽；麦芽焙焦强度不足，醪液、麦汁严重吸氧，使麦汁中含有较多的高分子蛋白质分解产物；
六、固形物含量少、清亮麦汁 1）获得澄清麦汁：意味所含高分子分解产物（高分子蛋白质、糊精、脂肪酸）少些，有利于麦汁煮沸及热凝固物排除、啤酒可滤性、啤酒口味、泡沫、非生物稳定性、风味稳定性； 2）获得固形物含量少的麦汁：意味着所带入脂肪酸、不溶性蛋白质、未糊化淀粉颗粒少、细小麦皮少， 麦汁煮沸时淀粉后糊化程度低，碘值上升幅度小，煮沸终了麦汁的碘值⊿E〈0.25-0.3； 有利于啤酒可滤性 降低回旋沉淀槽负荷； 从麦皮中浸出多酚物质少，有利于啤酒口味、色度、苦味质量、啤酒非生物稳定性；
3）导致过滤麦汁中固形物含量高的原因 • 过滤槽结构存在缺陷：例如过滤槽筛孔的宽度大、筛板与底板的距离过大；分块筛板未安装好； • 预喷效果不好； • 过早开始头道麦汁过滤； • 粉碎系统：在同样麦糟层条件下，麦皮保持较好，麦皮越完整，相当于过滤介质粗些，所带出颗粒多些； • 麦汁过滤速度过快； • 耕糟机结构不好、耕糟机的高度不能调节或控制不当、在耕糟和洗糟时形成沟槽,麦糟层不有效； • 粉碎物组成不合理、麦糟阻力大、上升快，麦汁的可滤性差而深耕糟次数多；
4）导致过滤麦汁不清亮的因素 啤酒类型：小麦啤酒或全麦芽时麦汁中高分子蛋白质分解产物比例高； 糖化效果：麦芽质量差（细胞溶解差、不均匀，焙焦强度低、蛋白质溶解度低，酶活力低），通过糖化得到的浸出物中属于高分子分解产物多； 麦汁过滤中后糊化：如果过滤时后糊化程度远远大于后液化，导致过滤麦汁出现雾浊、不清亮， 过滤时耕糟效果：在深耕糟时一般会出现麦汁浊度上升，
七、洗糟及洗糟麦汁的过滤 1、洗糟开始时刻：当头道麦汁过滤到快露出麦糟层时结束头道麦汁过滤，开始洗糟过程。 洗糟时应开动耕糟机，首先耕动麦糟的表层，然后逐渐缓慢下降，直到耕刀距筛板5—10cm，不要放得过低，否则滤出的麦汁又会混浊。在耕糟的同时，利用洗糟水喷管在麦糟上上喷洒洗糟水，开始洗糟，将麦糟中残留的浸出物洗出。此洗涤麦汁也称第二麦汁。 分为连续和间歇式洗糟
旋转喷水管 图4.65排糟板 强制性的旋转喷水管 图4.66洗糟水喷管 排糟板和洗糟水喷管
（a）要控制好耕糟机，耕刀必须将整个麦糟层切到，并且麦糟层的任何部位不至于产生缝隙。（a）要控制好耕糟机，耕刀必须将整个麦糟层切到，并且麦糟层的任何部位不至于产生缝隙。 （b）为了避免混浊，不应太频繁地耕糟；耕糟机也不要放得过低；耕糟机上升、下降不要太快，以免带破麦糟层。 （c）洗糟水pH值在6以下，可减少麦皮中的不良物质的溶出。 （d）洗糟水温度越高，洗糟效果越快、越彻底。但高的洗糟水温度将洗出较多的着色物质等、后糊化严重； 2）洗糟过滤要求
2）洗糟过滤要求 e.洗糟时不仅保持洗糟麦汁清亮、固形物少 f.洗糟麦汁流出速度不应太快，因为洗糟水要将浸出物洗出需要时间。否则洗糟不彻底，糖化收得率下降。过滤麦汁浑浊； g.洗糟时间太长，会影响麦汁质量和设备利用率。因此，洗糟时间不应该超过1.5—2小时。 。
3）洗糟水及洗糟次数 a.要尽可能用少量的洗糟水洗出糟中残留浸出物，否则麦皮中的大量不良物质被洗出来，满锅麦汁浓度低，并影响麦汁、啤酒质量、能耗大。 b.洗糟水温：一般洗糟开始时稍高，后期应适当低些，但不能超过80℃ 第一次洗糟 76/78℃ 第二次洗糟 76℃ 第三次洗糟 75/72℃ c.若采用三次洗糟，洗糟水量可以这样分配:1/4 2/4 1/4 或者 1/3 1/3 1/3
d.洗糟用水数量： 头道麦汁的浓度； 头道麦汁的数量； 煮沸锅的煮沸强度。 e洗糟用水质量：76-78℃，达到酿造用水要求，最好酸化 f 洗糟完毕，流出的液体称为“过滤残水”，浓度不得高于1%。现在，“过滤残水”的浓度在2—3%时，就不再流入煮沸锅或放入下水道（如果煮沸锅已满时），而是将它收集起来，放进洗糟水罐，并用活性碳处理（吸去不良颜色和气味），把它作为下一锅的洗糟用水。 3）洗糟水及洗糟次数
