糖化锅主要用于麦芽淀粉、蛋白质的分解,糖化醪液与已糊化的辅料醪在此混合,使醪液维持在一定的温度,进行淀粉糖化。糊化锅主要是制作工业啤酒时,用于加热煮沸大米等辅料以及部分麦芽醪液,使淀粉进行糊化和液化。糖化锅和糊化锅都具备加热和搅拌功能。
其中搅拌器尺寸的设计非常重要,它的转速必须与锅体直径相适应,而且线速度不得超过3m/s,否则会对醪液产生剪切力,使醪液内容物发生改变。对醪液搅拌装置的基本要求是:能使进行物料混合的固体颗粒呈悬浮状态,并均匀地分布在液体中,以避免局部过热,产生焦糊现象,影响麦汁和啤酒的质量。
近年来,德国 Huppmann,Steinecker等几家大的啤酒设备公司对醪液搅拌装置进行了大量研究和探索,提出了许多新观点和新方法,发明了几种新型的搅拌装置。现以德国 Huppmann公司的新型搅拌桨叶为例,给大家介绍一下这种糖化搅拌器的设计理念。
Huppmann搅拌器的特点
搅拌桨叶长而宽大且对称设置
我们知道,热量通过对流传给加热介质时,必须保证不会造成局部过热,从而保持热传导恒定不变。另外,应充分利用原始能源,缩短接触时间。因此,使用长而宽大(桨叶直径为罐体的0.85~0.90)、外缘处于相反方向的对称桨叶,有利于这种作用。一方面可以通过对流来增加热传导,减少醪液糊锅的可能性;另一方面,使用宽大的叶片可以在较低的转速下运行,降低剪切力带来的机械负荷。以前,最高线速度可达3m/s,而新设计的桨叶线速度可以降到低于1m/s。
搅拌桨叶有倾角且开孔
醪液中酶与底物的完全作用需要充分接触。若搅拌桨叶具有正确的倾角,则可使醪液在锅中形成旋转运动,附带形成滚动混合醪液由内向外和由下向上的充分运动和滚动循环),从而避免了醪液中较重的部分在中间聚集,可以保证锅内温度均匀一致(上下温差小于0.3℃),促进酶与醪液的充分接触。另外,新型桨叶开孔也能降低剪切力,并减少氧气的吸入。
搅拌装置可升降
醪液在升温阶段,搅拌桨叶宜处在靠近加热面的较低位置,通过在加热面上产生尽可能强的对流来加强热传导,同时,可以避免局部过热或者糊锅现象。与之相反,在休止阶段,搅拌桨叶在较高的位置上比较有利。因为此时“泵吸效应”明显好于较低位置,在低位时,只存在较小的吸入空间。
搅拌装置采用变频调节,灵活性大大增强
实际生产中,常以非水溶性物质(NHF)的变化作为衡量剪切力大小的重要参数,非水溶性物质的绝对含量在很大程度上取决于搅拌装置的结构。非水溶性物质(NHF)含量越高,说明醪液所受的剪切力越大,此时的搅拌速度也越快。因此,在糖化过程中,我们必须尽可能降低搅拌速度,减少非水溶性物质(NHF)的含量。因此我们的搅拌装置采用了变频调节,搅拌速度可以根据糖化工艺的要求灵活调整,以与糖化步骤相适应,从而控制醪液的对流速度,避免产生过大的剪切力。尤其在高浓糖化时,新型搅拌装置更能显出其无与伦比的优势。
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