一种啤酒糖化一体机及啤酒酿造方法与流程

本发明属于啤酒酿造技术领域，特别涉及一种啤酒糖化一体机及啤酒酿造方法。

背景技术：

糖化是啤酒生产过程的重要一环，相应地，啤酒糖化装置是啤酒生产设备中的重要设备。目前，啤酒糖化装置主要有两类，一是大型啤酒工厂所用的设备，二是啤酒屋所用的微型设备。大型啤酒工厂，一般使用由糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽组成的五器式糖化装置，也称三锅两槽模式。其优点是生产效率很高，二十四小时可以完成六批次以上糖化任务。但其价格高昂，设备占地面积大，要求控制精确，操作复杂，耗能大，显然不适合中小型啤酒工厂使用。而国内外所有的啤酒屋中，其使用的糖化设备有三器式或两器式之分，一般每班次所需时间为8小时左右。也就是说在每班的工作时间内只能完成一班次糖化任务，要想提高产量，完成两班次糖化任务，只能通过加班来实现，但这会使得生产成本提高。将这种设备用于中小型工厂显然显得效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有啤酒生产过程中需要多种设备的缺陷，通过对结构的优化设计，使啤酒糖化生产过程在一台设备中完成。

本发明的另一个目的是克服现有啤酒酿造过程中各工艺设备单独使用，造成生产效率低的缺陷。

本发明提供的技术方案为：

一种啤酒糖化一体机，包括：

糖化过滤槽，其可旋转安装在支架上，所述糖化过滤槽侧壁设置有环形过滤筛板，所述糖化过滤槽底部设置有第一加热器；

驱动机构，其驱动所述糖化过滤槽绕中心竖直轴线旋转；

进料管，其从糖化过滤槽顶部伸入到糖化过滤槽内，所述进料管下端设置有静搅拌翅片；

排糟管，其沿竖直方向布置，所述排糟管且呈空心状，其固定在所述糖化过滤槽底部，通过轴承支撑在支架上；所述排糟管顶部设置有可开启式的底阀；

糊化煮沸沉淀槽，其同轴套设在糖化过滤槽外，所述糊化煮沸沉淀槽设置有环形空腔，其与糖化过滤槽通过环形过滤筛板相连通；所述糊化煮沸沉淀槽底部设置有第二加热器；

回旋沉淀机构，其连通糊化煮沸沉淀槽底部和侧壁，将糊化煮沸沉淀槽内的麦汁从底部泵出再从糊化煮沸沉淀槽侧壁泵入，以形成旋涡沉淀；

回流机构，其连通糊化煮沸沉淀槽和糖化过滤槽，将糊化煮沸沉淀槽内的麦汁从糊化煮沸沉淀槽泵入到糖化过滤槽内。

优选的是，所述糖化过滤槽内设置有动搅拌翅片。

优选的是，所述糊化煮沸沉淀槽外设置有保温层。

优选的是，所述糖化过滤槽内设置有刮糟板，所述刮糟板与刮板转动轴连接，通过刮板转动轴旋转实现刮糟板与环形过滤筛板的接触或分离。

优选的是，所述糊化煮沸沉淀槽底面外侧设置有冷却麦汁出口，在糊化煮沸沉淀槽的侧壁上设置有麦汁回旋入口，回旋冷却泵能够将糊化煮沸沉淀槽内的麦汁从所述麦汁出口泵出，并从麦汁回旋入口沿切线方向泵入到糊化煮沸沉淀槽内。

优选的是，所述驱动机构包括：

驱动电机；

齿轮，其与所述驱动电机输出轴同轴固定连接；

齿圈，其固定在所述糖化过滤锅底部，所述齿圈与齿轮相啮合；

优选的是，所述糊化煮沸沉淀槽还包括上盖，所述上盖中部设置有升气筒，上盖的一侧还设置有人孔。

优选的是，所述糊化煮沸沉淀槽的侧壁上设置有下部cip喷管，糊化煮沸沉淀槽的上部设置有上部cip喷管，所述回旋冷却泵分别与下部cip喷管和上部cip喷管连接。

优选的是，还包括酒花添加罐，其与所述糊化煮沸沉淀槽内的环形空腔相连通。

一种啤酒酿造方法，包括如下步骤：

步骤一、在糊化煮沸沉淀槽内加入水和淀粉质原料，并加热升温进行糊化；同时将粉碎后的麦芽和水从中心进料管注入糖化过滤槽内，并将糖化过滤槽进行低速旋转搅拌，并对糖化过滤槽进行加热。

步骤二、将糊化煮沸沉淀槽内糊化后的物料泵入糖化过滤锅内，与麦醪混合后进行糖化；

步骤三、糖化结束后，通过加热器升温至76℃-78℃，然后糖化过滤槽快速旋转使物料抬升至上部环形过滤筛板通过离心力分离出麦汁，使麦汁流入到糊化煮沸沉淀槽内；

步骤四、通过回流机构将糊化煮沸沉淀槽内的麦汁重新泵入到糖化过滤槽内，再次进行离心分离过滤麦汁，循环多次使麦汁澄清；

步骤五、将糊化煮沸沉淀槽内的澄清麦汁进行加热蒸发，并添加酒花，直至达到工艺要求的定型麦汁；

步骤六、通过回旋冷却机构使糊化煮沸沉淀槽内麦汁从底部泵出再从糊化煮沸沉淀槽侧壁泵入，以形成旋涡沉淀，使酒花糟和热凝固物凝聚沉淀下来，达到澄清麦汁的目的；

步骤七、静止一段时间后打开出酒阀，通过回旋冷却泵泵出热麦汁去板式换热器对热麦汁进行冷却。

本发明的有益效果是：本发明提供的啤酒糖化一体机具有集成度高的优点，在一台设备上集成了糖化、糊化、过滤、煮沸、回旋沉淀功能，能够实现连续投料功能，糖化过滤槽采用非接触式电磁加热，离心过滤可进行快速过滤，10-20分钟完成过滤过程。本发明设计结构容易实现自动化操作。

附图说明

图1为本发明所述的啤酒糖化一体机总体结构示意图。

图2为本发明所述的糖化过滤机构结构示意图。

图3为本发明所述的糊化煮沸回旋沉淀机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种啤酒糖化一体机，以一台设备完成啤酒糖化生产过程中的糊化、糖化、过滤、煮沸、回旋沉淀的全部功能，主要包括糖化过滤机构和糊化煮沸回旋沉淀机构。

一并参阅图2，所述糖化过滤机构包括糖化过滤槽1，所述糖化过滤槽1安装在支架2上，糖化过滤槽1底部连接有空心的排糟管3，排糟管3的顶部设置有可开启式的底阀4，通过将底阀4开启能够使排糟管3与糖化过滤槽1内部相联通。排糟管3通过轴承5支撑在支架2上，从而使排糟管3具有转轴的功能，使糖化过滤槽1能够相对于支架2绕竖直轴线旋转。所述糖化过滤槽1底部固定有齿圈6，电机7的壳体固定在支架2上，电机7的输出轴固定连接有齿轮8，所述齿轮8与齿圈6啮合，通过电机7的旋转，能够带动糖化过滤锅1绕竖直轴线旋转。

进料管9自上伸入到糖化过滤槽1内，所述进料管9为中空管，原料即粉碎后的麦芽和水能够从进料管9进入到糖化过滤槽1内。所述进料管9的下部设置有静搅拌翅片10，在糖化过滤槽1内底部固定有动搅拌翅片11，当糖化过滤槽1转动时，动搅拌翅片11随着糖化过滤槽1移动转动，静搅拌翅片10保持静止，通过静搅拌翅片10和动搅拌翅片11的配合实现原料的搅拌过程。在糖化过滤槽1下方设置有第一加热器12，用于对糖化过滤槽1进行加热。

所述糖化过滤槽1的侧壁呈圆台形，糖化过滤槽1的内径自下而上逐渐增大，侧壁的顶部设置有环形过滤筛板13，当糖化过滤槽1快速旋转时，糖化过滤槽1内的麦醪在离心力的作用下，沿着侧壁向上流动，经过环形过滤筛板13过滤后流到糖化过滤槽1外。在糖化过滤槽1内设置有刮糟板14，其与环形过滤筛板13相接触，用于刮掉粘在环形过滤筛板13上的固体物料，防止环形过滤筛板13堵塞，确保麦汁顺利流到糖化过滤槽1外。刮糟板14与刮板转动轴26连接，通过刮板转动轴26的转动实现刮糟板14与环形过滤筛板13的接触与分离。在环形过滤筛板13的外侧设置有挡板15，麦汁流到糖化过滤槽1外后与挡板15碰撞然后沿着挡板15向下流动，即通过挡板15对麦汁进行引流。

通过上述糖化过滤机构的设置，能够实现糖化和过滤的功能，底部采用平底可旋转结构，平底可以实现加热升温功能，旋转可实现搅拌和离心分离获取清麦汁和分离谷物皮壳功能。

一并参阅图3，糊化煮沸回旋沉淀机构包括糊化煮沸沉淀槽16，糊化煮沸沉淀槽16具有环形空腔，并且糊化煮沸沉淀槽16套设在糖化过滤槽1外，麦汁经挡板15引流后能够流入到糊化煮沸沉淀槽16环形空腔内。所述糊化煮沸沉淀槽16的外壁上设置有保温层17，糊化煮沸沉淀槽16的底部设置有第二加热器18，以对糊化煮沸沉淀槽16进行加热。糊化煮沸沉淀槽16上设置有一上盖19，在上盖19中部设置有升气筒20，上盖19上还设置有人孔21。

酒花添加罐22设置在糊化煮沸沉淀槽16外，并且与糊化煮沸沉淀槽16相连通，通过酒花添加罐22能够将酒花加入到糊化煮沸沉淀槽16内。

所述糊化煮沸沉淀槽16底面外侧设置有麦汁出口23，在糊化煮沸沉淀槽16的侧壁上设置有麦汁回旋入口24，麦汁出口23和麦汁回旋入口24之间通过管道与回旋冷却泵25连接，通过回旋冷却泵25的工作将麦汁沿切线方向泵入到糊化煮沸沉淀槽16内，实现麦汁的旋涡沉淀效果，达到分离酒花和热凝固物的功能。

所述糊化煮沸沉淀槽16底面内侧设置有麦汁回流出口29，回流泵30与麦汁回流出口29连接，回流泵30工作时能够将糊化煮沸沉淀槽16内的麦汁经进料管9泵入到糖化过滤槽1内。回流泵30还与热水阀31连接，能够直接将热水经进料管9泵入到糖化过滤槽1内，对糊化煮沸沉淀槽16以及环形过滤筛板13进行清洗。

所述糊化煮沸沉淀槽16的侧壁上设置有下部cip喷管27，糊化煮沸沉淀槽16的上部设置有上部cip喷管28，所述回旋冷却泵25分别与下部cip喷管27和上部cip喷管28连接。进行cip清洗时，由cip进口阀32泵入碱水(或热水)到上部和下部cip喷管进行cip清洗。碱水(或热水)从上部cip喷管28进入到糖化过滤槽1内加热后，高速旋转后通过环形过滤筛板13进入糊化煮沸沉淀槽16内，打开出料阀33和回流泵30对回流管路进行cip清洗。

进入到糖化过滤槽1内的碱水(或者热水)加热后打开出酒阀34，回旋冷却泵25和cip阀对麦汁冷却器、糊化煮沸沉淀槽16、糖化过滤槽1进行循环清洗，达到清洗的目的。

本发明提供的啤酒糖化一体机其工作过程如下：

1、糊化过程

通过打开热水阀31和出料阀33将额定量的水泵入糊化煮沸沉淀槽16内，关闭出料阀33和热水阀31。

然后打开出酒阀34和麦汁回旋沉淀阀35，启动回旋冷却泵25，从酒花添加罐22处加入淀粉质原料，加热升温糊化液化达到工艺要求后，关闭回旋冷却泵25、出酒阀34、回旋沉淀阀35。然后打开出料阀33、回流阀36，启动回流泵30将糊化醪泵入糖化过滤槽1内进行糖化。

空出的糊化煮沸沉淀锅16准备为过滤出来的麦汁做煮沸工作。

2、糖化过滤过程

进料：粉碎后的麦芽粉和水从中心进料管9进入糖化过滤锅1内，通过低速旋转达到搅拌混合效果，通过第一加热器12进行加热，达到既定的工艺温度。

搅拌：中心进料管9含有静搅拌翅片10，糖化过滤槽1底部也有动搅拌翅片11，起到搅拌的功能，动搅拌翅片11还起到加强筋的作用。

糖化过滤槽1底由空心排糟管3和轴承5跟支架2相连，从而实现旋转的功能，空心排糟管3上装有底阀4，可实现开启后排放麦糟的功能。

过滤：当糖化结束后，通过快速旋转物料抬升至上部过滤区域，通过离心力分离出麦汁。麦汁进入糊化煮沸沉淀槽16，通过内侧的麦汁回流出口29通过麦汁回流泵30，沿中心进料管9泵回糖化过滤槽1，直至达到工艺要求的澄清度。

洗糟：洗糟水通过麦汁回流泵30通过中心进料管9进入糖化过滤槽1，进行洗糟。

排糟：洗糟结束后，转动刮糟板14将附着在过滤筛板13上的麦糟刮掉，此时糖化过滤槽1缓慢转动，然后通过中心进料管9放入排糟水，混合后的糟水混合物从打开的排糟底阀4向下排出，完成一批次的糖化过程。

空出的糖化过滤槽1可以继续进下一批料进行糖化，实现连续糖化。

3、煮沸沉淀过程

煮沸：过滤完的麦汁进入糊化煮沸沉淀槽16后，按照工艺要求进行加热蒸发酒花添加等工艺步骤。酒花及制品通过酒花添加罐22添加进入糊化煮沸沉淀槽16内。

回旋沉淀：达到工艺要求的定型麦汁浓度后，打开糊化煮沸沉淀槽16外侧的出酒阀34、麦汁回旋沉淀阀35，通过回旋冷却泵25将麦汁沿切线方向泵入糊化煮沸沉淀槽16内，形成旋转的麦汁，将热凝固物和酒花糟凝聚在糊化煮沸沉淀槽16内侧，来实现热凝固物和酒花糟分离的效果，达到工艺时间后关闭相应的泵阀。

冷却：静止一段时间后，再次打开出酒阀34、回旋冷却泵25、麦汁冷却阀37、去麦汁冷却器38，完成麦汁冷却的工艺流程。

4、排污过程

麦汁冷却结束后，打开cip进口阀32和下部cip阀40进行清洗，同时打开出料阀33、出酒阀34和两个排污阀39进行排污。

备用：清洗结束后，关闭所有的阀门，进入备用状态，进入下一个批次的煮沸过程。

5、cip清洗过程

由cip进口阀32泵入碱水(或热水)到上部和下部cip喷管进行cip清洗。碱水(或热水)从上部cip喷管28进入到糖化过滤槽1内加热后，高速旋转后通过环形过滤筛板13进入糊化煮沸沉淀槽16内，打开出料阀33和回流泵30对回流管路进行cip清洗。

进入到糖化过滤槽1内的碱水(或者热水)加热后打开出酒阀34，回旋冷却泵25和cip阀对麦汁冷却器、糊化煮沸沉淀槽16、糖化过滤槽1进行循环清洗，达到清洗的目的。

通过本发明提供的啤酒糖化一体机，能够实现至少两种工艺方案，具体方案如下：

1全麦芽糖化方案

执行全麦芽糖化工艺的操作时，只需将麦芽粉和水由中心进料管加入糖化过滤槽内，糖化结束后快速过滤麦汁进入糊化煮沸沉淀槽内，空出的糖化过滤槽可进入下一批料的准备工作，实现快速连续投料操作，设备利用率高，不需要等待。

2含辅料糖化方案

糊化煮沸沉淀槽和糖化过滤槽几乎同时投料，糊化结束后将糊化醪导入糖化过滤槽内进行糖化，此时糊化煮沸沉淀槽进入等待阶段，设备利用率相对低一些。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。