新型精釀啤酒制麥系統

伴隨著精釀啤酒的釀造、制麥工業興盛，即插即用的滾筒式麥芽生產自動化解決方案maltron 5.0 出現。系統具有一體化優勢，能靈活地處理各類谷物，并可將生產后的成品置于任何地方，而無需建造任何土建工程。為難以加工的谷物，提供了一套溫和翻轉的替代方案。另外，也能用于干燥酒花。

大約30 年前，精釀啤酒革命在北美發起。精釀啤酒商們一直癡迷于啤酒花的應用。對于消費者來說，酒花是啤酒的重要成分。但是北美精釀啤酒商種植啤酒花，為的是擺脫酒花供貨商，自己掌控原料，同時也能對外宣講動人的釀酒故事。隨著時間的推移，許多精釀啤酒商又發現：他們所釀制的啤酒還受已發芽大麥和其它谷物的影響，因為需從制麥商手中購買釀酒所用的麥芽。在政府激勵措施的幫助下，精釀啤酒商們希望與農場主建立緊密的合作，啤酒釀造新趨勢開始了。

在過去100 多年里，北美大麥種植和麥芽加工總體來說向西轉移，只有少數例外。小規模的制麥主要應用地板式發芽和薩拉丁箱式制麥方法，這些方法在當今的商業化制麥中已不常見。新型制麥商與當今制麥工業一樣面臨著諸多挑戰，既要獲得優質的大麥，搶占市場，又要降低生產成本。

在過去的幾年里，精釀啤酒商們一直按照傳統方法制麥。最近，根據北美釀酒商的需求和建議，加拿大設備制造商NSI Newlands 設計了一款小型、靈活、牢固耐用的制麥系統，能靈活地發芽各種類型的谷物。考慮到制麥的批量大小、密閉式加工、自動化程度及易于安裝等因素，采用滾筒式制麥原理。采用滾筒原理的另一個原因是設計師肯·布萊恩的口頭語，“我們建造的東西，一般都是圓的”。

2020 年3 月，NSI 公司有機會在maltron 5.0 上進行了首次試驗。本文描述了其操作及獲得的試驗結果。

圖1：水化器hydrator

圖2：浸麥

圖3：通風供氧及溢流

圖4：排水

首先通過水化器hydrator 對大麥洗滌除塵、除雜質，見圖1 和圖2。浸麥過程中所需用的水一方面通過水化器進入滾筒，一方面通過通風供氧噴嘴進入，進入滾筒的水量被測量。當需要溢流時，水通過通風供氧噴嘴流入滾筒，撇出的麥粒中的浮渣通過活板門流出并被收集，見圖3。排水時，僅需緩慢旋轉滾筒至發芽位置，見圖4。在浸麥空氣休止（浸麥斷水）過程中，考慮到CO2氣體的恰當排出，需要風扇連續運轉或間斷性運轉，直至下一次浸麥，滾筒再次旋轉回浸麥位置浸水為止。在浸麥浸水和空氣休止（斷水）過程中，需對水溫、空氣溫度和三角區域的空氣壓力進行監控和趨勢分析。

試驗過程中的水溫是10℃。所采用的浸水斷水時序是15h 浸水-10h 斷水-14h 浸水，試驗時可依據水溫和非自動方式操作等實際情況確定。首次浸麥水分含量為34%，第二次為41%，并最終達45%。在浸麥空氣休止期間最大的谷物溫度為13.6℃。試驗表明，浸麥過程的耗水量為投料大麥的0.8 ～1.03 倍。由于加工廠試驗時的浸麥水溫為10℃及當時的環境空氣溫度也大約為10℃，浸麥過程中幾乎沒有CO2氣體排出。進水和排水的時間很好地控制在45 min 左右。為了彌補最后4%的浸麥水分含量，應用了噴霧浸麥法。依據試驗情況，認為該滾筒在浸麥過程中有空間可再增加1.5 噸的大麥，這樣使每批次名義上的浸麥量增加到7 噸。

考慮到制麥過程中不同谷物粒形的大小，在滾筒中安裝了2 mm 網眼篩網。通過人孔可將底板部分移走，就可輕松替換成想要規格的篩網。

為了提高產量，還可增加一個獨立的浸麥容器，基于最大兩天的浸麥周期，可使制麥產量增加40%。按照每批次投料5 噸脫粒大麥計算，可使年制麥產量從208 噸增加到292 噸。

在發芽過程中需要將滾筒旋轉一角度，確保綠麥芽水平面平行于地面，見圖5。然后再返回到最初的發芽位置。這樣一天往復循環多次，或者使滾筒連續旋轉。這一操作相當于麥層的翻麥過程。在發芽期間，所施加的空氣溫度必須滿足大麥發芽生長需要。為了實現這一目標，需用一自動閥將環境空氣與發芽過程中回流的氣體混合。若處于濕熱氣候環境，還需要增加冷卻裝置以調節溫度。穿過綠麥芽三角區域溫度由風扇轉速設定。為確保施加的空氣濕度保持在接近100%的水平，最多可以啟用三對噴霧器，在干燥的夏季期間也可以使用蒸發冷卻。這可以通過位于進氣口的濕度探針來監控。最后24 小時需關閉增濕模式，以降低綠麥芽的水分含量。使用滾筒式發芽，需考慮綠麥芽溫和的處理過程，這對制麥敏感性谷物，如黑麥和低麩質大麥等非常重要。可以使用內部噴霧器和滾筒旋轉相結合的方式進行噴水，以提高綠麥芽的總含水量，見圖6。發芽期間，需監控分析三角區域的空氣壓力、溫度和濕度。

圖5：綠麥芽發芽

圖6：噴霧

浸麥結束時，需將浸泡過的大麥靜置20 小時，在此期間大約每隔4 小時應用約75升的水噴霧，直到達到45%的水分含量峰值。通風需控制在372 ～701 m3/ 噸/ 時 范圍內。每日溫度控制為20、20、18、18、17 度，使第2天水分含量峰值達到45%。每日的水分含量為41%、45%、44%、43%、43%。

在烘干麥芽時，滾筒旋轉至中立位置，主工藝風機打開，隨后打開間接加熱器。在綠麥芽烘干過程中，滾筒會旋轉，這樣烘干側的麥層會隨著滾筒翻轉，從而與氣流未至的麥層混合，使穿過麥層的氣流不均勻。最好采用的方法是此時不旋轉滾筒，直至氣流穿過麥層。具體此時段滾筒旋轉與否，最終選用哪種方法由制麥人員決定。氣流穿過麥層后，溫度逐漸升高至固化溫度，此時氣流降低并保持直至烘干的麥芽達到想要的色度和水分含量。烘干過程的最后一道工序是對麥芽冷卻。

在麥芽烘干過程中應用定時器、溫度控制器和壓力傳感器來控制氣流，以此控制和跟蹤麥芽烘干循環。

烘干試驗在第4 天結束時進行，在風機滿負荷運轉下，穿過加熱器1.5 cm 水柱的最小壓降要求時不需要開啟加熱器。當時測得的風量為3698 m3/噸麥芽/小時。在那時，計劃B 被激活，允許綠麥芽在此氣流速度下應用環境空氣干燥，以阻止大麥進一步發芽。6 天后，在低壓下對間接加熱器測定。烘干試驗在干燥溫度為50℃時實施，直至氣流穿過麥層，然后將烘干溫度升高到60℃，運行1 小時，再升高到70℃，運行2 小時，然后溫度升至80℃，運行3 小時，隨后將麥芽冷卻到35℃。

制麥完成后，應用一個內部安裝的螺旋輸送器將麥芽輸送至中心，進入一個V 型接收料斗，這樣將滾筒中的麥芽轉移出滾筒。該批次投入大麥總重量5.544 噸，產率為82%。在試驗中，使用了一個便攜式螺旋輸送器，并將成品麥芽輸送至手袋中,分析結果見圖7。

圖7：麥芽分析結果

整個制麥過程監控和趨勢分析通過西門子自動平臺完成，該平臺執行并監控從浸麥至麥芽排出的每一道工序。

依據試驗結果，需改進從滾筒至固定端的排水系統；通過增加氣壓提高通風效果；增加主滾筒的齒輪減速效果，放緩看運行速度；增大發芽/烘干風機的負荷，增加整個系統的氣流和壓降。

包括浸麥在內的滾筒式制麥法是一個靈活的制麥系統，它為精釀啤酒商縮小了制麥差距，以成就更高的制麥標準。NSI 公司對該制麥系統的進一步優化及改進值得期待。