一种啤酒糖化的系统装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及啤酒领域，具体涉及一种啤酒糖化的系统装置及其控制方法。


背景技术：

2.目前，啤酒的糖化阶段是麦汁产生可发酵性糖的重要阶段，是酵母能够正常发酵的基础，糖化效果直接导致麦汁组分的差异，并影响最终啤酒成品的口感和品质。
3.如cn110564531a公开了一种高溶解度啤酒糖化增产工艺，包括以下步骤：s1：选取啤酒的水、麦芽、大米、酒花和酵母的基本原料；s2:基本原料的加工，对麦芽和大米进行粉碎；s3:糖化是利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件下将麦芽和辅料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性低分子物质；s4：麦汁过滤是一种快速、彻底地分离糖化醪液中可溶性浸出物，减少影响啤酒风味的麦皮多酚、色素、苦味物质及麦芽中的高分子蛋白质、脂肪酸和β葡聚糖等进入麦汁，从而保证良好的口味和澄清麦汁。其通过调整糖化工艺，减少大分子的蛋白质形成和通过提高麦汁的煮沸强度以及降低发酵液的后贮温度来提高啤酒的增产。
4.cn105623938a公开了一种青稞精酿啤酒糖化工艺，其包括主糖化和副糖化；所述主糖化是将麦芽粉按照一定比例和水混合从而获得啤酒里面的主要糖类氨基酸；所述副糖化是将青稞、着色麦芽和特殊麦芽进行混合按照一定比例配比粉碎进行糖化；所述主糖化为麦芽糖化，所述副糖化为青稞糖化；所述主糖化和副糖化同时进行。其旨在提供一种提高青稞糖化效率，丰富青稞啤酒中的糖类氨基酸，赋予青稞啤酒特殊口感，降低青稞啤酒的浑浊度同时提高青稞啤酒的持泡性和产品后期储存质量稳定性的青稞精酿啤酒糖化工艺。
5.然而，现有设备市场的啤酒糖化系统存在较局限的发酵系统适配范围，在某些特殊工艺配方下，设备无法发挥最优性能，导致麦汁质量打折扣。例如，现有的较为普遍的糖化系统为三锅两槽的五器糖化系统。设备设计之初就确定了较为局限的辅料比设计区间、水料比设计区间、煮沸麦汁量设计区间、最优定型麦汁量设计区间。在面对多品种啤酒生产、多元化酒体开发、特殊原料试验、特殊酵母试验需求的情况下，会遇到麦汁产量无法满足发酵需求或醪液量超出设备需求的问题，同时小型糖化系统往往存在易堵料、物料损失高、物料转移顶水影响产品浓度过大等影响设备效率和产品质量的问题。
6.因此，如何提出一种能够解决上述问题的啤酒糖化系统是现在亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种啤酒糖化的系统装置及其控制方法，解决了目前糖化系统在使用过程中针对特殊试验或酒体开发设计的局限性问题。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供了一种啤酒糖化的系统装置，包括：全容积比为(1.7-2.3):
(4.25-5.75):(7.65-10.35):(7.65-10.35):(10.2-13.8):(3.4-4.6):(6.8-9.2)的糊化设备、糊糖设备、糖化设备、固液分离设备、煮沸设备和沉降设备；
10.所述糊化设备、所述糊糖设备、所述糖化设备和所述沉降设备还配套设置有换热设备；
11.所述换热设备从上至下包括依次设置的冷却部和加热部；
12.所述糊化设备与所述糊糖设备和所述糖化设备分别相连，所述糊化设备、所述糊糖设备和所述糖化设备的出液口均通过管道和所述固液分离设备；所述固液分离设备、所述煮沸设备和所述沉降设备依次连接；
13.所述糊化设备、所述糊糖设备、所述糖化设备、所述煮沸设备、所述固液分离设备和所述沉降设备均配置有顶水给入设备。
14.本发明提供的系统装置，通过采用特定的全容比设备的组合，使得该系统可以适应大范围的工艺变化，同时能合理发挥各锅槽的工艺作用。如设定糖化额定麦汁产量为q，可同时满足工艺设计类型中全麦芽常规收得率酒体糖化批次量1q～3q的产量，从而适应发酵批次量1q～15q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量5q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中低辅料高收得率酒体糖化批次1q～4q的产量，从而适应发酵批次量1q～20q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量6q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中全麦芽高浓低收得率酒体糖化批次1q～2q的产量，从而适应发酵批次量1q～10q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量3q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中高辅料高收得率酒体糖化批次1q～4q的产量，从而适应发酵批次量1q～20q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量6q以内3组试验同批次麦汁对照。而若使用常规设备，如设定糖化额定麦汁产量为q，可同时满足工艺设计类型中全麦芽常规收得率(设定糖化收得率75％)酒体糖化批次量1q～2.28q的产量，从而适应发酵批次量1q～11.40q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量3.8q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中低辅料(设定辅料占比20％)高收得率(设定糖化收得率85％)酒体糖化批次1q～2.68q的产量，从而适应发酵批次量1q～13.44q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量4.48q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中全麦芽高浓低收得率(设定糖化收得率66％)酒体糖化批次1q～1.11q的产量，从而适应发酵批次量1q～5.55q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量1.86q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中高辅料(设定辅料占比45％)高收得率(设定糖化收得率85％)酒体糖化批次1q～2.5q的产量，从而适应发酵批次量1q～12.48q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量4.16q以内3组试验同批次麦汁对照。
15.综上所述，若四种工况出现的频次相同，则本发明在单个试验的条件下可满足1q～3.25q的设计需求，在3个对比试验的条件下可满足1q～5q的设计需求；而常规设备在单个试验的条件下可满足1q～2.14q的设计需求，在3个对比试验的条件下可满足1q～3.58q的设计需求。本发明在两个试验设计条件下的设计适应范围分别为100％～325％和100％～500％，而常规设备在两个试验设计条件下的设计适应范围分别为100％～214％和100％～358％。本发明试验设计适应范围明显高于常规设备。
16.本发明中，系统装置中的管路设计均采用泵口低位管路设计，在物料转移过程中尽可能减少了物料残留，同时可有效减少物料转移顶水过程的用水量，从而减少麦汁制备
过程的浓度损失。
17.本发明中，所述固液分离设备还可设置回流管，回流管的末端可采用y型设计，管口麦汁流动方向与过滤槽壁呈近切线角度，减少回流至过滤槽的麦汁对糟层的破坏。所述过滤槽筛板为组合式，便于拆洗。所述固液分离设备除糟口的除糟门采用贴合式密封，减少传统小型过滤槽过滤过程中的洗糟死角。所述固液分离设备洗糟水进口为类似洗球设计，从排气管道中心往下均匀喷洒洗糟水。
18.本发明中，所述糊化设备、糊糖设备、糖化设备、固液分离设备、煮沸设备均可采用半锥底设计，可提高设备排空效率，固液分离设备的半锥底设计可减少麦汁过滤过程中麦汁过滤泵对糟层的局部抽吸，从而保护糟层。
19.本发明中，所述糊化设备与所述糊糖设备和所述糖化设备分别相连，即采用并联的方式将三个设备通过阀门 管件 泵的组合方式相互连通，如可以通过三通阀的开闭和泵的正反转相配合实现3个设备中物料的传输，为了保证物料的单独反应，可以在对应设备的出口进一步增设开关阀实现更加精准的控制，以实现不同设备物料间的混合和传输，通过阀门的开启以达到不同的实验需求。如糊化设备作业的时候，可择机开始糖化设备或糊糖设备的进料作业，然后可选地将糊化后物料和糖化后物料进行合醪，合醪后可通过阀门组控制直接进入固液分离设备或依据控制工序在糖化设备内保温。
20.本发明中，所述糊化设备、糊糖设备、糖化设备、煮沸设备、沉降设备均配备由取样口，如可采用取样阀的形式进行设置，以便作业过程中对物料进行检测。
21.本实施例中，所述糊化设备、糊糖设备、糖化设备和固液分离设备还分别对应配置顶水给入通道，如糊化顶水，糊糖顶水，糖化顶水和固液分离顶水的给入通道，以便可以更加便利地对反应中的物料浓度和液位进行调整，如可以通过检测原始液位及溶液组成，来换算达到特定处理过程所需的反应液位即对应的浓度，以便进行快速高效的控制。
22.本发明中，所述冷却部可以通过换热的形式达到冷却的目的，加热部可以通过换热的方式加热也可以采用直接加热的方式进行加热。
23.本发明中，所述固液分离设备可以采用过滤槽进行分离，如采用使用开孔率≥15％筛板的过滤槽进行分离。
24.本发明中，所述煮沸设备的热源可以是高温蒸汽或直接加热热源，如为高温蒸汽热源时，则可在煮沸设备的外侧设置蒸汽换热腔，为了进一步准确控温，可以将换热腔独立设置多个。
25.作为本发明的技术方案，所述沉降设备包括第一沉降设备和/或第二沉降设备。可采用并联或串联的形式利用阀门 管件的连接方式进行连接，实第一沉降设备和第二沉降设备的串联或并联。其中，采用并联的方式可以方便设备的切换使用，有利于根据工艺需求进行选择沉降设备的组合方式。
26.本发明中，所述沉降设备还配置有回流管路，从沉降设备底部回流至中上部，回流过程中可以通过液相流速来控制回流量。
27.作为本发明的技术方案，所述系统装置还配套设置有原料粉碎单元；
28.优选地，所述原料粉碎单元包括增湿混合设备、麦芽粉碎机和大米粉碎机；其中，麦芽粉碎机内设有双层挡板、毛刷、清洗球，以清除湿法粉碎机内残留物料。挡板及毛刷的底座与粉碎辊有同步轴连接，双层挡板的上下层设有垂直方向错位的漏料口，以确保清洗
过程中漏料和排水的顺畅。
29.优选地，所述增湿混合设备的螺旋式搅拌结构采用双层螺旋带设计；搅拌结构旋转时，外层螺旋带向中心推移物料，内层螺旋带向两端推移物料。
30.优选地，所述增湿混合设备的加水装置配套设置有流量计。
31.作为本发明的技术方案，所述糊化设备、糊糖设备、糖化设备、煮沸设备、沉降设备均配套设置有温度检测装置、ph值检测装置和液位检测装置；
32.优选地，所述糊化设备、糊糖设备和糖化设备内均设置有折页桨式搅拌器；
33.优选地，所述温度检测装置、ph值检测装置均设置于折页桨式搅拌器的下方；
34.优选地，所述系统装置还配套设置有原位清洗子系统和冲洗子系统。以实现对系统冲洗和原位清洗，如在制备一种麦芽汁时相邻批次间可以采用冲洗的方式进行处理，间隔一定的批次进行原位清洗；或者采用原位清洗和冲洗交替的方式进行。可以依据实际需求进行清洗和/或冲洗即可。
35.本发明中，所述原位清洗子系统为cip清洗系统，以实现糖化系统装置中各设备的高效清洗。
36.本发明中，所述系统装置中还可根据需求添加其他反应条件检测装置，如压强检测装置，反应观测装置等，以实现反应过程的全方位监测。
37.第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述系统装置的控制方法，所述系统控制方法包括糊化控制工序、糊糖控制工序、糖化控制工序、固液分离控制工序、煮沸控制工序和沉降控制工序。
38.本发明中的控制工序中，当系统装置中的阀门采用电控阀时，可以通过plc控制器或工业计算机进行集成调控来实现装置的进一步自动化控制，或者也可采用人工切换的形式进行操控。
39.作为本发明的技术方案，所述糊化控制工序包括糊化初始化子工序、糊化进料子工序、糊化保温子工序和糊化排料子工序；所述糊化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；
40.优选地，所述糊化进料子工序在所述糊化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；
41.优选地，所述糊化保温子工序在所述糊化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，判定物料温度与预设糊化温度是否吻合，若吻合则进行预设保温时间开始保温作业，反之则判定糊化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糊化温度并保持至预设保温时间，若糊化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；
42.优选地，所述糊化排料子工序为达到所述预设糊化保温时间后或所述预设糊化温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊化排料停止液位或空位信号时，停止排料；
43.优选地，所述糊糖控制工序包括糊糖初始化子工序、糊糖进料子工序、糊糖保温子工序和糊糖排料子工序；
44.优选地，所述糊糖初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；
45.优选地，所述糊糖进料子工序在所述糊糖初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；
46.优选地，所述糊糖保温子工序在所述糊糖进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，并判定物料温度与预设糊糖温度是否吻合，若吻合则进行预设保温时间开始保温作业，反之则判定糊糖设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糊糖温度并保持至预设保温时间，若糊糖设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；
47.优选地，所述糊糖排料子工序为达到所述预设糊糖保温时间后或所述预设糊糖温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊糖排料停止液位或空位信号时，停止排料；
48.优选地，所述糖化控制工序包括糖化初始化子工序、糖化进料子工序、糖化保温子工序和糖化排料子工序；
49.优选地，所述糖化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；
50.优选地，所述糖化进料子工序在所述糖化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；
51.优选地，所述糖化保温子工序在所述糖化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，并判定物料温度与预设糖化温度是否吻合，若吻合则进行预设保温时间开始保温作业，反之则判定糖化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糖化温度并保持至预设保温时间，若糖化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位。
52.优选地，所述糖化排料子工序为达到所述预设糖化保温时间后或所述预设糖化温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糖化排料停止液位或空位信号时，停止排料。
53.作为本发明的技术方案，所述固液分离控制工序包括控制固液分离中物料流量及确定所得滤液流量；
54.优选地，所述煮沸控制工序包括煮沸初始化子工序、煮沸进料子工序、煮沸保温子工序、煮沸排料子工序；
55.优选地，所述煮沸初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；
56.优选地，所述煮沸进料子工序在所述煮沸初始化子工序判定合格后开启，包括进液至预设煮沸液位；
57.优选地，所述煮沸保温子工序包判定煮沸设备中物料温度是否和预设煮沸保温温度相匹配，若不匹配则判定煮沸设备内液位是否达到煮沸加热启动液位，若匹配则开始加热至预设煮沸保温温度并保温至预设煮沸时间。
58.优选地，所述煮沸排料子工序为达到所述预设煮沸时间后或所述预设煮沸保温温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设煮沸排料停止液位或空位信号时，停止排料。
59.作为本发明的技术方案，所述沉降控制工序包括沉降初始化子工序、沉降保持子
工序和沉降排料子工序；
60.优选地，所述沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；
61.优选地，所述沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度。
62.优选地，所述沉降排料子工序包括达到沉降时间后开启排料，至设备中残料液位达到预设沉降排料停止液位或空位信号时，停止排料。
63.优选地，所述控制方法还包括原位清洗子系统控制工序和冲洗子系统控制工序。
64.作为本发明的技术方案，当糊化设备、所述糊糖设备或所述糖化设备中的至少2个进行合醪后，排料前还包括合醪后控制工序；
65.优选地，所述合醪后控制工序包括判断合醪后物料温度与预设合醪保温温度的关系，若合醪后物料温度≥预设合醪保温温度，则以预设保温时间进行保温，反之则开启加热至预设合醪保温温度并以预设保温时间进行保温，之后开始排料。
66.即本发明提供的控制方法，一旦发生了合醪工序，则优先进入合醪后控制工序，如当糊化好的物料排出糊糖设备中进行合醪，则在糊糖设备中进行合醪后控制子工序，即在合醪工序发生的设备内进行合醪后控制工序，若合醪进行了多次，如分别在糊糖设备、糊化设备和糖化设备内进行了合醪工序，则对应的设备分别进行对应的预设合醪后控制工序即可。此时各设备的排料子工序在达到对应的合醪后的保温时间后或保温温度即可进行排料。
67.本发明提供得控制方法具有灵活、可操作性强，可充分发挥各设备的功能，利于提高糖化效果的优点。
68.作为本发明的技术方案，所述系统控制方法包括糊化控制工序、糊糖控制工序、糖化控制工序、固液分离控制工序、煮沸控制工序、第一沉降控制工序和第二沉降控制工序。
69.所述糊化控制工序包括糊化初始化子工序、糊化进料子工序、糊化保温子工序和糊化排料子工序；所述糊化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述糊化进料子工序在所述糊化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；所述糊化保温子工序在所述糊化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，判定物料温度与预设糊化温度是否吻合，若吻合则以预设糊化保温时间开始保温作业，反之则判定糊化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糊化温度并保持至预设糊化保温时间，若糊化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；所述糊化排料子工序为达到所述预设糊化保温时间后或所述预设糊化温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊化排料停止液位或空位信号时，停止排料；
70.所述糊糖控制工序包括糊糖初始化子工序、糊糖进料子工序、糊糖保温子工序和糊糖排料子工序；所述糊糖初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述糊糖进料子工序在所述糊糖初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；所述糊糖保温子工序在所述糊糖进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，并判定物料温度与预设糊糖温度是否吻合，若吻合则以预设糊糖保温时间开始保温作业，反之则判定糊糖设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糊糖温度并保持至预设糊糖保温时
间，若糊糖设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；所述糊糖排料子工序为达到所述预设糊糖保温时间后或所述预设糊糖温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊糖排料停止液位或空位信号时，停止排料；
71.所述糖化控制工序包括糖化初始化子工序、糖化进料子工序、糖化保温子工序和糖化排料子工序；所述糖化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述糖化进料子工序在所述糖化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；所述糖化保温子工序在所述糖化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度开启搅拌，并判定物料温度与预设糖化温度是否吻合，若吻合则以预设糖化保温时间开始保温作业，反之则判定糖化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糖化温度并保持至预设糖化保温时间，若糖化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；所述糖化排料子工序为达到所述预设糖化保温时间后或预设糖化温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糖化排料停止液位或空位信号时，停止排料；
72.所述固液分离控制工序包括控制固液分离中物料流量及确定滤液流量；
73.所述煮沸控制工序包括煮沸初始化子工序、煮沸进料子工序、煮沸保温子工序、煮沸排料子工序；所述煮沸初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述煮沸进料子工序在所述煮沸初始化子工序判定合格后开启，包括进液至预设煮沸液位；所述煮沸保温子工序包判定煮沸设备中物料温度是否和预设煮沸保温温度相匹配，若不匹配则判定煮沸设备内液位是否达到煮沸加热启动液位，若匹配则开始加热至预设煮沸保温温度并保温至预设煮沸时间；所述煮沸排料子工序为达到所述预设煮沸时间后或预设煮沸保温温度开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设煮沸排料停止液位或空位信号时，停止排料；
74.所述第一沉降控制工序包括第一沉降初始化子工序、第一沉降保持子工序和第一沉降排料子工序；所述第一沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述第一沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度；所述第一沉降排料子工序包括达到第一沉降时间后开启排料，至设备中残料液位达到第一预设沉降排料停止液位或空位信号时，停止排料；
75.所述第二沉降控制工序包括第二沉降初始化子工序、第二沉降保持子工序和第二沉降排料子工序；所述第二沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；所述第二沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度；所述第二沉降排料子工序包括达到第二沉降时间后开启排料，至设备中残料液位达到第二预设沉降排料停止液位或空位信号时，停止排料；
76.所述控制方法还包括原位清洗子系统控制工序和冲洗子系统控制工序。
77.本发明中，所述空位信号指对应设备的出料口位置未检测到液体或半固体类物质时既可认为处于空位状态，该状态通过对应位置设置的空位传感器进行检测而实现。
78.本发明中，控制过程中，糊化控制工序、糊糖控制工序、糖化控制工序中的保温控制子工序可以根据实际需求进行，如针对不同的糖化工艺存在合醪前保温或合醪后保温，此时则可以通过各控制工序中的预设温度和预设时间实现所需的控制工序。
79.与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
80.(1)本发明提供的系统装置，通过采用特定的全容比设备的组合，使得该系统可以适应大范围的工艺变化，同时能合理发挥各锅槽的工艺作用。进一步地通过本发明特定的控制方法，可以实现装置的灵活操作，可充分发挥各设备的功能，利于提高糖化效果。
81.(2)本发明中，由于温度传感器位置和糊糖设备的设置，使糊化锅与糖化锅的容积比差有效增加，因此设备能够适应的辅料比范围大大增加。常规设备适应辅料占比设计极限范围约为12～88％，本发明适应辅料占比设计极限范围约为7～93％。当然在两种设备下使用最高辅料占比的工艺时，均需补充相应的酵母营养物质。
附图说明
82.图1是本发明实施例1中提供的啤酒糖化的系统装置示意图。
83.图中：1-糊化设备，2-糊糖设备。3-糖化设备，4-固液分离设备，5-煮沸设备，6-第一沉降设备，7-第二沉降设备；
84.a-糊化顶水，b-糊糖顶水，c-糖化顶水，d-固液分离顶水，e-煮沸顶水，f-第一沉降顶水，g-第二沉降顶水，l-液位检测装置，t-温度检测装置，s-空位检测装置，p-压力检测装置，q-物料流量计。
85.下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
86.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
87.实施例1
88.本实施例提供一种啤酒糖化的系统装置，如图1所示，所述系统装置包括全容积比为2:5:9:9:12:4:8的糊化设备1、糊糖设备2、糖化设备3、固液分离设备4、煮沸设备5和沉降设备；
89.所述糊化设备1、所述糊糖设备2、所述糖化设备3和所述沉降设备还配套设置有换热设备；
90.所述换热设备从上至下包括依次设置的冷却部和加热部；
91.所述糊化设备1与所述糊糖设备2和所述糖化设备3分别相连，所述糊化设备1、所述糊糖设备2和所述糖化设备3的出液口均通过管道和所述固液分离设备4；所述固液分离设备4、所述煮沸设备5和所述沉降设备依次连接；所述糊化设备1与所述糊糖设备2和所述糖化设备3分别相连以实现不同设备物料间的混合，进而达到不同的实验需求。
92.如本实施例中通过多组阀门组并借助相交管路和分支管路，如借用十字形管路、y型管路、阀门及物料泵相配合实现所述糊化设备1、所述糊糖设备2和所述糖化设备3之间物料的传输，或者直接输送至固液分离设备4内。
93.所述糊化设备1、糊糖设备2、糖化设备3、煮沸设备5、沉降设备均配套设置有温度检测装置t、ph值检测装置和液位检测装置l；所述糊化设备1、糊糖设备2和糖化设备3内均设置有折页桨式搅拌器；所述温度检测装置t和ph值检测装置均设置于折页桨式搅拌器的下方，从而保证检测效果的准确性，同时为了检测设备内的液位，各设备还配套设置有液位
检测装置l；进一步地为了保证反应过程的安全性及反应过程，还配置了压强检测装置p。
94.所述沉降设备包括第一沉降设备6和第二沉降设备7；可采用并联或串联的形式进行连接，本实施例通过多组阀门的动态切换实现并联或串联的作业方式。
95.所述系统装置还配套设置有原料粉碎单元；所述原料粉碎单元包括增湿混合设备、麦芽粉碎机和大米粉碎机；所述增湿混合设备的螺旋式搅拌结构采用双层螺旋带设计；所述增湿混合设备的加水装置配套设置有流量计，以确定加湿过程的润湿量及后续反应过程中物料所需达到的反应浓度；
96.所述系统装置还配套设置有原位清洗子系统和冲洗子系统，以实现对系统冲洗和原位清洗，如在制备一种麦芽汁时相邻批次间可以采用冲洗的方式进行处理，间隔一定的批次进行原位清洗；或者采用原位清洗和冲洗交替的方式进行。
97.本实施例中，适应性地所述糊化设备1、糊糖设备2、糖化设备3、固液分离设备4、煮沸设备5、第一沉降设备6和第二沉降设备7还分别对应配置顶水给入通道，如给入糊化顶水a，糊糖顶水b，糖化顶水c、固液分离顶水d和煮沸顶水e、第一沉降顶水f和第二沉降顶水g，以便可以更加便利的对反应中的物料浓度和液位进行调整，如可以通过检测原始液位及溶液组成，来换算达到特定处理过程所需的反应液位即对应的浓度，以便进行快速高效的控制。
98.本实施例中，使用过程中系统装置中的管路设计可均采用泵口低位管路设计，在物料转移过程中尽可能减少了物料残留，同时可有效减少物料转移顶水过程的用水量，从而减少麦汁制备过程的浓度损失。
99.本实施例中，所述固液分离设备4可以采用过滤槽进行分离，如采用使用开孔率≥15％筛板的过滤槽进行分离。所述固液分离设备4的回流管末端可采用y型设计，管口麦汁流动方向与过滤槽壁呈近切线角度，减少回流至过滤槽的麦汁对糟层的破坏。所述过滤槽筛板为组合式，便于拆洗。所述固液分离设备4除糟口的除糟门采用贴合式密封，减少传统小型过滤槽过滤过程中的洗糟死角。所述固液分离设备4的洗糟水进口为类似洗球设计，从排气管道中心往下均匀喷洒洗糟水。
100.本实施例中，所述糊化设备1、所述糊糖设备2、所述糖化设备3、所述固液分离设备4、所述煮沸设备5均可采用半锥底设计，可提高设备排空效率，所述固液分离设备4的半锥底设计可减少麦汁过滤过程中麦汁过滤泵对糟层的局部抽吸，从而保护糟层。
101.本实施例中，所述糊化设备1、所述糊糖设备2、所述糖化设备3、所述煮沸设备5、所述沉降设备均配备由取样口，如可采用取样阀的形式进行设置，以便作业过程中对物料进行检测。
102.本实施例中，所述冷却部可以通过换热的形式达到冷却的目的，所述加热部可以通过换热的方式加热也可以采用直接加热的方式进行加热。
103.本实施例中，所述煮沸设备5的热源可以是高温蒸汽或直接加热热源，如为高温蒸汽热源时，则可在所述煮沸设备5的外侧设置蒸汽换热腔，为了进一步准确控温，可以将换热腔独立设置多个。
104.本实施例中，所述沉降设备出料的末端还配套设置有麦汁冷却设备，具体为采用热交换的形式进行冷却，同时还配套设置有物料流量计q和温度检测装置t，以检测生成得到麦芽汁的量和温度。
105.本实施例中，由于采用了的全容比设备的组合，使得该系统可以适应大范围的工艺变化，同时能合理发挥各锅槽的工艺作用。如设定糖化额定麦汁产量为q，可同时满足工艺设计类型中全麦芽常规收得率酒体糖化批次量1q～3q的产量，从而适应发酵批次量1q～15q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量5q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中低辅料高收得率酒体糖化批次1q～4q的产量，从而适应发酵批次量1q～20q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量6q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中全麦芽高浓低收得率酒体糖化批次1q～2q的产量，从而适应发酵批次量1q～10q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量3q以内3组试验同批次麦汁对照；同时满足工艺设计类型中高辅料高收得率酒体糖化批次1q～4q的产量，从而适应发酵批次量1q～20q的1～5锅满罐工艺，可满足发酵批次量6q以内3组试验同批次麦汁对照。
106.应用例1
107.本应用例采用实施例1的装置进行一次煮出法降温澄清(45％辅料，即为对于定型麦汁的原麦汁浓度(
°
p)来说，有55％由麦芽贡献，另外45％由辅料贡献)的啤酒糖化制备72～74l麦汁的过程，具体采用如下控制过程：
108.具体包括糊糖控制工序、糖化控制工序、糊化控制工序、固液分离控制工序、煮沸控制工序和第一沉降控制工序。此时第二沉降设备通过调整管路上的开关阀来避免其参与本应用例中的工序。
109.所述糊糖控制工序包括糊糖初始化子工序、糊糖进料子工序、糊糖保温子工序和糊糖排料子工序；所述糊糖初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，经判断，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述糊糖进料子工序，具体为进液至搅拌启动液位，之后开启所述糊糖保温子工序为以预设搅拌速度(100r/min)开启搅拌，判定物料温度与预设糊糖温度(45℃)是否吻合，不符合(物料温度低于预设糊糖温度)物料温度比预设糊糖温度低，此时，对比糊糖设备内液位是否符合加热启动液位的要求，经检测糊糖设备内液位为29l(较加热启动液位16l高)，即符合则开始加热至预设糊糖温度45℃并保持至预设保温时间(10min)，但若糊糖设备内液位不符合加热启动液位即液位较低，则开始进液至加热启动液位然后开始后续的加热作业及保温10min；所述糊糖排料子工序为达到所述预设糊糖保温时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊糖排料停止液位(0l)时，停止排料；此时糊糖设备中在达到预设糊糖保温时间后排入糖化设备内；
110.所述糖化控制工序包括糖化初始化子工序、糖化进料子工序、糖化保温子工序和糖化排料子工序；所述糖化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，经判断，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述糖化进料子工序在所述糖化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；所述糖化保温子工序在所述糖化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度(100r/min)开启搅拌，并判定物料温度与预设糖化温度(43℃)是否吻合，若吻合则进行预设保温时间(15min)开始保温作业，若物料温度低于预设糖化温度，则判定糖化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糖化温度并保持至预设保温时间，若糖化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；待糊糖设备排料至糖化设备后，糖化设备根据实际并醪温度判断是否开启加热并继续保温(68
℃)，达到保温时间(30min)后，所述糖化排料子工序开启(排料至糊化设备)，排料过程中当设备中残液位达到预设糖化排料停止液位时(51l)，停止排料，糖化设备继续保温，(即进行了合醪工序)，则此时糊化设备对应的开始合醪后控制工序，则糊化设备开始加热煮沸，达到温度(99.0℃)后，糊化排料(排料至糖化设备)子工序启动，即进行第二次并醪(即再次进行了合醪工序)，则此时糖化设备对应的开始合醪后控制工序，并醪后糖化设备温度达到72℃，糖化设备继续执行保温程序，所述糖化排料(排料至固液分离设备)子工序为达到所述预设糖化保温时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糖化排料停止液位时(0l)，停止排料；
111.所述固液分离控制工序包括控制固液分离中物料流量及确定所得滤液流量；滤液流量在于确定进入煮沸设备的物料量。
112.所述煮沸控制工序包括煮沸初始化子工序、煮沸进料子工序、煮沸保温子工序和煮沸排料子工序；所述煮沸初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述煮沸进料子工序，为在所述煮沸初始化子工序判定合格后开启，包括进液至预设煮沸液位(过滤量82l)；所述煮沸保温子工序包判定煮沸设备中物料温度是否和预设煮沸保温温度(100℃)相匹配，不匹配进行判定煮沸设备内液位是否达到煮沸加热启动液位(30l)，显然液量达到煮沸加热启动液位，开始加热至预设煮沸保温温度并保温至预设煮沸时间(60min)；所述煮沸排料子工序为达到所述预设煮沸时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设煮沸排料停止液位(0l)时，停止排料；
113.所述第一沉降控制工序包括第一沉降初始化子工序、第一沉降保持子工序和第一沉降排料子工序；所述第一沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，但温度过高，底阀关闭则可进行所述第一沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度(85℃)，以及启动辅助回旋澄清的功能，即以一定泵速(如控制进槽线速度为0.75m/s)进行自循环辅助回旋，在85℃时于沉淀槽添加酒花，可以保留大量的酒花风味物质；所述第一沉降排料子工序(即麦汁冷却)包括达到第一沉降时间(25min)后开启排料，至设备中残料液位达到第二预设沉降排料停止液位(0l)时，停止排料；
114.所述控制方法还包括原位清洗子系统控制工序和冲洗子系统控制工序，本实例为针对多批次的麦汁，间隔一定批次进行原位清洗，相邻批次间进行冲洗作业。
115.应用例2
116.本实施例提供采用实施例1的装置进行10％辅料(即为对于定型麦汁的原麦汁浓度(
°
p)来说，有90％由麦芽贡献，另外10％由辅料贡献)的啤酒糖化制备72～74l麦汁的过程，具体采用如下控制过程：
117.具体包括糊化控制工序、糖化控制工序、固液分离控制工序、煮沸控制工序和第一沉降控制工序，对应的糊糖设备和第二沉降设备通过调整管路上的开关阀来避免其参与本应用例中的工序。
118.所述糊化控制工序包括糊化初始化子工序、糊化进料子工序、糊化保温子工序和糊化排料子工序；所述糊化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，
底阀关闭，可进行所述糊化进料子工序，具体为进液至搅拌启动液位，之后开启所述糊化保温子工序为以预设搅拌速度(100r/min)开启搅拌，判定物料温度与预设糊化温度(45℃)是否吻合，若吻合进行预设保温时间(10min)开始保温作业，此时经判定物料温度比预设糊化温度低，对比糊化设备内液位是否符合加热启动液位的要求，经检测糊化设备内液位为7.6l(较加热启动液位7.5l高)，即符合开始加热至预设糊化温度并保持至预设保温时间，但如果糊化设备内液位不符合加热启动液位即液位较低，则开始进液至加热启动液位然后开始后续的加热作业及保温；所述糊化排料子工序为达到所述预设糊化保温时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊化排料停止液位(0l)时，停止排料；此时糊化设备中醪液排入糖化设备内；
119.所述糖化控制工序包括糖化初始化子工序、糖化进料子工序、糖化保温子工序和糖化排料子工序；所述糖化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭则可进行所述糖化进料子工序在所述糖化初始化子工序判定合格时开启，包括进液至搅拌启动液位；所述糖化保温子工序在所述糖化进料子工序判定合格后开启，包括以预设搅拌速度(100r/min)开启搅拌，并判定物料温度与预设糖化温度(50℃)是否吻合，若吻合则进行预设保温时间(5min)开始保温作业，经判断不吻合，则继续判定糖化设备内液位是否匹配加热启动液位，若匹配则开始加热至预设糖化温度并保持至预设保温时间，若糖化设备内液位不匹配加热启动液位，则开始进液至加热启动液位；待糊糖设备排料至糖化设备后(即进行了合醪工序)，则此时糖化设备对应的开始合醪后控制工序，为糖化设备根据实际并醪温度判断是否开启加热并继续保温(67℃)，达到保温时间(60min)后，糖化设备继续执行保温程序，所述糖化排料(排料至固液分离设备)子工序为达到所述预设糖化保温时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糖化排料停止液位时(0l)，停止排料；
120.所述固液分离控制工序包括控制固液分离中物料流量及确定滤液流量；滤液流量在于确定进入煮沸设备的物料量。
121.所述煮沸控制工序包括煮沸初始化子工序、煮沸进料子工序、煮沸保温子工序和煮沸排料子工序；所述煮沸初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述煮沸进料子工序，在所述煮沸初始化子工序判定合格后开启，包括进液至预设煮沸液位(过滤量82l)；所述煮沸保温子工序包判定煮沸设备中物料温度是否和预设煮沸保温温度(100℃)相匹配，若不匹配则判定煮沸设备内液位是否达到煮沸加热启动液位(30l)，经判定匹配并开始加热至预设煮沸保温温度并保温至预设煮沸时间(60min)；所述煮沸排料子工序为达到所述预设煮沸时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设煮沸排料停止液位(0l)时，停止排料；
122.所述第一沉降控制工序包括第一沉降初始化子工序、第一沉降保持子工序和第一沉降排料子工序；所述第一沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭则可进行所述第一沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度(95℃)，启动辅助回旋澄清；所述第一沉降排料子工序(即麦汁冷却)包括达到第一沉降时间
(15min)后开启排料，至设备中残料液位达到第二预设沉降排料停止液位(0l)时，停止排料；
123.所述控制方法还包括原位清洗子系统控制工序和冲洗子系统控制工序，本实例为针对多批次的麦汁，间隔一定批次进行原位清洗，相邻批次间进行冲洗作业。
124.应用例3
125.本实施例提供采用实施例1的装置进行全麦芽小批量的啤酒糖化制备16～18l麦汁的过程，具体采用如下控制过程：
126.具体包括糊化控制工序、固液分离控制工序、煮沸控制工序和第一沉降控制工序，对应的糊糖设备、糖化设备和第二沉降设备通过调整管路上的开关阀来避免其参与本应用例中的工序，此时糊化设备作为糖化设备(功能)使用。
127.所述糊化控制工序包括糊化初始化子工序、糊化进料子工序、糊化保温子工序和糊化排料子工序；所述糊化初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述糊化进料子工序，具体为进液至搅拌启动液位，之后开启所述糊化保温子工序为以预设搅拌速度(100r/min)开启搅拌，判定物料温度与预设糊化温度(50℃)是否吻合，达到预设糊化温度后则进行预设保温时间(10min)开始保温作业，经对比物料温度比预设糊化温度低，对比糊化设备内液位是否符合加热启动液位的要求，经检测糊化设备内液位为18.9l(较加热启动液位7.5l高)，即符合则开始加热至预设糊化温度并保持至预设保温时间，但若糊化设备内液位不符合加热启动液位即液位较低，则开始进液至加热启动液位然后开始后续的加热作业及保温；所述糊化排料子工序为达到所述预设糊化保温时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设糊化排料停止液位(0l)时，停止排料；此时糊化设备中在达到预设糊化保温时间后排入固液分离设备内；
128.所述固液分离控制工序包括控制固液分离中物料流量及确定所得滤液流量；滤液流量在于确定进入煮沸设备的物料量。
129.所述煮沸控制工序包括煮沸初始化子工序、煮沸进料子工序、煮沸保温子工序和煮沸排料子工序；所述煮沸初始化子工序包括：获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭，可进行所述煮沸进料子工序为进料至预设煮沸液位(过滤量19.5l)；所述煮沸保温子工序包判定煮沸设备中物料温度是否和预设煮沸保温温度(100℃)相匹配，若不匹配则判定煮沸设备内液位是否达到煮沸加热启动液位(5l)，若匹配则开始加热至预设煮沸保温温度并保温至预设煮沸时间(60min)；所述煮沸排料子工序为达到所述预设煮沸时间后开启，排料过程中当设备中残料液位达到预设煮沸排料停止液位(0l)时，停止排料；
130.所述第一沉降控制工序包括第一沉降初始化子工序、第一沉降保持子工序和第一沉降排料子工序；所述第一沉降初始化子工序包括获取各设备的空位信号、液位值及底阀状态，与预设初始化状态进行对比判断是否具备开机条件；其中，空位信号合格，液位值达标，底阀关闭则可进行所述第一沉降保持子工序包括控制沉降过程中料液的温度(95℃)，启动辅助回旋澄清；所述第一沉降排料子工序(即麦汁冷却)包括达到第一沉降时间(15min)后开启排料，至设备中残料液位达到第二预设沉降排料停止液位(0l)时，停止排料；
131.所述控制方法还包括原位清洗子系统控制工序和冲洗子系统控制工序，本实例为针对多批次的麦汁，间隔一定批次进行原位清洗，相邻批次间进行冲洗作业。
132.通过上述实施例和应用例的结果可知，本发明提供的系统装置，通过采用特定的全容比设备的组合，使得该系统可以适应大范围的工艺变化，同时能合理发挥各锅槽的工艺作用。
133.声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
134.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
135.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
136.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。