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；

第二节 采用过滤槽的麦汁过滤

筛分效应 吸附效应 深度效应

一、过滤原理

K×A× p△h×µ

V=

•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

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/L2) 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kg/m2

过滤面积 /(m2/100kg)

麦糟层厚度 /cm

150 0.67 27

200 0.50 36

250 0.44 45

300 0.33 54

单位面积投料量 - 粉碎方法 - 日糖化锅次 - 糟层厚度高度

日糖化锅次 8 9 10 11 12

单位面积的投料量〔老式干法粉碎物 /（ kg/㎡）〕

165~175

155~165

150~160

145~155

140~150

麦糟高度 / ㎝ 29~32 27~29

26~28

25~27

25~26

单位面积的投料量〔增湿型干法粉碎物 /（ kg/㎡）〕

175~185

170~175

165~175

16~-165

150~160

麦糟高度 / ㎝ 32~33 30~32

29~32

27~29

26~28

单位面积的投料量〔限定增湿型湿法粉碎（ kg/㎡）〕

220~230

205~215

195~205

190~200

185~195

麦糟高度 / ㎝ 39~41 36~38

35~36

34~35

33~35

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

2 ）过滤槽的过滤能力

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

倾斜式焊接筛板

图 4.51各种筛板的筛孔的形式

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。

3 ）筛板及筛板清洗

3 ）筛板及筛板清洗

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。

5 ）麦汁出口管

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

（ 2 ）麦汁流出口与过滤筛板的距离

筛板

大约

密封式麦汁出口管

图 4-58 Steinecker公司的麦汁过滤槽及其麦汁流出管

糖化醪

洗糟水

过滤麦汁液位控制

麦糟立仓

密封式麦汁出口管

密封式麦汁出口管

图 4.58 醪液分配器

图 4.59醪液、浑浊麦汁底部中央进入

醪液

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

6 ）醪液的导入方式

侧面下部进入 醪液

图 4.61 底部进醪的进醪阀

图 4.62 醪液底部进醪；进醪速度《 0.8m/s，吸氧少

醪液

底部进入

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；

8 锅次 /每天 差别 10 锅次 /每天 12 锅次 /每天 糟层厚度

单位面积投料量

256 kg/m2/ 连续限定增湿 的湿法粉碎

-8 kg/ m2

248 kg/m2 连续限定增湿的湿法粉碎

150kg/m2 增湿型干粉粉碎； 200kg/m2

连续限定增湿湿法粉碎

35cm 27 cm

预热 3 分钟 -2分钟 1 分钟 1 分钟

泵醪和回流 12分钟 -2分钟 10分钟 10分钟

头道麦汁过滤 70分钟 -30分钟 40分钟 30分钟

洗糟麦汁过滤 70分钟 +5分钟 75分钟 60分钟

排干麦糟层 5 分钟 -3分钟 2 分钟 2 分钟

排糟筛底清洗 15分钟 -4分钟 11分钟 10分钟

总占用时间 175分钟 -36分钟 139分钟 113分钟

缓冲时间 5 分钟 5 分钟 7 分钟

麦汁过滤过程曲线和麦糟阻力

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。

投料量 /t 过滤槽面积 /m2 周长 /m 循环一周所需时间 /min 刀臂数量2 11.5 12 4 2

4 22.8 17 5.7 3

8 45.5 24 8 4

16 91 34 11.4 8

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。

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 4.64A 多臂耕糟装置

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 4.64B在回转刀“ ”之间的 铜铲 可提

高耕糟效果、能用于排糟

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；

意义 措施

•降低多酚氧化酶的酶促氧化或氧化；•麦汁色度上升幅度小；有利于口味、苦味质量；•有利于麦汁还原能力及风味稳定性；•提高麦汁可滤性；

•醪液、头道、洗糟麦汁从底部进入•调频泵泵入；•浑浊麦汁从麦汁液面下进入；•密封式的过滤槽、密封式的麦汁流出管、密封性能好的泵；•整个过滤时间短；•头道麦汁未露出麦糟时开始洗糟•麦芽焙焦强度较高；•不使用铜作为过滤槽的材质；•深耕糟的次数少；•CO2 作为过滤槽的保护性气体；•脱氧水作为洗糟用水；

五、获得氧含量低或氧化程度低的麦汁

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

图 4.65排糟板

图 4.66 洗糟水喷管

旋转喷水管

强制性的旋转喷水管

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。

（ 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

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。 。

2 ）洗糟过滤要求

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

满锅麦汁浓度 洗糟残水浓度 满锅麦汁量 对于生产高档酒或日糖化锅次多的情况下，为了啤酒质量，保证过滤槽占用时间少，可以提前结束洗糟，但糖化收得率下降。

4) 洗糟麦汁的过滤结束的依据：

八、影响麦糟中可洗出浸出物含量

洗出浸出物数量 = 扩散常数×交换面积×接触时间×局部浓度差

洗糟效果差的原因： 洗糟水数量少 洗糟速度快 滤层阻力大：包括麦芽溶解不充分，焙焦强度低，糖化

工艺不合理，糖化效果差、过高的糟层、粉碎物组成不合理、操作不当

不均匀的过滤和洗糟：包括糟层高度、通透性不同、耕糟不均匀，洗糟水添加不均匀，设备结构导致不均匀的过滤等

7 影响麦糟中可洗出浸出物含量

洗糟过程： 间歇和连续洗糟： 头道麦汁还没有过滤完毕，过早地加入洗糟用水，使洗

遭效果差。 洗糟用水的温度过低，一次洗糟或洗糟水加入太慢，导致洗遭效果差。

0.6

1.0

0.8 0.8

0.7 0.6

0.5 0.6