В процессе приготовления крафтового пива каждый шаг скрывает стремление пивовара к качеству. Сегодня Tiantailai и друзья рассказывают о еще одном ключевом звене в пивоварении - вихревом отстаивании и показывают, как технология пивоварения современных пивоварен контролирует качество пива и обеспечивает эффективную работу пивоваренного оборудования.
Горячие коагулянты - это нерастворимые конденсаты, образующиеся в результате конденсации высокомолекулярного азота в процессе кипячения сусла, состоящие в основном из белков и полифенольных комплексов диаметром 30~80 мкм. В прошлом распространенными конфигурациями были открытые охлаждающие плиты и отстойники, но они были неэффективны при работе с горячими коагулянтами, и современные пивоварни редко их использовали. Сейчас большинство пивоваренных заводов перешли на более современное вихревое оборудование для отстаивания - Whirlpool Tank, а также иногда используют центрифуги или прецизионные фильтры для обеспечения эффективной работы с горячими коагулянтами.
Представьте, что сусло поступает в резервуар по касательной к стенкам резервуара, формируя вращательное движение сусла. Этот процесс похож на организацию упорядоченного потока внутри сусла. После окончания подачи вращающееся сусло естественным образом замедлится, создавая эффект водоворота. Величина силы в каждой точке внутри сусла зависит от ее расположения и должна быть уравновешена центробежной силой и силой тяжести. Сопротивление трения, создаваемое верхним слоем сусла и воздухом, невелико, и при вращении образуется вогнутая поверхность жидкости; среднее сусло перемещается под действием центробежной силы; сусло на стенках и дне резервуара оказывает большое сопротивление трению при вращении, и скорость вращения локально замедляется. Твердые частицы на стенках резервуара тонут под действием относительно большой силы тяжести. Под действием общего равновесия жидкость на дне резервуара дополняет область низкого давления, образованную центробежным действием верхней жидкости, создавая центростремительную силу, и непрерывно устремляется к центру, одновременно формируя центральную силу всасывания вверх. Таким образом, твердые частицы сусла под действием силы тяжести и центростремительной силы продолжают перемещаться ближе к центру резервуара. Когда скорость вихря естественным образом замедляется, они оседают в центре дна емкости после остановки, образуя бугор. В итоге эти нежелательные "примеси" полностью отделяются от чистого сусла, достигая цели разделения твердой и жидкой фаз.
Водоворот представляет собой закрытую цилиндрическую емкость с плоским дном и уклоном 2% на выходе. Новые резервуары с гидромассажем обычно имеют изоляционный слой для предотвращения охлаждения сусла. Для лучшего сбора горячего коагулянта в центре дна резервуара Whirlpool устанавливается коническая чаша для сбора горячего коагулянта. Сусло поступает в резервуар по касательной линии, и в основном имеется два входа: один на дне резервуара, чтобы избежать поглощения кислорода, а другой - на 1/3 высоты от дна резервуара. Внутренняя стенка резервуара должна быть гладкой и чистой, а края - ровными, без граней и углов. Не устанавливайте в резервуаре никаких предметов, таких как охлаждающие трубы, железные эскалаторы и люки, выступающие внутрь, так как они будут вызывать локальную турбулентность или вихревые токи и влиять на эффект разделения. В верхней части резервуара установлена кольцевая труба для разбрызгивания воды для промывки. Отношение высоты уровня сусла в гидромассажном резервуаре к диаметру резервуара (отношение высоты к диаметру) обычно составляет 1: (2~3), а в современных гидромассажных резервуарах чаще всего выбирают соотношение 1:3. Когда H/D=1, эффект сепарации гидромассажного резервуара уже очень хорош. Однако для того, чтобы резервуар для вирпула имел достаточную площадь для размещения горячих коагулянтов, обычное соотношение высоты и диаметра в реальном производстве составляет 0,3~0,5. Выход сусла всегда находится на боковой стороне дна резервуара гидрозатвора. Обычно имеется два выхода, один на 1/2 высоты сусла, а другой на 1/10 дна. Порядок слива - сверху вниз. Открывая клапан, обратите внимание на поток сусла, чтобы поток не был слишком быстрым и не воздействовал на осадок, вызывая помутнение сусла. Выпуск остаточного сусла открывается в нижней части резервуара гидрозатвора. Радиус его открытия определяется в зависимости от соотношения высоты и диаметра (H/D) и количества горячих коагулянтов. Его необходимо определять в зависимости от реальных условий в процессе производства. После слива сусла осадок следует удалить чистой водой. Если в центре дна резервуара сделан небольшой конус, то весь осадок должен скапливаться, чтобы облегчить слив; если дно резервуара плоское, то для облегчения очистки должен быть уклон 2%. Таким образом, конструктивная форма дна гидромассажного бака может быть самой разнообразной.
Причина, по которой резервуар Whirlpool Tank стал широко используемым оборудованием для разделения горячих коагулянтов, заключается не только в его простой конструкции и удобстве эксплуатации по сравнению с другим сепарационным оборудованием, но и в том, что он может эффективно разделять. Цель использования резервуара Whirlpool Tank для разделения горячих коагулянтов - мутность сока <10EBC и твердые частицы сусла <25 мг/л. Горячий коагулянт полностью отделяется и может образовать хорошую насыпь коагулянта, делая сусло чистым и прозрачным, и закладывая прочную основу для последующего процесса ферментации. Кроме того, это вертикальная колонная конструкция. После подачи горячего сусла по тангенциальному направлению, благодаря циклотронному эффекту, частицы горячего коагулянта оседают в центре дна резервуара в относительно твердую насыпь по направлению совместного действия силы тяжести и центростремительной силы, достигая цели разделения твердой и жидкой фаз. Чистое сусло вытекает из бокового отверстия и продолжает свой путь в пивоварении. Существует ли какая-либо связь между эффектом разделения твердой и жидкой фаз и направлением вращения? Эксперименты показали, что направление вращения сусла связано с эффектом разделения твердой и жидкой фаз и экономией энергии. Вращение сусла должно использовать инерционную силу "Кориолиса", возникающую при вращении Земли с запада на восток. Поэтому правильное направление вращения в северном полушарии должно быть против часовой стрелки, иначе оно будет замедляться и тратить энергию, как при плавании против течения. Разумеется, в южном полушарии все наоборот, и вращение должно происходить по часовой стрелке.
В целом, обработка горячих коагулянтов при варке пива на современных пивоварнях превратилась из "грубой" в "тонкую". Использование резервуара Whirlpool Tank и других эффективных методов разделения не только улучшает качество пива, но и делает весь процесс пивоварения более научным и экологичным. Для производителей крафтового пива, которые стремятся к превосходному качеству, конфигурация Whirlpool Tank, несомненно, приносит значительные преимущества. Если у вас есть потребности в пивном оборудовании, не забудьте связаться с Tiantai.
