冷却

酵母只能在低温下发酵，所以煮沸后的热麦汁应当尽快冷却至酵母生存的合适温度（参照酵母说明书）。

目录

冷却过程

麦汁冷却会出现一系列强烈影响发酵的过程，此外，麦汁的浸出物浓度和数量会发生变化，同时麦汁中发生物质转化，这些物质转化可通过分析色度的加深和其它物质的变化来确定。

麦汁冷却

长时间的缓慢冷却会增加啤酒中有害微生物繁殖的可能性（以及DMS的继续产生），所以快速冷却非常重要。麦汁在煮沸结束打出时是无菌的，如果啤酒有害菌在生产过程中进入了啤酒并得以繁殖，那么这些有害菌会破坏啤酒导致无法饮用。

冷凝固物的形成及最佳分离

麦汁温度降至60℃时，原来清亮的麦汁开始出现浑浊，这些浑浊物由直径约0.5μm的微粒组成，称之为冷凝固物或细凝固物。由于这些颗粒十分细小，沉降很困难，冷凝固物具有附着在其它颗粒（比如酵母细胞或气泡）表面的特点，如果冷凝固物附着在酵母细胞表面，会减少酵母的表面接触面积，影响发酵速度，这种现象称为酵母黏糊。

酵母的重复使用次数越多，冷凝固物的分离越重要，如果不断使用新扩培的酵母，则不一定必须分离冷凝固物。

冷凝固物是蛋白质-多酚物质的混合物，低温时强烈析出，加热时一部分可重新溶解，这意味着，麦汁冷却时，仍有一定量的冷凝固物以溶解的形式存在于麦汁中。而这部分冷凝固物并不需要完全分离掉，它们可以组成啤酒醇厚的酒体以及有利于泡沫。最佳残余量应为120~160mg/L干物质，将冷凝固物含量减少到此值后，人们可以肯定：

• 啤酒的苦味更加柔和
• 啤酒的泡沫得到改善（脂肪酸的分离）
• 啤酒的口味稳定性得到改善
• 发酵比较强烈

麦汁的通风供氧

高温下给麦汁通风可导致强烈的氧化，从而使麦汁色泽加深、苦味加重，但酵母增值必需氧气，在厌氧条件下，酵母增值会立即停止，发酵进程将因此减慢，这个问题可通过对冷麦汁的充分供氧来解决。

麦汁浓度的变化

在开放式的冷却设备中，水分会蒸发，麦汁在冷却盘中静置时间越长，蒸发掉的水分就越多，从而使麦汁浓度升高。在封闭式的冷却系统中，水分不会蒸发，但是需要进水顶麦汁，以减少麦汁的浸出物损失，这会降低麦汁浓度，因此必须高度重视麦汁冷却时的浓度变化，保证麦汁的接种浓度。

麦汁冷却设备

如今用于快速冷却麦汁的设备都是板式热交换器（简称薄板冷却器），在薄板冷却器中麦汁被冷水冷却，热交换通过不锈钢薄板进行。在薄板冷却器中，冷水将热麦汁从95℃~98℃冷却至接种温度，同时冷水被加热到一定温度。在这一过程中，热麦汁的热量传递给冷水。

下面是板式热交换器示意图

麦汁充氧

酵母繁殖必需氧气，为此，我们必须给酵母提供足够的氧气。若耽误或延缓充氧，则不利于酵母的增殖和发酵速度。在啤酒酿造过程中，麦汁通风是唯一一次给酵母提供氧气的机会。酵母可以在几小时内消耗掉提供的氧气，对麦汁质量无损害。

为使空气溶解至冷麦汁中，必须通入很细小的空气泡，并以涡流形式与冷麦汁进行混合，使麦汁中的溶解氧达到8~9mg/L。要达到此溶解氧量必须使用大量的空气。理论上每百升麦汁需约3L空气，但实际上需要几倍的量。因为：

• 一部分气泡不溶于麦汁
• 空气不能完全均匀分布

问题在于细小气泡的通入，它们必须在麦汁中均匀分布并溶解，上升至麦汁表面的气泡会形成碍事的泡沫，这些泡沫量可能很大，从而阻碍通氧过程。

压缩空气必须无菌。因此通氧前需要安装一个无菌空气过滤器。

气体的溶解取决于温度和压力，每种气体都有由温度决定的特有“技术溶解系数”，下表给出了每ml气体（1kg水·100kpa）的溶解系数：

	0℃	5℃	10℃	15℃	20℃
氧气	47.4	41.5	36.8	33.0	30.0
空气	28.0	25.0	22.0	20.0	18.0
氮气	22.5	20.0	18.1	16.5	15.2
CO2	1658	1378	1159	987	851

麦汁充氧方法

带文丘里管的通风设备

文丘里管中有一管径紧缩段，用来提高流速，空气通过喷嘴喷入，接着在管径增宽段形成涡流，使空气与麦汁充分混合，同时会形成压力损失。

麦汁充氧的时机

应当在麦汁冷却后酵母添加前进行充氧操作。

回收的酵母如果进行强烈通氧，酵母就会被重新活化，但这时却没有可供发酵的物质，因此酵母便开始消耗自身贮藏的碳水化合物，这样酵母就会被削弱，发酵开始时也会缺乏储备，死亡酵母属就会增加酵母的状态变差，但是从回收酵母中除去CO2则很重要。

家酿中经常采用的充氧方式

空气泵+滤气瓶+气泡石，空气泵提供源源不断的空气气流，经过滤气瓶中的消毒液对空气进行洗涤，最后由气泡石产生许多细小的气泡进入到麦汁中。滤气瓶一般都有气体流量计（一般为L/min），这样我们就可以通过计算来确定需要充氧的时间，但是更多时候我们都是凭借经验进行（充氧十五分钟到半小时）。

计算示例： 假设打出麦汁20L，计算总需要氧气量为200mg。 比如空气流量计显示3L/min，表示每分钟通过3L的空气，氧气占空气比重的20%，也就是每分钟通入氧气0.6L。下面换算为质量，氧原子质量为16g，氧气由两个氧原子组成，所以1分钟所通过的氧气质量为：16×2×0.6÷22.4≈857mg。 如果将麦汁冷却至20℃，根据技术溶解系数可知，氧气溶解度为30%。由上面计算出的每分钟通入氧气量为857mg，乘以系数后可知每分钟溶解总氧量≈176mg。 根据计算我们可知，技术上两分钟溶解的氧量已经可以达到要求，但是前面也提到通常需要几倍的量，具体是几倍呢，那么最保险的就是十倍：），也就是说需要充氧20分钟就可以保证麦汁中的氧含量了。

冷凝固物分离

珍珠岩过滤

麦汁过滤使用重量轻且便宜的珍珠岩而不用昂贵的硅藻土，利用珍珠岩进行麦汁过滤是分离冷凝固物最有效的方法（分离率约90%）。

麦汁浮选法

冷凝固物容易附着在小颗粒上（如酵母细胞、气泡），浮选法利用此效应向麦汁中通入分散的过量空气，静置几小时后浮选罐中带有冷凝固物颗粒的气泡向上逸出到达麦汁表面，形成厚实的泡该并在浮选罐排空后被除去。

“输送空气”的通入是浮选法的关键，为使工作更经济，必须尽可能通过较少的由喷嘴分散的空气得到较大的输送表面积，这样可减小泡沫需要的上升空间，浮选罐的容积也可减小。

浮选即可在没有酵母也可在有酵母的情况下进行，如今一般采取有酵母的浮选，因为：

没有酵母存在就意味着染菌的可能性。

酵母可同时很好地利用氧气。

浮选时间可以作为起发阶段。

通氧后的麦汁进入浮选罐，开放式槽、密闭罐或锥罐都可用作浮选罐，麦汁在浮选罐中停留4~8h，形成一层厚实的泡盖，8h后泡盖厚度下降到5~10cm，麦汁泵入发酵罐后，泡盖沉降于浮选罐的底部。麦汁损失约0.2%~0.4%，冷凝固物分离率约为60%~65%。

使用密闭浮选罐时必须备压，这样可减少上涌的泡沫，提高浮选罐的利用率。立式浮选罐的罐底向中央轻微倾斜，卧式（贮藏）罐则将泡盖截留于罐壁和罐底，各种封闭式罐可以很方便地通过CIP清洗。

与过滤相比，浮选罐的优点是：

磨损小

劳动消耗少

不适用过滤助剂（珍珠岩、硅藻土）

但凝固物必须处理，浮选罐也必须清洗，会产生废水，浮选设备已不再生产。

冷麦汁分离

冷麦汁分离机采用每小时流量达到70t的现代化高效澄清分离机，可除去超过50%的冷凝物，从而使每升麦汁中的凝固物含量达到120~160mg。采用这类设备时，损失率为打出麦汁量的0.15%~0.20%，同时可在进入发酵之前将冷麦汁的组成固定下来，从而获得均匀的质量。