啤酒過(guò)濾技術(shù)課件

1、啤酒過(guò)濾技術(shù)The Technology of Beer Filtration啤酒過(guò)濾流程硅藻土過(guò)濾機(jī)灌裝機(jī)殺菌機(jī)清酒罐發(fā)酵罐發(fā)酵罐紙板精濾機(jī)啤酒過(guò)濾的目標(biāo)啤酒過(guò)濾的目標(biāo) 去除混濁物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)單寧復(fù)合物、多酚、-葡聚糖及一些糊狀物質(zhì)； 去除微生物，如培養(yǎng)酵母、野生酵母、細(xì)菌等； 隔絕氧氣；消除鐵、鈣和鋁離子的影響； 減小機(jī)械效應(yīng)對(duì)啤酒的影響（容易導(dǎo)致膠狀物的生成）； 滿足產(chǎn)品純凈度的要求，如無(wú)殘余的清洗劑和滅菌劑等； 確保產(chǎn)品的原麥汁濃度合格； 保持啤酒的泡沫性能和苦味值； 提高啤酒的感觀質(zhì)量，增強(qiáng)清亮度。啤酒過(guò)濾理論啤酒過(guò)濾理論 經(jīng)過(guò)發(fā)酵或后處理的成熟啤酒，其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物

2、等沉積于貯酒罐底部，少量仍懸浮于酒液中，這些物質(zhì)在以后的貯存期間會(huì)從啤酒中析出，導(dǎo)致啤酒混濁。所以，必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾工序，將其除去。 啤酒過(guò)濾是一種物理分離過(guò)程，它關(guān)系著啤酒的外觀和口感以及生物、非生物穩(wěn)定性等。 通過(guò)過(guò)濾后，啤酒外觀清亮透明，富有光澤，使其更富有吸引力；同時(shí)，可賦予啤酒以良好的生物與非生物穩(wěn)定性，使其至少在保質(zhì)期內(nèi)不出現(xiàn)外觀的變化，從而保證了啤酒外觀質(zhì)量的完美。過(guò)濾原理過(guò)濾原理 啤酒過(guò)濾是利用過(guò)濾介質(zhì)，將啤酒內(nèi)懸浮的微小顆粒從酒液內(nèi)分離除去，使啤酒清澈透明、不含懸浮物的一個(gè)物理過(guò)程。 啤酒過(guò)濾時(shí)，混濁的啤酒借助過(guò)濾介質(zhì)截留固體物而變清。過(guò)濾的動(dòng)力是過(guò)濾機(jī)進(jìn)口和出口的壓差。啤酒穿過(guò)

3、過(guò)濾介質(zhì)的壓力是在不斷變化的，并且隨著過(guò)濾介質(zhì)孔隙度的變化而變化。 進(jìn)口處的壓力總高于出口處的壓力。壓差越大，表明過(guò)濾機(jī)的阻力越大。此阻力阻止過(guò)濾進(jìn)程，特別是在過(guò)濾結(jié)束時(shí)，壓差上升相當(dāng)快。 啤酒過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾速度與壓差和過(guò)濾面積成正比，與流體粘度和過(guò)濾介質(zhì)厚度成反比。 過(guò)濾分離的三種效應(yīng)過(guò)濾分離的三種效應(yīng)1篩分或表面效應(yīng) 2深度效應(yīng) 3吸附效應(yīng)1 2 3過(guò)濾材料的種類過(guò)濾材料的種類 1. 金屬過(guò)濾篩或紡織物：金屬過(guò)濾篩或紡織物：有不同種類的金屬篩、裂縫篩或平行安裝于燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)上的異型金屬絲和金屬或紡織編織物。 2. 過(guò)濾板：過(guò)濾板：過(guò)濾板可用纖維、棉花、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維和其它材料制

4、成。過(guò)濾板的種類很多，可滿足不同過(guò)濾精度的需求，直至無(wú)菌過(guò)濾。 3. 膜材料：膜材料：膜過(guò)濾的應(yīng)用越來(lái)越多。制造膜的材料很多，如聚氨酯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸纖維及其它材料。膜很薄（0.021m）。過(guò)濾助劑過(guò)濾助劑硅藻土硅藻土 硅藻土是近代啤酒工業(yè)用得最廣泛的一種助濾劑，這是一種由藻類硅質(zhì)細(xì)胞組成的沉積巖礦，經(jīng)礦石粉碎、高溫煅燒和風(fēng)選、分級(jí)后，制成的一種多孔、質(zhì)輕的助濾劑，其主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁。 不同材料膜的放大圖 1 2 3 4 1纖維素-酯膜 2聚乙烯二氟化物膜 3聚磺酰膜 4聚磺酰膜 （1、2、3放大1000倍，4放大10000倍）珍珠巖 珍珠巖是一種由火山爆

5、發(fā)出的火山灰作用形成的非晶形礦物巖，為熔融的鉀、鈉、鋁硅酸鹽，具有很強(qiáng)的化學(xué)惰性。珍珠巖礦經(jīng)粉碎、煅燒及分選后制成的珍珠巖具有同硅藻土十分相似的性質(zhì)，但又與硅藻土有許多不同之外，這些顆粒形態(tài)比較規(guī)則，為三葉形。放大1000倍的過(guò)濾助劑硅藻土（放大1000倍） 珍珠巖（放大1000倍）啤酒過(guò)濾的主要方式1. 棉餅過(guò)濾機(jī)；2. 硅藻土過(guò)濾機(jī)；3. 紙板過(guò)濾機(jī)； 4. 雙流過(guò)濾機(jī)； 5. 錯(cuò)流過(guò)濾機(jī)（代替硅藻土過(guò)濾機(jī)）；6. 無(wú)菌過(guò)濾機(jī)（純生啤酒的過(guò)濾）。 板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)板框式硅藻土過(guò)濾機(jī) 板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)的結(jié)構(gòu)： 它由機(jī)架及交替懸掛其上的濾框和濾板組成，材料多為不銹鋼。 在濾板的兩邊懸掛著支

6、撐板，濾框和濾板之間彼此密封。 支撐板由纖維和縮合樹(shù)脂制成。板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)12341過(guò)濾單元 2濾框 3過(guò)濾紙板 4支撐板板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)的工作方式1掛有濾板的支撐板 2濾框 3未濾液入口 4已濾液出口 5硅藻土涂層過(guò)濾紙板的安裝準(zhǔn)備安裝檢查紙板折疊紙板放入紙板濕潤(rùn)紙板過(guò)濾紙板的拆卸從兩側(cè)輕拆紙板將紙板移至另一側(cè)使紙板與板框完全脫離取下濕重的紙板清洗板框清洗紙板燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)燭式硅藻土過(guò)濾機(jī) 過(guò)濾機(jī)燭芯是過(guò)濾材料，在燭芯上預(yù)涂過(guò)濾介質(zhì)硅藻土。為進(jìn)行過(guò)濾，將螺旋線沿徑向圍著燭芯纏繞，絲間距為5080m。細(xì)長(zhǎng)過(guò)濾燭芯長(zhǎng)達(dá)2m以上。由于在過(guò)濾機(jī)里安裝了近700根燭芯，所以形成的過(guò)濾面積非常大

7、，過(guò)濾效率非常高，而且燭芯上沒(méi)有活動(dòng)部件。過(guò)濾機(jī)燭芯123451不銹鋼螺旋線 2精確控制的開(kāi)口 3高強(qiáng)度的支撐 4無(wú)堵塞設(shè)計(jì) 5清洗徹底燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)主體（剖視圖）1過(guò)濾機(jī)罐體 2懸立的燭芯 3固定燭芯板 4過(guò)濾機(jī)機(jī)蓋 5未濾液進(jìn)口6濾液出口 7廢硅藻土混濁物排出口 8排氣管道水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī)水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī) 水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī)又稱葉片過(guò)濾機(jī)。在過(guò)濾機(jī)中，有一根空心軸，多片圓盤(pán)（過(guò)濾單元）固定在空心軸上，利用圓盤(pán)進(jìn)行過(guò)濾。 從水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī)的剖視圖中，可清楚地看到其中的過(guò)濾圓盤(pán)，而水平過(guò)濾圓盤(pán)的構(gòu)造也是多種多樣。 在水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī)中，過(guò)濾支撐材料是由鉻鎳鋼材料

8、編織的過(guò)濾圓盤(pán)，金屬篩網(wǎng)的孔徑為5080m。這種過(guò)濾機(jī)，僅在水平圓盤(pán)的上表面固定有一層金屬篩網(wǎng)。水平圓盤(pán)式硅藻土過(guò)濾機(jī)（內(nèi)部結(jié)構(gòu)）912645321181716131978151110141帶視鏡的罐體 2清液流出空心軸 3過(guò)濾單元 4間隔環(huán) 5小支腳架 6壓緊裝置7剩余殘液的過(guò)濾圓盤(pán)式8下部入口9帶分配器的上部進(jìn)口10清液主出口 11殘清液出口12排氣口 13液壓裝置 14液壓系統(tǒng)電動(dòng)機(jī) 15軸密封 16軸環(huán)清洗刷/排放口 17廢硅藻土排出套管 18廢硅藻土排出裝置 19噴洗裝置水平圓盤(pán)的構(gòu)造濾層的形成及濾液的流向 1濾層形成 2未濾液進(jìn) 3濾液流出12硅藻土的預(yù)涂1過(guò)濾支撐材料 2第一預(yù)涂

9、層 3第二預(yù)涂層 4連續(xù)補(bǔ)料層第一預(yù)涂層 在0.20.3MPa的壓力下，將脫氧水或已濾酒與一定數(shù)量的粗土混合，以循環(huán)的方式進(jìn)行預(yù)涂，由此形成壓力穩(wěn)定的基礎(chǔ)預(yù)涂層。第一次預(yù)涂非常關(guān)鍵，它雖不起過(guò)濾作用，但它起著支撐的作用。這次預(yù)涂層粗硅藻土用量為0.70.8kg/m，大約為整個(gè)預(yù)涂量的70左右。第二預(yù)涂層 第二次預(yù)涂層的作用是使最先濾出的酒液清亮。這次預(yù)涂仍然用脫氧水或已濾酒和過(guò)濾介質(zhì)，硅藻土較細(xì)，有過(guò)濾活性。這樣既能截留混濁物質(zhì)，又能防止過(guò)濾機(jī)堵塞。預(yù)涂層要均勻分布，否則會(huì)導(dǎo)致啤酒液流速不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生混濁。 總預(yù)涂用土量為0.81kg/m左右，預(yù)涂層厚23mm。預(yù)涂過(guò)程大約需1520min。

10、連續(xù)補(bǔ)料，過(guò)濾開(kāi)始 預(yù)涂結(jié)束后，過(guò)濾開(kāi)始，要不斷添加過(guò)濾介質(zhì)，更新濾層，以保持濾層的通透性，使流量恒定。必須保證流量的恒定，因?yàn)橐后w的壓力和液流的不均勻會(huì)使篩面或燭面上的“過(guò)濾橋”被破壞，濾出的酒就又會(huì)變混濁，因此一定要避免這種情況。流量均勻與否取決于過(guò)濾機(jī)進(jìn)口和出口的壓差。 正常情況下，壓差上升應(yīng)緩慢且連續(xù)，直至板框硅藻土過(guò)濾機(jī)壓差為0.20.5MPa，葉片硅藻土過(guò)濾機(jī)壓差為0.30.5MPa時(shí)，過(guò)濾應(yīng)結(jié)束。 正常情況下，過(guò)濾壓差上升速度為0.020.03MPa/h。連續(xù)補(bǔ)料時(shí)多用兩種硅藻土，2/3中土和1/3細(xì)土混合使用。 連續(xù)補(bǔ)料時(shí)的硅藻土用量為：0.080.14kg/hl啤酒。硅藻土過(guò)

11、濾機(jī)操作要點(diǎn)錐型罐/后貯罐預(yù)澄清離心處理壓力調(diào)節(jié)緩沖罐容量為每小時(shí)過(guò)濾能力的2030%以上預(yù)涂 1 粗土 2 過(guò)濾機(jī)混合 達(dá)到最終發(fā)酵度碘檢正常 原濃和感官品評(píng)合格 最佳酵母量：0.6106個(gè)/ml 氧氣含量接近0 mg/L 水中無(wú)氧氣 濁度1.5 EBC 顆粒1m 采用變頻調(diào)節(jié)泵 流速穩(wěn)定 無(wú)短暫沖擊 采用CO2備壓 特定負(fù)荷610hl/m2/h 反壓0.20.3MPa 添加硅藻土8001200g/m2 添加硅膠5080 g/m2 珍珠巖終產(chǎn)品質(zhì)量100%添加：過(guò)濾前/后頂水O20.05mg/L注意原濃水硬00.54mmol/L氧含量0.05 mg/LCO2含量大約5 mg/L增酸調(diào)節(jié)pH

12、23（檸檬酸、磷酸）循環(huán)（檢測(cè)硅藻土的鐵、鋁、鈣）優(yōu)化過(guò)濾能力硅藻土過(guò)濾機(jī)操作要點(diǎn) 系統(tǒng)的特定負(fù)荷3.510 hl/m2/h 根據(jù)過(guò)濾性能硅藻土50150 g/hl 壓差P 0.020.05 MPa 硅膠20100 g/hl 流速恒定過(guò)濾運(yùn)行啤酒/頂水的分離過(guò)濾品種轉(zhuǎn)換空運(yùn)行 流量 壓力 濁度 氧 原濃過(guò)濾結(jié)束對(duì)過(guò)濾機(jī)的要求： 內(nèi)部充滿泥槳達(dá)到設(shè)定壓力達(dá)到數(shù)量要求過(guò)濾啤酒的質(zhì)量 原濃和感官品評(píng)合格 濁度1.0 EBC 酵母量：02個(gè)/200 ml 無(wú)菌 O20 .05 mg/L壓力應(yīng)高于CO2最低含量要求的0.080.1 MPa其它處理的可能 頂水酒尾罐調(diào)節(jié)用水要求同頂水 壓差上升正常PP0P

13、終過(guò)濾流加時(shí)間過(guò)濾涂層排空過(guò)濾機(jī)時(shí)濾層遭到破壞1231第一次預(yù)涂 2第二次預(yù)涂 3過(guò)濾機(jī)內(nèi)壁紙板過(guò)濾機(jī)紙板式過(guò)濾機(jī)的操作工序安裝紙板。小心壓水經(jīng)過(guò)濾板，驅(qū)逐空氣。3. 用8090熱水殺菌20分或用蒸汽滅菌，殺菌后，冷卻至與酒同溫，方可濾酒。4. 過(guò)濾過(guò)程中阻力不斷增大，當(dāng)過(guò)濾完畢時(shí)，過(guò)濾壓差應(yīng)不超過(guò)0.13MPa。5. 過(guò)濾啤酒時(shí)，要適當(dāng)施以反壓，以防二氧化碳在板內(nèi)膨脹，破壞紙板的強(qiáng)度。6. 濾酒完畢，用5060水反沖洗，如采用硅藻土預(yù)涂，則先開(kāi)機(jī)，排廢土后再關(guān)機(jī)進(jìn)行清洗。7. 紙板經(jīng)8090熱水殺菌1525分鐘后，可重復(fù)使用。一般過(guò)濾（表面堆積）技術(shù)（左）與錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)（右）的區(qū)別壓力壓力錯(cuò)

14、流過(guò)濾中液體流動(dòng)形式22311膜 2層流 3湍流錯(cuò)流過(guò)濾的液體循環(huán)21431未濾液 2濾出液 3過(guò)濾膜 4濃縮液卷繞膜柱的縱切面圖231未濾液 2澄清液 3支撐材料 4膜 14卷繞膜柱橫切面4216531濾出液通道（紅色） 2膜 3濾出液的流動(dòng)（黃色）4未濾液通道（白色） 5濾液出口 6外部保護(hù)層錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)在啤酒過(guò)濾上的優(yōu)勢(shì)錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)在啤酒過(guò)濾上的優(yōu)勢(shì) 1. 不必再用硅藻土過(guò)濾（因?yàn)橘Y源受到限制，也容易引起健康問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題）和紙板精濾； 2. 啤酒損耗低、水耗低； 3. 生產(chǎn)過(guò)程可靠性高； 4. 可以進(jìn)行全自動(dòng)生產(chǎn)，工作效率高； 5. 不會(huì)改變啤酒的質(zhì)量； 6. 由于采用了啤酒生產(chǎn)專用的

15、過(guò)濾材質(zhì)，過(guò)濾操作非常容易控制，極大地提高了膜的使用壽命。無(wú)菌過(guò)濾內(nèi)毒素病毒膠體色素細(xì)菌細(xì)混濁物活性炭顆粒細(xì)顆粒 酵母細(xì)胞血紅細(xì)胞孢子硅藻土/珍珠巖糖漿 天 然 混 濁汁沙粒 除菌過(guò)濾減菌過(guò)濾細(xì)過(guò)濾澄清過(guò)濾粗過(guò)濾100m10m1.0m0.1m0.01m0.001m無(wú)菌過(guò)濾組件過(guò)濾模塊組件過(guò)濾機(jī)剖視圖純生啤酒過(guò)濾器的配置 以國(guó)內(nèi)某啤酒廠生產(chǎn)瓶裝純生啤酒為例，產(chǎn)量為17噸/小時(shí)，過(guò)濾設(shè)備的配置如下： A. 二個(gè)預(yù)過(guò)濾器：每個(gè)過(guò)濾器裝36根84cm高的深層過(guò)濾芯?？讖綖?.7m，材質(zhì)為聚丙稀。 B. 二個(gè)終過(guò)濾器：每個(gè)過(guò)濾器裝24根84cm高的膜過(guò)濾芯?？讖綖?.45m，材質(zhì)為改造聚砜。啤啤酒酒過(guò)過(guò)濾濾時(shí)時(shí)各各因因素素相相互互關(guān)關(guān)系系未過(guò)濾啤酒未過(guò)濾啤酒1原料：水、大麥、大米2制麥/麥芽3麥汁制備4麥汁處理 5酵母/酵母活化6主發(fā)酵 7后發(fā)酵過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾設(shè)備的形式過(guò)濾機(jī)的能力發(fā)酵罐的形狀發(fā)酵罐的尺寸緩