陶瓷膜回收剩余酵母中啤酒工藝研究
行業(yè)動態(tài)
啤酒生產(chǎn)中排放的剩余酵母和罐底沉積物約占總產(chǎn)量的2.5%，其中絕大部分為啤酒，如果能回收其中一半的啤酒，可獲得可觀的經(jīng)濟效益，以年產(chǎn)20萬千升啤酒的企業(yè)為例，每年約能回收2500千升啤酒，經(jīng)濟效益約150萬元。已有少數(shù)啤酒企業(yè)用陶瓷膜從中回收啤酒。本文針對用陶瓷膜回收啤酒工藝流程中常用的錯流過濾工藝和近來出現(xiàn)的再生球過濾工藝進行對比。
1 錯流過濾和再生球過濾
1.1 錯流過濾
錯流過濾讓懸浮液在陶瓷膜管內(nèi)循環(huán)流動，流速一般大于3m/s，依靠較高的流速將沉積膜表面上的濾渣沖刷掉，從而使膜污染保持一個較低的水平，從而提高過濾速度，延長過濾周期。
1.2 再生球過濾
該技術(shù)是在循環(huán)流動的懸浮液中加入一定數(shù)量的再生球，用再生球清潔膜表面，達到錯流過濾高速循環(huán)的效果，將過濾速度保持在較高的水平，再生球過濾循環(huán)速度僅為1m/s左右，可大幅降低電力消耗，減少啤酒回收的成本。
2 兩種過濾工藝回收實驗
2.1 實驗材料
啤酒發(fā)酵過濾前排放的剩余酵母，溫度0℃～4℃。
陶瓷膜管采用7芯管式陶瓷膜，膜孔徑0.5μm，通道直徑7mm，膜管長度1000mm。
與該陶瓷膜管相配合的再生球若干，材質(zhì)為滿足食品行業(yè)要求的硅橡膠。
2.2 實驗設(shè)備
實驗設(shè)備包括：清酒罐、膜組件、再生球系統(tǒng)、換熱器和酵母罐等。
為適應(yīng)啤酒特殊要求，酵母罐和清酒罐采用密閉罐，備有CO2進出口、換熱器，保證在過濾過程中酵母罐和清酒罐內(nèi)壓力在0.2MPa左右、溫度在0℃～4℃。
2.3 實驗過程
實驗在某啤酒公司過濾車間進行，為消除剩余酵母稀稠度不一致對實驗結(jié)果的影響，將同一后酵罐內(nèi)排放的剩余酵母存入暫存罐，并阻止酵母沉淀，每次實驗從暫存罐裝入剩余酵母的數(shù)量為酵母罐容積的80%；實驗過程中自動控制酵母罐和清酒罐內(nèi)溫度和壓力，收酒過濾壓差0.1MPa，錯流過濾循環(huán)流速約為3m/s，再生球過濾循環(huán)流速約為1m/s。每次實驗持續(xù)收酒時間2小時～2.5小時。
2.4 結(jié)果與分析
再生球過濾的速度在整個實驗中明顯高于錯流過濾，但錯流過濾速度下降較為平緩；再生球過濾的平均過濾速度為33L/(㎡·h)，錯流過濾的平均過濾速度為23L/(㎡·h)。
3 回收酒的質(zhì)量
實驗結(jié)束后，由啤酒公司檢驗科對回收得到的啤酒進行相關(guān)檢測，將回收酒與經(jīng)硅藻土過濾機過濾的成品酒進行質(zhì)量比較，回收明顯比成品酒清亮，陶瓷膜濾除了部分高分子物質(zhì)，回收酒原麥汁濃度略有下降。將回收啤酒按不超過5%的添加量直接加入成品酒，經(jīng)專業(yè)人員測試，對于啤酒的整體口味毫無影響。
4 經(jīng)濟效益分析
當(dāng)實驗進行一段時間后，根據(jù)再生球過濾回收酒總量、動力消耗、清洗水和各種清洗劑、正常生產(chǎn)時人員費用進行綜合統(tǒng)計，進行經(jīng)濟效益計算。
4.1 經(jīng)濟效益估算依據(jù)
（1）每生產(chǎn)1千升酒，可回收酵母酒12.5千克。
（2）每千升酒價格700元。
（3）每回收1千升啤酒所需輔助費用約40元。
4.2 以年產(chǎn)20萬千升的啤酒廠為例進行估算
全年共可回收酵母酒2500千升。
2500千升酒水價值：175萬元。
回收酵母酒所需費用：10萬元。
全年實際增加收入：165萬元。
再生球過濾收酒速度比錯流過濾約高50%；再生球過濾循環(huán)速度只有錯流過濾的1/3，電力消耗也降低65%左右，噸酒回收費用比錯流過濾下降50%以上；低循環(huán)流速對酵母的剪切作用很小，酵母不易破損，回收酒口感變化小，使回收酒的品質(zhì)更有保障。
