陶瓷膜回收剩余酵母中啤酒工藝研究
行業(yè)動(dòng)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(jì)效益，以年產(chǎn)20萬(wàn)千升啤酒的企業(yè)為例，每年約能回收2500千升啤酒，經(jīng)濟(jì)效益約150萬(wàn)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(duì)用陶瓷膜回收啤酒工藝流程中常用的錯(cuò)流過(guò)濾工藝和近來(lái)出現(xiàn)的再生球過(guò)濾工藝進(jìn)行對(duì)比。
1 錯(cuò)流過(guò)濾和再生球過(guò)濾
1.1 錯(cuò)流過(guò)濾
錯(cuò)流過(guò)濾讓懸浮液在陶瓷膜管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，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(gè)較低的水平，從而提高過(guò)濾速度，延長(zhǎng)過(guò)濾周期。
1.2 再生球過(guò)濾
該技術(shù)是在循環(huán)流動(dòng)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(dá)到錯(cuò)流過(guò)濾高速循環(huán)的效果，將過(guò)濾速度保持在較高的水平，再生球過(guò)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(guò)濾工藝回收實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
啤酒發(fā)酵過(guò)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)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(jìn)出口、換熱器，保證在過(guò)濾過(guò)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(shí)驗(yàn)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)在某啤酒公司過(guò)濾車間進(jìn)行，為消除剩余酵母稀稠度不一致對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)從暫存罐裝入剩余酵母的數(shù)量為酵母罐容積的80%；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自動(dòng)控制酵母罐和清酒罐內(nèi)溫度和壓力，收酒過(guò)濾壓差0.1MPa，錯(cuò)流過(guò)濾循環(huán)流速約為3m/s，再生球過(guò)濾循環(huán)流速約為1m/s。每次實(shí)驗(yàn)持續(xù)收酒時(shí)間2小時(shí)～2.5小時(shí)。
2.4 結(jié)果與分析
再生球過(guò)濾的速度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中明顯高于錯(cuò)流過(guò)濾，但錯(cuò)流過(guò)濾速度下降較為平緩；再生球過(guò)濾的平均過(guò)濾速度為33L/(㎡·h)，錯(cuò)流過(guò)濾的平均過(guò)濾速度為23L/(㎡·h)。
3 回收酒的質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由啤酒公司檢驗(yàn)科對(duì)回收得到的啤酒進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，將回收酒與經(jīng)硅藻土過(guò)濾機(jī)過(guò)濾的成品酒進(jìn)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(guò)5%的添加量直接加入成品酒，經(jīng)專業(yè)人員測(cè)試，對(duì)于啤酒的整體口味毫無(wú)影響。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析
當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，根據(jù)再生球過(guò)濾回收酒總量、動(dòng)力消耗、清洗水和各種清洗劑、正常生產(chǎn)時(shí)人員費(fèi)用進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算。
4.1 經(jīng)濟(jì)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(jià)格700元。
（3）每回收1千升啤酒所需輔助費(fèi)用約40元。
4.2 以年產(chǎn)20萬(wàn)千升的啤酒廠為例進(jìn)行估算
全年共可回收酵母酒2500千升。
2500千升酒水價(jià)值：175萬(wàn)元。
回收酵母酒所需費(fèi)用：10萬(wàn)元。
全年實(shí)際增加收入：165萬(wàn)元。
再生球過(guò)濾收酒速度比錯(cuò)流過(guò)濾約高50%；再生球過(guò)濾循環(huán)速度只有錯(cuò)流過(guò)濾的1/3，電力消耗也降低65%左右，噸酒回收費(fèi)用比錯(cuò)流過(guò)濾下降50%以上；低循環(huán)流速對(duì)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。
