啤酒生产技术（第二版）6.项目六啤酒过滤及稳定性处理电子课件.ppt

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1、啤酒生产技术（第二版）6.项目六 啤酒过滤及稳定性处理电子课件啤酒生产技术啤酒生产技术项目六 啤酒的过滤与稳定性处理 啤酒的过滤与稳定性处理啤酒的过滤与稳定性处理教学目标教学目标知识目标啤酒过滤的目的；典型硅藻土过滤机的特点；无菌过滤工艺过程；啤酒过滤控制要点；错流过滤的操作要点。技能目标啤酒过滤设备的选择；啤酒过滤工艺流程的制定及工艺参数的确定；常用的过滤介质的选用；板式过滤机运行及维护保养；无菌过滤操作及质量控制。课前思考无菌过滤及灭菌方法；提高啤酒稳定性的可行性措施。认知解读发酵成熟的啤酒经过一段时间的低温贮存，大部分蛋白质和酵母已经沉淀，但仍有少量的物质悬浮于酒中，对啤酒的质量存在潜在

2、的危险。啤酒的过滤是啤酒与其所含的固体粒子分离的过程。要使成品啤酒澄清透明并富有光泽，则必须通过机械方法进行处理，以除去啤酒中的酵母、细菌及其他微小粒子。这样不仅可以使啤酒外观更富有吸引力，还能赋予啤酒良好的稳定性。任务一任务一 啤酒的过滤啤酒的过滤一、啤酒过滤的基本理论一、啤酒过滤的基本理论（一）啤酒过滤的目的及要求1.过滤目的除去啤酒中的悬浮物、浑浊物、酵母、酒花树脂、多酚物质及蛋白质等，改善啤酒的外观，使成品啤酒澄清透明，富有光泽。除去或部分除去蛋白质及多酚物质，提高啤酒的非生物稳定性。除去酵母和细菌等微生物，提高啤酒的生物稳定性。2.过滤要求过滤能力大。过滤质量好，滤液透明度高。酒损小

3、，CO2损失少。不污染，不吸入氧气，不影响啤酒的风味。一、啤酒过滤的基本理论一、啤酒过滤的基本理论（二）过滤基本原理借助过滤介质的作用使啤酒中存在的微生物、凝固物等被分离。1.筛分作用：发酵液中比过滤介质孔隙小的粒子能穿过孔隙，比过滤介质孔隙大的粒子不能穿过介质而被截留。2.深层效应：介质中细长而曲折的微孔对悬浮于发酵液中的粒子产生阻滞作用。3.吸附效应：通过静电吸引作用，粒子被吸附在过滤介质的表面。（1 1）筛分效应）筛分效应 （2 2）深层效应）深层效应 （3 3）吸附效应）吸附效应一、啤酒过滤的基本理论一、啤酒过滤的基本理论 （三）过滤介质及助滤剂1.过滤介质（1）常用过滤介质金属过滤筛

4、或纺织物：金属筛、裂缝筛、异型金属丝和金属编织物。过滤板:硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维和其他材料制成。膜材料:膜很薄，多被固定在多孔眼的支撑介质上使用。（2）过滤介质选择依据分离要求：如回收或除去颗粒的最小直径、处理能力等。悬浮液特性：如颗粒形状、粒度分布、颗粒浓度、滤液黏度、腐蚀性。操作条件：如操作压强、温度等。2.助滤剂硅藻土：由硅质沉积岩加工制成多孔、质轻的助滤剂。珍珠岩：由非晶形矿物制成的白色细粉状产品。凹凸棒土：纤维状硅酸镁黏土。一、啤酒过滤的基本理论一、啤酒过滤的基本理论（四）啤酒过滤前后的物质变化色度降低：一般降低0.51.0EBC。苦味值降低：苦味值降低0.51.5BU。蛋白质含量

5、降低：平均降低4%。CO2含量下降：下降约0.02%。含氧量增加：泵送、走水或用压缩空气背压会增加氧的含量。啤酒浓度改变：走水、顶水及并酒过滤等会造成啤酒浓度下降。pH值升高：酒头的pH值变化较大，过滤一定量后即恢复正常。泡沫稳定性：若将降低泡沫性的浑浊物除去，可改善泡沫稳定性；若将泡沫物质吸附掉，则使泡沫稳定性变坏。黏度降低 过滤介质对胶体的吸附作用使啤酒黏度有所降低。二、啤酒过滤设备及操作技术二、啤酒过滤设备及操作技术（一）硅藻土过滤机 1.板框式硅藻土过滤机（1）结构及原理：由机架、滤板和滤框构成。机架由横杠、固定顶板和活动顶板组成，横杠用于悬挂滤板和滤框，顶板用于压紧滤板和滤框。滤板表

6、面有横或竖的沟槽，用于导出滤后的酒液。滤框和滤板四角有孔，分别用于打入待滤酒液和排出滤过酒液。滤板和滤框交替悬挂在机架两侧的横杠上，滤板两侧用滤布隔开，滤布由纤维或聚合树脂制成。两块滤板中间夹一个滤框，四周密封，形成一个滤室，用于填充硅藻土、待滤发酵液和截留下的粒子。1-过滤单元过滤单元 2-滤框滤框 3-过滤纸板过滤纸板 4-支撑板支撑板（1）过滤机 （2）滤框 （3）过滤板板框式硅藻土过滤机（2）操作要点：装机、预涂、流加、过滤、拆洗1.1.板框式硅藻土过滤机板框式硅藻土过滤机 硅藻土添加硅藻土添加（1 1）预涂）预涂 （2 2）第一次预涂）第一次预涂 （3 3）第二次预涂）第二次预涂I-

7、I-第一次预涂层第一次预涂层 II-II-第二次预涂层第二次预涂层预涂与流加 （3 3）特）特 点点优点：优点：操作稳定；过滤能力高；构造简单，活动部件少，维修费用低。缺点：缺点：介质消耗量较大；劳动强度大。2.2.烛式硅藻土过滤机烛式硅藻土过滤机（1）结构及原理：由外壳和滤烛等构成。每根滤烛由一根中心柱和套在其上的许多圆环组成。烛柱是一根沿长度方向开成Y形槽的柱，。圆环套在滤柱上作为支撑物，硅藻土在环面沉积形成滤层。发酵液穿过滤层，浑浊粒子被截留，清亮啤酒由中心柱上的沟槽流出。（1 1）过滤机器）过滤机器 （2 2）环片式滤烛）环片式滤烛 （3 3）绕带式滤烛）绕带式滤烛清酒出口清酒出口 2

8、-2-烛式滤芯烛式滤芯 3-3-过滤机外壳过滤机外壳 4-4-支撑支撑 5-5-混浊酒液进口混浊酒液进口6-6-圆环圆环 7-7-滤柱滤柱 8-8-楔形不锈钢带楔形不锈钢带 9-9-清洗清洗 10-10-硅藻土层硅藻土层 11-11-宽开口宽开口 12-12-狭凸狭凸肩肩2.2.烛式硅藻土过滤机烛式硅藻土过滤机 （2）操作要点 充水排气：先压入脱氧水水，将过滤机中空气排净。预涂：将硅藻土预涂在支撑物上形成助滤层。循环：为形成良好的滤层，每次预涂要进行1015min的循环。过滤：待滤啤酒从下向上顶出过滤机中的水，并穿过烛芯而被过滤。通过计量添加泵向啤酒中定量添加硅藻土液，当达到0.50.6MPa

9、时停止过滤。顶水：过滤结束后，啤酒被由下部进入的脱氧水顶出。排压：关闭输酒泵和预涂泵，使过滤机内压力降下来。缷土：打开过滤机取出滤芯，用压缩空气将硅藻土从烛芯上压出、卸掉。洗涤：用水（或压缩空气）反冲，排出硅藻土，并冲洗干净。杀菌 用8090的水对过滤机、所有连接件和管道杀菌。2.2.烛式硅藻土过滤机烛式硅藻土过滤机 （3）特点优点滤层铺设在刚硬的支撑环上，管路压力波动会引起预涂层折裂变形。滤柱是圆形截面，过滤表面积随滤层厚度而增加。机壳内部没有活动部件，灭菌方便，易于自动控制。滤烛一次安装，不需要拆出进行维护。原位水枪清洗，耗时少，风险低。滤烛从底部安装，对内空要求低。维护频率低，每612个

10、月一次。过滤效率高。缺点立型罐壳可能对净空高有高的要求。2.2.烛式硅藻土过滤机烛式硅藻土过滤机操作过程操作过程3.3.水平圆盘式硅藻土过滤机水平圆盘式硅藻土过滤机（1）结构：由外壳、圆形滤盘和中心轴等构成。圆盘上面是用镍铬合金编织的筛网作为硅藻土助滤剂的支撑物，筛网孔径为5080m。圆盘安装在中心轴上，中心轴是空心的，并开有很多滤孔。在电机带动下中心轴旋转，并带动圆盘旋转。1机壳 2清液流出空心轴 3过滤单元 4间隔环5支脚 6压紧装置 7残液滤盘 8底部进口 9上部进口 10清酒出口 11残酒出口 12排气 13液压装置 14电机 15轴封 16轴环清洗刷/排放 17废硅藻土排出 18废硅

11、藻土排出 19喷洗3.3.水平圆盘式硅藻土过滤机水平圆盘式硅藻土过滤机（2）工作原理预涂：硅藻土均匀分布在圆盘上，形成均匀的滤层。过滤：滤液由上而下通过滤层，悬浮粒子被截留在上面，透过滤层的清酒由圆盘接收，并汇流至中央空心轴中导出。卸饼：圆盘随中心轴一起旋转，在离心力作用下将滤饼甩出。清洗：过滤机圆盘旋转的同时，对圆盘进行强烈的冲洗。1-滤液进口 2-清酒出口3.3.水平圆盘式硅藻土过滤机水平圆盘式硅藻土过滤机（3）特点优点每个圆盘作为一个过滤单元，互不影响。由于滤盘是水平的，预涂相对比较均匀。滤层抗压力波动性较强，滤层不容易脱落。缺点 若进料速度太快，会在滤盘边缘出现涡流，破坏滤层。排空速度

12、快会导致滤盘边缘层滑落。硅藻土只能沉积在叶片上表面，单位机壳体积的物料通过率低。（二）板式过滤机（二）板式过滤机1结构：由机架和滤板等组成，滤板之间插有纸板作为过滤介质。安装在粗滤之后供精滤之用，可用于无菌过滤。滤板带有沟槽，汇集滤出的清酒并导出。纸板由精制木纤维和棉纤维并掺和石棉压制而成。（1）过滤机）过滤机 （2）滤板）滤板（3）纸板）纸板 （4）工作原理）工作原理（二）板式过滤机（二）板式过滤机 3操作要点安装:将纸板与滤板相间放好，用压紧装置压紧。排气:小心压水经过滤板，将过滤机中的空气排净。润湿和洗出:用水润湿并洗涤纸板，洗出1520min。杀菌:用8090的水杀菌20min或用蒸汽

13、灭菌。过滤:适当施以反压，以防CO2在板内膨胀，破坏纸板。洗涤：用5060的水反冲洗。再生：先用冷水洗涤，再用温水洗涤，最后热水浸泡。2 2工作原理工作原理 每对滤板之间悬挂过滤纸板，啤酒从上部和下部同时进入每两个滤板中的一个，穿过纸板后从相邻滤板中流出。为了提高过滤能力，并延长使用寿命，在精滤前先进行硅藻土过滤，去除啤酒中较大的颗粒和酵母等物质。4.特点特点优点优点过滤质量高，具有筛分、深层效应和吸附三重效应，过滤精度高；操作步骤简便。缺点缺点易堵塞，故宜作精滤机；纸板价格昂贵。三、错流过滤回收酵母啤酒三、错流过滤回收酵母啤酒 （一）错流过滤原理 滤液以切线方向流经滤膜，待滤液和已滤液的流向

14、是垂直的。待滤液高流速形成湍流的摩擦力可以将附着在滤膜上的少量沉积物带走，不致堵塞滤孔。错流过滤技术滤液循环三、错流过滤回收酵母啤酒三、错流过滤回收酵母啤酒 （二）滤膜材质与滤柱结构 错流过滤主体设备是陶瓷滤柱，其横断面为六角形,沿其轴向排列19个直径为6mm的孔道，孔道长度850mm，由多孔陶瓷载体支撑，陶瓷薄膜的微孔直径为0.451.3m。（三）工艺流程错流过滤回收酵母啤酒工艺流程错流过滤回收酵母啤酒工艺流程1-酵母罐酵母罐 2-回流泵回流泵 3-供料泵供料泵 4-浓缩液回流泵浓缩液回流泵5-循环浓缩液冷却循环浓缩液冷却 6-陶瓷薄膜装置陶瓷薄膜装置 7-滤液罐滤液罐 8-浓缩液罐浓缩液罐

15、三、错流过滤回收酵母啤酒三、错流过滤回收酵母啤酒 （四）操作要点用酵母泵将酵母液送人酵母罐，并回流30min，使其混合均匀。将酵母液送人错流过滤系统。由滤液循环泵完成酵母液在滤柱内的循环。正常过滤。回收的啤酒和浓缩酵母分别汇集于啤酒贮罐和酵母贮罐内。滤柱每段都有节流阀，以保证流出酒液稳定及滤柱内的压力稳定。废酵母泵及酵母排出阀由压力控制。每次过滤完毕后，自行清洗。（五）特点不必再用硅藻土过滤和纸板精滤。回收啤酒的质量较压榨法高。啤酒损失、水耗明显降低，经济效益显著。排污量降低，可减少工厂污水处理费用。可以进行全自动生产，操作方便可靠，工作效率高。四、啤酒的无菌过滤四、啤酒的无菌过滤 无菌过滤在

16、啤酒灌装前进行，再辅以无菌灌装，既可提高啤酒的生物稳定性，又可保持啤酒原有的新鲜口感。（一)滤芯的种类及特点1.薄膜滤芯（1）性能 带微孔的凝聚相物质。孔径自上而下都是均一滤除效率可以达到接近绝对过滤。耐温、耐压、化学稳定性强。（2）材质 多为玻璃纤维、尼龙66、陶瓷、聚丙烯折叠式筒状薄膜烛芯。双级过滤效果。压差小。过滤面积大。滤液流通量大。介质使用寿命长。1玻璃纤维折叠过滤层 2折叠滤膜 3里层折叠滤层四、啤酒的无菌过滤四、啤酒的无菌过滤2.深层滤芯（1）性能 杂质颗粒不仅受阻于滤材表面，且被捕捉于滤材的深层之中。杂质捕捉量大。寿命也较薄膜滤芯长。压差上升较慢，流速也可维持较长时间不变。（2

17、）材质 多用纤维质滤材，由木质纤维、硅藻土（或珍珠岩）以蜜胺树脂固着成型。经特殊处理可使之带正电，便于捕捉微生物和胶体。既可作粗滤，又可作精滤用。四、啤酒的无菌过滤四、啤酒的无菌过滤(二）无菌过滤工艺流程二）无菌过滤工艺流程根据滤芯性能，生啤酒的过滤可采用多种组合方式1-1-硅藻土过滤机硅藻土过滤机 2-2-缓冲罐缓冲罐 3-3-深层滤芯过滤机深层滤芯过滤机 4-4-薄膜滤芯过滤机薄膜滤芯过滤机四、啤酒的无菌过滤四、啤酒的无菌过滤 （三）无菌过滤操作要点冲洗 以通过0.45m孔径薄膜的无菌水冲洗。完整性测试 以CO2顶出过滤系统中的水。背压 滤筒内以CO2背压，将啤酒输入滤筒。过滤 滤酒时进酒

18、和出酒的压差保持在5kPa左右。顶酒 以CO2将此滤酒系统内残存的酒顶出。冲洗 用65热水反复冲洗此过滤系统。清洗滤芯 根据啤酒的可滤性在规定的时间内清洗。杀菌 先用90热水杀菌，再用110饱和蒸汽杀菌。淋洗 杀菌后用无菌冷水淋洗。排水 将此系统内的所有水排除干净。完整性测试 确定是否可继续使用。CO2冲洗 冲洗系统及管路。五、啤酒过滤质量控制五、啤酒过滤质量控制1.溶解氧的控制脱氧水罐使用前用CO2置换罐内的空气。打开的发酵罐不应长时间放置。用脱氧水排尽过滤机内空气。从清酒罐底部用CO2被压。在过滤好的清酒中在线均匀添加抗氧化剂。过滤管路及过滤泵应密封良好，避免进入空气。掌握好酒头、酒尾的进

19、罐量。五、啤酒过滤质量控制五、啤酒过滤质量控制2.微生物的控制过滤设备、管路等要定期刷洗。稀释和洗涤用的脱氧水，可通过紫外线杀菌。背压用的CO2可通过膜过滤除菌。设备及管路应定期严格灭菌。加强过滤车间杀菌。过滤好的酒在清酒罐中停留时间不宜超过24h。3.啤酒风味的控制修饰添加剂的使用量必须适宜。严格控制硅藻土中铁离子含量。更换品种时要用脱氧水顶前一种酒。任务二任务二 啤酒的稳定性处理啤酒的稳定性处理 一、非生物稳定性处理（一）添加PVPPPVPP的作用PVPP吸附时间及添加量PVPP使用方法（二）添加硅胶硅胶的作用硅胶的使用方法（三）添加单宁单宁的作用单宁的使用方法二、生物稳定性处理二、生物稳

20、定性处理（一）杀菌（一）杀菌1.杀菌原理2.杀菌方法（1）瞬时杀菌（2）隧道式杀菌（二）无菌过滤（二）无菌过滤三、口味稳定性处理三、口味稳定性处理（一）口味稳定性测定一）口味稳定性测定（二）利用添加剂延长稳定期（二）利用添加剂延长稳定期1.添加维生素C及异维生素C2.添加亚硫酸氢钠任务二任务二 啤酒的稳定性处理啤酒的稳定性处理习题习题一、解释1.过滤2.硅藻土 3.水值 4.泡沫稳定性 5.生物稳定性 6.非生物稳定性 7.错流过滤8.PU习题习题二、填空1.啤酒过滤设备主要有 、等，目前使用最多的是 。2.板式过滤机的缺点是 ，故宜作精滤机，滤前先需要进行粗滤。3.板式过滤机的过滤质量高，具

21、有 、和 三重效应4.硅藻土的化学成分是 ，不会与啤酒发生化学反应。5.啤酒过滤前后的变化是色度 、苦味值 、蛋白质含量 、含氧量 。6.根据滤芯的不同，无菌过滤可分为 过滤和 过滤。7.啤酒的稳定性主要分为 稳定性和 稳定性两大类。8.去除啤酒中微生物的方法主要有 和 。9.瓶装啤酒胶体浑浊可分为 和 两种情形。习题习题三、选择1.无菌过滤时大多采用（）孔径的滤芯，以滤除酵母菌和一般污染菌。A.0.2m B.0.45m C.0.8m D.1.0m 2.硅藻土是单细胞藻类的化石，由（）组成。A.碳酸钙 B.二氧化硅 C.硅酸钠 D.硅酸钙3.过滤中添加PVPP是为了吸附（）。A.蛋白质 B.多

22、酚 C.酵母 4.过滤系统和清酒管用CO2背压，其目的主要是（）。A.防止啤酒出现悬浮物 B.防止空气中的微生物进入酒液 C.保证啤酒的口味 D.减少酒液与空气的接触5.硅藻土是作为（）使用，它对啤酒风味基本没有影响。A.助滤剂 B.黏合剂 C.絮凝剂 D.过滤介质6.凹凸棒土的来源是纤维状硅酸镁黏土，可作为啤酒过滤的助滤剂。A.助滤剂 B.添加剂 C.絮凝剂 D.过滤介质习题习题四、判断1.硅藻土过滤机达到均匀预涂的条件之一是过滤机要彻底排气。（）2.稀释水pH低时应适量添加磷酸。（）3.用CO2备压的目的是降低酒液的增氧。（）4.过滤精度越高，过滤量则越高。（)5.硅胶和单宁对蛋白质的析出都有一定的作用。（）6.维生素C可作为啤酒的抗氧化剂。（）7.过滤操作的推动力是过滤床层两侧的压力差。（）8.无菌过滤辅以无菌灌装，既可提高啤酒生物稳定性，又能保持新鲜的口感。（）习题习题五、简答1.简述啤酒过滤的目的与方法？2.简述啤酒过滤的基本要求？3.简述啤酒过滤的作用机理？4.简述啤酒错流过滤的原理、特点及操作要点？5.举例说明无菌过滤工艺流程及操作要点？6.简述提高啤酒稳定性的可行性措施。