啤酒手册—16啤酒过滤篇(新)

1 啤酒过滤篇 啤酒过滤工艺基本流程 过滤的目标 第一目标 1． 去除浑浊物质如蛋白质，蛋白质—单宁复合物； 2． 防止过滤后导致啤酒浑浊的物质如合物，浆糊状的浑浊物质； 3． 去除微生物，培养酵母，野生酵母，细蛋白质，多酚和β-葡聚糖； 4． 提高感观质量-啤酒的清亮度。 第二目标 1． 隔绝氧气； 2． 不能存在铁，钙和铝离子的影响； 3． 无不利的机械效应的影响（导致胶状物的生成）； 4． 确保产品的原麦汁浓度合格； 5． 满足产品纯净度的要求，如无残余的清洗和灭菌剂； 6． 保持啤酒的泡沫性能和苦味质单位。

板框精滤机 硅藻土过滤机 灌装机 杀菌机 清酒罐

发酵罐 发酵罐 2

第一章 过滤理论 经过发酵或后处理的成熟啤酒，其残余酵母和蛋白质凝固物等沉积于贮酒罐底部，少量仍悬浮于酒液中，这些物质在以后的贮存期间会从啤酒中析出，导致啤酒混浊。所以，必须经过过滤工序，将其除去。 过滤是一种物理分离过程。通过过滤后，啤酒外观清亮透明，富有光泽。过滤使啤酒的外观富有吸引力；同时，又赋予啤酒以良好的生物稳定性与非生物稳定性，至少在“最低保质期限”内不出现外观的变化，从而保证了啤酒外观质量的完美。

第一节 过滤原理 啤酒过滤是利用过滤介质，将啤酒内悬浮的微小颗粒从酒液内分离除去，使啤酒清澈透明、不含悬浮物的一个物理过程。 啤酒过滤时，混浊的啤酒借助过滤介质截留固体物而变清。过滤的动力是过滤机进口和出口的压差。啤酒穿过过滤介质的压力是在不断变化的。并且随着过滤介质孔隙度的变化而变化。进口处的压力总高于出口处的压力。压差越大，表明过滤机的阻力越大。此阻力阻止过滤进程，特别是在过滤结束时，压差上升相当快。 啤酒过滤时，过滤速度与压差和过滤面积成正比，与流体粘度和过滤介质厚度成反比。 一、过滤分离的三种效应 啤酒中的悬浮物被过滤介质阻留分离出来，共有三种分离效应（见图1.1）。

图1.1 过滤分离效应 1－筛分或表面效应 2－深度效应 3－吸附效应 1．筛分或表面效应（阻挡作用）：啤酒中的大颗粒不能穿过过滤介质的孔隙而被截留于不断增厚的滤层表面。随着过滤的进行，过滤精度也越来越高，但流量却越来越小。若颗粒坚实不变形，可作为粗滤层；若为软粘性物质，会阻挡过滤使过滤效率降低。滤网过滤和薄膜过滤均属此类。“错流过滤”也属于这种过滤机理，以后我们将探讨“错流过滤”。 2．深度效应：现在越来越多地应用这种分离效应。多孔性的材料由于其巨大的表面积和幽深曲折的通径而将液体中的颗粒截留下来。硅藻土过滤、纸板过滤和滤棉过滤都存在这种现象。深层效应过滤适用于各种硬、软纤维杂质的过滤 由于机械效应使具有一定粒度的颗粒物质被截留下来，因此，孔隙会不断被堵塞，导致过滤机的过滤性能不断下降。 3．吸附效应：细小颗粒因静电效应而被吸附截留。这种吸附效应是由于过滤材料和啤酒中的颗粒具有不同的电荷而引起的。在酒液中，除颗粒悬浮体外，具有较高表面活性的物质如蛋白质、酒花物质、色素物质、高级醇和酯类等都易被过滤介质不同程度地吸附。因此，过滤后啤酒的色泽和口味要比过滤前稍淡一些。 在大多数情况下，筛分效应和吸附效应是同时出现的。

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第二节 过滤材料和介质 一、过滤材料的种类： 1．金属过滤筛或纺织物 有不同种类的金属筛、裂缝筛或平行安装于烛式过滤机上的异型金属丝和金属或纺织编织物。纺织编织物是近几年才出现的一种材料，但由于它不好灭菌，所以在啤酒过滤中采用较少，它主要用于麦汁压滤机。金属编织物的清洗和灭菌效果要好一些，所以应用较广泛。 2．过滤板 过滤板可用纤维、棉花、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维和其它材料制成。过滤板的种类很多，可满足不同过滤精度的需求，直至无菌过滤。 3．膜材料 膜过滤的应用越来越多。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、醋酸纤维及其它材料。膜很薄（0.02～1μm），因此多被固定在多孔眼的支撑介质上使用，以免被击穿。膜的制作主要有浸渍、喷洒或涂层等方法。可用不同的材料生产任意孔径的膜（见图1.2）。 二、过滤助剂 过滤介质一般为粉状物，它们被涂附于过滤机的支撑材料之上。支撑材料有其特殊的形状和结构。有的是用编织物制成的，有的是用不同材料制成的板。没有过滤支撑材料，就无法使用过滤介质进行过滤。啤酒厂所用过滤介质主要有硅藻土和珍珠岩两种。 １．硅藻土 硅藻土是近代啤酒工业用得最广泛的一种助滤剂，这是一种由藻类硅质细胞组成的沉积岩矿，经矿石粉碎、高温煅烧和风选、分级后，制成的一种多孔、质轻的助滤剂，其主要成分为二氧化硅、三氧化二铝。用于啤酒过滤的硅藻土分很多种，主要以粒度来区分，即细土、粗土、中粗土、中细土等，各个硅藻土生产厂分别对这些土有自己的规格、型号，啤酒工厂在购买硅藻土时，可根据自己的需要进行选择。

图1.2 不同材料膜的放大图 1－纤维素-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）

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好的硅藻土在显微镜下观察，应为圆盘状、棒状、枝状、块状等形状复杂、多孔隙和独立的颗粒（见图1.3），这样才能形成高渗透率、稳定的滤饼，其颗粒大小在8～50μm之间，小于5μm的颗粒所占比例不应超过5%；硅藻土还应有良好的烧结度，即具有一定的刚性，这样滤饼才能耐压；硅藻土化学性质要稳定，对被滤液体没有任何影响。 啤酒过滤速度主要取决于硅藻土颗粒的大小。颗粒越细，则酒液被过滤得越清亮，但过滤速度也越慢。粗土与细土的性质正好相反，它的过滤速较快，但酒液不很清亮，所以粗土主要用于过滤中的预涂。 2．珍珠岩 珍珠岩是一种由火山爆发出的火山灰作用形成的非晶形矿物岩，为熔融的钾、钠、铝硅酸盐，具有很强的化学惰性。珍珠岩矿经粉碎、煅烧及分选后制成的珍珠岩具有同硅藻土十分相似的性质，但又与硅藻土有许多不同之外，这包括颗粒形态比较规则，为三叶形（见图1.4）。

珍珠岩是很轻、颗粒松散的粉末，体积质量比硅藻土小，质量比硅藻土要小20～40％，渗透性优于硅藻土，所以，它是一种很好的过滤介质。 珍珠岩既可以单独使用，也可以与硅藻土混合使用，其粒度分布为7～100μm，有4～6种规格，如细土、中粗土、最细土等。相对来说，每个规格的珍珠岩的粒度分布要比硅藻土均匀一些，由于其渗透性很强，加上体积质量比较小，所以，在过滤啤酒时的消耗量要低于硅藻土。珍珠岩的相对密度低于硅藻土，在单独使用珍珠岩进行调和时，易浮在液面上，所以，调和桶的搅拌器要稍加改动，使其上下搅动效果比较好。若珍珠岩与硅藻土混合使用，则影响不大。 在pH值较低时，珍珠岩在过滤过程中易析出钾和铁。因此，珍珠岩更适用于麦汁过滤，因为麦汁的pH值约为5.2～5.5。

第二章 啤酒过滤设备 一、啤酒厂过滤机的主要类型 1.棉饼过滤机； 2.硅藻土过滤机； 3.双流过滤技术 4.纸板过滤机； 5.错流过滤（主要用于代替硅藻土过滤机）； 6.膜过滤（主要用于纯生啤酒的过滤）。 对于啤酒过滤来说，现在使用较普遍的过滤设备主要有硅藻土过滤机、纸板过滤机和膜过滤机。硅藻土过滤机作为啤酒的粗滤，纸板过滤机作为啤酒的精滤，膜过滤主要用于生

图1.3 硅藻土（放大1000倍） 图1.4 珍珠岩（放大1000倍） 5

产纯生啤酒。棉饼过滤机在啤酒工业已经被淘汰。 二、几种过滤机的综合运用效果 在啤酒厂，由于后酵成熟的啤酒中含有大量的酵母，酒液十分浑浊。所以，一般先要进行粗滤，然后再进行精滤。啤酒厂也可根据产品质量的要求和成本等方面的考虑，一般选择几种过滤方式联合使用，效果较好。多种过滤机组合使用的综合效果见表2.1。 表2.1 多种过滤机的综合应用效果对比 各种要求 过滤方式 生物可靠性 口味质量 成本 纯生啤酒 心理接受程度 备注

硅藻土过滤机+巴斯德杀菌 +++ － － － 口味稳定性差 硅藻土过滤机+高温瞬时杀菌 ++ ++ +++ + 溶解氧<0.1 mg/l 硅藻土过滤机+巴斯德杀菌50℃ ++（+） ++ － + 生产成本高 硅藻土过滤机+纸板过滤+膜过滤 +（+） ++ + +++ 有时出现泡沫问题 硅藻土过滤机+深层(超微)过滤 +膜过滤 ++ +++ ++ +++

硅藻土过滤机+纸板过滤+膜过滤+无菌灌装(用蒸汽灭菌) ++（+） +++ ++（+） +++ 人员素质要求高 注：+ 为积极或正面因素 －为消极或负面因素 第一节 棉饼过滤机

棉饼过滤机是比较原始的过滤设备，现基本已退出历史舞台。尽管如此，我们还要对它做一简要介绍。因为，现代化的现代板框过滤机是在其理论基础上发展而来的。而且，这种过滤机毕竟已使用了几十年。 滤棉的制作方法是，用木纤维或棉纤维纸浆，经过脱脂制成滤纸纸浆，再加1～5%石棉，最后制成滤棉，并作为啤酒过滤介质使用。滤棉的规格一般为4.0～4.5cm厚，厚度差不超过0.5cm，中间略厚，边缘整齐，没有飞边。棉饼一般用风压或水压制成，并于低温和洁净处存放，时间不超过24小时。棉饼的过滤能力一般为500L/m2。 棉饼过滤机的优缺点如下： 优点： 滤棉中掺有石棉，石棉的吸附能力很强，能滤出稳定性很高的啤酒，清亮透明。 缺点： （1）制取滤饼费工费时，且每次过滤完毕，都必须拆开过滤机，不易实现自动化； （2）每过滤一次，都必须卸下棉饼，漂洗棉饼并杀菌。劳动生产率低，成本高； （3）石棉对人体有害，过滤时应严格防止石棉短纤维残留酒内。 （4）每次必须重新组装过滤机。

第二节 硅藻土过滤机及其操作

一、硅藻土过滤机的分类 在现代啤酒企业中，硅藻土过滤机的种类很多，以板框式硅藻土过滤机、烛式硅藻土过滤机、水平圆盘式硅藻土过滤机和纸板过滤机三种最为常见。 1．板框过滤机 板框过滤机的结构见图2.1。它由机架及交替悬挂其上的滤框和滤板组成，材料多为不锈钢。在滤板的两边悬挂着支撑板，滤框和滤板之间彼此密封。支撑板由纤维和缩合树脂制成。 板框过滤机由交替安装的滤框2和滤板1组成（见图2.2）。由于可在滤板的两面都悬挂支撑板，所以在过滤机压紧安装后，便使两个支撑板和其间的滤框之间形成一定的空间。此