CN103894064B - 应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法，其装置结构包括酵母罐、一系列分离器主体、陶瓷膜分离元件，反冲罐，清洗罐，泵。用泵将酵母罐中的生啤酒打入到无机陶瓷膜分离装置中，经陶瓷膜分离元件过滤，除去啤酒中存在的酵母菌及可能存在的细菌等微生物，以及冷却絮凝产生的胶体沉积物，澄清的啤酒被分离出来进入到后续加工工序，含油酵母的母液一部分返回到酵母罐中，另一部分经循环泵循环过滤。由于本设备采用无机陶瓷膜作为过滤元件，所以可以进行蒸汽杀菌、消毒。

Description

应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法
技术领域
本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种采用无机陶瓷膜作为过滤元件，所以可以进行蒸汽杀菌、消毒的应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法。
背景技术
啤酒是采用麦芽、大米、酒花和水为主要原料,经啤酒酵母发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、低酒精度的饮料。它含有多种人体必需的氨基酸和丰富的维生素,有较高的发热量，易被人体消化吸收,素有“液体面包”之称。近年来,啤酒在我国已经成为一种大众消费品,我国啤酒行业也发展迅速。
生啤酒在存放过程中，微生物引起腐败变质，蛋白质等造成混浊现象。长期以来，人们广泛采用硅藻土过滤、巴氏灭菌方法，以保持啤酒长期贮存的稳定性，但这种方法对啤酒风味影响很大。膜过滤可以去除生啤酒中的微生物和其他浑浊物，保持鲜啤酒的香味和口感，从而实现除菌/除浊同步完成，能避免了加工中的热过程,较完整地保留了啤酒中的各种营养成分，降低和解决了污染物的排放，并使有效成分得以综合利用和回收；同时它又可脱除酵母和杂菌，防止沉淀物的产生。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种采用无机陶瓷膜作为过滤元件，所以可以进行蒸汽杀菌、消毒的应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置，所述装置包括酵母罐，酵母罐通过一换热器连接在膜分离装置上，酵母罐和换热器之间还安装有浓液管温度表，换热器和膜分离装置之间还安装有浓液管流量计和浓液管阀门，酵母罐上安装有酵母罐液位计，酵母罐的顶端还安装有进料口、酵母罐压力表和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有酵母罐进气阀，排气管上安装有酵母罐排气阀，酵母罐的底端安装有酵母罐出料管，酵母罐出料管上设置有酵母罐出料阀；安装酵母罐出料阀的管道上分为两个支管分别安装有酵母罐排空阀和进料管阀门，料液经离心泵分为两个支路，一支为离心泵循环管路，其上连接有循环管阀门和循环管阀门流量计，另一支与膜分离装置相连，与膜分离装置相连的管道上还安装有进料管阀门和进料管压力表，浓液管经流量计与浓液管阀门相连接；
膜分离装置通过管道连接有反冲罐，膜分离装置和反冲罐之间的管道上依次安装有清液侧压力表、清液管流量计和反冲罐进料阀；
反冲罐的顶部安装有反冲罐压力表和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有反冲罐的进气阀，排气管上安装有反冲罐的排气阀，反冲罐上安装有液位计，反冲罐的底部安装有反冲罐出料阀和反冲罐排空阀；
膜分离装置通过管道连接有啤酒清液罐，膜分离装置和啤酒清液罐之间安装了啤酒清液罐的进料阀；
啤酒清液罐的顶部安装有压力表和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有啤酒清液罐的进气阀，排气管上安装有啤酒清液罐的排气阀，啤酒清液罐上安装有液位计，啤酒清液罐的底部安装有进入下一工序的出料阀和排空阀；
清洗罐的顶部安装有排气管，排气管上安装排气阀，浓液侧清洗液通过浓液测清洗液返回阀，返回到清洗罐，渗透侧清洗液经过渗透侧清洗液返回料阀，返回到清洗罐。
在本发明的具体实施例子中，所述膜分离装置为孔径为0.05～1μm的无机陶瓷膜分离装置。
一种利用上述的装置进行生啤酒澄清、过滤的方法，所述方法包括如下步骤：
（1）.生啤酒通过循环泵从酵母罐中进入到膜分离装置，在0.05～0.3MPa下进行过滤分离；
（2）.分离后得到的澄清的渗滤液进入到后续加工工序；
（3）膜分离装置的生啤酒中含油酵母的母液一部分经换热器返回到酵母罐中，另一部分经循环泵通过膜分离装置进行循环过滤；
（4）.进入到膜分离装置的压力为恒定压力，当清液管压力表数值超过设定值时，打开反冲罐进气阀和反冲罐出料阀进行反冲；
（5）.当模块运行反冲洗后，清液侧流量不能恢复到稳定过滤通量时，加清洗物料至清洗罐中进行清洗。
本发明的积极进步效果在于：本发明和现有的同类应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置及方法相对比，本发明整个***为全封闭式，不会引入其他微生物杂质，清液侧出料产品品质有保证；无机陶瓷膜物化稳定定好，膜中没有溶出物，能够进行高温杀菌；无机陶瓷膜分离生啤酒保留了啤酒的色、香、味，能够满足消费者对啤酒品质的要求。
附图说明
图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图，如图1所示：本发明包括酵母罐1，酵母罐1通过一换热器6连接在膜分离装置2上，酵母罐1和换热器6之间还安装有浓液管温度表14，换热器6和膜分离装置2之间还安装有浓液管流量计18和浓液管阀门26，酵母罐1上安装有酵母罐液位计8，酵母罐1的顶端还安装有进料口、酵母罐压力表12和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有酵母罐进气阀39，排气管上安装有酵母罐排气阀40，酵母罐1的底端安装有酵母罐出料管，酵母罐出料管上设置有酵母罐出料阀21；安装酵母罐出料阀21的管道上分为两个支管分别安装有酵母罐排空阀22和进料管阀门23，料液经离心泵7分为两个支路，一支为离心泵循环管路，其上连接有循环管阀门24和循环管阀门流量计19，另一支与膜分离装置2相连，与膜分离装置2相连的管道上还安装有进料管阀门25和进料管压力表13，浓液管经流量计18与浓液管阀门26相连接；
膜分离装置2通过管道连接有反冲罐3，膜分离装置2和反冲罐3之间的管道上依次安装有清液侧压力表15、清液管流量计20和反冲罐进料阀28；
反冲罐3的顶部安装有反冲罐压力表16和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有反冲罐3的进气阀41，排气管上安装有反冲罐3的排气阀42，反冲罐3上安装有液位计9，反冲罐3的底部安装有反冲罐出料阀29和反冲罐排空阀30；
膜分离装置2通过管道连接有啤酒清液罐4，膜分离装置2和啤酒清液罐4之间安装了啤酒清液罐4的进料阀31；
啤酒清液罐4的顶部安装有压力表17和进/排气口，进/排气口上安装有进气管和排气管，进气管上安装有啤酒清液罐4的进气阀43，排气管上安装有啤酒清液罐4的排气阀44，啤酒清液罐4上安装有液位计10，啤酒清液罐4的底部安装有进入下一工序的出料阀33和排空阀32。
清洗罐5的顶部安装有排气管，排气管上安装排气阀38，浓液侧清洗液通过浓液测清洗液返回阀，返回到清洗罐5，渗透侧清洗液经过渗透侧清洗液返回料阀，返回到清洗罐5。
在本发明的具体实施例子中，膜分离装置2为孔径为0.05～1μm的无机陶瓷膜分离装置。
一种利用上述装置进行生啤酒澄清、过滤的方法，所述方法包括如下步骤：
（1）.生啤酒通过循环泵7从酵母罐1中进入到膜分离装置2，在0.05～0.3MPa下进行过滤分离；
（2）.分离后得到的澄清的渗滤液进入到后续加工工序；
（3）膜分离装置2的生啤酒中含油酵母的母液一部分经换热器6返回到酵母罐1中；
（4）.进入到膜分离装置2的压力为恒定压力，当清液管压力表15数值超过设定值时，打开反冲罐进气阀41和反冲罐出料阀29进行反冲；
（5）.当模块运行反冲洗后，清液侧流量不能恢复到稳定过滤通量时，加清洗物料至清洗罐5中进行清洗。
在本发明的具体实施例子中，生啤酒澄清、过滤是封闭连续的过程。
在本发明的具体实施例子中，设定过滤单元的操作压差0.05～0.5MPa，超过操作压差开始反冲或清洗。
在本发明的具体实施例子中，设定过滤单元的膜面流速为0.5～6m/s，清洗时的膜面流速为3～8m/s。
在本发明的具体实施例子中，分离元件为陶瓷管式膜组件，精度为0.05～1μm。
本发明所采取的微滤或超滤陶瓷膜错流过滤，酒精度、原麦浓度、和实际发酵度均保持不变，而总酸、色度、浊度和双乙酰均有所下降，符合我国国家标准GB4927-91规定优级淡色啤酒的双乙酰标准≤0.13mg/L，延长啤酒保存时间的同时，保持啤酒的风味不变。
下面为一个具体的实施例子：
实施例：生啤酒酿造过程中的澄清、过滤
过滤过程：
啤酒在酵母罐1中发酵，发酵罐液位通过酵母罐液位计8控制，发酵完成后打开酵母罐出料阀21和进料管阀门23，经离心泵7，设置操作压差0.2MPa，膜面流速3m/s一部分进入到膜分离装置2，经分离后，浓液经换热器6将温度保持在0～4℃返回到酵母罐，另一部分经进料管循环阀19和膜分离装置进料循环阀24经换热器6将温度保持在0～4℃再次返回到酵母罐，清液经啤酒罐进料阀31进入到啤酒罐4，通过啤酒罐出口阀33到下一个处理单元，部分清液经清液罐进料阀28进入到反冲罐3用于反冲，反冲罐液位通过反冲罐液位计9控制
反冲洗过程：
当通量下降至原始通量80%时，使用0.5MPa的清液从反冲罐出料阀29进行反冲。反冲洗罐压力通过气源保压，反冲洗液由反冲罐进料阀28和反冲罐液位计9进行控制。
***停止运行时，打开酵母罐排空阀35,反冲罐排空阀30,啤酒罐排空阀32，排尽***中物料。
本发明整个***为全封闭式，不会引入其他微生物杂质，清液侧出料产品品质有保证；无机陶瓷膜物化稳定定好，膜中没有溶出物，能够进行高温杀菌；无机陶瓷膜分离生啤酒保留了啤酒的色、香、味，能够满足消费者对啤酒品质的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置，其特征在于：所述装置包括酵母罐，酵母罐通过一换热器连接在膜分离装置上，酵母罐和换热器之间还安装有浓液管温度表，换热器和膜分离装置之间还安装有浓液管流量计和浓液管阀门，酵母罐上安装有酵母罐液位计，酵母罐的顶端还安装有进料口、酵母罐压力表和第一进/排气口，第一进/排气口上安装有第一进气管和第一排气管，第一进气管上安装有酵母罐进气阀，第一排气管上安装有酵母罐排气阀，酵母罐的底端安装有酵母罐出料管，酵母罐出料管上设置有酵母罐出料阀；安装酵母罐出料阀的管道上分为两个支管分别安装有酵母罐排空阀和进料管阀门，料液经离心泵分为两个支路，一支为离心泵循环管路，其上连接有循环管阀门和循环管阀门流量计，另一支与膜分离装置相连，与膜分离装置相连的管道上还安装有进料管阀门和进料管压力表，浓液管经流量计与浓液管阀门相连接；
膜分离装置通过管道连接有反冲罐，膜分离装置和反冲罐之间的管道上依次安装有清液侧压力表、清液管流量计和反冲罐进料阀；
反冲罐的顶部安装有反冲罐压力表和第二进/排气口，第二进/排气口上安装有第二进气管和第二排气管，第二进气管上安装有反冲罐的进气阀，第二排气管上安装有反冲罐的排气阀，反冲罐上安装有液位计，反冲罐的底部安装有反冲罐出料阀和反冲罐排空阀；
膜分离装置通过管道连接有啤酒清液罐，膜分离装置和啤酒清液罐之间安装了啤酒清液罐的进料阀；
啤酒清液罐的顶部安装有压力表和第三进/排气口，第三进/排气口上安装有第三进气管和第三排气管，第三进气管上安装有啤酒清液罐的进气阀，第三排气管上安装有啤酒清液罐的排气阀，啤酒清液罐上安装有液位计，啤酒清液罐的底部安装有进入下一工序的出料阀和排空阀；
清洗罐的顶部安装有第四排气管，第四排气管上安装排气阀，浓液侧清洗液通过浓液测清洗液返回阀，返回到清洗罐，渗透侧清洗液经过渗透侧清洗液返回料阀，返回到清洗罐。
2.根据权利要求1所述的应用于生啤酒澄清、过滤的无机陶瓷膜装置，其特征在于：所述膜分离装置为孔径为0.05～1μm的无机陶瓷膜分离装置。
3.一种利用权利要求1或2所述的装置进行生啤酒澄清、过滤的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1).生啤酒通过循环泵从酵母罐中进入到膜分离装置，在0.05～0.3MPa下进行过滤分离；
(2).分离后得到的澄清的渗滤液进入到后续加工工序；
(3)膜分离装置的生啤酒中含油酵母的母液一部分经换热器返回到酵母罐中，另一部分经循环泵通过膜分离装置进行循环过滤；
(4).进入到膜分离装置的压力为恒定压力，当清液管压力表数值超过设定值时，打开反冲罐进气阀和反冲罐出料阀进行反冲；
(5).当模块运行反冲洗后，清液侧流量不能恢复到稳定过滤通量时，加清洗物料至清洗罐中进行清洗。
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