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啤酒釀造中的兩次過濾過程(二)

作者:山東天泰 人氣: 發(fā)布日期: 2022-09-13
信息摘要:
在釀造啤酒時(shí)想要從醪液中最終得到清澈的啤酒需要進(jìn)行兩次過濾的過程,一次在麥汁制備前在糖化系統(tǒng)中的過濾,第二次是在發(fā)酵過程后將殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于成熟啤酒的物質(zhì)過濾除去。

經(jīng)過發(fā)酵或后處理的成熟啤酒,其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部,少量仍懸浮于酒液中,這些物質(zhì)在以后的貯存期間會(huì)從啤酒中析出,導(dǎo)致啤酒混濁。所以,必須經(jīng)過過濾工序,將其除去。
過濾是通過穿過或穿過多孔介質(zhì)從液體中除去固體的過程。過濾的有效性取決于顆粒尺寸和過濾介質(zhì)的孔隙率。懸浮在液體中的物質(zhì)如果大于孔隙開口,將保留在過濾介質(zhì)上或過濾介質(zhì)中。過濾在整個(gè)釀造過程中被廣泛使用,今天銷售的大多數(shù)啤酒都在一定程度上經(jīng)過過濾。從水過濾中的分子水平(1.0μm)到煮沸罐中煮沸后的去除酒花(1.0cm),粒徑去除的范圍是巨大的。
有兩種基本類型的過濾:深度和表面。深度過濾,也稱為粉末過濾,多孔性的材料由于其巨大的表面積和幽深曲折的通經(jīng)而將液體中的顆粒截留下來。介質(zhì)可以是硅藻土(DE),珍珠巖或其他多孔介質(zhì)。例如,板框式硅藻土過濾機(jī)、燭式硅藻土過濾機(jī)。由于機(jī)械效應(yīng)使具有一定粒度的顆粒物質(zhì)被截留下來,因此空隙會(huì)不斷被堵塞,導(dǎo)致過濾機(jī)的過濾性能逐漸下降。深度過濾通常被認(rèn)為是粗過濾或初級(jí)過濾,盡管在許多小型啤酒廠中,這是唯一進(jìn)行的過濾。



表面過濾使用薄膜材料,其孔隙小于要去除的顆粒。顆粒留在過濾器表面,而澄清的液體流過。如果孔隙具有定義的尺寸(例如,最大5μm),則過濾稱為孔徑的“絕對(duì)”。膜和錯(cuò)流過濾就是例子。
過濾介質(zhì),有時(shí)稱為助濾劑,對(duì)于最終的液體凈度至關(guān)重要。糖化系統(tǒng)中過濾罐使用谷物床,特別是大麥皮,作為助濾劑。甜麥芽汁通過谷物床被抽出,顆粒被困在基質(zhì)中。目前使用的兩種最流行的過濾介質(zhì)形式是硅藻土和珍珠巖。硅藻土是一種天然存在的二氧化硅形式,源自微小浮游藻的鈣化骨骼殘骸。珍珠巖在性質(zhì)上是相似的,但源自火山巖,由硅酸鋁組成。這些材料形狀的多樣性和復(fù)雜性在過濾床中形成了幽深折曲。然而,存在與這些材料相關(guān)的肺部健康風(fēng)險(xiǎn),例如矽肺病。因此,處理機(jī)必須防塵。此外,助濾劑的處置成本很高,所以推動(dòng)了替代過濾方法的發(fā)展。
1917年,德國首先開發(fā)了“無菌過濾紙板”。紙板過濾機(jī)與板框式硅藻土過濾機(jī)的不同之處是它僅由濾板組成。在濾板之間懸掛有過濾紙板。啤酒從上部和下部同時(shí)進(jìn)入每?jī)蓚€(gè)濾板中的一個(gè),穿過紙板后從相鄰濾板中流出,每對(duì)濾板之間都安裝有一個(gè)過濾紙板。
設(shè)計(jì)上類似的是使用浸有硅藻土的壓縮纖維素墊的深度燭式硅藻土過濾機(jī)。此種過濾機(jī)類似于燭式硅藻土過濾機(jī),只是濾芯不同。深度燭式硅藻土過濾機(jī)的燭芯一般由尼龍66、聚偏二氟乙烯、陶瓷、聚丙烯和纖維質(zhì)薄膜制成,其中有許多過濾層。它利用深度過濾燭芯進(jìn)行過濾,過濾層的組織由外向里越來越密,形成多個(gè)截留層以及較大的過濾面積。深度燭式硅藻土過濾機(jī)在過濾初期,壓差較低,而后孔徑堵塞,壓差上升很快,流速隨之降低。此類濾芯適合作無菌過濾的最后一道過濾用。
膜過濾器由聚合物材料制成,并由于其均勻的孔徑而捕獲顆粒。它們能夠產(chǎn)生非常精細(xì)的過濾液體。
錯(cuò)流過濾技術(shù)(Cross-flow-Microfiltration,簡(jiǎn)稱CMF)是20世紀(jì)90年代開發(fā)的新技術(shù)。它的成功之處在于啤酒過濾不再依靠助濾劑,而使啤酒的過濾一次性完成,不必再從酵母中回收啤酒,且可以使過濾后的啤酒達(dá)到無菌狀態(tài),不需巴氏滅菌。傳統(tǒng)的過濾技術(shù)是靜態(tài)的,而錯(cuò)流過濾是動(dòng)態(tài)的。在錯(cuò)流過濾中,啤酒當(dāng)然不能像在靜止過濾中那樣橫向流過過濾膜層,一是因?yàn)槟ず芸毂欢?;二是因?yàn)閴翰羁砂押鼙〉哪_破。因此啤酒以與膜面平行的方向前進(jìn),并不斷沖洗膜,始終只會(huì)有很少量的沉積物停留于膜上,從而達(dá)到截留顆粒和澄清酒液的目的,這種過濾方式稱為“錯(cuò)流過濾”。
過濾有助于啤酒的穩(wěn)定,提高啤酒的感官質(zhì)量,增強(qiáng)清亮度。它還可以去除微生物,如死酵母,會(huì)影響啤酒口感的物質(zhì)。較小的啤酒廠和釀酒廠可能會(huì)選擇在未經(jīng)過濾的情況下提供啤酒,因?yàn)樗麄冋J(rèn)為清亮度對(duì)啤酒的意義不大,并且認(rèn)為在過濾過程中可能會(huì)丟失一些元素。確實(shí)對(duì)于幾種經(jīng)典啤酒,如許多比利時(shí)瓶裝啤酒,酵母濁度是這種風(fēng)格的一個(gè)決定性因素。

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