浅谈啤酒行业的清洁生产

浅谈啤酒行业的清洁生产第1页/共15页清洁生产是我国产业经济实现可持续发展的一项重要战略，也是实现我国污染控制重点由传统的末端治理转向对生产全过程进行源头控制的重要手段。企业实施清洁生产的目的是为了减少环境污染，降低生产成本，从而提高企业的市场竞争力，促进企业更好地发展。现在我国的啤酒行业从原料的生产、产品的研制开发、工艺技术的优化等，均形成了一个完整的体系。在啤酒行业竞争异常激烈的今天，不断的完善企业自身的管理，提高产品的质量，减少污染物的产生量和排放量，既有利于环境保护，又可为企业创造一定的经济效益。第2页/共15页伴随着生产技术的进步，我国的啤酒行业得到了空前的发展，啤酒的产销量已经超过了英国、日本、德国和美国成为“世界第一啤酒生产大国”。但是随着社会经济的发展和人民生活消费水平的提高，人们对啤酒的品味、品种和品质要求也不断提高，促使啤酒生产厂家需不断地改进原有的旧工艺，采用新技术和新工艺，以满足产业发展的需要。膜过滤技术作为一种分离技术，在常温下可把啤酒中的残留酵母菌和污染菌分离除去，不仅可以使啤酒发酵液变得澄清，而且可用在啤酒生产的下游处理上，代替高温瞬时杀菌或巴氏灭菌，以保持生啤酒原有的风味。从经济的角度来看，其运行费用接近甚至低于高温瞬时杀菌和巴氏灭菌，而且节能、省时。第3页/共15页

啤酒过滤技术现状成熟啤酒中不可避免地含有一些酵母菌体以及微量的蛋白质、酒花树脂的悬浮颗粒，它们的存在不仅影响产品外观(浊度等)，而且影响到成品啤酒的生物稳定性和非生物稳定性(胶体稳定性)。因此，为了保证啤酒的品质，除了发酵后啤酒须在低温下储藏一段时间外，在装瓶前还必须进行净化，以达到胶体稳定和微生物稳定。啤酒净化一般用过滤的方法，常用的过滤方法有硅藻土过滤、纸板过滤和膜分离等。第4页/共15页硅藻土过滤：啤酒过滤操作的目的是要除去残留的酵母、胶质沉淀以及存在的任何细菌。酵母菌的直径为2～7μm，平均密度为1．074g／cm3，滤床比阻为1013～1014m／kg，可压缩性系数大于1，是一种较难过滤的物料。同时蛋白质与多酚反应会产生复杂的胶体沉积物，另外还有重金属、糊精和β葡萄糖，这些使过滤变得较为困难，在过滤中必须使用助滤剂。目前采用的助滤剂大部分为硅藻土或硅藻土与石英砂的混合颗粒。采用现代技术精心操作的硅藻土过滤可得到清亮的啤酒，浊度低于0．6EBC(欧洲酿造协会浊度单位)，微生物含量极低(酵母细胞一般低于5个／100mL)。第5页/共15页纸板过滤:纸板过滤的关键是过滤纸板，其孔径为5～120μm。过滤纸板由30～50μm的木材纤维或棉花纤维、石棉和硅藻土组成。石棉的作用是提高吸附能力，硅藻土的作用是提高渗透性。为了除去多酚物质以提高啤酒的非生物稳定性，常在纸板中添加少量PVPP(聚乙烯吡咯烷)。若在纸板表面预涂一层硅藻士，可使纸板的过滤性能进一步提高。纸板过滤压力超过1．3kg/cm2时，应进行反冲。第6页/共15页无菌过滤:近来酿造者对采用冷法除菌即过滤工艺来达到除茵的效果比较感兴趣。目前，用于啤酒无菌过滤的方法有纸板过滤和膜分离。纸板过滤往往难于达到要求。因此，啤酒无菌过滤的方法主要为膜分离。由于采用膜过滤除菌的啤酒(即纯生啤酒)较热杀菌(一般为巴氏杀菌)的啤酒风味纯正、清爽、泡沫持久，所以更受消费者欢迎。对于生产厂家来说，由于膜过滤可以直接得到无菌啤酒，如配合无菌包装还可省出巴氏杀菌这道工序而生产出生物稳定性可靠的成品酒，并且成品酒无过滤介质污染，产品损失率小。因此，工业化生产中采用冷除菌的比例迅速提高。第7页/共15页啤酒工艺中常规过滤方法存在的问题：

目前，为了保证啤酒的品质，在装瓶前还必须进行过滤处理以达到胶体稳定和微生物稳定，国内处理啤酒发酵液主要是利用硅藻土过滤，而利用硅藻土进行过滤不仅会给环境造成污染，而且现在研究表明，硅藻土对身体是有害的物质。啤酒生产过程中，利用硅藻土进行过滤净化处理的缺点具体有以下几个方面：(1)硅藻土是一种非再生的矿物，大量使用硅藻土与国家所倡导的啤酒行业的绿色工程相违背。(2)优质硅藻土的矿藏量是有限的，酿造者只能依赖于价格必定上涨的产品。(3)硅藻土是硅质颗粒，吸入体内是有害的。第8页/共15页(4)用过的硅藻土已成为大量的固体废弃物，堆积成山的硅藻土的处理费是非常高的。在德国，每吨废弃物的处理费用高达500马克。我国的啤酒工业正处在一个高速发展的阶段，由啤酒工业产生的硅藻土会越来越多，这将会导致需要大量人力和物力来处理。从长远来看，不利于啤酒工业的可持续发展。第9页/共15页

此外，经硅藻土过滤后的啤酒能除去绝大部分的酵母和微小物质，从外观上看已达到清亮透明，但还带有微量的酵母和细菌杂质。这种啤酒一般超过7天就会发生生物混浊现象。因此我们日常饮用的瓶装啤酒在装瓶后必须杀菌，使残留的酵母及其它杂菌停止繁殖。这样处理后的啤酒～般能保持60～90天或更长时间，而不会发生混浊。当前工业生产大多采用巴氏杀菌法来保证啤酒的微生物质量，然而巴氏杀菌虽然能保证啤酒的生物稳定性，但是高温的作用会减低啤酒的化学物理稳定性(非生物稳定性)。如高温使C02逸出，蛋白质单宁胶体物质溢出，形成巴氏杀菌混浊，对啤酒的泡沫和外观产生不良影响，最终影响到啤酒的品质。第10页/共15页微滤膜技术在啤酒中应用微滤技术是一种替代传统的硅藻土作澄清助剂的过滤工艺和热杀菌的潜在技术，而且微滤技术还可以同时满足经济上和产品质量两方面的要求，即(1）生产与采用硅藻土过滤一样的清澈透明的啤酒；(2)不需要其它添加剂并且一步能完成分离操作；(3)在低温下操作(一般为O℃左右)；(4)获得经济性的膜通量。其在啤酒行业中主要应用如下：(1)改革传统的过滤工艺。传统的过滤工艺是发酵液经硅藻土粗滤后再经纸板精滤。现在，膜过滤可用来代纸板精滤，而过滤效果更好，过滤后啤酒的质量更高。第11页/共15页

(2)巴氏杀菌和高温瞬时杀菌是提高啤酒品质期的常用方法，现在这一方法可以用微孔滤膜过滤技术取代。这是因为过滤工艺中所选择的滤膜孔径足以阻止微生物通过，从而可达到去除啤酒中的污染微生物和残留酵母菌．进而达到提高啤酒的保质期的目的。由于微滤膜过滤避免了高温对鲜啤酒口味和营养的破坏，所以生产出的啤酒口味更纯，这就是通常人们称作的“生鲜啤酒”。

(3)啤酒是一种季节性很强的消费饮品。夏、秋两季需求量特别大，为了适应市场需要，不少厂家采用高浓度发酵液的后稀释法来迅速扩大产量。后稀释啤酒所必需的无菌水及C02气体质量的高低直接关系到啤酒质量的好坏。我国啤酒厂生产所需C02通常直接从发酵罐中回收，压成“干冰”后再使用，几乎没有经过处理，杂质含量高。后稀释所需的无菌水过滤常用普通的深层滤材，一般较难达到无菌水的要求。膜过滤技术的出现为生产厂家很好地解决这一难题，经膜过滤器处理过的水，其大肠杆菌数和各类杂菌均应基本去除。C02气体经膜过滤器处理后，纯度可达到95％以上。所有这些工艺对提高啤酒的质量，提供了可靠的保障。第12页/共15页采用膜分离技术实现啤酒行业的清洁生产，具有独特的魅力和广阔的应用前景。微滤技术作为一种技