Улучшение качества путем внедрения системы мембранного фильтрования

После проведения химического анализа и подтверждения готовности пива оно фильтруется. Сначала пиво проходит через сепаратор, где из него удаляются остатки дрожжей. Следующим этапом фильтрации является продавливание пива через слой кизельгура, вертикально расположенного на картонных листах. Пиво проходит через слой этого мелкого мукообразного песка, а все взвешенные частицы, не удаленные дрожжевые клетки, крупные белки, частички пены и др. остаются в слое кизельгура. После прохождения кизельгурового фильтра пиво направляется на следующий этап фильтрации - через слой стабилизатора. При прохождении через этот фильтр из пива удаляются невидимые глазом вещества, которые могут в последствии стать мутностью пива в бутылке - полифенолы. Последним этапом фильтрации является продавливание пива через мелкопористый картон для удаления наиболее мелких частиц, прошедших все предыдущие этапы фильтрации.

Как видно, традиционный процесс фильтрации многоступенчатый, достаточно сложный и длительный. Цель фильтрования - сделать пиво настолько стойким, чтобы в нем на протяжении длительного времени не возникало никаких видимых изменений, и пиво сохраняло свой внешний вид. Затем пиво подвергается пастеризации, которая решает проблему длительного хранения продукта, но выхолащивает "живой" вкус пива и сводит все его полезные свойства, разрушая витамины, белки и ферменты.

Одним из последних достижений в технике фильтрации являются мембранные тангенциальные фильтры. Другое название "Crossflow". Фильтрование осуществляется тангенциальным потоком через полипропиленовые мембраны с размером пор 0,2 мкм. Эти системы позволяют фильтровать жидкости с большим содержанием взвесей сразу до стерильного уровня, причем, без применения расходных фильтрующих материалов. Применение таких фильтров также снимает необходимость пастеризации, благодаря чему называется «холодной пастеризацией».

Использование процесса микрофильтрации в производстве пива весьма актуально. Например, применение микрофильтрации вместо диатомитовых намывных фильтров устраняет проблемы, связанные с ликвидацией отходов и, кроме того, дает возможность получения стерильного продукта. Другим применением процесса микрофильтрации является выделение пива из отработанных дрожжей. Преимуществом процесса микрофильтрации в отличие от традиционных технологий являются высокое качество полученного пива и высокая степень микробиологической безопасности процесса.

Важным для сохранения качественных характеристик компонентов пива как продукта является обеспечение пропускной способности мембраны, но в полном объеме адсорбция протеинов, таких сахаридов, как бетаглюкан и крахмал, а также минералов происходит всегда внутри пор мембраны. Еще одним важным фактором в процессе микрофильтрации является размер пор мембраны. Одна из главных причин засорения кроется в глубине пор. От их размеров зависит и качество готового пива. Требуется еще раз напомнить, что при фильтрации не должны быть удалены главные компоненты пива, но в то же время дрожжи и бактерии должны быть устранены. При фильтрации пива наиболее приемлемым с точки зрения сохранения качества продукта является использование мембраны с диаметром пор 0,5 мкм.

Принцип Crossflow используется в фильтрующих системах со специальной мембраной. Во время фильтрации дрожжевая суспензия проходит посредством турбулентного течения параллельно мембране. Мембрана располагается между нефильтрованным и фильтрованным продуктом. Разница давлений дает возможность фильтрату (пиву) проходить через мембрану. Твердые частицы, оседающие на поверхности фильтрующей мембраны, уносятся суспензией благодаря турбулентному потоку. Поток фильтрата остается практически постоянным, при этом достигается равновесие между оседающими и уносимыми частицами.

Обычно по завершении брожения дрожжи считаются бесполезным осадком. Предыдущие технологии брожения не предполагали получения качественного пива из дрожжей, осевших в танках. Дрожжи обычно сушили в сушилках и использовали в качестве сухого корма для скота или продавались в жидком состоянии. Пивные дрожжи содержат высококачественный белок, углеводы, витамины и состоят исключительно из органических компонентов. Дрожжевая биомасса в ходе брожения увеличивается в 3-4 раза, так что избыточные дрожжи составляют примерно 2-3% ежегодной продукции. Из такого количества возможно снова получить 50-60%. Самый лучший момент для фильтрации дрожжей - сразу же по окончании брожения.

Цилиндроконические бродильные танки являются стандартными в современном пивоварении и делают возможным отделение дрожжей в закрытой автоматической системе при оптимальных биологических условиях. Получение пива при использовании процесса микрофильтрации Crossflow является новой технологией в современном пивоварении, которая дает экономическую выгоду в производстве пива без использования таких фильтрующих материалов, как диатомит или перлит. Преимуществами керамических мембран являются:

• стойкость по отношению воздействующему давлению до 100 атмосфер;

• инертный материал;

• большой срок службы;

• стойкость к трению (внешнему воздействию);

• гарантированная эффективность фильтрации и ее быстрота;

• стойкость по отношению к чистящим средствам, таким как детергенты, кислоты, щелочи с рН 0-14, за исключение фосфорной кислоты;

• хорошо чистятся паром и при температуре до 130°С.

В разливаемом пиве могут присутствовать фрагменты дрожжей, поэтому пастеризация или другая обработка пива уже не потребуется. Целесообразной является установка двух танков: один используется для сбора отработанных за день дрожжей, другой в это время дезинфицируется. Рециркуляционный насос для перемешивания собираемых дрожжей не дает им возможности осесть. Объем резервуара для выделенного пива равен приблизительно 60-70% резервуара для дрожжевого осадка.

Все параметры, такие, как температура, давление, скорость обратной циркуляции и скорость фильтрования устанавливаются с учетом требований процесса и обеспечиваются автоматически.

Перерыв между окончанием предыдущего и началом следующего фильтрования составляет 60 минут. Каждую неделю требуется обработка горячей щелочью и кислотой. Кислота и щелочь могут использоваться многократно. Такая обработка длится примерно 2,5 часа. Фильтрация и очистка ведутся в автоматическом режиме, а поэтому дополнительный обслуживающий персонал не потребуется.

Ниже приведена спецификация на фильтрационную систему такого типа.

Таблица 3.4