正文 第四節 啤酒後過濾處理——提高啤酒非生物穩定性的措施和方式(2 / 3)

(1)PVPP處理的方式和條件PVPP利用酚上的羥基和酰胺基之間形成的氫鍵,選擇性吸附引起啤酒渾濁的如兒茶酸、Procyanidin等多酚物質。PVPP與多酚物質之間的氫鍵取決於pH(3.3~3.8)、溫度、結構。

應用PVPP的前提條件是不導致啤酒有害菌的汙染、啤酒吸氧少、接觸時間大於3min。

利用PVPP處理除去啤酒中多餘的多酚物質,通常有三種方式,分為含有PVPP的過濾紙板、一次性PVPP、再生型(回收型)PVPP。

(2)含有PVPP的過濾紙板過濾紙板中可分為含有PVPP為20%、30%、40%三種,隨著濾酒時間的延長,紙板吸附多酚物質的能力下降,所以過濾後的啤酒應均勻混合。可采用0.5%熱堿+水衝洗+硝酸中和進行再生,但紙板有一定壽命,也需更換。目前我國啤酒廠很少配備紙板過濾機,很少使用含有PVPP的過濾紙板除去多酚物質。

(3)一次性PVPP一次性PVPP能在現有的過濾設備中應用,具有簡單、無需投資等優點,能與其他過濾介質及穩定劑較好混合使用。一般在高檔酒、某些特殊品種、保存期長、啤酒產量較低的情況下應用,否則在處理量大時成本高。在應用一次性PVPP時,由於PVPP和矽藻土一起在矽藻土過濾設備中形成濾層,所以一定要注意PVPP的顆粒大小及均勻度,小於1μm的顆粒少,否則會導致過濾時壓差上升快。其次使用前要保證PVPP充分吸水膨脹、避免結塊,有利於PVPP保證吸附性能,否則會因過濾時膨脹影響過濾。

(4)再生型(回收型)PVPP

①再生型PVPP的特性

a.外觀:白色粉末,無毒無味,不溶於水,不溶於酒精。

b.吸附性:花色苷吸附率隨PVPP添加量的增加而增加,但並不一定呈線性關係。應通過試驗而確定合適添加量。在過濾中過濾速度關係到PVPP和酒液中花色苷的接觸時間。

c.膨脹性:決定了過濾機的濁室體積。膨脹後的濕體積為6.5~8L/kg,在計算濁酒室時,應按8L/kg計算。

d.顆粒大小分布:對濾層的形成影響很大。矽藻土顆粒大小在1~80μm範圍,PVPP的顆粒大小在1~450μm範圍。其中30%~40%小於60μm,8%~10%大於200μm。由於PVPP粒度分布範圍大,相對密度較大,與矽藻土相比,它的塗層性能較差,容易在水平葉片式過濾機中形成邊緣四周凸突的PVPP濾層。

e.預塗性能:比矽藻土差,較多使用水平葉片式過濾機。現在也出現了新型的燭式PVPP過濾機。

f.膨脹性與可壓縮性:由於膨脹性限製了PVPP濾層的厚度,在10~12hL/(m2·h)的過濾速度下,形成6cm厚的濾層,形成壓差很小。但由於它的壓縮性,因此要防止PVPP堵塞篩網(受壓穩定性差,所以過濾中使阻力上升快,壓差上升快)。

g.滲透性:在濾酒過程中,濾層越厚,壓縮越厲害,濾酒通道越來越阻塞,壓差上升,過濾能力下降(注意篩器阻塞)。

②再生處理後的PVPP要求:對聚多酚具有高效吸附性;膨脹體積小;形成的PVPP層的滲透性好,以減少過濾時的壓力損失;機械穩定性好,可減少PVPP的損失,並保證在連續使用時具有高的滲透性,即水值大於150,膨脹後的濕體積小於或等於6.5L/kg,兒茶酸吸附能力大於或等於40%,細小顆粒所占比例小。

③使用PVPP循環的操作要求:PVPP處理前,先將啤酒粗濾(即啤酒先經過矽藻土過濾),而後用PVPP處理。

PVPP粉在投入使用之前,應在水中浸泡24h,達到應有的膨脹體積;在混合罐中的PVPP以1∶9比例混合(1kg PVPP放入9L水中);按200g/m2進行預塗;用CO2將過濾機壓空;用CO2背壓,啤酒進入並按劑量加入PVPP進行PVPP處理;過濾結束時用CO2壓空。

④PVPP循環再生工藝:

采用PVPP循環回收進行啤酒穩定處理,需PVPP過濾機,設備投資大,但是PVPP可以回收,從長遠來看還是很經濟的,適用於大型啤酒廠。PVPP一般按10~50g/hL添加比較經濟,一般從20g/hL開始預測啤酒保存期,根據預測結果再調整PVPP添加量,PVPP添加越多,除去的多酚物質就越多。德國BASF公司開發由聚苯乙烯和PVPP複合物製成的CROSSPURE產品,可再生回收利用。既可以替代矽藻土作為過濾助劑,而且還能除去部分啤酒中多酚,有利於啤酒非生物穩定性。

(5)采用PVPP處理啤酒後對成品啤酒質量的影響

a.色度:添加量越多,色度越淺。50g/hL添加量,可使色度下降0.4EBC。

b.ITT(冷還原能力):隨PVPP的增多而上升。標準值:啤酒小於360、麥汁小於330。啤酒含有還原性物質越多,ITT值越低。

c.花色苷:可減少約60%。

d.單寧:可減少約40%。

4.啤酒過濾時采用矽膠提高啤酒非生物穩定性

(1)矽膠除去蛋白質的原理和優點在啤酒pH4.1~4.3範圍內,大多數蛋白質帶正電荷,而矽膠製品的功能基團矽烷酮(SiOH)帶負電荷,通過正負電荷吸附高分子蛋白質。通過特殊生產工藝,使生產出的矽膠具有大量細小多孔的網狀結構,由於表麵的矽烷酮基具有較強的選擇性吸附引起渾濁的蛋白質及蛋白質-多酚物質複合物的能力,可提高啤酒的非生物穩定性,對啤酒泡沫的影響非常小,不引起啤酒口味變化。其次能在2~3min之內完成吸附過程,可與其他的助濾劑、穩定劑混合添加到啤酒過濾中。這樣應用廣泛,方便簡單,又無須增加投資,隻需根據啤酒保存期的要求隨時使用。過濾時矽膠還起到過濾助劑的作用。盡管矽膠包容性很大,但不能與蛋白酶混合使用。

(2)矽膠的分類和特點矽膠生產是在矽酸鈉中加入硫酸,形成矽酸並使矽酸膠化聚合,最後水洗除去鹽類形成水凝膠,水凝膠幹燥粉碎形成幹凝膠。所以矽膠分為幹凝膠和水凝膠。幹凝膠是一種幹燥、無菌白色粉末物質,無臭無味,適宜貯存運輸。可應用於矽藻土過濾機中。水凝膠的水含量為65%,可無塵操作,一般來說吸附性能好些,但分散度差,需要調漿混合,吸附時間長。

(3)矽膠應用

①在矽藻土過濾機中進行預塗和過濾時添加幹凝膠:第二次預塗時按30~50g/m2添加。矽藻土過濾時按30~50g/hL添加。

一次混合添加操作工藝是指矽膠與矽藻土一起添加到矽藻土混合罐中,一起計量添加到啤酒中。分開添加操作工藝是在矽藻土添加之前,將矽膠添加到前添加罐,計量添加到啤酒中,啤酒經過前緩衝罐後再進入到矽藻土過濾係統。這樣可延長矽膠與啤酒的接觸時間,有利於提高矽膠的吸附性能。

由於添加的矽膠與矽藻土一起進入矽藻土過濾機,要求矽膠應具備良好的過濾性能,矽膠的顆粒大小均勻,細顆粒所占比例小,否則導致過濾時進出口的壓差上升快,影響啤酒過濾。矽膠相當於細土,可減少矽藻土用量。

②在倒罐流程中加入水凝膠或stabiquick-sedi、stabifix-w:可在貯酒罐中添加水凝膠,但混合效果不好,所以在倒罐流程中能均勻加入。在用泵將酒從一個貯酒罐轉入另一貯酒罐的過程中,將已調好的液狀懸浮液stabiquick-sedi加入啤酒中,然後在另一貯酒罐(或稱處理罐、反應罐)中沉澱析出。stabiquick-sedi與水混合比1∶8,stabiquick-sedi的最大使用量為150g/hL。