一、廢矽藻土回收處理及啤酒無矽藻土過濾的原因、意義、途徑
(1)從身體健康角度來看,含結晶狀的矽藻土能穿透人的肺部,存在致癌的危險。
(2)矽藻土的資源逐步減少。
(3)廢矽藻土的處理成本高。
(4)高質量啤酒的要求。
迄今為止,啤酒過濾主要采用矽藻土為助濾劑的預塗式過濾設備,由於以上原因,人們開始研究如何降低矽藻土的使用量,並最終實現成本低、過濾能力大的無矽藻土過濾的目標。
首先,人們考慮采用離心機對啤酒進行預澄清,提高啤酒可濾性,降低矽藻土消耗;其次將廢矽藻土再生處理,將再生的矽藻土用於啤酒過濾,使矽藻土的消耗下降;使用可再生的過濾介質替代矽藻土進行啤酒過濾,或離心機+錯流膜過濾,可實現無矽藻土的啤酒過濾。
二、廢矽藻土再生處理
1.廢矽藻土再生熱處理
在500~550℃高溫下對廢矽藻土進行再生熱處理,再生後的矽藻土保留了新矽藻土的吸附能力和多孔結構,處理費用低,回收矽藻土能夠再次用於啤酒過濾、過濾效果好。再生矽藻土的使用量一般占總矽藻土使用量的75%左右,添加過程同新矽藻土一樣。但再生矽藻土的顆粒較小,可通過添加比例進行調整。再生矽藻土經過三次使用之後仍然可以繼續進行再生處理。
2.BeFiS廢矽藻土再生技術及過濾
BeFiS廢矽藻土再生技術是采用化學清洗方式除去廢矽藻土中的雜質,進行廢矽藻土再生,再生後的矽藻土可用於啤酒過濾。
每次采用新土進行預塗、循環,除了在第一次過濾時采用新土添加以外,以後過濾時采用再生矽藻土添加。可同時進行啤酒過濾和穩定化處理,在再生矽藻土罐2中進行貯存、添加。
BeFiS再生工藝是在水平葉片式ZHF Primus過濾機中,對廢矽藻土進行一體化再生。再生方法分為酸堿的化學清洗、純酶清洗、酶與化學組合清洗三種方式,從質量、成本角度考慮采用化學清洗方法。再生原理是通過熱堿、酸溶解過濾層中存在的無機、有機雜質。再生五次後矽藻土還能用於啤酒過濾,並保證過濾後啤酒質量及微生物狀態。與傳統矽藻土過濾相比可節約大約70%的矽藻土、一次性的PVPP。
三、F&S無矽藻土過濾和模塊式無矽藻土過濾
F&S無矽藻土過濾係統包括離心機、使用可再生助濾劑的水平葉片式過濾設備。離心機能除去啤酒中約95%酵母,然後啤酒進入預塗好的過濾機中。
模塊式無矽藻土過濾設備的外形是一種封閉式過濾係統,不需要罐體。圓形的過濾元件采用上下布置方式。過濾元件上的支撐介質是一個楔形的縫隙篩板,安裝在分離板上,篩板縫隙的大小為50μm,每個過濾元件都是一個獨立的過濾單元,配置獨立的進口和出口,能單獨控製,獨立進行處理。由於沒有任何機械運動部件,維修保養費用低。
助濾劑由不同組分混合,包括纖維素、PVPP等,纖維素由具有不同性質的成分構成。過濾完畢後采用1%~2%、80~90℃熱堿進行廢助濾劑再生,然後用水、酸、水進行衝洗,在貯存罐中貯存,實現無矽藻土過濾。每次再生的助濾劑損失非常低,在過濾25~30次後長期存放的助濾劑的過濾性能、助濾劑混合物本身沒有發生變化。
四、CROSSPURE無土預塗過濾及穩定化處理
德國BASF公司最新開發的,由聚苯乙烯和PVPP複合而成的Crosspure,可用於優化啤酒過濾和穩定化處理。通過特殊的複合工藝使Crosspure顆粒具有極高的機械強度和化學穩定性。Crosspure具有可再生、安全且使用簡便的優點。Crosspure包括兩個產品類型:CrosspureF和CrosspureXF。兩者具有相同的化學結構,僅在顆粒大小上有所區別。
采用Crosspure過濾時可通過在過濾機中形成的濾層達到澄清和穩定化處理的作用。首先借助支撐介質上形成濾餅的深度效應,能攔截啤酒中細小的渾濁顆粒,如啤酒酵母、析出的蛋白質-多酚混合物、草酸鹽晶體以及析出的酒花樹脂,使啤酒變得清亮。其次,通過Crosspure中的PVPP可吸附溶解的多酚物質,可提高啤酒非生物穩定性。
在試驗中采用55%的CrosspureXF與45%的CrosspureF配比混合,預塗量為2000g/m2,過濾時CrosspureF的添加量一般為120~130g/hL。與采用矽藻土過濾、再生型PVPP穩定化處理相比,過濾時進出口壓差、過濾後啤酒的濁度、啤酒理化指標來看,Crosspure用於啤酒過濾時能達到啤酒澄清、穩定化的效果。