一、啤酒過濾的目的
根據成品啤酒質量的要求,通過啤酒過濾可達到以下部分或全部工藝要求。
(1)除去啤酒中渾濁顆粒,如酵母、已析出的蛋白質、蛋白質-多酚複合物、糊精、β-葡聚糖、酒花樹脂等。
(2)適當減少導致啤酒渾濁的物質,如蛋白質、多酚物質、戊聚糖、α-葡聚糖、β-葡聚糖。
(3)減少或除去啤酒中的微生物,如啤酒酵母、野生酵母和細菌。
(4)改善啤酒口味、色澤,使啤酒具有光澤。確保過濾後的啤酒非生物穩定性、風味穩定性、生物穩定性高。
二、啤酒過濾的要求
(1)滿足啤酒廠和消費者對啤酒質量的要求
①過濾後啤酒清亮、透明、有光澤,90°、25°的濁度低,過濾後的清酒能滿足啤酒在巴氏殺菌後對產品非生物穩定性的要求,如啤酒保存期至少6個月或1年。
②在純生啤酒生產時,確保過濾後啤酒不含啤酒有害菌,滿足低溫除菌啤酒的生物穩定性要求。
③過濾後的每批啤酒質量一致,滿足成品啤酒理化指標、泡沫、色度、苦味強度、酒花香味、CO2含量等方麵的要求。
(2)在滿足過濾目的的前提下,對啤酒質量的負麵影響小如過濾後的酒液中氧、微量重金屬離子(Fe2+、Ca2+)、殘留的過濾助濾劑少;啤酒有害菌的汙染程度低;啤酒的原麥汁濃度或過濾後濃度的波動、CO2含量、泡持性能的變化小。
(3)過濾成本低如啤酒過濾時酒損低,采用價格低的助濾劑且耗土少,支撐介質壽命長或成本低,過濾時各種添加劑(如矽膠、PVPP等)的消耗少,水、清洗劑、殺菌劑等消耗少,對環境影響小。
(4)能滿足生產旺季對啤酒產量的要求,最好能在酒齡短、酒液較渾濁的條件下進行啤酒過濾,並能夠保證啤酒質量及產量的要求。
三、人工澄清的方法
1.沉降法
由於渾濁物的相對密度比液體的相對密度大,渾濁物會沉降到容器底部。這種沉澱作用可通過以下兩種方法加快。
(1)在後酵罐或錐形大罐中添加木屑、矽藻土、膨潤土、矽膠等。
(2)離心分離通過離心機將渾濁顆粒從液體中分離出來。由於啤酒酵母的凝聚性能差、酒齡短、黏度高,發酵罐的容量大等因素,不利於酒液澄清,所以也可在經過大罐發酵之後,啤酒過濾之前,安裝離心機對過濾前的啤酒進行預處理,或采用離心機和錯流膜過濾進行無矽藻土啤酒過濾的新技術。
2.過濾法
啤酒中的渾濁顆粒、導致啤酒渾濁的物質可通過篩分效應、深度效應、吸附效應被分離掉。
(1)篩分效應顆粒不能穿過過濾介質的孔洞而被截留在濾層表麵,過濾精度會越來越高,但流量卻越來越小。
(2)吸附效應細小顆粒或被吸附而截留,這種吸附是由於過濾材料和要除去的顆粒或導致啤酒渾濁的物質具有不同的電荷而引起的。
(3)深度效應細小的渾濁顆粒進入濾層中,因濾層中多孔性材料的巨大表麵積和內部曲折的通道,可將未過濾啤酒中的顆粒截留下來;較高壓力、較高流速可抵消深度效應的過濾作用,由於深度效應是將一定大小的顆粒截留在濾層中,所以濾層中的流體通道不斷被堵塞,會導致過濾機的效率不斷下降。
四、渾濁物的大小分類與啤酒過濾的分類
1.渾濁物的大小分類
啤酒中的渾濁顆粒或渾濁成分按照分散質的大小可分為以下幾類。
(1)粗分散體顆粒大於0.10μm,在顯微鏡下可辨別清楚,如析出的蛋白質與多酚、酵母、細菌等。
(2)膠體物質膠體物質的大小為0.001~0.1μm,作為渾濁成分隻能通過丁達爾效應辨別清楚。這種渾濁成分影響啤酒膠體穩定性、清亮度,但有利於啤酒泡沫和醇厚性。
(3)分子態的分散物質小於0.001μm,用光學顯微鏡觀察不到這些物質,通常以溶解形式存在,隻能通過吸附或離子交換法除去,如導致啤酒非生物穩定性變差的分子態溶解性物質(如花色苷)等。
2.啤酒過濾的分類
(1)粗濾未過濾啤酒中一般含有大量的渾濁顆粒或成分,渾濁顆粒較大,酒液渾濁,通常是酵母、析出的蛋白質與多酚物質。采取離心機或預塗式矽藻土過濾,也就是進行啤酒粗濾,可除去啤酒中大部分的渾濁顆粒。渾濁顆粒在5μm左右以上,粗濾使啤酒變得比較清亮,基本能滿足啤酒過濾要求。
(2)精濾啤酒經過矽藻土過濾或離心處理後,經檢測啤酒濁度可能還較高(25°濁度),啤酒非生物穩定性、生物穩定性比較差,酒液中還可能含有少量酵母和其他微生物、矽藻土、細小的渾濁顆粒。因此往往在啤酒進行矽藻土過濾之後,再進行後過濾,也就是廣義的精濾,以提高產品質量。