啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本實(shí)用新型涉及一種啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置。

背景技術(shù)

[0002] 膜過濾是以壓力為推動力的膜分離技術(shù)，它是深度水處理的一種高級手段，根據(jù)膜選擇性的不同，可分為反滲透膜過濾(RO)、納濾膜過濾(NF)、超濾膜過濾(UF)和微濾膜過濾(MF)等。其中:

[0003] 微濾膜(MF)過濾技術(shù)是篩分過程，屬于精密過濾的一種。它可以分為表面型和深層型兩類。微濾操作有無流動(deadend)和錯流(crossflow)過濾兩種形式，前者類型的膜應(yīng)用于稀料液和小規(guī)模應(yīng)用，濾芯大多為一次性；后者又稱切線流操作或叉流過濾，適應(yīng)于工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，這類膜的特點(diǎn)是需要周期性的在線清洗、再生以恢復(fù)膜的過濾性能。MF主要應(yīng)用于制藥工業(yè)的除菌過濾澄清，電子工業(yè)集成電路生產(chǎn)用水等，另外在城市污水處理、廢水處理前的預(yù)處理也已得到廣泛應(yīng)用。

[0004] 超濾膜過濾(UF)是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，它利用的是篩分原理分尚，對有機(jī)物截留分子量從3000?300000 Dalton可選,適用于大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離、濃縮和純化過程。早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾技術(shù)已經(jīng)涉及食品、飲料加工、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等眾多領(lǐng)域。

[0005] 納濾膜過濾是指具有“納米級孔”的膜，它介于超濾和反滲透之間，對有機(jī)物截留分子量從200?1000 Dalton,對二價(jià)尚子特別是陰尚子的截留率可達(dá)99%,特別適用于低分子量物質(zhì)的濃縮、脫鹽。納濾過濾也適用于水的凈化和軟化，脫除水中的三鹵甲烷中間體THM，低分子有機(jī)物和農(nóng)藥、硫酸鹽等有害物。納濾用于乳清的濃縮、脫鹽在工業(yè)上也已應(yīng)用，可將乳糖的濃度提高到29%，而灰份的脫除率達(dá)到90%之高。納濾還應(yīng)用于食品工業(yè)、飲料工業(yè)、生物醫(yī)藥、有機(jī)酸制備、精細(xì)化工和環(huán)保工業(yè)。

[0006] 反滲透過濾:滲透是水從稀溶液一側(cè)通過半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動的過程。濃溶液隨著水的不斷流入而被不斷稀釋。當(dāng)水向濃溶液流動而產(chǎn)生的壓力足夠用來阻止水繼續(xù)凈流入時，滲透處于平衡狀態(tài)，即達(dá)到動態(tài)平衡。當(dāng)在濃溶液上外加壓力，且該壓力大于滲透壓時，則濃溶液中的水就會克服滲透壓而通過半透膜流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過程就是滲透的相反過程，稱為反滲透。

[0007] 釀造好的啤酒中含有很多懸浮微粒、大顆粒蛋白、膠質(zhì)、淀粉、酵母、細(xì)菌和其他微生物。傳統(tǒng)的過濾方式是采用硅藻土過濾結(jié)合精密濾芯過濾，雖然可以除去部分雜質(zhì)，但對膠質(zhì)、酵母、細(xì)菌、微生物的去除并不完全，濾芯堵塞快，還需進(jìn)行巴氏殺菌。由于涉及高溫?zé)崽幚?，?dǎo)致一些芳香物質(zhì)被氧化損失，嚴(yán)重影響啤酒的原有風(fēng)味，且殺菌后菌體仍然保留在酒體中，影響酒體感觀。

[0008] 陶瓷膜的過濾精度涵蓋微濾和超濾，微濾膜的過濾孔徑范圍在0.05 μ m至1.4 μ m之間，超濾膜的過濾精度范圍可在10KDa-50KDa之間，可根據(jù)物料的粘度、懸浮物含量選擇不同孔徑的膜，以達(dá)到澄清分離的目的。

[0009] 納米膜過濾工藝采用低溫過濾，能直接過濾細(xì)菌，提高了啤酒的澄清度和感觀度，使風(fēng)味和口感更鮮美，解決沉淀物的產(chǎn)生，延長啤酒的貨架期。 陶瓷膜具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、抗微生物能力強(qiáng)、滲透量大、可清洗性強(qiáng)、孔徑分布窄、分離性能好和使用壽命長等特點(diǎn)，目前已在化工與石油化工、食品、生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域分離工藝獲得成功應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

[0010] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置。

[0011] 本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:一種啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置，設(shè)在釀造好的啤酒灌裝前，包括過濾設(shè)備和清洗設(shè)備，所述的過濾設(shè)備由濾芯過濾器和濾孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜過濾機(jī)構(gòu)成，啤酒依序經(jīng)過濾芯過濾器、進(jìn)口閥門進(jìn)入濾孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜過濾機(jī)，過濾后的啤酒由出口閥門排出，陶瓷膜過濾機(jī)設(shè)有五個接口，頂端接口為進(jìn)口端，蒸汽精密過濾器和進(jìn)口閥口與陶瓷膜過濾機(jī)的進(jìn)口端聯(lián)通，

[0012] 蒸汽精密過濾器3和進(jìn)口閥口 6與陶瓷膜過濾機(jī)的進(jìn)口端聯(lián)通，陶瓷膜過濾機(jī)I上方二側(cè)分設(shè)排氣口和CO2除菌過濾器4的接口，底部設(shè)排污口 11，下方有與出口閥門7連接的啤酒排出口，在陶瓷膜過濾機(jī)I的頂端進(jìn)口和底部排污口處并入一由定位清洗系統(tǒng)回路9和定位清洗精過濾器2構(gòu)成的定位清洗設(shè)備，清洗設(shè)備利用脫氧水。濾芯過濾的目的是過濾部份顆粒，保證啤酒已經(jīng)干凈，采用0.45 μ m過濾孔徑陶瓷膜過濾機(jī)，以去除大于

0.45 μ m的乳酸桿菌等啤酒有害菌。利用桶啤線自身的CIP系統(tǒng)，進(jìn)一步提升清洗效果。CIP清洗設(shè)備利用脫氧水，C02沖洗和反吹，即達(dá)到清洗目的，又避免溶解氧問題。采用蒸汽殺菌方便快捷安全。

[0013] 在上述方案基礎(chǔ)上，所述的濾芯過濾器的濾芯孔徑不大于0.65 μ m。防止酒體中的微細(xì)顆粒、大的蛋白及 糖份堵塞陶瓷膜，保證進(jìn)入陶瓷膜系統(tǒng)的啤酒質(zhì)量。

[0014] 本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于:設(shè)備投資少，在常溫環(huán)境下就可達(dá)到過濾、殺菌的效果，保證啤酒質(zhì)量的前題下，保持優(yōu)異口感和風(fēng)味。

附圖說明

[0015] 圖1:成套鮮啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)示意圖，其中，虛線框內(nèi)為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

[0016] 圖中標(biāo)號說明:

[0017] I一陶瓷膜過濾機(jī)；2 — CIP精過濾器； 3—蒸汽精密過濾器；

[0018] 4一CO2除菌過濾器；5—濾芯過濾器； 6—進(jìn)口閥門；

[0019] 7—出口閥門； 8—脫氧水接口 9—CIP系統(tǒng)回路；

[0020] 10—灑泵 11一排污口 ； 12—視鏡。

具體實(shí)施方式

[0021] 一種啤酒陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置，包括過濾和清洗設(shè)備，所述的過濾設(shè)備由孔徑不大于0.65 μ m濾芯過濾器5和濾孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜過濾機(jī)I構(gòu)成，啤酒經(jīng)過濾芯過濾器5后經(jīng)進(jìn)口閥門6進(jìn)入陶瓷膜過濾機(jī)1，過濾后的啤酒由出口閥門7排出，在陶瓷膜過濾機(jī)I上分設(shè)五個接口，頂端接口為進(jìn)口端，進(jìn)口端與蒸汽精密過濾器3和進(jìn)口閥門6聯(lián)通，陶瓷膜過濾機(jī)I上方二側(cè)分設(shè)排氣口和CO2除菌過濾器4的接口，底部設(shè)排污口 11和視鏡12，下方有與出口閥門7連接的啤酒排出口，在陶瓷膜過濾機(jī)I的頂端進(jìn)口和底部排污口處并入一由CIP (定位清洗)系統(tǒng)回路9和CIP精過濾器2構(gòu)成的利用脫氧水的CIP清洗設(shè)備。

[0022] 設(shè)置初級濾芯過濾器濾芯5過濾的目的是過濾部份顆粒，保證啤酒已經(jīng)干凈，防止酒體中的微細(xì)顆粒、大的蛋白及糖份堵塞陶瓷膜，保證進(jìn)入陶瓷膜系統(tǒng)的啤酒質(zhì)量。

[0023] 采用0.45 μ m過濾孔徑陶瓷膜過濾機(jī)，以去除大于0.45 μ m的乳酸桿菌等啤酒有害菌。

[0024] 本實(shí)用新型清洗利用脫氧水，C02沖洗和反吹，即達(dá)到清洗目的，又避免溶解氧問題。利用桶啤線自身的CIP系統(tǒng)，進(jìn)一步提升清洗效果。采用蒸汽殺菌方便快捷安全。

[0025] 考慮到鮮啤桶裝系統(tǒng)投資不能太高，同時陶瓷膜清洗和消毒方便，本實(shí)施例采用手動操作式陶瓷膜過濾系統(tǒng)裝置，以滿足設(shè)備投資的要求。

[0026] 工藝流程如下:

[0027] I)啤酒從灑泵經(jīng)濾芯過濾器5進(jìn)入本實(shí)用新型的進(jìn)口，從出口流出，微生物被截流在陶瓷膜表面，干凈酒通過陶瓷膜而進(jìn)入灌裝機(jī)。

[0028] 陶瓷膜壓差(P1-P2)超過0.1MPa或啤酒流量減少時，關(guān)閉系統(tǒng)裝置的進(jìn)口閥門6和出口閥門7，然后通入無菌CO2，再打開排污口，利用CO2反吹陶瓷膜，將陶瓷膜表面粘附雜質(zhì)吹離表面；再關(guān)閉CO2,同時打開CIP清洗設(shè)備的脫氧水進(jìn)口，利用脫氧水將陶瓷膜表面吹離的雜質(zhì)沖洗干凈；利用視鏡12觀察脫氧水沖洗干凈后，關(guān)閉脫氧水，開啟CO2,利用CO2排空脫氧水，再重新進(jìn)入啤酒過濾狀態(tài)。

[0029] 2)若采用脫氧水和CO2沖洗不能達(dá)到顯著降低陶瓷膜壓差，就必須停機(jī)，利用桶啤線自身的CIP系統(tǒng)對陶瓷膜用堿液循環(huán)沖洗，以將附著在陶瓷膜表面的糖份和蛋白質(zhì)洗凈。

[0030] 3)每次生產(chǎn)結(jié)束，脫氧水沖洗后若壓差不高(〈0.2bar)，可不需要CIP，而直接通入121° C?142° C潔凈蒸汽對系統(tǒng)進(jìn)行殺菌消毒。若壓差超過0.5bar，建議采用CIP來輔助清洗和消毒。設(shè)備技術(shù)參數(shù):

[0031] 陶瓷膜系統(tǒng)型號:MP-TFFlO-B

[0032] 陶瓷膜F過濾面積:10.08 m2 (36只)

[0033] 陶瓷膜過濾孔徑:0.45um

[0034] 陶瓷膜過濾最大流量:10.08m3/h

[0035] 濾芯精過濾器:0.65um ,過濾面積>12m2

[0036] CO2無菌過濾器:0.2um PTFE膜絕對除菌過濾器，過濾面積>0.7m2

[0037] 蒸汽過濾器:lum，10〃金屬精密過濾器

[0038] 過濾系統(tǒng)進(jìn)口壓力要求: 0.3 - 0.6 MPa

[0039] 脫氧水進(jìn)口壓力要求:0.3 - 0.6 MPa

[0040] CO2 壓力要求:0.1 - 0.2 MPa

[0041] 蒸汽溫度要求:121-142° C。[0042] 優(yōu)點(diǎn)是:

[0043] I)陶瓷膜為燒結(jié)濾材，濾材在不損壞情況下孔徑固定，保證了過濾質(zhì)量；

[0044] 2)陶瓷膜在正常工作狀態(tài)下，使用壽命超過5年，大大節(jié)省了濾材消耗；

[0045] 3)陶瓷膜清洗方便，消毒容易，采用通常的CIP和蒸汽就能達(dá)到較為徹底的清洗和消毒；

[0046] 4 )采用直流過濾方式，過濾效率高,無需系統(tǒng)內(nèi)循環(huán),節(jié)省能耗。

[0047] 過濾流量:2 - 5噸/小時；

[0048] 每天連續(xù)工作時間:10小時。

[0049] 添加除有害菌過濾系統(tǒng)主要目的:截留有害菌，延長鮮啤貨架保值期。

[0050] 按國家標(biāo)準(zhǔn)最低做到:雜菌總數(shù)≤ 50個/IOOml ;

[0051]酵母≤ 50 個 /IOOml ；

[0052]有害菌≤ 5 個 /IOOml ；

[0053] 有害菌的期望 做到: ≤I個/100ml。