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酿造啤酒时水的膜处理

发布时间: 2017-01-16 10:04   698 次浏览
水是酿造啤酒所用的“四大”原料中用量较多的原料,同时水也是啤酒组成中含量较高的组分(超过90%),因此有“水是啤酒血液”之美称。在我国,啤酒酿造所用的水主要有两部分来源:一为市政供水(即为自来水公司),二为啤酒生产企业自己开采的地下井水。其中市政供水的原水也有两部分的来源:一为地表水(水库、湖泊及流经当地的河流);二为地下水。
对啤酒酿造来说,其工艺用水的水质要比生活饮用水的水质要求更严。在我国许多城市的给水水源受到生活污水和工农业生产废水的显著污染,而我国大部分自来水厂采用的混凝、沉淀、过滤和加氯消毒常规净水工艺很难将受污染的原水净化处理成完全符合饮用水水质标准的生活饮用水,更难达到理想的啤酒酿造用水的水质要求,因此我国很多啤酒生产企业在自来水公司不能提供较好的水质时,自己在自来水进入酿造前增加了一系列深度水处理措施,旨在提供理想的啤酒酿造水,使酿造过程正常,啤酒口感更好。目前,我国啤酒企业所用的深度水处理措施主要是膜处理技术。膜分离技术可分为液体膜分离和气体膜分离两类。其中,液体膜分离即为膜法水处理技术。按所用膜材料可分为有机膜和无机膜;按功能可分为分离膜和反应膜;按分离过程可有微孔过滤(MF)、超过滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)、渗析(DT)、气体分离(GB)、渗透汽化(PV)、液膜(SF)、膜反应器和控制释放等多种膜分离技术。
一、微滤
微滤(Micro Filtration,简称MF)主要是根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。微滤技术的膜孔径为0.1-1.0μm,介于常规过滤和超滤之间,在给定压力下[(50-100)kPa]溶剂、盐类及大分子物质均能透过对称微孔膜,只有直径大于1.0μm的微细颗粒和超大分子物质被截留,从而使溶液或水得到净化。微滤技术是目前所有膜技术中应用较广、经济价值较大的技术。
微滤的微细孔结构可有效除去水中的泥沙、胶体、大分子化合物等杂质颗粒及细菌、大肠杆菌等微生物,但其对小分子有机物、重金属离子、硬度及病毒去除效果较差,在饮用水制备过程中,常与其它过程相结合,如用UF与MF处理有轻度污染的河水以制备公共给水,在处理性能及效果上UF和MF几乎没有差别,在MF处理中,为得到较高的通量,用混凝进行预处理,所用的混凝剂及助凝剂为Alcl3,Na2CO3、NaClO,处理后的水达到饮用水标准。法国有人将无机微滤膜与臭氧/絮凝剂结合进行地表水处理,地表水中细菌、微生物、腐殖酸、无机酸含量很高,用臭氧/絮凝剂使其分解絮凝,然后用孔径为0.2μm的无机微滤膜进行过滤操作,出水中有机物含量很低,浊度由14NTU降到0.18NTU,出水水质达到饮用水标准。南京化工大学膜科学技术研究所用活性炭纤维与陶瓷微滤膜相结合来处理自来水,对低分子有机物如苯、苯酚的去除率>95%,细菌的截留率>99.99%,其处理效果见表1。用粉末活性炭与陶瓷微滤膜相结合,也可以获得同样的效果,该工艺可根据进水的水质不同可添加不同量的粉末活性炭,陶瓷微滤膜的作用主要是截留粉末活性炭和细菌。
微滤是目前所有膜技术中应用比较广泛的一种。在1998年世界使用的各种膜中,微滤膜及组件的销售额达9亿美元。我国微滤膜的研制起步于近40年前,发展很快,目前已形成商品生产的微滤膜以纤维树酯等材料为主,以聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚砚、聚丙烯腈、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等材质的微滤膜制品问世。微滤膜在我国主要用于制药行业的过滤除菌和电子工业中高纯水的制备。近年来食品工业的许多领域已实现工业化,并在饮用水生产方面得到广泛的应用。总之,微滤膜的技术为我国水资源开发和健康饮水事业的发展作出了重大贡献。与国外水平相比,其部分品种性能相近,而更多品种的平均孔径和孔径分布方面仍有较大差距,膜的装配技术也相对落后。目前国外微滤膜市场份额约占整个膜市场的40%-50%,我国微滤膜的占有额较低。