啤酒陶瓷膜过滤系统装置

啤酒陶瓷膜过滤系统装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种啤酒陶瓷膜过滤系统装置。

背景技术

[0002] 膜过滤是以压力为推动力的膜分离技术，它是深度水处理的一种高级手段，根据膜选择性的不同，可分为反渗透膜过滤(RO)、纳滤膜过滤(NF)、超滤膜过滤(UF)和微滤膜过滤(MF)等。其中:

[0003] 微滤膜(MF)过滤技术是筛分过程，属于精密过滤的一种。它可以分为表面型和深层型两类。微滤操作有无流动(deadend)和错流(crossflow)过滤两种形式，前者类型的膜应用于稀料液和小规模应用，滤芯大多为一次性；后者又称切线流操作或叉流过滤，适应于工业大规模应用，这类膜的特点是需要周期性的在线清洗、再生以恢复膜的过滤性能。MF主要应用于制药工业的除菌过滤澄清，电子工业集成电路生产用水等，另外在城市污水处理、废水处理前的预处理也已得到广泛应用。

[0004] 超滤膜过滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，它利用的是筛分原理分尚，对有机物截留分子量从3000〜300000 Dalton可选,适用于大分子物质与小分子物质分离、浓缩和纯化过程。早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品、饮料加工、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。

[0005] 纳滤膜过滤是指具有“纳米级孔”的膜，它介于超滤和反渗透之间，对有机物截留分子量从200〜1000 Dalton,对二价尚子特别是阴尚子的截留率可达99%,特别适用于低分子量物质的浓缩、脱盐。纳滤过滤也适用于水的净化和软化，脱除水中的三卤甲烷中间体THM，低分子有机物和农药、硫酸盐等有害物。纳滤用于乳清的浓缩、脱盐在工业上也已应用，可将乳糖的浓度提高到29%，而灰份的脱除率达到90%之高。纳滤还应用于食品工业、饮料工业、生物医药、有机酸制备、精细化工和环保工业。

[0006] 反渗透过滤:渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。浓溶液随着水的不断流入而被不断稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力足够用来阻止水继续净流入时，渗透处于平衡状态，即达到动态平衡。当在浓溶液上外加压力，且该压力大于渗透压时，则浓溶液中的水就会克服渗透压而通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透。

[0007] 酿造好的啤酒中含有很多悬浮微粒、大颗粒蛋白、胶质、淀粉、酵母、细菌和其他微生物。传统的过滤方式是采用硅藻土过滤结合精密滤芯过滤，虽然可以除去部分杂质，但对胶质、酵母、细菌、微生物的去除并不完全，滤芯堵塞快，还需进行巴氏杀菌。由于涉及高温热处理，导致一些芳香物质被氧化损失，严重影响啤酒的原有风味，且杀菌后菌体仍然保留在酒体中，影响酒体感观。

[0008] 陶瓷膜的过滤精度涵盖微滤和超滤，微滤膜的过滤孔径范围在0.05 μ m至1.4 μ m之间，超滤膜的过滤精度范围可在10KDa-50KDa之间，可根据物料的粘度、悬浮物含量选择不同孔径的膜，以达到澄清分离的目的。

[0009] 纳米膜过滤工艺采用低温过滤，能直接过滤细菌，提高了啤酒的澄清度和感观度，使风味和口感更鲜美，解决沉淀物的产生，延长啤酒的货架期。 陶瓷膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、孔径分布窄、分离性能好和使用寿命长等特点，目前已在化工与石油化工、食品、生物和医药等领域分离工艺获得成功应用。

发明内容

[0010] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种啤酒陶瓷膜过滤系统装置。

[0011] 本实用新型通过下述技术方案解决上述技术问题:一种啤酒陶瓷膜过滤系统装置，设在酿造好的啤酒灌装前，包括过滤设备和清洗设备，所述的过滤设备由滤芯过滤器和滤孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜过滤机构成，啤酒依序经过滤芯过滤器、进口阀门进入滤孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜过滤机，过滤后的啤酒由出口阀门排出，陶瓷膜过滤机设有五个接口，顶端接口为进口端，蒸汽精密过滤器和进口阀口与陶瓷膜过滤机的进口端联通，

[0012] 蒸汽精密过滤器3和进口阀口 6与陶瓷膜过滤机的进口端联通，陶瓷膜过滤机I上方二侧分设排气口和CO2除菌过滤器4的接口，底部设排污口 11，下方有与出口阀门7连接的啤酒排出口，在陶瓷膜过滤机I的顶端进口和底部排污口处并入一由定位清洗系统回路9和定位清洗精过滤器2构成的定位清洗设备，清洗设备利用脱氧水。滤芯过滤的目的是过滤部份颗粒，保证啤酒已经干净，采用0.45 μ m过滤孔径陶瓷膜过滤机，以去除大于

0.45 μ m的乳酸杆菌等啤酒有害菌。利用桶啤线自身的CIP系统，进一步提升清洗效果。CIP清洗设备利用脱氧水，C02冲洗和反吹，即达到清洗目的，又避免溶解氧问题。采用蒸汽杀菌方便快捷安全。

[0013] 在上述方案基础上，所述的滤芯过滤器的滤芯孔径不大于0.65 μ m。防止酒体中的微细颗粒、大的蛋白及 糖份堵塞陶瓷膜，保证进入陶瓷膜系统的啤酒质量。

[0014] 本实用新型的优越性在于:设备投资少，在常温环境下就可达到过滤、杀菌的效果，保证啤酒质量的前题下，保持优异口感和风味。

附图说明

[0015] 图1:成套鲜啤酒陶瓷膜过滤系统示意图，其中，虚线框内为本实用新型结构示意图。

[0016] 图中标号说明:

[0017] I一陶瓷膜过滤机；2 — CIP精过滤器； 3—蒸汽精密过滤器；

[0018] 4一CO2除菌过滤器；5—滤芯过滤器； 6—进口阀门；

[0019] 7—出口阀门； 8—脱氧水接口 9—CIP系统回路；

[0020] 10—洒泵 11一排污口 ； 12—视镜。

具体实施方式

[0021] 一种啤酒陶瓷膜过滤系统装置，包括过滤和清洗设备，所述的过滤设备由孔径不大于0.65 μ m滤芯过滤器5和滤孔不大于0.45 μ m的陶瓷膜过滤机I构成，啤酒经过滤芯过滤器5后经进口阀门6进入陶瓷膜过滤机1，过滤后的啤酒由出口阀门7排出，在陶瓷膜过滤机I上分设五个接口，顶端接口为进口端，进口端与蒸汽精密过滤器3和进口阀门6联通，陶瓷膜过滤机I上方二侧分设排气口和CO2除菌过滤器4的接口，底部设排污口 11和视镜12，下方有与出口阀门7连接的啤酒排出口，在陶瓷膜过滤机I的顶端进口和底部排污口处并入一由CIP (定位清洗)系统回路9和CIP精过滤器2构成的利用脱氧水的CIP清洗设备。

[0022] 设置初级滤芯过滤器滤芯5过滤的目的是过滤部份颗粒，保证啤酒已经干净，防止酒体中的微细颗粒、大的蛋白及糖份堵塞陶瓷膜，保证进入陶瓷膜系统的啤酒质量。

[0023] 采用0.45 μ m过滤孔径陶瓷膜过滤机，以去除大于0.45 μ m的乳酸杆菌等啤酒有害菌。

[0024] 本实用新型清洗利用脱氧水，C02冲洗和反吹，即达到清洗目的，又避免溶解氧问题。利用桶啤线自身的CIP系统，进一步提升清洗效果。采用蒸汽杀菌方便快捷安全。

[0025] 考虑到鲜啤桶装系统投资不能太高，同时陶瓷膜清洗和消毒方便，本实施例采用手动操作式陶瓷膜过滤系统装置，以满足设备投资的要求。

[0026] 工艺流程如下:

[0027] I)啤酒从洒泵经滤芯过滤器5进入本实用新型的进口，从出口流出，微生物被截流在陶瓷膜表面，干净酒通过陶瓷膜而进入灌装机。

[0028] 陶瓷膜压差(P1-P2)超过0.1MPa或啤酒流量减少时，关闭系统装置的进口阀门6和出口阀门7，然后通入无菌CO2，再打开排污口，利用CO2反吹陶瓷膜，将陶瓷膜表面粘附杂质吹离表面；再关闭CO2,同时打开CIP清洗设备的脱氧水进口，利用脱氧水将陶瓷膜表面吹离的杂质冲洗干净；利用视镜12观察脱氧水冲洗干净后，关闭脱氧水，开启CO2,利用CO2排空脱氧水，再重新进入啤酒过滤状态。

[0029] 2)若采用脱氧水和CO2冲洗不能达到显著降低陶瓷膜压差，就必须停机，利用桶啤线自身的CIP系统对陶瓷膜用碱液循环冲洗，以将附着在陶瓷膜表面的糖份和蛋白质洗净。

[0030] 3)每次生产结束，脱氧水冲洗后若压差不高(〈0.2bar)，可不需要CIP，而直接通入121° C〜142° C洁净蒸汽对系统进行杀菌消毒。若压差超过0.5bar，建议采用CIP来辅助清洗和消毒。设备技术参数:

[0031] 陶瓷膜系统型号:MP-TFFlO-B

[0032] 陶瓷膜F过滤面积:10.08 m2 (36只)

[0033] 陶瓷膜过滤孔径:0.45um

[0034] 陶瓷膜过滤最大流量:10.08m3/h

[0035] 滤芯精过滤器:0.65um ,过滤面积>12m2

[0036] CO2无菌过滤器:0.2um PTFE膜绝对除菌过滤器，过滤面积>0.7m2

[0037] 蒸汽过滤器:lum，10〃金属精密过滤器

[0038] 过滤系统进口压力要求: 0.3 - 0.6 MPa

[0039] 脱氧水进口压力要求:0.3 - 0.6 MPa

[0040] CO2 压力要求:0.1 - 0.2 MPa

[0041] 蒸汽温度要求:121-142° C。[0042] 优点是:

[0043] I)陶瓷膜为烧结滤材，滤材在不损坏情况下孔径固定，保证了过滤质量；

[0044] 2)陶瓷膜在正常工作状态下，使用寿命超过5年，大大节省了滤材消耗；

[0045] 3)陶瓷膜清洗方便，消毒容易，采用通常的CIP和蒸汽就能达到较为彻底的清洗和消毒；

[0046] 4 )采用直流过滤方式，过滤效率高,无需系统内循环,节省能耗。

[0047] 过滤流量:2 - 5吨/小时；

[0048] 每天连续工作时间:10小时。

[0049] 添加除有害菌过滤系统主要目的:截留有害菌，延长鲜啤货架保值期。

[0050] 按国家标准最低做到:杂菌总数≤ 50个/IOOml ;

[0051]酵母≤ 50 个 /IOOml ；

[0052]有害菌≤ 5 个 /IOOml ；

[0053] 有害菌的期望 做到: ≤I个/100ml。