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无菌鲜啤酒生产工艺研究

摘要:在啤酒生产的过程中,过滤是其非常关键的环节,有助于提高生产产品的质量,同时对于啤酒的品质、口感等方面有着重要的影响。对于微膜过滤法的运用,能够实现对啤酒进行消毒杀菌处理,使得整体生产工艺系统更加流畅与高效,并保证生产的卫生,实现无菌鲜啤酒的最终生产过程。将从微膜过滤法的相关概述开始分析,探究无菌鲜啤酒膜过滤生产的工艺流程设计与管理,最后提出相应的发展措施。

关键词:微膜过滤法;无菌鲜啤酒生产;工艺设计;工艺管理;发展措施

随着社会的不断发展,人们的生活消费水平得到相应的提升,生活需求也在随之增加。同时对于啤酒的品质要求也越来也高,需要各厂家积极运用新的技术,来完善啤酒生产的工艺系统,从而满足不同消费者的需求。其中微膜过滤法在啤酒生产中得到普遍运用,并发挥着重要的作用,保障着啤酒的质量与安全。王中林[1]等通过研究发现滤膜的孔径对啤酒发酵液进行连续过滤时候,可以降低对酵母细胞的破坏。因此,关于微膜过滤法无菌鲜啤酒生产工艺设计的研究有着非常重要的现实价值,有助于促进啤酒生产的持续发展。

1微膜过滤法的相关概述

所谓的微膜过滤法是指筛分的环节,体现出精密过滤的特点,有着深层和表面两种类型[2]。其形式包括无流动和错流两种形式,无流动主要用在小规模中,其滤芯是一次性的;而错流是在大规模中进行运用,有着周期性的特点,能够完成在线清洗以及再生与恢复膜的过滤功能[3]。周文龙[4]在研究中发现影响过滤通量的因素有很多,包括发酵液温度,膜两侧压差,过滤时间等等,采用错流过滤的参数进行过滤时,反冲间隔至少4min左右。微膜过滤技术应用较为广泛,包括饮料制造,如王琦[5]等在研究黄山贡菊饮料过程中使用膜过滤方法对成品饮料品质的影响;制药业,如甄建锋[6]等发现使用纳滤法适合去除生物制药过程中废液中的COD值以及一些未溶解颗粒等;以及城市污水处理等,如张泉[7]使用短流程膜组合工艺过滤污水,发现其对TOC、有机物等都有很好去除效果。在饮料、果酒等范围中,单成俊[1]等使用了陶瓷复合膜对黑莓果酒工艺进行澄清,结果表明50nm的孔径可以获得较理想的过滤通量。以上案例表明微膜过滤能够有效突破传统过滤方法的限制,有效去除杂质,保持产品的色泽与质量。该方法有着自身独特的优势与特点,首先,该设备的体积较小,结构简单,并且对于微膜过滤法能够在一定程度上提高自身的竞争力,具有自身的竞争优势,能够节约一定成本,降低劳动力,以及便于操作。其次,能够在高温以及低压的情况下实现分离与浓缩,有助于降低能源消耗,降低设备的运行费。最后,其过滤介质主要由高分子材料组成,运用纯物理方法,使得物质在分离的环节中不会造成质的变化。微膜过滤法在鲜生啤酒生产中得到普遍的运用,其目的一方面在于改善啤酒的口味,使得透明度得到提升;另一方面能够去除杂质以及酵母、乳酸菌等微生物。同时也突破了传统工艺的限制和局限,并发挥着优良的过滤效果。与传统的巴氏杀菌法相比,该种方法能够有效阻挡微生物的进入,起到良好的杀菌的效果,从而也在一定程度上保障了啤酒的质量。翁佩芳[10]等使用错流过滤法生产的无菌生啤酒,可以保证啤酒的色度,香气,延长了保质期。

2无菌鲜啤酒膜过滤生产的工艺流程设计与管理

在啤酒生产的工艺过程中,通过对微膜过滤法的运用,使得啤酒生产的质量得到很大提升,冯艳继[11]等研究发现膜过滤系统可以有效去除有害菌,提高纯生啤酒的质量。在没有改变生产原料以及发酵工艺的基础上,提高过滤的技术水平。与传统啤酒生产工艺相比,无菌鲜啤酒生产工艺有着很大的区别。传统的生产工艺过程包括:啤酒发酵、离心处理、硅藻土过滤、板式过滤、精滤、暂贮到灌装并进行相应的巴氏消毒,最终制备成品啤酒。林盛恒[12]等设计了一种纯生啤酒膜过滤的预警系统,及时的对啤酒成分进行分析和处理,保证啤酒质量。无菌鲜啤酒工艺生产在传统工艺的基础上,加入最初的原水预处理、臭氧水阶段以及最终的容器清洗与消毒杀菌,其中采用的是一种微孔过滤技术,而舍弃了传统的巴氏消毒技术,采取一种无菌灌装,从而使得成品更加安全。2.1杀菌系统流程设计。通过与传统的工艺的比较,明显发现微膜过滤法的独特之处,体现出工艺的创新与突破。该方法的工艺流程主要包括臭氧水发生系统、膜过滤系统以及对包装的容器进行消毒,还有最终的无菌装罐系统四个部分组合而成。正是由于不同的系统发挥着各自的作用,并进行相互配合,从而维持了生产的设计流程,对生产的产品提出更多的质量保障。从膜过滤系统与无菌灌装系统两个角度,来分析系统的改进与优化是比较好的。一方面,在无菌鲜啤酒膜过滤生产的工艺流程中,膜过滤系统是其重要的环节。该系统能够依据生产的啤酒产品和工艺的特点,来实行一种平板错流过滤的方法,有效降低了生产的成本,避免了操作压力较大的问题。膜过滤系统的过滤通量可以达到每平方米100L,其中主要运用无机膜以及其他的有机膜作为膜的材质。但方彦凯[13]通过实验发现,膜过滤的速率会伴随物料速度增加而增大。获得平稳的速率大约需要1h左右。对于无机膜而言,它有着耐低温和高温以及耐高压反冲等方面的特点,不仅能够在低温的情况下进行过滤,而且也可以运用蒸汽来对设备进行消毒,同时最终过滤的成品在品味以及透明度等方面有着很好的指标与性能,然而会使得生产的成本提高。现今,在很多大型企业中,往往会采用有机膜过滤的方法。还有,能够加大膜材料的研发力度,来满足不同市场的需求,从而推动膜过滤系统的更好推广。另一方面,无菌灌装系统的使用,为了更好实现膜过滤的除菌的方法,需要借助无菌灌装系统来达到最终除菌的效果,也是生产工艺流程中的重要阶段。无菌灌装系统能够保障生产产品的质量,实现产品的消毒与杀菌处理。郭海艇[14]经过多次实践研究得出,对比膜过滤,巴氏杀菌技术运对啤酒品质的影响,发现瞬时巴氏杀菌对于保持啤酒泡持性,延长啤酒保质期等更有效果。用臭氧水设备能够提升杀菌的效果。臭氧水设备里面没有化学物质的残留物,借助管道与灌装系统进行连接,能够使得管道以及包装容易等进行必要的消毒杀菌处理,其中臭氧水作为良好的杀菌剂,有着便于使用,以及生产成本较低的显著特性。刘菲[15]通过实验研究对臭氧水处理对牛肉保鲜进行了深入的研究,随着喷淋时间延长,杀菌效果越好。2.2工艺管理。对于无菌鲜啤酒膜过滤生产的工艺管理主要包括六个元素,即臭氧水系统、灌装系统、包装容器、管道与贮存罐、膜材料以及操作人员。主要表现在以下六个方面:第一,在臭氧水制造系统过程中,需要选取优质饮用水为水源标准,接着通过砂滤以及精密过滤的处理,并与臭氧进行混合。在此环节中,应该依据在线杀菌的强度需求,对于臭氧的强度进行调节,并使得臭氧水经过密闭道输送到各个使用点。同时要对臭氧水的浓度进行随时处理,并满足生产消毒杀菌的水资源的需求。刘伟[16]等通过实验证实臭氧的浓度,溶解度变化也会影响杀菌效果。第二,灌装系统指代的是灌装室,这一阶段中需要做好卫生的控制。根据无菌灌装室的规定,在空气经过高效过滤器进行过滤时,需要按照生产卫生管理的方法,对室内进行定期化学或者物理消毒,并对于空气的质量做好定时监测的工作。第三,关于包装容器的使用。在国内大多运用一次性材料来作为灌装的容器,从而实现对容器的杀菌效果。对于一些经过回收使用的玻璃瓶在包装时需要经过预检进行分类,以及清洗和消毒的步骤,接着通过通道输送到灌装室里面,从而达到无菌灌装的要求。这时可以运用臭氧水来进行冲洗、杀菌,最后实现灌装的工序,并把瓶装的啤酒内部的溶解氧值进行降低,从而有效提高啤酒的整体质量。第四,管道、贮存罐。为了更好地实现消毒杀菌的效果,需要将臭氧水的浓度控制在0.7g/L到1.0g/L之间,清洗的时间控制在十分钟以上,这样才能起到杀菌的最终效果。第五,关于膜材料的选用。对于选取有机膜作为膜材料的时候,可以运用臭氧水来当氧化试剂,接着对过滤膜进行反复的冲洗、浸泡以及再生,从而使得生产实现高效运转,有助于节省生产成本。还有,对于臭氧水消毒杀菌工艺的运用,能够满足当前啤酒工艺的需求,有利于提高啤酒的质量。第六,操作人员需要做好控制工艺以及维护等工作。对于操作人员而言,需要严格遵守相关的生产卫生规定,保证无菌灌装系统得到有效运行。同时要防止对于灌装线产品的再次污染,必须做好系统的控制与协调,从而保障生产产品的质量。

3啤酒膜滤除菌法生产鲜啤酒技术的发展措施

随着社会的发展与进步,人们对于啤酒的品味和质量等方面的需求逐渐增加,同时也使得啤酒有着更加广阔的市场,需要切实加强对于鲜啤酒工艺的研究。微膜过滤法的应用使得啤酒产业有了很大的提升与改进,并逐渐向自动化、智能化方向发展。该生产系统充分结合了食品工艺学以及微生物学等相关课程,体现出理论与实践相结合的特点。面对日益激烈的市场竞争,我国相关啤酒产业需要加强创新意识,提高技术水平,不断推进啤酒产业更好发展。其一,政府相关部门角度。政府相关部门应该建立膜应用的食品研究实验中心,并充分与国情实际相结合,不断加强该领域技术的研究。同时要加强监管力度,对于厂家的生产卫生与质量等方面做好严格的监督。我国作为世界上的啤酒消费大国,需要迎合国际发展趋势,提高自身的竞争优势,建立完善的产业管理制度。其二,啤酒生产厂家角度。对于啤酒生产的厂家需要严格落实相关的国家行业规定以及产品卫生要求,做好卫生与质量等方面的工作。同时切实加强自身品牌形象的创建,提高自身企业的竞争力,发掘自身的品牌优势。随之市场的不断扩大,很多啤酒企业生产环节中存在着卫生、管理等方面的问题,需要引起高度重视,加强内部管理与监督。加强操作人员的技术培训,完善工作人员的技术以及食品健康等方面的认知,从而生产更多高质量的啤酒产品。

4结语

总之,过滤是啤酒生产过程中不可缺少的环节,关系着啤酒的口感、外观等方面,有助于实现啤酒消毒杀毒的效果。微膜过滤法在无菌鲜啤酒生产工艺设计的环节中有着非常重要的影响作用,需要切实做好的系统的管理与控制,保障生产工序的有序进行。同时要拥有技术创新意识,不断加强研发工作,从而推动啤酒生产的更快更好发展。

作者:隋 明 张崇军 李俊儒 刘延岭 张彩 单位:1.四川工商职业技术学院 2.四川大学轻纺与食品学院

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