一種用于純生啤酒過濾膜清洗的固體複合酶劑

一種用于純生啤酒過濾膜清洗的固體複合酶劑技術領域[0001] 本發明屬于膜過濾領域，涉及純生啤酒的低溫無菌膜過濾系統專用清洗複合酶及其清洗方法。背景技術[0002] 近年來純生啤酒市場增長迅速，其生産過程采用低溫膜過濾除菌技術取代傳統的巴氏殺菌，從而使啤酒的口味更新鮮、純正。膜過濾技術是純生啤酒生産的關鍵核心技術， 通過0. 45 μ m膜過濾啤酒，可有效去除酒液中的有害菌與部分蛋白多酚，保證純生啤酒的生物與非生物穩定性。在純生啤酒的生産中，一般過濾4000t〜6000t啤酒後膜通量迅速下降，需更換濾膜以達到過濾要求。目前，國際原糧價格較高，而使用價格便宜的國産麥芽和小麥麥芽中由于其含有大量的戊聚糖、β-葡聚糖、蛋白質等大分子物質，導緻濾膜經常堵塞，國内啤酒廠配備的膜過濾系統更換一套新過濾膜約20萬元，導緻純生啤酒的成本過高，最終阻礙了我國純生啤酒的快速發展。另一方面，在啤酒發酵的後期，部分啤酒酵母發生自溶，由于酵母自溶物中含有大量的甘露聚糖、蛋白質以及糖蛋白，也成為超濾膜經常堵塞的主要原因之一。[0003] 在大部分純生啤酒生産中傳統的膜清洗一般按照下列步驟：過濾結束後先用水漂洗，以除去附着在膜上的蛋白質、酒花樹脂等雜質，接着按照順序用熱水、酸、熱水、堿、冷水分别沖洗，最後用熱水殺菌後排空背壓待用，傳統清洗劑的主要成分為強酸強堿，耗水量大，對膜容易造成損傷，而且污染環境，對膜堵塞的有機類物質去除效果不理想。很多純生啤酒廠的濾膜在過濾約4000t〜6000t啤酒後，采用以上工藝往往無法完全修複。因此，開發有效的膜清洗劑，對提高國産麥芽、小麥芽的比例，降低生産成本，提高純生啤酒的生産效率，有着重要意義。[0004] 本專利主要根據膜堵塞物質的結構及性質，進行相關酶體系的篩選與應用，通過複合酶制劑作用能有效降解膜堵塞物的分子鍊，使其降解成溶解性較好的片段。而且固态酶制劑相比液體酶具有使用方便、不宜染菌、保質期長、能與較廣範圍的表面活性劑相溶以及方便運輸等特點，通過葡萄糖或環糊精等溶解性較好的載體吸附酶，從根本上解決了固态酶的載體殘留在膜孔中、易造成二次污染的問題，而且通過多種酶協同增效降解膜堵塞物質，從而有效改善純生啤酒膜過濾系統的堵塞問題。發明内容[0005] 本發明的目的是提供一種能有效降解純生啤酒膜堵塞物質的複合酶清洗劑。[0006] 為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案，一種适用于純生啤酒過濾膜的膜清洗劑，其組分（以重量份計）和酶活力如下：[0007]

[0008] 所述酶制劑均為固體，可以以葡萄糖或環糊精等水溶性較好物質作為其載體。[0009] 本發明的複合固體酶膜清洗劑的制備方法為：将木聚糖酶、B"葡聚糖酶、果膠酶、 中性蛋白酶按比例混合，室溫下攪拌20〜30分鐘，再加入氯化鈣和乙二胺四乙酸，繼續攪拌10〜20分鐘。[0010] 可以采用以下優選方法：在三十萬級無菌車間将木聚糖酶，β-葡聚糖酶，果膠酶， 中性蛋白酶酶制劑分别加入到混合罐，（對于酶粉塵敏感的人，吸入酶粉塵可能會産生過敏反應，建議操作人員穿工作服，帶防塵面罩和手套，不要讓粉末濺入眼睛、口、鼻）；在室溫下混合攪拌30分鐘；再加入氯化鈣和乙二胺四乙酸，攪拌20分鐘即可。[0011] 該固體複合酶劑的使用方法如下(應用于純生啤酒的膜過濾系統）：所述複合酶劑先溶解于水中成為酶液，複合酶劑和水的質量比為1:5，酶液注入膜過濾系統并充滿其中的過濾機，在其中交替進行循環流動處理和休止停留處理，每個循環流動處理時間10〜20分鐘，每個休止停留處理時間50〜60分鐘，總處理時間20〜25小時。[0012] 本發明針對純生啤酒低溫無菌膜的膜堵物質為多糖類和蛋白類大分子、以及多酚和蛋白質形成的絡合物等特點，通過本發明的清洗劑中的木聚糖酶，β_葡聚糖酶能有效降解啤酒中大分子多糖的糖苷鍊，蛋白酶能切斷蛋白類底物污染物的分子鍊，通過果膠酶的協同作用，能較好的清洗啤酒過濾膜内的生物大分子；而清洗劑中氯化鈣是很好的酶穩定劑，其鈣離子對酶活力有激活作用，表面活性劑乙二胺四乙酸也是一種很好的酶保護劑，而且能大大降低溶劑的表面張力，具有去除污垢的效果。[0013] 與現有技術相比，本發明具有如下優點：[0014] 1)使用本發明可使超濾膜的使用壽命從過濾清酒4000t提高到IOOOOt以上，而且在純生啤酒原料方面提高國産麥芽的使用比例，包括β_葡聚糖含量高的國産大麥和木聚糖含量高的國産小麥，減少對進口麥芽的依賴，以年産40萬t純生啤酒計算，可直接節約膜成本1200萬元左右。[0015] 2)固态酶制劑相比液體酶具有使用方便，不宜染菌，保質期長，能與較廣範圍的表面活性劑相溶及方便運輸等優點，通過葡萄糖或環糊精等溶解性較好的載體吸附酶，根本解決了固态酶的載體易殘留在膜孔中，造成二次污染的問題，保質期可達一年。[0016] 3)使用本發明能有效降低膜清洗用的酸、堿用量，有利于啤酒廠節能減排，減少環境污染。具體實施方式[0017] 以下結合實施例來進一步解釋本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。[0018] 實施例1固體複合酶劑配方1 :[0019]

[0020] 實施例2固體複合酶劑配方2[0021]

[0022] 實施例3固體複合酶劑配方[0023]

[0024] 實施例1至實施例3的制備方法：[0025] 1、取木聚糖酶，β_葡聚糖酶，果膠酶，中性蛋白酶酶制劑各适量加入到混合罐，在室溫下混合攪拌30分鐘，最後再加入氯化鈣和乙二胺四乙酸，攪拌20分鐘即得固體複合酶劑。[0026] 固體複合酶劑的使用方法(應用于純生啤酒過濾膜的清洗）：[0027] 1、取混合好的固體複合酶劑1. 0kg，用5L左右45°C溫水充分攪拌溶解成為複合酶溶液。[0028] 2、用潔淨桶盛裝，并置于4°C以下低溫保存備用（時間不超過3天)。[0029] 3、排空純生啤酒過濾膜CIP系統堿液罐中的堿性清洗液，用冷水沖洗至pH試紙檢測為中性。[0030] 4、在堿液罐中準備55°C熱水（75%液位)，将備用的複合酶溶液加入熱水中（可采用手動添加)，保溫循環30分鐘。[0031] 5、将膜過濾系統及管路中殘水排空，把上述酶液打入膜過濾系統中，适當進行備壓排放，保證充滿過濾機，循環約10分鐘，然後休止50分鐘；之後再微循環10分鐘，休止50 分鐘。依次進行20小時(無需再加熱)，最後一次浸泡後，通知檢測中心進行無菌取樣檢測細菌含量。[0032] 6、取樣後将膜過濾系統的浸泡液排空，在膜過濾系統操作平台設定用2噸冷水沖洗膜過濾系統。[0033] 7、CIP系統手動控制進行冷水沖洗堿罐5分鐘，排空浙幹。[0034] 8、做完整性測試。[0035] 9、清洗頻次要求：[0036] 每兩個月（月初)按上述要求處理一次，如果出現終過濾壓差超過600mbar時，需安排膜清洗再生。[0037] 實施例1至實施例3的清洗試驗效果：[0038] 實施例1至實施例3經過上述純生啤酒過濾膜的清洗試驗，在純生啤酒過濾膜CIP 系統保持在2. Sbar左右的壓力下(濾芯系統中共有48支終濾濾芯)，酒液溫度10°C左右，清洗前酒液的流量為21. 3 m3/h，按清洗程序清洗過後，結果如下：[0039] 采用實施例1-3的固體複合酶劑清洗，清洗後酒液的流量分别上升為24. 3m3/h、 24. 6m3/h和23. 9m7h，清洗效果顯著。