啤酒過濾設備
CN 204147764 U
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種啤酒過濾設備。
背景技術
[0002] 啤酒過濾是釀造階段最後一道屏障，因此啤酒過濾設備是非常核心的設備，保證了最後啤酒達到合格的飲用标準。目前國内比較常見的過濾方式是采用矽藻土進行過濾，這種設備在運行時需添加一定量的矽藻土作為過濾介質來滿足過濾的需求，從而達到啤酒的所需指标。矽藻土過濾存在一定的弊端:1、矽藻土作為一種礦産資源會出現資源短缺問題，大量使用必然會導緻成本增加；2、操作矽藻土過濾機時勞動強度大，矽藻土粉塵對操作工健康不利；3、娃藻土不能回收利用，廢棄的娃藻土會對環境造成嚴重的污染；4、娃藻土過濾機對細菌的截留去除不理想，後面必須加精濾，需要采用巴氏殺菌，對風味産生不良影響。
[0003] 随着矽藻土資源日益枯竭，啤酒釀造界不得不考慮另尋其他助濾劑或不使用助濾劑的濾酒方法。當然随着過濾設備的不斷更新，近年也有人推出了一種有機膜無土過濾設備，将以此來替代矽藻土過濾機。
[0004] 高分子的有機膜無土過濾雖然已有了較多的研究和應用。但由于其材料本身的限制，在推廣使用以及清洗等方面都受到一定的限制，主要表現為:首先，有機膜由于其材料的限制，膜容易變形，從而導緻膜孔徑變化，最終會導緻透出液品質不穩定；其次，還存在有機膜設備一次性投資大、膜管易老化、處理效果和膜通量不穩定、效率低下等問題。
[0005] 無論是使用矽藻土還是有機膜，傳統的過濾技術是靜态的。在過濾過程中，由于濾液中的固形物不斷沉積，濾層厚度越來越厚，過濾壓差越來越大，以緻最後壓差增大至無法過濾。因此，需要清除固形物之後才能繼續過濾。清除過濾膜組件的操作中斷了生産，不能達到啤酒工業化生産中的連續化生産的要求。
實用新型内容
[0006] 為了較好地解決上述問題，本實用新型提供一種啤酒過濾設備，包括:緩沖罐，清酒罐，兩組過濾膜組件，CIP (cleaning in place)清洗系統(即定位清洗系統)。
[0007] 緩沖罐分别與兩組過濾膜組件相連接且兩組過濾膜組件分别與清酒罐相連接以便在緩沖罐和清酒罐之間形成兩條并聯的過濾線路；其中，CIP清洗系統分别與兩組過濾膜組件相連接以便形成兩組清洗液從CIP清洗系統流入到過濾模組件後再從過濾膜組件返流回CIP清洗系統的閉合的清洗回路。
[0008] 接通一條過濾線路，來自緩沖罐中的啤酒濁液連續不斷地經過一組過濾膜組件過濾後，一部分經過濾形成啤酒清液進入清酒罐，另一部分未經過濾的啤酒濁液返回到緩沖罐，這種獲取啤酒清液的過程不斷進行直到一組過濾膜組件堵塞；一組過濾膜組件堵塞後，切斷一條過濾線路并立即接通另一條過濾線路，來自緩沖罐中的啤酒濁液連續不斷地經過另一組過濾膜組件過濾後，一部分經過濾形成啤酒清液進入清酒罐，另一部分未經過濾的啤酒濁液返回到緩沖罐，這種獲取啤酒清液的過程不斷進行直到另一組過濾膜組件堵塞。
[0009] 一條過濾線路被切斷期間，接通與一組過濾膜組件相連接的一組清洗回路，來自CIP清洗系統的清洗液對一組過濾膜組件進行清洗,清洗後的清洗液返回到CIP清洗系統進行處理，形成了一個清洗循環，清洗循環不斷進行直到一組過濾膜組件的堵塞得以清除後切斷一組清洗回路。
[0010] 另一組過濾膜組件堵塞後，切斷另一條過濾線路并立即接通一條過濾線路，另一條過濾線路被切斷期間，接通與另一組過濾膜組件相連接的另一組清洗回路，來自CIP清洗系統的清洗液對另一組過濾膜組件進行清洗，清洗後的清洗液返回到CIP清洗系統進行處理，形成了另一個清洗循環，清洗循環不斷進行直到另一組過濾膜組件的堵塞得以清除後切斷另一組清洗回路。
[0011] 如此交替進行上述兩條過濾線路的接通和切斷，以及上述兩組清洗回路的接通和切斷，使得啤酒清液的獲取連續不斷地進行。
[0012] 其中，從清洗過濾膜組件的堵塞至堵塞清除完畢所用的時間小于過濾膜組件從開始過濾啤酒濁液至堵塞所用的時間。
[0013] 通過這樣的設置，可實現連續24小時不間斷生産，一組過濾膜組件進行過濾，另一組過濾膜組件進行CIP清洗，交替進行，提高生産效率。
[0014] 較佳地，過濾膜組件為錯流膜過濾組件。
[0015] 采用錯流膜過濾技術，其優點在于:由于錯流過濾是動态的，濾液以切線方向流經濾膜，未濾液和已濾液的流向是垂直的。由于未濾液高流速形成湍流的摩擦力，可以将附在濾膜上少量沉積物帶走，不緻堵塞濾孔，不讓壓差增加。此未濾液不斷回流，固形物濃度不斷增大，最後達到固、液分離。
[0016] 進一步，兩組過濾膜組件中的每一組過濾膜組件包括:第一進液口和第二進液口，第一出液口和第二出液口，第一進液口開口于過濾膜組件的下端，用以交替輸入來自緩沖罐的啤酒濁液和來自CIP清洗系統的清洗液；第二進液口開口于過濾膜組件靠近下端的側面上，用以輸入來自CIP清洗系統的清洗液；第一出液口開口于過濾膜組件的上端，用以交替輸出未經過濾的啤酒濁液和清洗後的清洗液；第二出液口開口于過濾膜組件靠近上端的側面上，用以交替輸出過濾後的啤酒清液和清洗後的清洗液。
[0017] 通過這樣的設置，能夠使得錯流膜過濾組件的過濾和堵塞的清除正常進行。
[0018] 較佳地，每組清洗回路，包括正清洗回路和反清洗回路，正清洗回路是由CIP系統通過管路與過濾膜組件的第一進液口相連接，過濾膜組件的第一出液口和第二出液口分别通過管路與CIP系統相連接而形成的；反清洗回路是由CIP系統通過管路與過濾膜組件的第二進液口相連接，過濾膜組件的第一出液口通過管路與CIP系統相連接而形成的。
[0019] 通過這樣的設置，能夠解決管道以及錯流膜過濾組件的徹底清洗問題。錯流過濾時，由于靠近器壁流體的拖拉作用，流速減慢，在實踐中仍會有薄的沉積物形成在濾膜的表面上，此與過濾物質的豁度和錯流速度有關。利用定時逆流反沖，就可解決此問題而不至堵塞濾孔。采用正清洗回路和反清洗回路，正清洗與反清洗交互進行，被處理物料以一定的速度流過膜面，截留物被帶出膜組。特殊的清洗配方使得每次過濾并清洗後的通量能保持一緻，過濾通量不會衰減。
[0020] 較佳地，還包括主循環泵、CIP泵和多個閥，主循環泵設置在過濾回路上，CIP泵設置在清洗回路上，多個閥設置在緩沖罐、清酒罐、兩組過濾膜組件和CIP清洗系統之間相互連接的管路上。
[0021 ] 較佳地，閥是三通閥。
[0022] 通過特殊的閥陣設計可實現連續生産。
[0023] 較佳地，三通閥為氣動閥。
[0024] 較佳地，過濾膜為陶瓷膜。
[0025] 本實用新型的過濾膜采用無機膜代替現有技術中的有機膜。優選陶瓷膜。陶瓷膜過濾的優勢及特點:1、提高啤酒質量。陶瓷膜過濾精度高，且孔徑分布窄，過濾過程中孔徑不随溫度、壓力等條件而變化，經陶瓷膜過濾可有效去除酵母菌、渾濁蛋白等影響啤酒濁度及穩定性的不良因素，不需要再經過巴氏殺菌工藝，提高了啤酒的品質。2、使用壽命長，陶瓷膜一般可用10年以上。3、特高機械強度。4、易于反向清洗。陶瓷膜具有高耐污染的特點，對預處理要求低，可長時間運行。污染後，可用工廠現有的CIP清洗系統進行清洗。5、耐幾乎所有啤酒廠常有的酸堿腐蝕，可CIP清洗。6、适用于100°C以上的工作溫度；7、不受壓力突然變化的影響。8、承受1bar以上的工作壓力。9、可用熱水及蒸汽消毒。10、成本低。
[0026] 較佳地，陶瓷膜的過濾孔徑為不大于0.5微米。
[0027] 較佳地，陶瓷膜的材料為α -三氧化二鋁。
[0028] 本實用新型提供的啤酒過濾設備通過連續生産可實現100%的過濾效率，并可避免峰值生産，均衡能量，達到節能的目的。
附圖說明
[0029] 圖1是根據本實用新型的較佳實施例的啤酒過濾設備的工藝流程示意圖。
具體實施方式
[0030] 下面将結合附圖介紹本實用新型。
[0031] 如圖1所示，根據本實用新型的一個較佳實施例的一種啤酒過濾設備的工藝流程示意圖包括:緩沖罐1，清酒罐2,兩組過濾膜組件3、4，CIP (cleaning in place)清洗系統即定位清洗系統5。
[0032] 緩沖罐I分别與兩組過濾膜組件3、4相連接且兩組過濾膜組件3、4分别與清酒罐2相連接以便在緩沖罐I和清酒罐2之間形成兩條并聯的過濾線路LI和L2 ;其中，CIP清洗系統5分别與兩組過濾膜組件3、4相連接，以便形成兩組清洗液從CIP清洗系統5流入到過濾模組件3、4後再從過濾膜組件3、4返流回CIP清洗系統5的閉合的清洗回路Ql和Q2 ；
[0033] 接通一條過濾線路LI，來自緩沖罐I中的啤酒濁液連續不斷地經過一組過濾膜組件3過濾後，一部分經過濾形成啤酒清液進入清酒罐2，另一部分未經過濾的啤酒濁液返回到緩沖罐I，這種獲取啤酒清液的過程不斷進行直到一組過濾膜組件3堵塞；一組過濾膜組件3堵塞後，切斷一條過濾線路LI并立即接通另一條過濾線路L2，來自緩沖罐I中的啤酒濁液連續不斷地經過另一組過濾膜組件4過濾後，一部分經過濾形成啤酒清液進入清酒罐2，另一部分未經過濾的啤酒濁液返回到緩沖罐1，這種獲取啤酒清液的過程不斷進行直到另一組過濾膜組件4堵塞；一條過濾線路LI被切斷期間，接通與一組過濾膜組件3相連接的一組清洗回路Ql,來自CIP清洗系統5的清洗液對一組過濾膜組件3進行清洗，清洗後的清洗液返回到CIP清洗系統5進行處理，形成了一個清洗循環，清洗循環不斷進行直到一組過濾膜組件3的堵塞得以清除後切斷一組清洗回路Ql ;另一組過濾膜組件4堵塞後，切斷另一條過濾線路L2并立即接通一條過濾線路LI，另一條過濾線路L2被切斷期間，接通與另一組過濾膜組件4相連接的另一組清洗回路Q2，來自CIP清洗系統5的清洗液對另一組過濾膜組件4進行清洗，清洗後的清洗液返回到CIP清洗系統5進行處理，形成了另一個清洗循環，清洗循環不斷進行直到另一組過濾膜組件4的堵塞得以清除後切斷另一組清洗回路Q2。如此交替進行上述兩條過濾線路LI和L2的接通和切斷，以及上述兩組清洗回路Ql和Q2的接通和切斷，使得啤酒清液的獲取連續不斷地進行。
[0034] 其中，從清洗過濾膜組件3或4的堵塞至堵塞清除完畢所用的時間小于過濾膜組件3或4從開始過濾啤酒濁液至堵塞所用的時間。
[0035] 通過這樣的設置，可實現連續24小時不間斷生産，一組過濾膜組件進行過濾，另一組過濾膜組件進行CIP清洗；交替進行，提高生産效率。
[0036] 在本實用新型的一個實施例中，過濾膜組件3、4為錯流膜過濾組件。
[0037] 采用錯流膜過濾技術，其優點在于:由于錯流過濾是動态的，濾液以切線方向流經濾膜，未濾液和已濾液的流向是垂直的。由于未濾液高流速形成湍流的摩擦力，可以将附在濾膜上少量沉積物帶走，不緻堵塞濾孔，不讓壓差增加。此未濾液不斷回流，固形物濃度不斷增大，最後達到固、液分離。
[0038] 進一步，過濾膜組件3包括:第一進液口 31和第二進液口 33，第一出液口 32和第二出液口 34，第一進液口 31開口于過濾膜組件3的下端，用以交替輸入來自緩沖罐I的啤酒濁液和來自CIP清洗系統5的清洗液；第二進液口 33開口于過濾膜組件3靠近下端的側面上，用以輸入來自CIP清洗系統5的清洗液；第一出液口 32開口于過濾膜組件3的上端，用以交替輸出未經過濾的啤酒濁液和清洗後的清洗液；第二出液口 34開口于過濾膜組件3靠近上端的側面上，用以交替輸出過濾後的啤酒清液和清洗後的清洗液。
[0039] 同上,過濾膜組件4包括:第一進液口 41和第二進液口 43,第一出液口 42和第二出液口 44，第一進液口 41開口于過濾膜組件4的下端，用以交替輸入來自緩沖罐I的啤酒濁液和來自CIP清洗系統5的清洗液；第二進液口 43開口于過濾膜組件4靠近下端的側面上，用以輸入來自CIP清洗系統5的清洗液；第一出液口 42開口于過濾膜組件4的上端，用以交替輸出未經過濾的啤酒濁液和清洗後的清洗液；第二出液口 44開口于過濾膜組件4靠近上端的側面上，用以交替輸出過濾後的啤酒清液和清洗後的清洗液。
[0040] 通過這樣的設置，能夠使得錯流膜過濾組件3、4的過濾和堵塞的清除正常進行。
[0041] 其中，清洗回路Q1，包括正清洗回路和反清洗回路，正清洗回路是由CIP清洗系統5通過管路與過濾膜組件3的第一進液口 31相連接，過濾膜組件3的第一出液口 32和第二出液口 34分别通過管路與CIP清洗系統5相連接而形成的；反清洗回路是由CIP清洗系統5通過管路與過濾膜組件3的第二進液口 33相連接，過濾膜組件3的第一出液口 32通過管路與CIP清洗系統5相連接而形成的。
[0042] 同上，清洗回路Q2，包括正清洗回路和反清洗回路，正清洗回路是由CIP清洗系統5通過管路與過濾膜組件4的第一進液口 41相連接，過濾膜組件4的第一出液口 42和第二出液口 44分别通過管路與CIP清洗系統5相連接而形成的；反清洗回路是由CIP清洗系統5通過管路與過濾膜組件4的第二進液口 43相連接，過濾膜組件4的第一出液口 42通過管路與CIP清洗系統5相連接而形成的。
[0043] 通過這樣的設置，能夠解決管道以及錯流膜過濾組件的徹底清洗問題。錯流過濾時，由于靠近器壁流體的拖拉作用，流速減慢，在實踐中仍會有薄的沉積物形成在濾膜的表面上，此與過濾物質的豁度和錯流速度有關。利用定時逆流反沖，就可解決此問題而不至堵塞濾孔。采用正清洗回路和反清洗回路，正清洗與反清洗交互進行，被處理物料以一定的速度流過膜面，截留物被帶出膜組。特殊的清洗配方使得每次過濾并清洗後的通量能保持一緻，過濾通量不會衰減。
[0044] 還包括主循環泵6、CIP泵7和多個三通閥，主循環泵6設置在過濾線路上，CIP泵7設置在清洗回路上，多個三通閥設置在緩沖罐1、清酒罐2、兩組過濾膜組件3、4和CIP清洗系統5之間相互連接的管路上。
[0045] 本實施例中，三通閥為氣動閥。通過特殊的閥陣設計可實現連續生産。
[0046] 如圖1所示，本實施例的啤酒過濾設備共采用了 Vl〜V14共14個三通閥。圖中每一個三通閥，黑色圓點表示閥闆。常規閥門是常閉閥，常閉的狀态就是閥闆(黑色圓點)位于右邊，即右邊堵住，左邊打開；閥門打開後閥闆(黑色圓點)向左移動，把左邊堵住，右邊打開。
[0047] 過濾生産初始，三通閥Vl〜V14處于常閉狀态，打開V3，V5，V11，接通一條過濾線路LI，開啟主循環泵6。在過濾線路LI上設置有電磁流量計8。運行一段時間(例如5小時)後，過濾膜組件3漸漸堵塞，當電磁流量計8檢測到過濾線路LI中的流量持續低于預設值時，就可以認為是過濾膜組件3已經堵塞，自動切換三通閥，打開V1，V7，V10，接通另一條過濾線路L2，直到過濾膜組件4堵塞。
[0048] 在過濾線路L2接通期間，打開V2，關閉V5，打開V8，開啟CIP泵7，接通清洗液從CIP清洗系統5通過第一進液口 31流入到過濾模組件3後再從過濾膜組件3的第一出液口32返流回CIP清洗系統5的閉合的第一條正清洗回路，然後，打開V12，接通清洗液從CIP清洗系統5通過第一進液口 31流入到過濾模組件3後再從過濾膜組件3的第二出液口 34返流回CIP清洗系統5的閉合的第二條正清洗回路；運行正清洗一段時間(例如40分鐘)後，打開V14，接通清洗液從CIP清洗系統5通過第二進液口 33流入到過濾模組件3後再從過濾膜組件3的第一出液口 32返流回CIP清洗系統5的閉合的反清洗回路，打開V14的同時，兩條正清洗回路被切斷。運行反清洗一段時間(例如20分鐘)後，設置在清洗回路上的電磁流量計9檢測到清洗回路的流量高于預設值時，就可以認為過濾膜組件3的堵塞被完全清除，随後自動停止CIP泵的運轉。從清洗被堵塞的過濾膜組件3至堵塞清除完畢所用的時間小于從過濾膜組件3開始過濾啤酒濁液至過濾膜組件3被堵塞所用的時間。
[0049] 在過濾線路上L2設置有電磁流量計10，當電磁流量計10檢測到過濾膜組件4堵塞時，立即關閉VI，Tl, V10，打開V5，切斷過濾線路L2的同時接通過濾線路LI，同時關閉V14，V2，打開V6，接通從清洗液CIP清洗系統5通過第一進液口 41流入到過濾模組件4後再從過濾膜組件4的第一出液口 42返流回CIP清洗系統5的閉合的第一條正清洗回路後啟動CIP泵的運轉，然後，打開V9，接通清洗液從CIP清洗系統5通過第一進液口 41流入到過濾模組件4後再從過濾膜組件4的第二出液口 44返流回CIP清洗系統5的閉合的第二條正清洗回路；運行正清洗一段時間(例如40分鐘)後，打開V14，V13，接通清洗液從CIP清洗系統5通過第二進液口 43流入到過濾模組件4後再從過濾膜組件4的第一出液口 42返流回CIP清洗系統5的閉合的反清洗回路，打開V14的同時，兩條正清洗回路被切斷。運行反清洗一段時間(例如20分鐘)後，設置在清洗回路上的電磁流量計9檢測到清洗回路的流量高于預設值時，就可以認為過濾膜組件4的堵塞被完全清除，随後自動停止CIP泵的運轉。從清洗被堵塞的過濾膜組件4至堵塞清除完畢(即正清洗和反清洗)所用的時間小于從過濾膜組件4開始過濾啤酒濁液至過濾膜組件4被堵塞所用的時間。
[0050] 如此循環往複，可以實現過濾的連續生産。
[0051] 上述各個三通閥的開閉，可以利用控制電路實現自動切換。
[0052] 本實施例中，過濾膜為陶瓷膜。
[0053] 本實用新型的過濾膜采用無機膜代替現有技術中的有機膜。優選陶瓷膜。陶瓷膜過濾的優勢及特點:1、提高啤酒質量。陶瓷膜過濾精度高，且孔徑分布窄，過濾過程中孔徑不随溫度、壓力等條件而變化，經陶瓷膜過濾可有效去除酵母菌、渾濁蛋白等影響啤酒濁度及穩定性的不良因素，不需要再經過巴氏殺菌工藝，提高了啤酒的品質。2、使用壽命長，陶瓷膜一般可用10年以上。3、特高機械強度。4、易于反向清洗。陶瓷膜具有高耐污染的特點，對預處理要求低，可長時間運行。污染後，可用工廠現有的CIP清洗系統進行清洗。5、耐幾乎所有啤酒廠常有的酸堿腐蝕。6、适用于100°C以上的工作溫度；7、不受壓力突然變化的影響。8、承受1bar以上的工作壓力。9、可用熱水及蒸汽消毒。10、成本低。
[0054] 本實施例中陶瓷膜的過濾孔徑為0.4微米，材料為α-三氧化二鋁。
[0055] 本實用新型提供的啤酒過濾設備通過連續生産可實現100%的過濾效率，并可避免峰值生産，均衡能量，達到節能的目的。
[0056] 上述實施例中，本實用新型利用三通閥，實現了管路的簡單化，但是在本實用新型的其他實施中，閥并不僅僅限于三通閥，也可以是單向閥，隻要能實現控制各條線路的通斷的目的即可。閥也并不僅僅限于氣動閥，也可以是電磁閥或者其他類型的閥。
[0057] 上述實施例中，為了減少管路以及優化在過濾膜組件上開設的進液口和出液口，采用了共用部分管路以及共用進出液口的設計，但是本實用新型并不限于此。在其他實施例中，也可以采用單獨設置各條管路并直接連接到每個過濾膜組件上，也可以将清洗液和啤酒液的進出液口分開設置。
[0058] 上述實施例中，陶瓷膜的過濾孔徑為0.4微米，在其他實施例中，也可以根據實際生産需要選用過濾孔徑為0.2微米或者0.5微米的陶瓷膜。
[0059] 以上列舉了本實用新型的較佳實施例，但是本實用新型并不限于此，本領域技術人員可以根據實際需要選擇，隻要能達到目的即可。凡以相同的技術手段或為下述權利要求所涵蓋的權利範圍而實施的，均不脫離本實用新型的範疇而是申請人的權利範圍。
| 日期 | 代碼 | 事件 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 2015年2月11日 | C14 | Granted |