CN102796637B - 废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺，其目的在于解决现有废酵母泥中啤酒回收技术存在的投资大、动力消耗大，回收率不理想，口味差异较大等一系列的问题。本发明主要步骤为（1）暂存，（2）压滤，（3）精滤吸附，（4）灭菌，（5）溶解氧处理，（6）重新发酵。本发明提高了啤酒的收率，降低了生产成本，减轻了环保压力，节能减排，投资小，动力消耗小，回收的啤酒口味变化较少，可以作为正常发酵的啤酒重新投入市场，达到回收利用及减排的双重目的。
Description
技术领域
本发明涉及啤酒生产技术领域，特别涉及一种从废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺。
背景技术
啤酒生产的发酵过程会产生大量的废酵母泥，其中60%左右的酵母被重复利用到啤酒的生产过程中，其余的酵母作为废酵母泥而废弃，数量一般约为啤酒产量的3-4%。废酵母泥是由啤酒和酵母细胞组成的泥浆状混合物，营养丰富，BOD值高达10000-15000mg/L，直接排放会严重影响污水处理的难度，结合当前国际国内对于节能减排的关注和技术发展水平，全球很多啤酒公司对于废酵母泥的利用都给予了很大的关注。国际上，现有的废酵母泥中啤酒回收技术包括使用压榨机、离心分离机和膜过滤工艺，对于啤酒的回收尚处于研究试用阶段，很多技术问题尚未得到解决，这些工艺存在投资大、动力消耗大， 回收率不理想，口味差异较大等一系列的问题。
公开号CN101974381A的发明公开了一种从啤酒废酵母泥中回收啤酒工艺，它是将啤酒废酵母泥注入循环罐后，经供料泵、冷凝器和循环泵后通过金属膜或陶瓷膜过滤分离，分离后的啤酒渗透液入半成品加工系统，废酵母泥母液一部分返回循环罐，另一部分经循环泵后通过金属膜或陶瓷膜循环过滤，当滤膜啤酒的渗出量小于20L/m2·h时，将废酵母泥排出进入深加工系统。其中存在的不足之处是：回收率不理想，口味差异较大，回收的啤酒品质不佳。
发明内容
本发明的目的在于解决现有废酵母泥中啤酒回收技术存在的投资大、动力消耗大，回收率不理想，口味差异较大等一系列的问题，提供一种从废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺，提高了啤酒的收率，降低了生产成本，减轻了环保压力，节能减排，投资小，动力消耗小，回收的啤酒口味变化较少，可以作为正常发酵的啤酒重新投入市场，达到回收利用及减排的双重目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺，所述的工艺步骤如下：
（1）暂存：将废酵母泥在0~5℃环境存放1~2天；废酵母泥为现有啤酒生产工艺中刚获得的废酵母泥，由于啤酒生产工艺中刚获得的废酵母泥未完全成熟，其中的乙醛含量较高（大于6mg/L），直接用来回收制作啤酒，这样获得的啤酒烈性大，容易上头，品质不佳。本发明将废酵母泥经过暂存处理，可有效降低废酵母泥中的乙醛含量，保证回收制作啤酒具有较佳的品质。
（2）压滤：将步骤（1）处理完的废酵母泥进行压滤，收集滤液，所得滤液即回收的发酵液；所得回收的发酵液是含有少量啤酒酵母的啤酒。
（3）精滤吸附：将回收的发酵液降温至-0.5～1℃，然后经精滤吸附层过滤去除异味；通过精滤吸附以除尽回收的发酵液中残存的酵母，同时去除回收的发酵液中的异味。在-0.5～-1℃下精滤吸附，回收的发酵液中的冷凝固物更容易凝结，这样便于过滤去除这些杂质。
（4）灭菌：将步骤（3）处理后的回收的发酵液升温至72±1℃，保温30±2秒灭菌；采用瞬时杀菌技术实现对回收的发酵液中微生物的灭菌，节能降耗，还能保留更多的风味物质，使得啤酒口感更好；灭菌时间过长，啤酒容易变色；
（5）溶解氧处理：按照100±10 m 3/h的流量向步骤（4）灭菌后的回收的发酵液中通高纯二氧化碳气体10~15min，使回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb；ppb 即10亿分之一，表达溶液浓度时，1ppm即为1μg/mL，1ppb为1ppm的千分之一。控制回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb，这样能使得啤酒的风味保质期更长。高纯二氧化碳气体指纯度在99.99%的二氧化碳气体，采用高纯二氧化碳气体除去溶解氧，可以补充啤酒中的二氧化碳，保证啤酒的口感和品质。
（6）重新发酵：向麦汁中添加步骤（5）处理后的回收的发酵液，回收的发酵液的添加量为麦汁重量的5~10%，然后向麦汁中加入啤酒酵母，啤酒酵母接种量为0.55~0.65g/100L，10±1℃保温发酵至双乙酰值还原到0.08mg/L以下时，降温到-0.5~0℃，保温8~10天后经过滤、灌装和巴氏杀菌得成品啤酒。麦汁（又称麦芽汁）为现有啤酒生产工艺获得的麦汁：大麦原料经粉碎获得麦芽，麦芽经糊化、糖化、煮沸(加酒花)、冷却等加工后获得的麦汁，每1kL麦汁中添加酒花0.3~0.4kg。
本发明采用过滤技术（压滤、精滤），回收废酵母泥中的啤酒液，投资小，动力消耗小。
本发明将废酵母泥中的啤酒液进行有效回收，并生产获得啤酒，提高了啤酒的收率，降低了生产成本，减轻了环保压力，节能减排，回收的啤酒口味变化较少，可以作为正常发酵的啤酒重新投入市场，达到回收利用及减排的双重目的。
回收的啤酒口味变化较少，可以作为正常发酵的啤酒重新投入市场，达到回收利用及减排的双重目的。
作为优选，步骤（2）压滤时，废酵母泥的温度控制在0~5℃，压滤的压力差控制在0.4Mpa以下。压滤的压力差控制在0.4Mpa以下，保证压滤效果的同时不会导致酵母的破碎。压滤的压力差过大，会引起酵母的破碎，这样会产生酵母臭味，影响最终啤酒的气味。
作为优选，步骤（2）压滤使用的过滤板的孔径在0.45~0.6μm。能获得较佳的过滤效果。
作为优选，步骤（3）所述精滤吸附层由硅藻土与活性炭的混合物均布形成，以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.25~0.5%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.05~0.07%。以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.25~0.5%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.05~0.07%，这样能获得最佳的精滤吸附效果。
作为优选，所述活性炭大小为60~80目，所述活性炭为H3PO4活化的木质活性炭。活性炭大小为60~80目过滤吸附效果好，活性炭为H3PO4活化的木质活性炭，这样的活性炭不容易腐蚀加工设备，若是盐酸活化的活性炭，容易腐蚀加工设备。
本发明的有益效果是：提高了啤酒的收率，降低了生产成本，减轻了环保压力，节能减排，投资小，动力消耗小，回收的啤酒口味变化较少，可以作为正常发酵的啤酒重新投入市场，达到回收利用及减排的双重目的。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
废酵母泥来自正常的啤酒生产工艺所产生的酵母泥。
麦汁（又称麦芽汁）为现有啤酒生产工艺获得的麦汁：大麦原料经粉碎获得麦芽，麦芽经糊化、糖化、煮沸(加酒花)、冷却等加工后获得的麦汁，每1kL麦汁中添加酒花0.3~0.4kg。
废酵母泥的回收：啤酒发酵罐中酵母泥降温到0～5℃，把酵母泥贮罐备压到0.8kg压力，打开啤酒发酵罐底气动阀，把酵母泥从啤酒发酵罐中缓慢压入酵母泥贮罐，观察酵母泥变化，待到啤酒发酵罐中酵母泥变稀，关闭啤酒发酵罐罐底气动阀。
实施例1：
（1）暂存：将废酵母泥在0℃环境存放2天。
（2）压滤：将步骤（1）处理完的废酵母泥的温度控制在0℃进行压滤，压滤使用的过滤板的孔径在0.45μm，压滤的压力差控制在0.4Mpa以下，收集滤液，所得滤液即回收的发酵液。
（3）精滤吸附：将回收的发酵液降温至-0.5℃，然后经精滤吸附层过滤去除异味；精滤吸附层由硅藻土（宜兴市君联公司）与活性炭的混合物均布形成，以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.25%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.05%，活性炭大小为60~80目，活性炭为H3PO4活化的木质活性炭。
（4）灭菌：将步骤（3）处理后的回收的发酵液升温至71℃，保温32秒灭菌。
（5）溶解氧处理：按照90 m 3/h的流量向步骤（4）灭菌后的回收的发酵液中通高纯二氧化碳气体15min，使回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb。
（6）重新发酵：向麦汁中添加步骤（5）处理后的回收的发酵液，回收的发酵液的添加量为麦汁重量的5%，然后向麦汁中加入啤酒酵母，啤酒酵母接种量为0.55g/100L，9℃保温发酵至双乙酰值还原到0.08mg/L以下时，降温到-0.5℃，保温8天后经过滤、灌装和巴氏消毒得成品啤酒。
实施例2：
（1）暂存：将废酵母泥在5℃环境存放1天。
（2）压滤：将步骤（1）处理完的废酵母泥的温度控制在5℃进行压滤，压滤使用的过滤板的孔径在0.6μm，压滤的压力差控制在0.4Mpa以下，收集滤液，所得滤液即回收的发酵液。
（3）精滤吸附：将回收的发酵液降温至1℃，然后经精滤吸附层过滤去除异味；精滤吸附层由硅藻土（宜兴市君联公司）与活性炭的混合物均布形成，以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.5%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.07%，活性炭大小为60~80目，活性炭为H3PO4活化的木质活性炭。
（4）灭菌：将步骤（3）处理后的回收的发酵液升温至73℃，保温28秒灭菌。
（5）溶解氧处理：按照110 m 3/h的流量向步骤（4）灭菌后的回收的发酵液中通高纯二氧化碳气体10min，使回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb。
（6）重新发酵：向麦汁中添加步骤（5）处理后的回收的发酵液，回收的发酵液的添加量为麦汁重量的10%，然后向麦汁中加入啤酒酵母，啤酒酵母接种量为0.65g/100L，11℃保温发酵至双乙酰值还原到0.08mg/L以下时，降温到0℃，保温10天后经过滤、灌装和巴氏消毒得成品啤酒。
实施例3：
（1）暂存：将废酵母泥在5℃环境存放2天。
（2）压滤：将步骤（1）处理完的废酵母泥的温度控制在5℃进行压滤，压滤使用的过滤板的孔径在0.45μm，压滤的压力差控制在0.4Mpa以下，收集滤液，所得滤液即回收的发酵液。
（3）精滤吸附：将回收的发酵液降温至0℃，然后经精滤吸附层过滤去除异味；精滤吸附层由硅藻土（宜兴市君联公司）与活性炭的混合物均布形成，以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.3%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.06%，活性炭大小为60~80目，活性炭为H3PO4活化的木质活性炭。
（4）灭菌：将步骤（3）处理后的回收的发酵液升温至72℃，保温30秒灭菌。
（5）溶解氧处理：按照100m 3/h的流量向步骤（4）灭菌后的回收的发酵液中通高纯二氧化碳气体12min，使回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb。
（6）重新发酵：向麦汁中添加步骤（5）处理后的回收的发酵液，回收的发酵液的添加量为麦汁重量的7%，然后向麦汁中加入啤酒酵母，啤酒酵母接种量为0.6g/100L，10℃保温发酵至双乙酰值还原到0.08mg/L以下时，降温到0℃，保温8天后经过滤、灌装和巴氏消毒得成品啤酒。
经过专业品评人员判定，本发明的成品啤酒理化指标均符合啤酒GB4927的标准，风味指标达到正常啤酒要求，具体数据见表1、表2。
本发明的成品啤酒理化和风味指标
表1 本发明的成品啤酒的理化指标
表2 本发明的成品啤酒的风味指标
本发明在利用过滤技术从废酵母泥中回收发酵液的基础上，增加了采用回收后冷却暂存、脱氧和充二氧化碳，过滤技术、瞬时杀菌后精滤吸附技术去除异味相结合的啤酒回收处理方式。主要为了解决过滤技术的工艺，溶解氧控制，微生物指标的控制和再生啤酒的口味控制。本发明生产的啤酒口味正常，理化指标和卫生指标都能够达到国家标准要求，溶解氧能够达到工艺要求。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (1)
1.一种废酵母泥中回收发酵液生产啤酒的工艺，其特征在于：所述的工艺步骤如下：
（1）暂存：将废酵母泥在0~5℃环境存放1~2天；
（2）压滤：将步骤（1）处理完的废酵母泥进行压滤，收集滤液，所得滤液即回收的发酵液；压滤时，废酵母泥的温度控制在0~5℃，压滤的压力差控制在0.4Mpa以下；压滤使用的过滤板的孔径在0.45~0.6μm；
（3）精滤吸附：将回收的发酵液降温至-0.5～1℃，然后经精滤吸附层过滤去除异味；所述精滤吸附层由硅藻土与活性炭的混合物均布形成，以1kg/m2的过滤面积计，硅藻土的用量为回收的发酵液重量的0.25~0.5%，活性炭的用量为回收的发酵液重量的0.05~0.07%；所述活性炭大小为60~80目，所述活性炭为H3PO4活化的木质活性炭；
（4）灭菌：将步骤（3）处理后的回收的发酵液升温至72±1℃，保温30±2秒灭菌；
（5）溶解氧处理：按照100±10 m 3/h的流量向步骤（4）灭菌后的回收的发酵液中通高纯二氧化碳气体10~15min，使回收的发酵液的溶解氧浓度低于30ppb；
（6）重新发酵：向麦汁中添加步骤（5）处理后的回收的发酵液，回收的发酵液的添加量为麦汁重量的5~10%，然后向麦汁中加入啤酒酵母，啤酒酵母接种量为0.55~0.65g/100L，10±1℃保温发酵至双乙酰值还原到0.08mg/L以下时，降温到-0.5~0℃，保温8~10天后经过滤、灌装和巴氏消毒得成品啤酒。
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