CZ308967B6 - Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku - Google Patents

Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku Download PDF

Info

Publication number
CZ308967B6
CZ308967B6 CZ2018714A CZ2018714A CZ308967B6 CZ 308967 B6 CZ308967 B6 CZ 308967B6 CZ 2018714 A CZ2018714 A CZ 2018714A CZ 2018714 A CZ2018714 A CZ 2018714A CZ 308967 B6 CZ308967 B6 CZ 308967B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
beer
stabilizing
filter
dispenser
diatomaceous earth
Prior art date
Application number
CZ2018714A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2018714A3 (cs
Inventor
Lukáš Jelínek
Marcel Karabín
Pavel Dostálek
Original Assignee
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority to CZ2018714A priority Critical patent/CZ308967B6/cs
Publication of CZ2018714A3 publication Critical patent/CZ2018714A3/cs
Publication of CZ308967B6 publication Critical patent/CZ308967B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D25/00Filters formed by clamping together several filtering elements or parts of such elements
    • B01D25/12Filter presses, i.e. of the plate or plate and frame type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/39Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with hollow discs side by side on, or around, one or more tubes, e.g. of the leaf type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12CBEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C13/00Brewing devices, not covered by a single group of C12C1/00 - C12C12/04

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku obsahuje dva kontinuální dávkovače, a to první dávkovač (3) křemeliny a silikagelu, a druhý dávkovač (5) stabilizačního polyamidového sorbentu, a dále filtr (7), navzájem propojené potrubím, přičemž dále obsahuje retenční tank (6), umístěný mezi dávkovači (3, 5) křemeliny a stabilizačního polyamidového sorbentu a filtrem (7). Retenční tank (6) je s výhodou válcová či konická nádoba opatřená vstupem a výstupem, s výhodou vyrobená z korozivzdorné oceli vhodné pro použití v potravinářském průmyslu.

Description

Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku
Oblast techniky
Vynález spadá do oblasti pivovarských procesů sloužících k prevenci vzniku proteinpolyfenolového zákalu a tím pádem k prodloužení koloidní stability filtrovaného piva. Týká se konkrétně způsobu prodloužení doby zdržení pevných adsorbentů proteinů a polyfenolů prostřednictvím zařazení retenčního tanku mezi filtrační zařízení a dávkovač křemeliny a dávkovač stabilizačního prostředku.
Dosavadní stav techniky
V pivu panuje rovnováha mezi prekurzory koloidního zákalu, konkrétně zákalotvomými polyfenoly (oxidované oligomery flavan-3-olů) a proteiny (štěpy sladových prolaminů bohaté na aminokyselinu prolin), jejíž narušení se projeví vznikem tzv. nebiologického (koloidního) zákalu. Při tomto jevu se v jinak čirém pivu začnou hromadit nepatrné amorfní precipitáty, které postupem času zvětšují svůj objem a od chvíle, kdy začnou být pozorovatelné okem, působí jako závažná senzorická vada piva. Samotný mechanismus vzniku koloidního zákalu není doposud zcela objasněn, nicméně podle všeobecně nejpřijímanější teorie [1,5] je doba, po kterou zůstane pivo čiré, ovlivněna v první řadě množstvím a poměrem zákalotvomých prekurzorů, dále pak obsahem oxidačních agens (zejména rozpuštěného kyslíku) a podmínkami skladování (teplota, mechanický pohyb atd.). Není tedy žádným překvapením, že většina metod stabilizace piva (prevence vzniku koloidního zákalu) je založena na odstranění jednoho či obou typů zákalotvomých prekurzorů a omezení styku nápoje s kyslíkem v průběhu celého výrobního procesu. Pro účely stabilizace se v současné době nej častěji používají práškové sorbenty bílkovin (křemičité gely) a polyfenolů (polyamidové sorbenty). Tyto materiály se vyznačují výbornými adsorpčními vlastnostmi, selektivním účinkem, fyzikálně-chemickou stabilitou a senzorickou inertností. Adsorpce zákalotvomých prekurzorů zde probíhá prostřednictvím vodíkových vazeb a v menší míře pak také prostřednictvím hydrofobních a π-π interakcí [2]. Při správném použití může stabilizované pivo zůstat čiré po dobu delší než jeden rok, na rozdíl od piv nestabilizovaných, jejichž trvanlivost zpravidla nebývá delší než jeden měsíc. Do piva se práškové sorbenty dávkují společně s křemelinou během filtrace, kde utvoří vrstvu na filtrační přepážce, kterou nestabilizované pivo protéká (tzv. stabilizace do ztracena). Doporučená dávka pro polyamidové sorbenty je 20 až 90 g/hl v závislosti na typu piva, pro křemičité gely se pak účinná dávka pohybuje v koncentračním rozmezí 20 až 50 g/hl [3], Klíčovým faktorem je zde tzv. doba zdržení, která může být chápána jako doba styku sorbentu s pivem. Radou laboratorních i provozních experimentů bylo zjištěno, že minimální doba zdržení pro optimální působení polyamidových sorbentů je 3 minuty, lépe by však bylo 5 až 10 minut [3], ovšem tento delší čas není v současnosti v praxi používán. V případě křemičitých gelů je tato doba mnohem kratší a maximálního množství adsorbovaných bílkovin je dosaženo již po třech minutách působení [4], Tomuto zadání lépe vyhovuje dvoustupňová filtrace, kdy stabilizace se realizuje nejdříve křemelinovou filtrací, kdy se ke křemelině přimíchává silikagel a po této filtraci se zfiltrované pivo filtruje přes stabilizační filtr s polyamidem, který se po filtračním cyklu regeneruje. Toto uspořádání dovoluje dávkovat polyamidový sorbent ve vyšších dávkách, nevýhodou je ale použití dvou nezávislých filtrů. Konstrukce většiny filtračních zařízení v pivovarech, kde je používána stabilizace do ztracena (jedno filtrační zařízení), ovšem není na tento technologický krok uzpůsobena. Potrubí mezi dávkovačem sorbentů a filtrem bývá příliš krátké a průtok piva příliš vysoký, což mívá za následek skutečnost, že doba zdržení je mnohem kratší, než je zapotřebí k dosažení požadovaného stabilizačního účinku. Tento technologický nedostatek pak musí být kompenzován vyššími dávkami sorbentů, což se negativně projeví zejména v pořizovacích nákladech, ale také v nákladech spojených s jejich ekologickou likvidací. Dalším problémem je i rozdílná konzistence silikagelu, použité křemeliny a polyamidového sorbentu (PVPP). Není tedy žádným překvapením, že v současné době panuje ze strany pivovarů
- 1 CZ 308967 B6 vysoká poptávka po cenově dostupném a současně technologicky nenáročném zásahu, s jehož pomocí by bylo možné výše zmíněné nedostatky eliminovat.
Použitá literatura:
[1] Siebert K. J. et al., LWT-FOOD SCI TECHNOL. 2006, 39 (9), 987-994.
[2] Rehmanji M. et al., TECH. Q. MASTER BREW. ASSOC. AM. 1998, 35 (2), 95-100.
[3] Dostálek, P. et al., KVASNÝ PRŮM. 2011, 57 (7-8), 290-295.
[4] Briggs, D. E. et al. Brewing science and practice', CPR Press: New York, 2004.
[5] BASAROVA, Gabriela, et al. Pivovarství: teorie a praxe výroby piva. Vydavatelství VŠCHT Praha (2010), kapitola 11.
Podstata vynálezu
Vynález se týká způsobu zvýšení účinnosti částic pevných sorbentů sloužících k odstranění polyfenolových a bílkovinných prekurzorů koloidního zákalu (křemičité gely a polyamidové sorbenty) během stabilizace do ztracena pomocí zařazení druhého dávkovače 5 stabilizačního prostředku (polyamidový sorbent) 4 a tzv. retenčního tanku 6 do filtračního komplexu, a to konkrétně mezi dávkovač křemeliny 3 a filtr 7. Zmíněná úprava umožňuje přesné nadávkování stabilizačního polyamidu prodloužení doby zdržení částic stabilizačních materiálů v pivu o čas, který tyto stráví průchodem retenčním tankem 6, což se projeví zlepšením jejich adsorpčního účinku (odstraněním vyššího množství prekurzorů koloidního zákalu). Toto řešení ušetří použití dalšího stabilizačního filtru.
Předkládaný vynález tedy poskytuje způsob zvýšení účinnosti filtrace a stabilizace piva 1 v jednom filtračním zařízení 7, k němuž se pivo přivádí potrubím, do nějž se dávkuje křemelina se silikagelem 2 kontinuálním dávkovačem 3 a stabilizační sorbent (polyamid) 4 se dávkuje dalším kontinuálním dávkovačem 5. Pivo se stabilizačním sorbentem a křemelinou a silikagelem se tedy přivádí na filtr, na němž se stabilizační sorbenty spolu s křemelinou a silikagelem zachycují. Podstata novosti vynálezu spočívá v tom, že se mezi dávkovače 3,5 a filtr 7 zařadí retenční tank 6 tak, aby v něm bylo pivo s částicemi stabilizačního sorbentů zadrženo pro zvýšení doby kontaktu piva se stabilizačním sorbentem.
Vynález tedy zahrnuje filtrační zařízení pro společnou křemelinovou filtraci a stabilizaci piva, které obsahuje dva kontinuální dávkovače (křemeliny a stabilizačních sorbentů) retenční tank 6 a filtr 7 spojené potrubím.
Retenční tank 6 je válcová či kónická nádoba z korozi vzdorné oceli vhodné pro použití v potravinářském průmyslu, jako např. ocel značky 1.4401 (AISI 316). Objem retenčního tanku 6 se volí v závislosti na parametrech filtrační stanice, zejména pak objemovém průtoku, takový, aby doba zdržení částic sorbentů v něm byla minimálně 6 minut.
Retenční tank 6 je opatřen vstupem shora nebo zespoda, a dále je opatřen výstupem. Plnění retenčního tankuje tedy možné provádět vrchem i spodem.
Podmínkou správného fungování takto upraveného stabilizačního procesu je další kvalitní dávkovač stabilizačních sorbentů 5, který pracuje naprosto kontinuálně bez výrazných časových i objemových změn dávek stabilizačních materiálů.
Je zejména vhodné, je-li filtrem 7 deskový nebo svíčkový filtr.
Zvýšení doby zdržení pomocí zařazení retenčního tanku 6 do filtrační stanice je možné aplikovat na všechny komerčně dostupné práškové stabilizační sorbenty, a to na svíčkových i deskových
- 2 CZ 308967 B6 filtrech.
Objasnění výkresů
Na obr. 1 je vyobrazeno schéma filtrační stanice s dvěma kontinuálními dávkovači (jeden na křemelinu a silikagel 3 a druhý na polyamidový sorbent 5) a s retenčním tankem 6 pro prodloužení doby zdržení sorpčních materiálů.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Ke klasické filtrační soupravě sestávající se ze svíčkového naplavovacího filtru 7 o objemu 630 1 a dávkovače křemeliny 3 je připojen další dávkovač stabilizačního prostředku 5 (polyamidový sorbent) a válcovitý retenční tank 6 o objemu 400 1 tak, aby do čerpaného piva byla nejprve dávkovačem křemeliny nadávkována křemelina a silikagel a až následně druhým dávkovačem stabilizační prostředek (polyamid), a tato směs pak protekla retenčním tankem 6 a nakonec tělesem filtru 7. Dávkovač křemeliny 3 je dle pokynů výrobce naplněn křemelinou, křemičitým xerogelem/hydrogelem 2 pro stabilizaci zákalotvomých bílkovin a druhý kontinuální dávkovač 5 pak polyvinylpolypyrrolidonem 4 pro stabilizaci zákalotvomých polyfenolů. Průtok piva je nastaven tak, aby jeho hodnota nepřesáhla 1,1 1/s. S takto nastavenou filtrační stanicí je pak přefiltrován a stabilizován požadovaný objem piva.
Příklad 2
Ke klasické filtrační soupravě sestávající se z deskového naplavovacího filtru 7 o objemu 1180 1 a dávkovače křemeliny 3 je připojen další dávkovač stabilizačního prostředku 5 (polyamidový sorbent) a válcovitý retenční tank 6 o objemu 1000 1 tak, aby do čerpaného piva byla nejprve dávkovačem křemeliny 3 nadávkována křemelina a silikagel 2 a až následně druhým dávkovačem 5 stabilizační prostředek (polyamid) 4, a tato směs pak protekla retenčním tankem 6 a nakonec tělesem filtru 7. Dávkovač křemeliny 3 je dle pokynů výrobce naplněn křemelinou, křemičitým xerogelem/hydrogelem 2 pro stabilizaci zákalotvomých bílkovin a dmhý kontinuální dávkovač 5 přípravkem BEERPAP pro stabilizaci zákalotvomých polyfenolů 4. Průtok piva je nastaven tak, aby jeho hodnota nepřesáhla 2,7 1/s. S takto nastavenou filtrační stanicí je pak přefiltrován a stabilizován požadovaný objem piva.
Průmyslová využitelnost
Způsob prodloužení doby zdržení sorpčních materiálů během stabilizační filtrace piva prezentovaný v tomto dokumentu umožňuje prostřednictvím jednoduchého a finančně nenáročného technologického zařízení zvýšit množství zákalotvomých prekurzorů odstraněných z piva během stabilizace do ztracena. Takto ošetřené pivo si pak udrží svou čirost po delší dobu v porovnání s klasicky stabilizovanými výrobky.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku, které obsahuje dva 5 kontinuální dávkovače, a to první dávkovač (3) křemeliny a silikagelu, a druhý dávkovač (5) stabilizačního polyamidového sorbentu, a dále filtr (7), navzájem propojené potrubím, vyznačené tím, že dále obsahuje retenční tank (6), umístěný mezi dávkovači (3, 5) křemeliny a stabilizačního polyamidového sorbentu a filtrem (7).
ίο
2. Filtrační zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že retenční tank (6) je válcová či konická nádoba opatřená vstupem a výstupem, s výhodou vyrobená z korozivzdomé oceli vhodné pro použití v potravinářském průmyslu.
CZ2018714A 2018-12-18 2018-12-18 Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku CZ308967B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018714A CZ308967B6 (cs) 2018-12-18 2018-12-18 Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018714A CZ308967B6 (cs) 2018-12-18 2018-12-18 Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2018714A3 CZ2018714A3 (cs) 2020-07-08
CZ308967B6 true CZ308967B6 (cs) 2021-10-27

Family

ID=71406150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018714A CZ308967B6 (cs) 2018-12-18 2018-12-18 Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308967B6 (cs)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BASAŘOVÁ, Gabriela, et al. "Pivovarství: teorie a praxe výroby piva." Vydavatelství VŠCHT Praha (2010) *
Dostalek, P. et al, Kvasný průmysl, 2001, 57 (7-8) *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2018714A3 (cs) 2020-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Susanto et al. Fouling behavior of aqueous solutions of polyphenolic compounds during ultrafiltration
KR101197033B1 (ko) 1종 이상의 단백질 복합화제를 사용하는 것에 의한 연속 분리를 위한 단백질함유액의 제조방법
US4910182A (en) Process for the secondary purification and stabilization of liquids containing polyphenols and/or proteins, particularly beverages and more especially beer
Marangon et al. Protein stabilisation of white wines using zirconium dioxide enclosed in a metallic cage
FR2589751A1 (fr) Procede d'adsorption de proteines a partir de fluides
JP2010511508A (ja) 三重の目的のための一次液体濾過/安定化装置の使用
Mozia et al. Application of an ozonation–adsorption–ultrafiltration system for surface water treatment
EA022584B1 (ru) Способ приготовления напитка и устройство
MX2007004647A (es) Productos de bebida purificados y procesos para elaborar los mismos.
CZ308967B6 (cs) Filtrační zařízení pro filtraci a stabilizaci piva v jednom kroku
Zhang et al. Comparison between integrated MIEX/UF and PAC/UF in long-term irreversible membrane fouling reduction: Effectiveness and mechanism analysis
WO2002036730A2 (en) Method for filtration of a liquid, in particular for the filtration of beer, using a filter aid
AU610332B2 (en) Process for the reduction in size of the pores of a filter medium for beverages
JP2013532474A (ja) 酵母発酵飲料を安定化させる方法
Jirankova et al. Combined membrane process at wastewater treatment
Boulton et al. The fining and clarification of wines
NL2008808C2 (en) ION EXCHANGE PROCESS WITH PLUG FLOW CONDITIONS AND SHORT RESIDENCE TIMES.
RU2330879C2 (ru) Применение коллоидного, анионного кремниевого золя в качестве осветлителя
André et al. Removal of humic substances from drinking water using GAC and iron-coated adsorbents: consideration of two kinetic models and the influence of mixing
EA022229B1 (ru) Способ получения напитка и устройство для регенерации
Cimini Novel lager beer clarification and stabilisation process using ceramic tubular microfiltration membranes
RU2046630C1 (ru) Способ сорбционной очистки виноматериала и установка для его осуществления
AU2011244910B2 (en) Method of preparing a liquid, containing proteins for subsequent separation, by using one or more protein-complexing agents
RU2178458C1 (ru) Способ производства водки особой
GB2028340A (en) Finings for beer