特殊工艺除去啤酒中的啤酒石【翻译】

foodaily翻译
2014.12.25

电子水处理有助于去除酿造过程中的啤酒石和水垢

啤酒所含90%的水是决定其风味最重要的配料。水中的钙则是酿造过程中的一种主要矿物质。当地水的钙含量决定了生产的啤酒类型。不同类型的啤酒不管是清淡的拉格啤酒(lager)或是波特黑啤(porter),很大程度上是由于水质的特性,而使得这类啤酒出名。

钙是目前为止啤酒酿造过程中影响最大的矿物质。它与磷酸盐反应,形成参与氢离子释放的沉淀物并且降低醪液pH。钙是主要的硬性矿物质,可以增加醪液酸度并转化麦芽磷酸盐。它刺激酶的活性和提高蛋白质的消化。钙还可以提取啤酒花中好的苦味素。然而,尽管钙是酿造啤酒最重要的配料,但它也会对酿造设备造成负面影响,因为它会形成啤酒石和水垢。

酒石

酒石是草酸钙,常见于糖化桶、沸桶、罐体和生产线中。酒石沉淀主要是由于碱性清洁剂(腐蚀性)、硬水矿物质(钙和镁)与蛋白质反应所生成。如果在清洗过程中酒石得不到完全清除,其所生成的不卫生表面会导致微生物滋生。不卫生的表面也会污染啤酒。酒石会引起异味或缩短啤酒的保质期。在最坏的情况下,不良微生物可以毁掉整批啤酒,浪费时间和金钱。

水垢

尽管钙是啤酒生产的必需成分,它也会产生水垢,从而对热交换器、反渗透、管道和酿造所用的容器产生负面影响。随着时间的推移,水垢会逐渐积累,并逐步降低设备的传热效率,阻塞水的传输以及增加燃油成本。水垢是传热表面的隔热层。据估计,在沉积有0.25英寸水垢的系统中加热水需要额外消耗40%的热量。这导致消耗的功率增加或安装更昂贵的重型热交换器来补偿。

虽然啤酒石主要来自草酸钙和碳酸钙水垢,但两者主要都是水溶液加热产生的沉淀和结垢而引起的。在此情况下, Scalewatchers公司推出的同名的电子水质改善器就是去除和防止反渗透膜水垢堵塞的理想解决方案。由于电子水处理(EWT)使分子形状从粗糙变的光滑,因此它们不会形成缠结的结构并且可以被水冲走,从而防止膜的堵塞,进而减少了维护停机的时间和能源消耗的成本。

过饱和

水溶液可以成为过饱和状态,这意味着它们含有比其平衡浓度更高浓度的溶质。这种状态不稳定,很容易恢复成饱和状态,使溶解的化合物沉淀。即便体相溶液并未完全饱和时但局部(比如在表面上)的过饱和依然会导致水垢的自然形成。

pH对结垢的影响

溶液pH值与其酸含量(通常为碳酸)直接相关的。酸含量越高,pH值越低。碳酸钙的溶解度直接受水的pH值影响。如果水的pH值降低,更多的碳酸钙固体会被溶解。相反,水的pH值上升,会使碳酸钙从溶液中沉积并形成水垢。

温度对结垢的影响

一般情况下,气体特别是二氧化碳在高温下几乎不溶于水。在水中二氧化碳(气体)H2CO3(碳酸)之间存在着一种平衡,这在很大程度上取决于温度。温度升高,H2CO3分解,与溶液中的钙离子结合形成碳酸钙晶体。随着碳酸的减少,溶液的pH值增加(7.5增至8)

压力对结垢的影响

一般情况下,二氧化碳和气体在较高的压力下更易溶于水。因此,随着压力的下降,二氧化碳气体将被强制性离开溶液,降低了碳酸的浓度。pH值的增加与碳酸钙的溶解性下降有关,导致矿物垢沉淀物的形成。

电子水处理

EWT是一个非侵入性的系统,利用电磁线圈或线圈缠绕在需要处理的管子上。频率连续变化的信号发生器在规定的范围内向线圈供应电流。脉冲电流创建了一个与管道内轴同心的感应电场。因此,在电磁场内的任何带电粒子或离子都会在洛伦兹力(带电粒子与电磁场之间的相互作用力)作用下移动。

该处理会影响初始成核,导致晶体不在一起。未经处理的水会形成积聚杂乱的结构并不断成长。这种处理会产生整形分散的晶体,而不会形成杂乱结构。它们有着类似圆形建筑的形状,这意味它们在体积更大的同时表面也更小。这一特性使它们对水(啤酒)流非常敏感,从而使其更容易从管道中被除去。在无新垢层形成的同时,水流的巨大力量也会逐渐除去既有的垢层。能够就地调节功率、频率和线圈配置的产品特性也使其能够在不停工、无替换管道情况下达到最优性能。

最近的实验室研究表明, 电子水处理装置能有效抑制生物膜的形成,也能有效去除已经形成的生物膜。这项研究还发现了细菌菌落生长与管道材料之间的明显关系,其中塑料作为管道材料是最差的。由于生物膜和垢层经常相互结合形成更难除去的结构,因此,去除工作必须兼顾两者。而此项实验室测试也表明了电子水处理技术不仅能够有效击溃生物膜,还能软化垢层,使垢层逐步分解从而除去生物膜的支撑结构。这项技术能够逐步分解生物膜和垢层的结合结构及其组成部分,再由水(啤酒)流将这些物质全部冲刷除去。

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