專利名稱:飲料的沉積濾清方法及所用的過濾材料的制作方法
本發(fā)明涉及飲料特別是啤酒的沉積濾清方法，同時(shí)還涉及到適用于此方法的一種過濾材料。具體地說，本發(fā)明涉及到采用陶瓷過濾材料的沉積濾清器來濾清啤酒。
啤酒、葡萄酒與果汁之類由天然產(chǎn)物制成的飲料，通常在裝瓶之前進(jìn)行清濾。盡管啤酒在冷藏條件下經(jīng)過長時(shí)間的沉淀，由于有未完全沉淀的酵母、細(xì)菌細(xì)胞和其它混濁顆粒，仍然略呈霧濁狀，所以需要進(jìn)行這樣一道最后過濾工序，使此種供即時(shí)消費(fèi)的啤酒變得“晶熒澄明”，即在裝瓶之前成為透明的且在生物學(xué)性質(zhì)上穩(wěn)定的飲料。
啤酒的過濾實(shí)際上主要是用硅藻土沉積濾清器與層濾清器進(jìn)行的。沉積濾清于開始過濾前先在支承表面(濾布)上堆積一層硅藻土底料。底料堆積好后，將細(xì)粒與粗粒之硅藻土混合物加入待濾的啤酒中。在這樣的一種生產(chǎn)啤酒作業(yè)中，據(jù)估算，每百升啤酒需耗用150至200克硅藻土。這樣，世界上啤酒釀造業(yè)總計(jì)約需145，000噸硅藻土。
這里所用的硅藻土一詞是指單細(xì)胞硅藻類之硅質(zhì)殼層經(jīng)若干千年之久的沉積物。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，硅藻土由于它的孔隙體積大、松密度低、吸收容量高以及比表面積大，特別適用于沉積濾清作業(yè)。市售之焙燒的硅藻土由85～87%SiO2、2～5%Al2O3、3～10%Fe2O3、0.2～1.0%CaO組成。這類等級的焙燒硅藻土的吸水容量為200～380%，其比表面積為13～20平方米/克。
硅藻土由于有很高的SiO2含量，對化學(xué)侵蝕高度穩(wěn)定，只為氫氟酸與堿性化合物所侵蝕。
經(jīng)過長時(shí)間的過濾作業(yè)之后，硅藻土由于存留有包含酵母與細(xì)菌的固體粒狀物質(zhì)而喪失其有效性，這表現(xiàn)為過濾性能的降低以及過濾壓力的劇增，此時(shí)將此種硅藻土從支承表面上除去，而代之以新鮮的硅藻土堆積層。
處置大量的不能再用于過濾目的之硅藻土，使啤酒釀造行業(yè)面臨著許許多多的問題。傾除這些廢棄的硅藻土由于近時(shí)的法律條文而牽涉到眾多的困難和大量的費(fèi)用。從前那種廣泛采用的將這類廢硅藻土當(dāng)作牲畜飼料添加劑的作法，在當(dāng)前的法律上已在很大程度上受到限制。
業(yè)已認(rèn)識(shí)到，使硅藻土在其喪失作為過濾材料的有效性之后使其再生的企圖，即除去附著于其上的固體粒狀物質(zhì)而重新把它用作為過濾材料，是不切實(shí)際的。為了使這樣的硅藻土再生而對其進(jìn)行焙燒處理，是唯一取得成功的。然而，在作此種焙燒或退火處理之后，發(fā)現(xiàn)這時(shí)的硅藻土與其原始狀態(tài)相比，已有了顯著的改變。特別是此種焙燒或退火處理導(dǎo)致其比表面積的急劇減低，因而也就導(dǎo)致了它的孔隙體積的減小。
由于用于過濾目的的硅藻土分成許多等級，廢硅藻土的再生處理也是達(dá)不到目的的。假定終于有可能從這樣的硅藻土顆粒上除去附著的固體物質(zhì)，這樣獲得的再生硅藻土顆粒在粒度分布上將會(huì)是雜亂無章的，而由于過濾材料必須按粒度分級才能用于特定目的，因而它們只可能有條件地適合進(jìn)一步使用。這里應(yīng)該指出，絕大部分過濾工藝至少需要用到兩種等級的硅藻土，例為細(xì)粒的與粗粒的硅藻土。廢硅藻土的再生還受這一事實(shí)的限制即此種原料至少是由SiO2與Al2O3這兩種主要組分組成。即使能從這種硅藻土上成功地除去附著的顆粒，但必定可以預(yù)期SiO2顆粒和Al2O3顆粒有可能以一種無法預(yù)測的隨機(jī)局部分布形式出現(xiàn)在該再生的硅藻土之中，因而以這種方式再生出的硅藻土本身就不能再有效地用作過濾材料。
還應(yīng)指出，硅藻土是一種形式多種多樣的天然原料，尤其是有廣泛變化的粒度。市售的硅藻土僅按細(xì)粒、中粒與粗粒分級。
引言中提及的層濾清器通常是由纖維素與一種具有高吸收容量的添加劑之混合物組成。這種添加劑可以由氧化鋁構(gòu)成或含有氧化鋁(DEOS 25 10 467)。當(dāng)這種已知的濾清器之層料喪失作用時(shí)即將其棄掉。
本發(fā)明的目的是借助一種陶瓷過濾材料，在避免廢棄用過的過濾材料，同時(shí)確保高效的過濾作業(yè)的情況下，改進(jìn)飲料特別是啤酒的沉積清濾。
在權(quán)利要求
1的特征部分所述的方法中，也敘述了按本發(fā)明所要達(dá)到的目的，即本發(fā)明所采用的過濾材料是適于用化學(xué)方法再生并重復(fù)使用的由本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要基于以下事實(shí)上述這種原料的化學(xué)再生生，即用化學(xué)方法除去附著于用過的過濾材料的固體顆粒，包括酵母與細(xì)菌，可以在裝瓶廠直接完成。通常，釀造行業(yè)和類似行業(yè)的工廠都已裝配有用于再生例為PVPP(聚乙烯/聚吡咯烷酮)的化學(xué)再生設(shè)備備。過濾材料經(jīng)過這樣的再生處理之后，便可再用于沉積濾清作業(yè)中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有優(yōu)越性之實(shí)施方案，所用的這種可借化學(xué)方法再生的過濾材料乃是一種Al2O3粉末，最好是一種主要由α-Al2O3粉末組成的過濾材料，含有例為多于95%α-Al2O3的一種過濾材料，實(shí)際上沒有任何有效的正電荷的。
市售的α-組分多于95%的氧化鋁含有高達(dá)99.2～99.4%的Al2O3，而其余組分主要是SiO2。
市售的適合于本發(fā)明目的之氧化鋁有極細(xì)的粒度等級，因而不可能在再生過程中帶來不希望有的隨機(jī)粒度分布。這種氧化鋁的比表面積以0.5至6平方米/克為宜，而更理想的是0.7～1.2平方米/克。
與比表面積為13～20平方米/克的常用焙燒的硅藻土相比，上面指出的氧化鋁之比表面積就相當(dāng)小了。因此，這可能便是此種行業(yè)迄今未接受氧化鋁作為過濾材料的原因。
不過，本申請人意外地發(fā)現(xiàn)到，僅僅采用氧化鋁作為過濾材料時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的沉積濾清器的過濾性能，是絕不次于裝有硅藻土的沉積濾清器之性能的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有優(yōu)越性之實(shí)施方案，此種過濾材料是借助堿洗，繼而加酸中和來進(jìn)行再生以達(dá)到前述目的。
在本發(fā)明方法的一個(gè)典型應(yīng)用中，當(dāng)濾清作業(yè)完成后，最好用CO2從濾清器中逐出已過濾的液體，最好是逐出啤酒。然后借堿洗，繼以中和處理來化學(xué)再生此過濾材料。這項(xiàng)化學(xué)再生作業(yè)可在濾清器中，即以流通方法的形式進(jìn)行，但也可在這種過濾材料堆積層已然沖離開支承表面后，脫離開該過濾器進(jìn)行。為此，將已喪失掉作用的過濾材料用離心方法排出，并從該濾清器轉(zhuǎn)送到一再生容器，在容器中堿洗再生。然后借助一加壓系統(tǒng)濾出此種堿洗液，再經(jīng)適當(dāng)?shù)乃崽幚韥碇泻痛朔N過濾材料。所用的這種堿洗液最好是一種濃度不超過10%，最好是5%的氫氧化鈉(NaOH)液，而所用的酸最好是濃度約為1～3%的稀硝酸(HNO3)。要是這種可用化學(xué)方法再生的過濾材料經(jīng)多次再生處理后，至少已是部分地?fù)p失其再生能力，則這種廢過濾材料在業(yè)已裝配的再生設(shè)備之中有可能恢復(fù)其再生能力。業(yè)已指出，相應(yīng)行業(yè)的工廠中通常裝設(shè)有這類再生設(shè)備。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，氧化鋁是一種特別合適的化學(xué)過濾材料，這是由于它從化學(xué)上看來基本上是由單一物質(zhì)(Al2O3)組成，而且就其粒度分布以及其顆粒幾何形狀而論，市面上可以購得高度均勻分級的形式。采用了氧化鋁后，于是就不必?fù)?dān)心這種過濾材料經(jīng)再生處理后會(huì)同其最初使用前的狀態(tài)有顯著不同。
權(quán)利要求
1.采用一種陶瓷過濾材料來沉積濾清飲料特別是濾清啤酒的方法，其特征為所用的這種過濾材料適合于化學(xué)再生供重復(fù)使用。
2.依據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為所用的這種過濾材料是一種市售的氧化鋁粉末。
3.依據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征為所用的這種過濾材料是一種主要由α-Al2O3構(gòu)成的氧化鋁粉末。
4.依據(jù)權(quán)利要求
2或3所述的方法，其特征為所用的這種過濾材料是一種比表面積為0.5至6平方米/克，最好是0.7至1.2平方米/克的氧化鋁。
5.依據(jù)權(quán)利要求
1至4中任何一項(xiàng)所述的方法，所說的過濾材料是用堿洗，繼以酸中和的工藝來再生的。
6.依據(jù)權(quán)利要求
1至5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征為所用的堿洗液是一種濃度不超過10%，最好是5%的苛性鈉溶液，且所用的酸是一種濃度約為1至3%的稀硝酸溶液。
7.飲料用的可用化學(xué)方法再生的過濾材料是由氧化鋁粉末構(gòu)成。
專利摘要
采用一種適合于化學(xué)再生的過濾材料，最好是采用氧化鋁粉末來沉積濾清飲料，特別是沉積濾清啤酒的一種方法。
文檔編號C12H1/00GK87105371SQ87105371
公開日1988年4月6日 申請日期1987年8月4日
發(fā)明者克里斯蒂·比爾, 希蒙·里德爾, 庫特·斯蒂普勒爾 申請人:安東·施坦愛克爾機(jī)械廠有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan