4.2.4. Мембранное фильтрование

Для обеспложивающего фильтрования применяют также фильтрующие мелкопористые мембраны из целлюлозы (их пористость составляет 80 % по сравнению с 20 % у традиционных фильтрующих систем). Эти круглые мембраны диаметром 293 мм (площадью 0,067 м²) характеризуются равномерной пористой структурой типа пчелиных сот, причем размер пор в зависимости от степени фильтрования составляет от 0,2 мкм до 5,0 мкм. В обеспложивающем фильтровании используют мембраны с размером пор 0,4 мкм (± 0,05), а для удаления дрожжей - с размером пор 1,2 мкм. Толщина мембран составляет 150 мкм. Мембраны располагают на картоне, повышающем механическую прочность и облегчающем обслуживание. Благодаря высокой пористости фильтра повышается его производительность, которая в зависимости от качества предварительного фильтрования составляет до 200 гл/м² ч, общая пропускная способность - 1300-2000 гл/м².

Фильтрующие мембраны располагают на несущей пластине с перфорированными краями; через эти отверстия пиво поступает в фильтр, проходит сквозь мембрану и отводится через центральную колонку.

Фильтрующие элементы помещены в цилиндрический корпус из высококачественной стали. Чтобы иметь возможность при выработке одного фильтра заменить его на другой, па производстве целесообразно иметь определенный запас таких мембранных свечей. Выработанные фильтрующие мембраны регенерации не подлежат. Выгрузка и загрузка мембран, а также стерилизация фильтра с производительностью 200 гл/ч требует около 2 ч.

Культурные дрожжи в таких фильтрах отфильтровываются полностью; мембранные фильтры с размером пор 1,2 мкм позволяют частично отфильтровывать и бактерии.

Для стерилизующей фильтрации применяют мембранные свечи из полипропилена или найлона 66 (размер пор - менее 0,45 мкм). В этом случае на фильтре удерживаются лактобактерии и кокки (за исключением случаев гидравлических ударов). Удельная производительность таких мембранных свечей составляет 0,8-1 гл/м²∙ч, а цикл фильтрования - 7 - 8 ч, после чего необходима промывка теплой и горячей водой с последующей стерилизацией. Общая пропускная способность свечи длиной 750 мм составляет 250-800 гл (в зависимости от пропускной способности цены на данный тип фильтра могут существенно различаться). При правильной эксплуатации мембранного цикла допускается до 50 регенераций (360 гл/м²), причем здесь также очень важно качество предварительного фильтрования.

Для обеспечения качественного фильтрования разработаны гак называемые «комбинированные свечи», имеющие три слоя - с размером пор соответственно 1,2, 0,45 и 0,45 мкм. Такие свечи характеризуются лучшей фильтрующей способностью и более высокой общей пропускной способностью. Фильтрующий материал (найлон 66) обеспечивает в течение первого часа фильтрования значительную адсорбцию полифенолов и тем самым повышает стабильность пива, однако это «первое» пиво имеет другой состав, чем последующие партии, и их необходимо смешивать.

Мембранные фильтры нового поколения менее чувствительны к гидравлическим ударам и могут располагаться непосредственно перед установкой розлива, то есть без буферного танка. При ширине пор 0,45 мкм такой мембранный фильтр не изменяет состав пива. С помощью ряда испытаний (Bubble-Point-Test, теста на диффузию и на сопротивление давлению) фильтр проверяют на гомогенность и отсутствие повреждений мембранных свечей.

Керамические свечи представляют собой фильтр с 50 м² фильтрующей поверхности. У свечей длиной 50 см и диаметром 12 см размер пор составляет 10-30 мкм. Чтобы обеспечить необходимый размер пор для задержки на фильтре дрожжей и бактерий, необходима предварительная намывка кизельгура (1,5 кг/м²). Крупный кизельгур (а также смесь целлюлозы и кизельгура) намывают в качестве первого основного слоя, а мелкий кизельгур - как второй слой предварительной намывки. Производительность керамических свечей составляет 10 гл/м²∙ч, продолжительность намывки - около 20 ч, а расход кизельгура - менее 10 г/гл. Такие свечи можно эксплуатировать около 12 мес., то есть в течение 500 ч фильтрования.