Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПИВО ВОЛЬФГАНГ КУНЦЕ.doc
Скачиваний:
377
Добавлен:
12.07.2019
Размер:
33.77 Mб
Скачать

4.8.3.1.2. Диализ

При диализе используются мембраны в виде полых волокон с очень малой толщиной сте-

497 ©

нок. Полые волокна имеют диаметр, равный долям миллиметра (50-200 мкм), и обладают микропорами. В одном модуле расположено много тысяч таких связанных друг с другом в пучок и уплотненных с двух сторон тончай­ших мембран. Пиво равномерно продавлива­ется сквозь них, в то время как диализат (или вода) обтекает полые волокна в обратном на­правлении. Через микропоры мембран проис­ходит массообменн (толщина стенок от 10 до 25 мкм).

Принцип диализа

При диализе все растворенные вещества, находящиеся по обе стороны мембраны, пытаются достигнуть равновесного состо­яния по отношению друг к другу. Это озна­чает, что спирт из пива будет переходить в диализат до тех пор, пока с обеих сторон не будет достигнута одинаковая концентра­ция спирта [133]. Если этанол из диализа­та удаляют, спирт будет диффундировать с одной стороны мембраны на другую до бесконечности, пытаясь восстановить рав­новесие. При проведении процесса в про­тивотоке (рис. 4.105) спирт исчезает из пива очень быстро.


Рис. 4.104. Стадии удаления спирта в методе обратного осмоса


Рассмотрим рисунок 4.105. Обрабатывае­мое пиво течет справа налево. В этой точке в диализате содержится мало спирта, поэтому спирт перемещается сквозь мембрану из пива в диализат, чтобы выровнять концентрацию. Чем дальше пиво течет «налево», тем меньше в нем остается спирта, поскольку движущий­ся навстречу диализат содержит еще меньше спирта — при входе «слева» его в нем вообще нет. К концу пути почти все молекулы спирта из пива перейдут в диализат, который в про­тивотоке омывает мембрану.

498

Рис. 4.105. Принцип диализа:

1 — направление потока обрабатываемого пива в полом волокне; 2 — направление потока диализата на внеш­ней стороне

Теперь пиво почти не содержит спирта, который перешел в диализат и из которого эта­нол должен удаляться для дальнейшего ис­пользования. Спирт выделяется из диализа­та путем непрерывной дистилляции под ва­куумом (вакуумная дистилляция = низкие температуры дистилляции).

По сравнению с обратным осмосом дан­ный способ требует значительно больших зат­рат, однако пиво подвергается более щадящей обработке, поскольку удаление спирта проис­ходит при низкой температуре. При диализе пиво нагревается всего лишь с 1 до 6 °С. Пиво подается в систему под низким избыточным давлением — около 0,5 бар, которого, однако, достаточно, чтобы произошел массообмен.

Проведение диализа

«Сердцем» установки для проведения диали­за (рис 4.106) являются мембранные модули (1,2).

Мембранные модули чаще всего представ­ляют из себя модули в виде полых волокон,

сквозь микропористые мембраны которых в противотоке происходит массообмен (диффу­зия). Пиво после выхода из модуля охлажда­ется на пластинчатом теплообменнике (6) до 1 °С и возвращается в напорный танк.

Диализат освобождается от спирта на рек­тификационной колонне (3), и через теплооб­менник (5) с помощью насоса (4) вновь по­ступает в модуль.

Высказывание о том, что сквозь мембра­ны диффундирует только спирт, конечно, очень условно. В действительности пиво те­ряет при диализе большое количество легко­летучих побочных продуктов брожения и СО2. Это связано с тем, что при обработке диали­зата отгоняется спирт, а с ним и значитель­ная часть других летучих веществ, в особен­ности эфиров и высших спиртов. Эти веще­ства перемещаются при диализе из пива в диализат и навсегда теряются из пива. Сни­жение содержания некоторых эфиров может достигать 65%. С другой стороны, конечно, и из диализата вещества могут переносится в пиво; это относится, например, к солям воды, которые при ректификации концентрируются в диализате и при диализе обогащают собой пиво (натрий, кальций, нитраты).

Все это свидетельствует о том, какое боль­шое значение имеет непрерывное регулирова­ние состава диализата и как сложно протека­ют процессы обмена. И во всех других спосо­бах удаления спирта никогда не происходит исчезновение одного лишь этанола, посколь­ку другие летучие вещества могут вести себя подобно спирту. Несмотря на это, диализ ос­тается сегодня наиболее распространенным способом снижения содержания спирта.

Рис. 4.106. Проведение диализа:

1, 2 — мембранные модули для диализа; 3 — ректифика­ционная колонна; 4 — насос; 5 — регулирование темпера­туры; 6 — пластинчатый теп­лообменник

499 ©