啤酒生产中CO2的回收利用

． 国 产 、 l幸 ＼ 干’¨I}] 矗J未 酿酒工业特辑／啤 I业 ／2一} 哈尔滨全都啤酒有限套司(150300) 堂塞型 徐冬梅 黑龙江省阿城市卫生防疫站 王 印 1． 引 言 在啤酒生产过程中，可发酵糖类在酵母菌的作用 下降解，产生牺精和大量的CO：气体，其中一部分溶 解在酒液中，大部分需排放掉。大量 CO：气体的排放 ， 一 方面不利于环境保护 ，另一方面也是一种资源浪 费。固为啤酒发酵过程中产生的CO 纯度相当高，只 需经过简单的提纯处理 ，便 可 得到几乎纯净的 C 。 啤酒发酵过程中产生的二氧化碳 ，可以用来生 产液体420“干冰 、纯碱和轻质碳酸钙等。因此回收啤 酒生产过程中产生的 CO 综台利用意义不小。 2． C02的丰富来源 年产五万吨啤酒厂一年 c 的排放量为例 ： 假设一个发酵罐有效容积为160m~，主酵的发酵 度为 60％．1l唛 汁的密度 1．0442kg／L。 4一个发酵罐主发酵时被发酵的提出物 (以麦芽 糖计j为 ： 160×11300×1．0442×11％ ×6O％ ：11026．75kg 啤酒发酵反应式为： C 【2H 220 l】 4C 2H 50H +4C0 2 分子量 342 4x 44 则由反应式可算出主发酵产生的 CO 量 ， 342：4×44= 11026．75 ：Ⅵ ， 孵n：5674．58kg CO 在发酵液中有一定的溶解量 、贮酒阶段 CO： 于压力下达过饱和 温度在 0℃时宙量 0．4％一0．5％ 现取 0．5％，则溶解在发酵液中的 CO：量为： 160×1000×i 0442×0．5％ ：835．36kg 则主发酵过程中排放的 CO 为： 5674．58—835 36：4839．22kg 设发酵到包装过程中啤酒损失率为5％、发酵罐 r e 、 空间的 CO 由后发酵和酵母呼吸作用产生的 CO 来 补偿 。则一个年产五万吨的啤酒厂一年排放 CO：量 为： 50000 683 =1592吨 3 CO 2的回收 二氧化碳回收系统工艺流程如下： 五 除抹器一贮气鹱一洗涤塔一压缩机组 冷冻机组丽 泰发 凝器 。燥器川 冷器川 附器 从发酵车间来的 CO 气体经除沫器除掉发酵气 夹带的泡沫后 ，进洗涤塔水洗，除掉气体中的有机物和 能溶于水的杂质，洗涤后的气体进压缩机组升压，之后 进吸附器，经活性炭吸附除掉发酵气中的有机杂质及 怪味之后进预冷器，降温并除掉部分水份，再进八分子 筛干燥器，干燥后的 CO：气体进蒸发冷凝器进行液化 (其中冷量由冷冻机组提供)．液化后的 CO 进入贮液 罐贮存。贮存的液体CO：进入蒸汽汽化器汽化，汽化 后的 CO 经减压后进入用户用气系统 贮存的液体 CO z也可以经计量泵升压后至充气 台进行充瓶。 4． 回收 C0：在啤酒生产中的应用 回收的二氧化碳可用于清酒罐、灌酒机使用前的 备压，清酒罐至瘫酒机的引酒，还可以补充由于发酵罐 2．8 灭菌时要防止发生温度过高+时间过长的情况 ， 否则会使啤酒内的高分子蛋白质变性而凝聚产生混 浊，加速瓶颈空气对啤酒的氧化作用。经灭菌后的啤 酒必须尽-腱冷却至 35℃以下，防止高温氧化 3 结 论 通过这些措施对啤酒含氧量的控制 ，可使麦汁溶 氧量控制在 8—9mg／1；清酒溶氧量 <0 2rag／l；每个瓶 的瓶颈空气量 <0．5mg／"l。使总平均溶氧量在 0．5toga． 有利于稳定啤酒风味，提高啤酒质量。显然，这些措施 是有效可行的。 参考文献 【1】管教仪，啤酒工业手册 (上册)，北京 ：轻工业出版 社．1982 【2]杨美英、王兴铧 ，啤酒溶氧量的{翼4定 ，中国啤酒通 讯 ．1999(3)：25 [3]刘文武，减少啤酒氧化提高啤酒质量，今 日啤酒， 1999(4)：34～35回 12 维普资讯 http://www.cqvip.com 黧／3- 啤 靛 ， ， 酿酒业特辑啤酒I业 置知‘ 1． 啤酒微生物的污染是从麦汁冷却开始，因为麦汁 是极好的培养基．当其他条件合适时，能感染各种微生 物 当然在原料和制麦过程中也有可能出现微生物污 染，以及特殊情况下的糖化醪的酸赃，这些情况易于检 查和控制。因此微生物重点管理应放在麦汁冷却后工 艺过程。 啤酒徽生物污染主要来源于空气、水、原料、机械 设备、管道以及操作人员等。但能在啤酒中生存且损 害啤酒的菌种是有限的。这是因为啤酒具有低 pH值． 有一定的 COz含量，微生物可利用的残糖不多 ，有抑菌 的酒花成分和酒精以及低温条件制约了微生物的生长 繁殖．． 1． 啤酒中的微生物 麦汁中吉有 a一酸 、p一酸及其软树脂等苦味物 质，具有高度的防腐能力，特别是发酵后期的厌气状 态、有一定的 C02古量，3．0％ ～4。5％的酒精浓度，较 低的 DHL4 0～4．5)及低温条件 ，致使微生物很难在啤 酒中生长繁殖 ，但一部分野生酵母和细菌能在麦汁和 啤酒中生长繁殖，在啤酒中生长繁殖的有害微生物包 括下列三类 ： 1．1 细 菌 1。1．1 乳酸菌 这是最普通的的啤酒污染菌。因乳酸 菌属厌氧或兼性厌氧微生物 ，并能利用糊精作碳源 发酵液一旦染上乳酸菡，它的产酸作用几乎是 自始至 终都在进行。不同类型的乳酸菌都可使啤酒酸化．有 的带有双乙酰奶油香．有的带有很小的双乙酰味，有的 带有一种酵香。 1．1．2 巴氏乳杆菌：是啤酒中最常见的一种细菌 在 啤酒发酵渡中呈短杆、长杆、弯益杆等形状 酒花树脂 不能抑制其生长。通常在酒精吉量 3％时能刺激生长， 在浅色啤酒中生长良好，能将糖类转化为乳酸、酒精、 C 及少量甘油、乙酸乙酯、双乙酰和 2，3～丁二醇，使 啤酒混浊。但此菌不耐热 ，在巴氏灭菌时被杀死。 1．1．3 足球菌 ：是啤酒危害最大的一种细菌。在一定 的酒精含量和微量 C 存在下能很好地生长繁殖，会 使啤酒产生酸昧和双乙酰味 ，使啤酒发生粘稠和混 浊 。 1．1．4 变形黄杆菌 ：常在啤酒的发酵初期出现。是属 好气性和嫌气性污染菌，会使啤酒带有二甲硫昧，改变 啤酒的 口H值。 1．1．5 肠道菌群：在麦汁暂路或停产期间它们很快 繁殖 ，可在麦汁中迅速繁殖，使麦汁产生～种强烈的腐 烂蔬菜似的昧道，甚至有硫化氢的味道。它是一种兼 性厌氧菌，在麦汁充氧时生长非常快，直至酵母发酵将 DH降低生长才停止。 1．1．6 醋酸菌：多数通过空气污染啤酒 ，属于好氧细 菌，对酒花不敏感，能耐酸耐酒精 ．会使啤酒变粘稠，有 明显的酸味 漏压造成的发酵液含量不足。充分利用 CO 可以减少 避免二氧化碳在洗涤器中吸收氧气，这部分氧气从二 酒液接触氧气的机会 ，防止啤酒过早产生不愉快的氧 氧化碳液化器排放时会产生相应的二氧化碳损失 化昧，避免成品酒中双乙酰反弹，使成品酒长期保鲜 ， 5．4 在CO z用户系统使用终端，要加空气过滤器以 还可以防止成品酒产生氧化混浊，延长啤酒的保质 挡住活性炭分子筛等微粒，防止成品啤酒过早地出现 期。 混浊 5． C02回收利用应注意以下几个问题 6． 结束语 5 1 在发酵初期，二氧化碳中含有空气直接排除不 予回收，不要在二氧化碳液化器排放 ，这样可以节约制 冷 5．2 尽可能地降低二氧化碳气体中空气的含量 ，应 把氧气和氨气的浓度降到 0 3％以下，否则在二氧化 碳液化过程中，不能玲凝的气体 l氧气 ，氮气)的浓度升 高，将降低二氧化碳分压，必须增加冷量才能保证二氧 化碳继续液化，使耗冷量增加。 5．3 在洗涤器进水 1：3处安装一台水排气装置，可以 纯度很高的 CO 在其它领域也有很多的使用价 值 ，是啤酒生产中具有较高价值的副产品，如果回收利 用，便可变废为宝，在创造 CO 使用价值的同时、可以 保护环境。 参考文献 【1】柳冰雄等 酿造酒工艺学，轻工业出版社．L990 [2]姚汝华等，酒精与白酒工艺学 ，轻工业出版社． 1990。回 3 维普资讯 http://www.cqvip.com