特殊工藝除去啤酒中的啤酒石【翻譯】

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2014.12.25

電子水處理有助于去除釀造過程中的啤酒石和水垢

啤酒所含90%的水是決定其風味最重要的配料。水中的鈣則是釀造過程中的一種主要礦物質。當地水的鈣含量決定了生產的啤酒類型。不同類型的啤酒不管是清淡的拉格啤酒(lager)或是波特黑?。?/span>porter),很大程度上是由于水質的特性,而使得這類啤酒出名。

鈣是目前為止啤酒釀造過程中影響最大的礦物質。它與磷酸鹽反應,形成參與氫離子釋放的沉淀物并且降低醪液pH。鈣是主要的硬性礦物質,可以增加醪液酸度并轉化麥芽磷酸鹽。它刺激酶的活性和提高蛋白質的消化。鈣還可以提取啤酒花中好的苦味素。然而,盡管鈣是釀造啤酒最重要的配料,但它也會對釀造設備造成負面影響,因為它會形成啤酒石和水垢。

酒石

酒石是草酸鈣,常見于糖化桶、沸桶、罐體和生產線中。酒石沉淀主要是由于堿性清潔劑(腐蝕性)、硬水礦物質(鈣和鎂)與蛋白質反應所生成。如果在清洗過程中酒石得不到完全清除,其所生成的不衛生表面會導致微生物滋生。不衛生的表面也會污染啤酒。酒石會引起異味或縮短啤酒的保質期。在最壞的情況下,不良微生物可以毀掉整批啤酒,浪費時間和金錢。

水垢

盡管鈣是啤酒生產的必需成分,它也會產生水垢,從而對熱交換器、反滲透、管道和釀造所用的容器產生負面影響。隨著時間的推移,水垢會逐漸積累,并逐步降低設備的傳熱效率,阻塞水的傳輸以及增加燃油成本。水垢是傳熱表面的隔熱層。據估計,在沉積有0.25英寸水垢的系統中加熱水需要額外消耗40%的熱量。這導致消耗的功率增加或安裝更昂貴的重型熱交換器來補償。

雖然啤酒石主要來自草酸鈣和碳酸鈣水垢,但兩者主要都是水溶液加熱產生的沉淀和結垢而引起的。在此情況下, Scalewatchers公司推出的同名的電子水質改善器就是去除和防止反滲透膜水垢堵塞的理想解決方案。由于電子水處理(EWT)使分子形狀從粗糙變的光滑,因此它們不會形成纏結的結構并且可以被水沖走,從而防止膜的堵塞,進而減少了維護停機的時間和能源消耗的成本。

過飽和

水溶液可以成為過飽和狀態,這意味著它們含有比其平衡濃度更高濃度的溶質。這種狀態不穩定,很容易恢復成飽和狀態,使溶解的化合物沉淀。即便體相溶液并未完全飽和時,但局部(比如在表面上)的過飽和依然會導致水垢的自然形成。

pH對結垢的影響

溶液pH值與其酸含量(通常為碳酸)直接相關的。酸含量越高,pH值越低。碳酸鈣的溶解度直接受水的pH值影響。如果水的pH值降低,更多的碳酸鈣固體會被溶解。相反,水的pH值上升,會使碳酸鈣從溶液中沉積并形成水垢。

溫度對結垢的影響

一般情況下,氣體特別是二氧化碳在高溫下幾乎不溶于水。在水中二氧化碳(氣體)H2CO3(碳酸)之間存在著一種平衡,這在很大程度上取決于溫度。溫度升高,H2CO3分解,與溶液中的鈣離子結合形成碳酸鈣晶體。隨著碳酸的減少,溶液的pH值增加(7.5增至8)。

壓力對結垢的影響

一般情況下,二氧化碳和氣體在較高的壓力下更易溶于水。因此,隨著壓力的下降,二氧化碳氣體將被強制性離開溶液,降低了碳酸的濃度。pH值的增加與碳酸鈣的溶解性下降有關,導致礦物垢沉淀物的形成。

電子水處理

EWT是一個非侵入性的系統,利用電磁線圈或線圈纏繞在需要處理的管子上。頻率連續變化的信號發生器在規定的范圍內向線圈供應電流。脈沖電流創建了一個與管道內軸同心的感應電場。因此,在電磁場內的任何帶電粒子或離子都會在洛倫茲力(帶電粒子與電磁場之間的相互作用力)作用下移動。

該處理會影響初始成核,導致晶體不在一起。未經處理的水會形成積聚雜亂的結構并不斷成長。這種處理會產生整形分散的晶體,而不會形成雜亂結構。它們有著類似圓形建筑的形狀,這意味它們在體積更大的同時表面也更小。這一特性使它們對水(啤酒)流非常敏感,從而使其更容易從管道中被除去。在無新垢層形成的同時,水流的巨大力量也會逐漸除去既有的垢層。能夠就地調節功率、頻率和線圈配置的產品特性也使其能夠在不停工、無替換管道情況下達到最優性能。

最近的實驗室研究表明, 電子水處理裝置能有效抑制生物膜的形成,也能有效去除已經形成的生物膜。這項研究還發現了細菌菌落生長與管道材料之間的明顯關系,其中塑料作為管道材料是最差的。由于生物膜和垢層經常相互結合形成更難除去的結構,因此,去除工作必須兼顧兩者。而此項實驗室測試也表明了電子水處理技術不僅能夠有效擊潰生物膜,還能軟化垢層,使垢層逐步分解從而除去生物膜的支撐結構。這項技術能夠逐步分解生物膜和垢層的結合結構及其組成部分,再由水(啤酒)流將這些物質全部沖刷除去。

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