Можно ли пастеризовать пиво, используя только фильтры? Ответ — и да, и нет, в зависимости от того, что вы понимаете под пастеризацией. Хотя фильтрация позволяет удалить дрожжи и многие бактерии, портящие пиво, без нагрева пива, фильтрация и пастеризация — это два разных процесса.
Для пивоваренных заводов, стремящихся повысить стабильность пива, сохранить свежий вкус пива и сократить воздействие высоких температур, стерильная мембранная фильтрация может стать эффективной альтернативой традиционной термической пастеризации при условии её правильного проектирования и валидации.
В этой статье компания TIANTAI Brewtech рассказывает, как устроена фильтрация пива, какие системы фильтрации подходят для удаления микроорганизмов и как пивоваренные заводы могут выбрать решение, соответствующее их производственным потребностям.
1. В чём заключается разница между фильтрацией пива и пастеризацией?
Фильтрация и пастеризация пива способствуют повышению микробиологической стабильности, но действуют по-разному.
Фильтрация пива физически отделяет дрожжи, взвешенные частицы и микроорганизмы от пива при его прохождении через подходящий фильтрующий материал. Эффективность зависит от типа фильтра, размера пор, условий эксплуатации и микроорганизмов, которые необходимо удалить.
Пастеризация пива использует контролируемую термическую обработку для инактивации микроорганизмов, вызывающих порчу продукта. Обычно эта технология применяется к расфасованному пиву или к пиву, проходящему через мгновенный пастеризатор перед розливом.
Основное отличие заключается в том, что при фильтрации микроорганизмы удаляются из потока пива, тогда как при пастеризации они инактивируются под действием высокой температуры.
Обычный осветлительный фильтр не всегда способен обеспечить получение микробиологически стабильного пива. Для надежного удаления микроорганизмов без нагрева пивоваренным заводам требуется правильно подобранная и валидированная система мембранной фильтрации в сочетании с гигиеничным последующим оборудованием.
2. Какие фильтры позволяют удалить дрожжи и бактерии из пива?
Различные технологии фильтрации выполняют разные функции в процессе пивоварения.
2.1 Глубинная фильтрация
При глубинной фильтрации используется пористый фильтрующий материал, который удерживает дрожжевые клетки, взвешенные твердые частицы и другие частицы внутри структуры фильтра.
К числу типичных областей применения относятся:
- Удаление дрожжей и взвешенных частиц после брожения.
- Снижение мутности перед окончательной фильтрацией.
- Защита мембранных фильтров, расположенных ниже по потоку, от чрезмерной нагрузки частицами.
Глубинная фильтрация полезна для осветления пива, однако не следует полагать, что она обеспечивает полное удаление бактерий или надежную стерильную фильтрацию.
2.2 Фильтрация с использованием диатомовой земли (DE)
Фильтрация с использованием диатомовой земли — это традиционный метод осветления пива. При этом методе используется фильтрующий наполнитель, образующий пористый фильтрующий слой, который удерживает дрожжи и взвешенные частицы.
К его основным преимуществам относятся относительно высокая производительность и применимость во многих традиционных процессах пивоварения.
Однако одна только фильтрация DE не может гарантировать удаление всех бактерий, вызывающих порчу пива. Как правило, она используется для осветления, а не в качестве единственной стадии микробиологической стабилизации.
2.3 Мембранная микрофильтрация
Мембранная микрофильтрация — одна из наиболее актуальных технологий для пивоваренных заводов, стремящихся стабилизировать пиво без термической пастеризации.
В зависимости от конструкции системы для удаления микроорганизмов или окончательной фильтрации пива могут использоваться мембраны с номинальным размером пор примерно 0,45 мкм или 0,2 мкм.
Правильно подобранная и проверенная мембрана способна задерживать дрожжи и определенные виды бактерий, вызывающих порчу пива, пропуская при этом само пиво.
Выбор подходящей мембраны зависит от характеристик пива, целевых микроорганизмов, требуемой степени задержания микроорганизмов и условий эксплуатации. Один лишь номинальный размер пор не гарантирует стерильности.
Для пивоваренных заводов, которым требуется высокий уровень микробиологического контроля, весь процесс фильтрации должен пройти валидацию на соответствие его назначению.
3. Может ли фильтр с размером пор 0,2 мкм удалить все бактерии и дрожжи?
Мембрана с размером пор 0,2 мкм может обеспечить эффективное удержание микроорганизмов при правильном подборе и валидации, однако неверно утверждать, что любой фильтр с размером пор 0,2 мкм автоматически удаляет все бактерии и дрожжи.
Фактическая производительность зависит от нескольких факторов:
Характеристики мембраны: Номинальные и абсолютные показатели не являются эквивалентными. Для конкретного применения необходимо определить способность мембраны удерживать микроорганизмы.
Характеристики пива: Взвешенные твердые частицы, остатки дрожжей, вещества, вызывающие помутнение, и другие компоненты могут влиять на эффективность фильтрации и степень загрязнения мембраны.
Целостность фильтра: Поврежденные мембраны, неисправные уплотнения или утечки в байпасе могут ухудшить эффективность задержания микроорганизмов.
Санитария: Корпус фильтра, перепускные трубопроводы, клапаны, резервуары для хранения и оборудование для розлива должны быть надлежащим образом очищены и продезинфицированы. Если это предусмотрено технологической схемой, необходимо также применять валидированные процедуры стерилизации.
Загрязнение после фильтрации: Даже правильно отфильтрованное пиво может вновь загрязниться, если оно поступит в негигиеничный резервуар или систему розлива.
Таким образом, успешная стабилизация пива зависит от всего технологического процесса в целом, а не просто от выбора фильтра с определённым размером пор.
4. Как работает система стерильной фильтрации пива?
Типичный процесс холодной фильтрации микробиологически стабилизированного пива может включать следующие этапы.
Этап 1: Брожение и созревание пива
После брожения пиво выдерживается в бродильном или созревательном резервуаре. Температура, осаждение дрожжей и прозрачность пива регулируются в соответствии с рецептурой продукта.
Шаг 2: Предварительное разъяснение
С помощью подходящего глубинного фильтра, DE-фильтра или другой технологии осветления удаляются излишки дрожжей и взвешенные частицы. Это снижает нагрузку на конечную мембрану.
Шаг 3: Заключительная мембранная фильтрация
Осветлённое пиво проходит через валидированную систему мембранной фильтрации, предназначенную для удержания целевых микроорганизмов. Процесс осуществляется в пределах значений давления, расхода, температуры и перепада давления, указанных производителем мембран.
Шаг 4: Гигиеничная перекачка и хранение
Отфильтрованное пиво перекачивается через надлежащим образом очищенное и продезинфицированное оборудование в подходящий резервуар для светлого пива или непосредственно в систему розлива. Процесс должен сводить к минимуму поступление кислорода и предотвращать микробиологическое загрязнение.
Шаг 5: Гигиеническая или асептическая упаковка
Бутылки, банки, кеги, розливная аппаратура и поверхности, контактирующие с продуктом, должны эксплуатироваться в соответствии с требуемыми микробиологическими стандартами. В зависимости от продукта и технологии производства для достижения высоких показателей срока хранения может потребоваться асептическая упаковка.
Шаг 6: Микробиологическая проверка
Пивоваренный завод устанавливает соответствующие процедуры испытаний и валидации для проверки эффективности задержки микроорганизмов, целостности фильтров и стабильности готовой продукции.
Необходимые меры контроля зависят от продукта, формата упаковки, условий реализации и предполагаемого срока хранения.
5. Стерильная фильтрация и пастеризация нагреванием
Обе технологии могут способствовать обеспечению микробиологической стабильности пива, однако их преимущества и ограничения различаются.
| Сравнение | Стерильная мембранная фильтрация | Термическая пастеризация |
|---|---|---|
| Основной принцип | Физическое удержание микроорганизмов | Термическая инактивация микроорганизмов |
| Прямой нагрев пива | Обычно не требуется | Обязательно |
| Удаление дрожжей | Да, при использовании подходящей проверенной мембраны | Дрожжи инактивируются, а не удаляются физическим способом |
| Борьба с бактериями | Зависит от подтвержденной степени удержания мембраны | Зависит от утвержденного метода термической обработки |
| Вкус и аромат | Избегается прямого воздействия тепла, однако в процессе обработки могут произойти другие изменения | Это может повлиять на термочувствительные вкусовые и ароматические соединения |
| Основная сложность процесса | Целостность мембраны, образование налёта и контроль загрязнения | Точный контроль температуры, времени и уровня пастеризации |
| Требования к упаковке | Строгое соблюдение гигиенических требований при обращении; может потребоваться асептическая упаковка | Это зависит от того, пастеризуют ли пиво до или после розлива |
Ни один из этих подходов не следует выбирать, руководствуясь исключительно стоимостью оборудования. Пивоваренное предприятие должно учитывать характеристики своей продукции, микробиологические показатели, систему упаковки, производственную мощность и требования к сроку хранения.
6. Какое решение лучше всего подходит для малых, средних и крупных пивоваренных заводов?
Выбор наиболее подходящей системы зависит от масштабов производства и эксплуатационных требований пивоваренного завода.
Небольшие крафтовые пивоварни
Для небольших пивоваренных заводов, реализующих свежее пиво на местном рынке или поставляющих кеги в охлаждённом виде, для некоторых видов продукции может оказаться достаточным традиционное осветление с последующей надлежащей гигиенической обработкой.
Если пивоваренному заводу требуется дополнительный контроль микробиологического загрязнения без применения термической обработки, можно рассмотреть возможность установки подходящей системы мембранной фильтрации. Инвестиции следует оценивать с учетом объема производства, затрат на замену фильтров, технического обслуживания и требуемого срока хранения.
Пивоварни среднего размера
Средние пивоваренные заводы, поставляющие продукцию в бутылках, банках или кегах на более широкие рынки, могут извлечь выгоду из многоступенчатой системы фильтрации, состоящей из предварительной осветки и окончательной мембранной фильтрации.
Система должна быть спроектирована с учетом фактической пропускной способности по пиву, дозы дрожжей, потерь продукции, требований к очистке и производительности упаковочного оборудования.
Для пивоваренных заводов, стремящихся обеспечить длительный срок хранения без термической пастеризации, особенно важно контролировать загрязнение на последующих этапах производства.
Крупные промышленные пивоваренные заводы
Крупные пивоваренные заводы могут использовать автоматическую осветку, мембранную фильтрацию, мгновенную пастеризацию, туннельную пастеризацию или комбинацию технологий стабилизации.
Выбор зависит от объема производства, ассортимента продукции, условий сбыта, эксплуатационных затрат и требуемых микробиологических характеристик.
Для операций с высокой пропускной способностью система также должна обеспечивать непрерывное производство, очистку на месте (CIP), мониторинг технологического процесса, проверку целостности фильтров и валидированный контроль упаковки.
7. Какое оборудование необходимо для стерильной фильтрации пива?
Типичная система фильтрации пива может включать:
- Насосы для перекачки пива, подходящие для данного продукта и условий эксплуатации.
- Фильтр предварительной очистки.
- Конечный блок мембранной фильтрации с подтвержденным показателем удержания микроорганизмов.
- Корпуса фильтров из нержавеющей стали и гигиеничные трубопроводы, контактирующие с продуктом.
- Манометры, контроль перепада давления и измерение расхода.
- Оборудование для CIP и, при необходимости, утвержденные процедуры стерилизации.
- Емкость для светлого пива или гигиеническая система перекачки.
- Соответствующая гигиеническая или асептическая система розлива в зависимости от требуемого срока хранения.
- Меры по проведению микробиологических испытаний и проверке целостности фильтров.
Не каждой пивоварне требуются все компоненты. Окончательная конфигурация оборудования должна определяться типом пива, производственной мощностью, имеющимся пивоваренным оборудованием, форматом упаковки и запланированным сроком хранения.
8. Рекомендации компании TIANTAI Brewtech
В компании TIANTAI Brewtech мы рекомендуем выбирать оборудование для стабилизации пива исходя из реального производственного процесса пивоварни, а не исходить из предположения, что один фильтр способен удовлетворить все требования.
Перед разработкой системы фильтрации рекомендуем уточнить следующую информацию:
Тип пива: Лагер, эль, пшеничное пиво, крафтовое пиво, безалкогольное пиво или другой продукт.
Производственная мощность: Требуемая производительность системы фильтрации в литрах в час.
Формат упаковки: Бочки, стеклянные бутылки, алюминиевые банки или другая тара.
Целевой срок хранения: Предполагаемый срок хранения и условия хранения: в холодильнике или при комнатной температуре.
Имеющееся оборудование: Фильтры для осветления, резервуары для светлого пива, насосы и розливные машины.
Микробиологические требования: Целевые микроорганизмы, требуемые показатели удержания и применимые стандарты на продукцию.
На основании этих сведений компания TIANTAI Brewtech может помочь в оценке подходящих технологий фильтрации и разработке комплексного решения, охватывающего требования к осветлению, мембранной фильтрации, гигиенической перекачке и розливу.
Наша цель — помочь пивоваренным предприятиям обеспечить стабильное качество продукции и микробиологическую стабильность, соблюдая при этом баланс между инвестициями, эксплуатационными расходами, качеством пива и эффективностью производства.
Можно ли пастеризовать пиво, используя только фильтры?
С технической точки зрения невозможно пастеризовать пиво, используя только фильтры, однако с помощью надлежащим образом валидированного процесса мембранной фильтрации можно добиться эффективной микробиологической стабилизации без применения тепла.
Обычные пивные фильтры в основном предназначены для осветления и удаления дрожжей. Проверенная мембранная система может обеспечить более эффективное удержание микроорганизмов, однако для получения надежных результатов необходимы проверки целостности фильтра, соблюдение гигиенических требований при производстве, надлежащая упаковка и микробиологическая проверка.
Для пивоваренных заводов, стремящихся избежать воздействия высоких температур и сохранить оригинальный вкус пива, мембранная фильтрация может стать отличным решением, если это допускают особенности продукта и процесса розлива.
Связаться с компанией TIANTAI Brewtech чтобы обсудить производственные мощности вашей пивоварни, требования к фильтрации и желаемый срок хранения. Наша команда поможет вам подобрать подходящее решение по фильтрации и стабилизации пива для вашего проекта.
Дейзи Электронная почта: business@cnbrewery.com
