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變壓吸附制氮機在啤酒生產中的應用

一、前言 

    啤酒中溶解氧（DO）的多少，直接影響到啤酒的質量，氧會加速啤酒變質，縮短啤酒的貯存期。通過近年來的研究，得知啤酒中氧對酒的損害是多方面的。 

    1、增加啤酒色度使啤酒變成紅褐色； 

    2、產生澀味及老化味，雙乙酰回彈； 

    3、破壞芳香物質，特別是啤酒花的芳香會因氧化而迅速消失； 

    4、形成永久性混濁。 

    目前國內大多數廠家成品酒DO都較高，而且依賴抗氧劑的使用，但使用抗氧劑僅僅是推遲氧化發生，并有負面影響，所以依據國外成功經驗，最完善的做法應當是運用CO2或N2做為隔氧氣體，代替現有使用的壓縮空氣，為治本之法。 

    一般的啤酒廠，過濾和包裝均需要大量二氧化碳。平均年產十萬噸的啤酒廠，需配備1000公斤/h的二氧化碳回收設備，投資約600萬元。但啤酒生產有淡旺季，淡季發酵量減少，二氧化碳生成量急劇減少，很多的二氧化碳回收裝備無法開動或不能滿足需求；而且即使旺季，發酵二氧化碳要先回收、洗滌，再壓縮、凈化、液化、最后汽化使用，能耗大，操作繁瑣，設備復雜。 

    而據國內、外成功經驗，應用制氮機制氮，以空氣為原料，設備投資低（平均為二氧化碳回收裝置的30%），每立方米氮氣成本則僅為二氧化碳裝置的十分之一，穩定性好，隨開隨用，不受淡旺季影響。 

    所以在啤酒生產過程中運用氮氣作為防氧隔離氣體應當是經濟實用的。 

二、如何在生產過程中運用氮氣 

    全國眾多啤酒生產廠家規模大小不同，裝備水平不一，工藝特點不盡相同，但對于用氮氣不外乎以下幾點：發酵罐備壓、洗滌；清酒罐備壓；包裝、二次抽真空；頂氣、頂酒、過濾過程的氮氣保護。 

1.發酵罐備壓 

    發酵初期供氧的目的是為了酵母繁殖的需要，發酵后期要防止氧氣的進入。發酵后期進入氧氣，不利于雙乙酰的還原，使酒有“生青味”，而且如麥汁氧化嚴重的話，還會導致雙乙酰含量增高，所以在發酵后期可運用氮氣做保護氣體，隔絕與氧氣的接觸，在此階段還可利用氮氣洗滌嫩啤酒液，以除去啤酒的不良揮發性氣味，如乙醛、揮發性硫化物，以改善啤酒的口味，加速啤酒的成熟，縮短發酵周期，最后用氮氣在發酵罐內充壓送酒。 

2.清酒罐備壓 

    管道內存在空氣，清酒罐內也有空氣，當啤酒從過濾系統進入清酒罐系統時，管內或罐內的空氣就會流入啤酒，增加含氧量。為了防止這種情況的發生，可在清酒罐系統內充入氮氣，將罐內和管內空氣排出，就可大大減少啤酒含氧量在清酒罐系統的增加，也避免了在此過程中雙乙酰量的再度回升。

3.包裝、二次抽真空 

    我們知道灌裝系統的啤酒含氧量的增加影響非常大。在實踐中，由于灌裝機結構不同所采取的灌裝工藝也不同，而區別是灌裝的預壓氣體是空氣還是惰性氣體。如果用空氣做預壓氣體，無論灌裝機結構如何，只要是用無菌空氣做預壓氣體，啤酒里的含氧量就無疑大為增加，只是增加的量稍有差別，所以，肯定不應當用無菌空氣做預壓氣體，否則，酒的質量就會下降。 

    但運用惰性氣體（如氮氣）做預壓氣體，要同時注意以下五個因素： 

    氮氣純度要高，理論上應當是99.95%，實際運用中99.5%亦可。因為從效果價格比來看，99.5%的制氮機應是合算的。 

    采用激泡引沫趕出瓶頸空氣，以防止灌裝完畢出瓶時，空氣進入瓶頸。 

    抽真空或直接充氮氣，以驅除瓶內原有空氣。 

    用氮氣吹除蓋底空氣。 

    洗瓶時的滴干區足夠長以去除空瓶內殘留水珠。 

    用氮氣時要求氮氣壓力適應啤酒工藝，保持恒壓。 

    另外，據國外經驗介紹，瓶內充填氮氣，不但對酒液無害處，相反在注酒入杯時，更能激起泡沫，且持泡時間成倍延長。 

4.頂氣、頂酒、過濾 

    在頂氣、頂酒、過濾以及其它啤酒輸送過程中，以氮氣做備壓，也就是氮氣的壓力作輸送酒液的動力，可以使啤酒盡可能少與空氣接觸，以降低溶解氧，保持啤酒的風味質量和非生物穩定性。 

三、結論 

    綜上所述，不難得出結論：氮氣作為自然界中最主要的惰性氣體可替代CO2在啤酒生產中所起的保護氣體的作用（除了在酒液中充二氧化碳外），而PSA-N2設備的總體投資、單位體積氮氣低成本卻是CO2回收裝置無可比擬的。同樣，氮氣作為自然界中最主要的惰性氣體，它對啤酒質量的提高，更是無菌壓縮空氣所望塵莫及的。