用于啤酒过滤的中空纤维膜装置的制作方法

本实用新型涉及一种啤酒过滤装置，具体涉及一种用于啤酒过滤的中空纤维膜装置。

背景技术：

啤酒发酵液中存在酵母、酒花等浑浊固体，含量约为1-2％，为了更久的保存啤酒，需要除去这些浑浊固体，使啤酒澄清，延长啤酒的储存寿命。

除固体可以有几种不同的方法。比较常用的是硅藻土过滤。但硅藻土只能一次性的使用，过滤一批啤酒就要扔掉。主要问题是产生大量废渣，污染环境。

也可用膜过滤啤酒，滤出的固体，综合利用作为饲料或食品添加剂，对环境保护较有利。但是大部分膜材料为聚砜(ps)或聚醚砜(pes)。已知公开的pes/ps中空纤维啤酒膜丝专利us20190076790，us20110114559，这些材料耐化学性，尤其是耐强碱与强氧化剂不理想，一般耐碱不超过0.4％，耐次氯酸钠不超过500ppm，不能碱洗及氧化剂消毒。

其他分离方法包括离心，吸附和深度过滤和沉淀。这些过滤器没有一个能像膜过滤那样高效且具有相同的去除能力。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种耐化学性好、过滤高效的用于啤酒过滤的中空纤维膜装置。

本实用新型提供如下技术方案：

用于啤酒过滤的中空纤维膜装置，包括缓冲罐、循环泵、反洗泵、膜组件、循环控制阀、清啤酒储罐和排渣阀，所述缓冲罐的出口与循环泵连接，所述膜组件包括外壳和设置在外壳内的pvdf中空纤维膜，所述膜组件的外壳上设置有原啤酒进口和原啤酒出口，所述循环泵与膜组件的原啤酒进口连接，所述膜组件的原啤酒出口与循环控制阀连接，所述循环控制阀再与缓冲罐连接，所述膜组件上还设有第一清啤酒出口、第二清啤酒出口，所述第二清啤酒出口通过第二清啤酒阀与清啤酒储罐连接，所述第一清啤酒出口通过第一清啤酒阀与清啤酒储罐连接，所述清啤酒储罐通过反洗泵和反洗阀连接第一清啤酒出口。

进一步的，所述循环泵的管路上安装有循环进口阀，循环进口阀与原啤酒进口阀连接，原啤酒从原啤酒进口阀进入。

进一步的，所述膜组件还与排渣阀连接。

进一步的，所述pvdf中空纤维膜的孔径为0.2-2微米。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用热致相分离法制成的啤酒过滤膜，减少硅藻土废渣对环境污染，回收的酵母等固形物可以综合利用为食品添加剂或饲料。pvdf中空纤维膜采用排渣和清洗可以重复用，过滤后的啤酒澄清度高，质量好，可以提高保质时间。

(2)比起现有的聚砜(ps)或聚醚砜(pes)膜材料，可以重复用，能用强碱、强酸和氧化剂来清洗，膜过滤的效率高，寿命长。

(3)比起其他分离方法(离心，吸附和深度过滤，沉淀)，更有效去除啤酒的浊度，让啤酒浊度小于0.25ntu。

附图说明

图1为本实用新型系统框图。

图2为膜组件的结构示意图。

图中：1、缓冲罐；2、循环泵；3、反洗泵，4、膜组件，41、外壳，42、pvdf中空纤维膜，43、原啤酒进口，44、原啤酒出口，45、第一清啤酒出口，46、第二清啤酒出口；5、循环控制阀；6、清啤酒储罐；7、排渣阀；8、第二清啤酒阀；9、第一清啤酒阀；10、循环进口阀；11、原啤酒进口阀；12、反洗阀；13、进口压力表；14、产酒压力表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型的用于啤酒过滤的中空纤维膜装置，包括缓冲罐1、循环泵2、反洗泵3、膜组件4、循环控制阀5和清啤酒储罐6，缓冲罐1是过滤循环啤酒与部分滤渣的中间储槽，缓冲罐1的出口与循环泵2连接，膜组件4包括外壳41和设置在外壳41内的pvdf中空纤维膜42，膜组件4的外壳41上设置有原啤酒进口43和原啤酒出口44，循环泵2与膜组件4的原啤酒进口43连接，膜组件4的原啤酒出口44与循环控制阀5连接，循环控制阀5再与缓冲罐1连接，膜组件4上还设有第一清啤酒出口45、第二清啤酒出口46，第二清啤酒出口46通过第二清啤酒阀8与清啤酒储罐6连接，第一清啤酒出口45通过第一清啤酒阀9与清啤酒储罐6连接，清啤酒储罐6通过反洗泵3和反洗阀12连接第一清啤酒出口45。

循环泵2的管路上安装有循环进口阀10，循环进口阀10与原啤酒进口阀11连接，原啤酒从原啤酒进口阀11进入，原啤酒进口阀11的管路与循环泵2连接。

膜组件4还与排渣阀7连接。当跨膜压力大于0.3mpa，循环进口阀10，循环控制阀5，第二清啤酒阀8，第一清啤酒阀9关闭，此阀打开，利用内压排出固体渣。13处为进口压力表，可测原啤酒的压力；14处为产酒压力表，可测清啤酒压力。两者压力差为跨膜压。

啤酒过滤过程如下：

过滤采用内压式，原啤酒从膜组件4的中空内进入，澄清的过滤啤酒从膜中空外得到。过滤过程需要连续循环，防止啤酒渣沉淀。过滤啤酒对比循环啤酒是质量比6-7：3-4。

本实用新型的过滤装置可实现膜清洗，以便持续过滤不用停。第一类清洗为跨膜压力达到0.05-0.2mpa，如0.15mpa，停止过滤用缓冲罐的阀门，即循环控制阀5排渣到装置内。第二类清洗为反洗，每过15-60分钟，如30分钟，停止过滤，有反洗泵3、反洗阀12实现用清酒反洗。第三类清洗为跨膜压力达到0.2--0.4mpa，如0.3mpa，停止过滤用排渣阀7排渣到装置外。

当跨膜压力达到设定值如0.5mpa时，膜需要进行化学清洗。化学清洗采用80℃的热水，80℃的质量百分含量1-3％的naoh，质量百分含量1-3％硝酸或磷酸，质量百分含量0.05-0.5％次氯酸钠或氧化杀菌剂，清洗后的膜用清水冲洗干净待用。化学清理前后用热水清洗。清洗后过滤的效率可以提高到原有的效率，膜可以重复实用。

pvdf中空纤维膜42的孔径为0.2-2微米，0.2-2微米的孔径，足以让风味分子通过，并足以去除改变啤酒口味的物质(酵母，微生物)。

整个系统工作过程如下：

过滤过程：过滤前，用缓冲罐1内的混浊用循环泵2打入膜组件4，从膜丝内流到膜丝外，pvdf中空纤维膜42把所有的酵母和大粒径物质截住留在膜丝内侧，pvdf中空纤维膜42外得到清澈的啤酒。循环泵2使啤酒一直在膜丝内循环，固体在膜内产生一定的过滤压力。

排渣过程：设定压力超过设定值如0.15mpa，循环控制阀5将打开，解压；排渣到系统内。在膜压力达到0.2-0.55mpa,需要让过膜压力减低，防止阻塞，过滤系统需要排渣从排渣阀7排出系统，减低过膜压力。滤出的啤酒的浊度低于0.25ntu。

采用热致相分离法(tips)制成的啤酒过滤膜，比起现有的硅藻土只能一次性实用，减少硅藻土废渣对环境污染，解决了产生大量废渣垃圾的问题，回收的酵母等固形物可以综合利用为食品添加剂或饲料。pvdf中空纤维膜采用排渣和清洗可以重复反重用，寿命比起硅藻土长，减低了啤酒的生产废料，比较环保。过滤后的啤酒澄清度高，质量好，可以提高保质时间。

pvdf热致相分离法制成的膜，比起现有的聚砜(ps)或聚醚砜(pes)膜材料，可以重复反重用，更耐化学清洗。能用强碱、强酸和氧化剂来清洗，膜过滤的效率高，寿命长。适用于饮料方面的过滤。

pvdf中空纤维膜过滤比起其他分离方法(离心，吸附和深度过滤，沉淀)，更有效去除啤酒的浊度，让啤酒浊度小于0.25ntu。

pvdf中空纤维膜丝过滤占用的位置比硅藻土少，啤酒厂的空间利用率高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。