PSA制氮機(jī)在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用

一、前言 

啤酒中溶解氧（DO）的多少，直接影響到啤酒的質(zhì)量，氧會加速啤酒變質(zhì)，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(chǎn)生澀味及老化味，雙乙酰回彈；
3、破壞芳香物質(zhì)，特別是啤酒花的芳香會因氧化而迅速消失；
4、形成混濁。

目前國內(nèi)大多數(shù)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(fā)生，并有負(fù)面影響，所以依據(jù)國外成功經(jīng)驗，最完善的做法應(yīng)當(dāng)是運(yùn)用CO₂或N₂做為隔氧氣體，代替現(xiàn)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(chǎn)十萬噸的啤酒廠，需配備1000公斤/h的二氧化碳回收設(shè)備，投資約600萬元。但啤酒生產(chǎn)有淡旺季，淡季發(fā)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(fā)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(shè)備復(fù)雜。

而據(jù)國內(nèi)、外成功經(jīng)驗，應(yīng)用制氮機(jī)制氮，以空氣為原料，設(shè)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(wěn)定性好，隨開隨用，不受淡旺季影響。

所以在啤酒生產(chǎn)過程中運(yùn)用氮氣作為防氧隔離氣體應(yīng)當(dāng)是經(jīng)濟(jì)實用的。

二、如何在生產(chǎn)過程中運(yùn)用氮氣

全國眾多啤酒生產(chǎn)廠家規(guī)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(fā)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(hù)。

1、發(fā)酵罐備壓

發(fā)酵初期供氧的目的是為了酵母繁殖的需要，發(fā)酵后期要防止氧氣的進(jìn)入。發(fā)酵后期進(jìn)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(yán)重的話，還會導(dǎo)致雙乙酰含量增高，所以在發(fā)酵后期可運(yùn)用氮氣做保護(hù)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(fā)性氣味，如乙醛、揮發(fā)性硫化物，以改善啤酒的口味，加速啤酒的成熟，縮短發(fā)酵周期，最后用氮氣在發(fā)酵罐內(nèi)充壓送酒。

2、清酒罐備壓

管道內(nèi)存在空氣，清酒罐內(nèi)也有空氣，當(dāng)啤酒從過濾系統(tǒng)進(jìn)入清酒罐系統(tǒng)時，管內(nèi)或罐內(nèi)的空氣就會流入啤酒，增加含氧量。為了防止這種情況的發(fā)生，可在清酒罐系統(tǒng)內(nèi)充入氮氣，將罐內(nèi)和管內(nèi)空氣排出，就可大大減少啤酒含氧量在清酒罐系統(tǒng)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(tǒng)的啤酒含氧量的增加影響非常大。在實踐中，由于灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)不同所采取的灌裝工藝也不同，而最大的區(qū)別是灌裝的預(yù)壓氣體是空氣還是惰性氣體。如果用空氣做預(yù)壓氣體，無論灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)如何，只要是用無菌空氣做預(yù)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(yīng)當(dāng)用無菌空氣做預(yù)壓氣體，否則，酒的質(zhì)量就會下降。

但運(yùn)用惰性氣體（如氮氣）做預(yù)壓氣體，要同時注意以下幾個因素：

• 氮氣純度要高，理論上應(yīng)當(dāng)是99.95%，實際運(yùn)用中99.5%亦可。因為從效果價格比來看，99.5%的制氮機(jī)應(yīng)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(jìn)入瓶頸。
• 抽真空或直接充氮氣，以驅(qū)除瓶內(nèi)原有空氣。
• 用氮氣吹除蓋底空氣。
• 洗瓶時的滴干區(qū)足夠長以去除空瓶內(nèi)殘留水珠。
• 用氮氣時要求氮氣壓力適應(yīng)啤酒工藝，保持恒壓。

另外，據(jù)國外經(jīng)驗介紹，瓶內(nèi)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(fēng)味質(zhì)量和非生物穩(wěn)定性。

三、結(jié)論

綜上所述，可以得出結(jié)論：氮氣作為自然界中最主要的惰性氣體可完全替代CO₂在啤酒生產(chǎn)中所起的保護(hù)氣體的作用（除了在酒液中充二氧化碳外），而PSA-N₂設(shè)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(zhì)量的提高，更是無菌壓縮空氣所望塵莫及的。