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    粉狀活性炭在酒水制造業中的凈化作用

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    粉狀活性炭在酒水制造業中的凈化作用

    發布日期:2018-10-15 作者: 點擊:

    粉狀活性炭在酒水制造業中的凈化作用


    木炭是炭素素材之一。自古便利用它作燃料和冶金。并利用其吸著能力除去毒物和細菌。此外還利用它除去潰瘍的惡臭和飲水凈化等。俄國的伏特加白酒工藝以木炭脫臭,一直沿用至今。古時利用木炭只是停留在經驗的基礎上,將持有吸著能力的木炭效能人工加大,使其吸著效能在工業上得列了廣泛應用。通過再加工的炭料就是活性炭。約在六七十年前在精制糖、釀造、制藥、食品工業中活性灰得到了廣泛利用。隨著對環保的重視,對排水、排氣處理上活性炭也大顯身手。在我們身邊的日常生活中常見到的如煙過濾、脫氧劑、凈水器、冷藏脫臭等也都少不了活性炭。1991年日本工業消費活性炭量達71517噸。

    1、活性炭種類及制法

    活性炭根據形狀不同??煞譃閮纱箢?。即粉狀炭與粒狀炭。在粒狀炭中又分為以椰子殼為代表的破碎炭、圓柱炭或球狀的成型炭。粉狀炭主要應用于液相。如酒類、醬油、精制糖、油脂、醫藥等脫色與精制。特別是水凈化的用量相當大。粒狀炭多用于氣相,但液相也使用,主要用途為空氣凈化、煙過濾以及溶劑回收等。粉狀活性炭廠家

    酒類專用粉狀活性炭

    活性炭制作方法又分為藥物賦活法和氣體賦活法。粒狀活性炭用氣體賦活法,粉狀活性炭兩種方法都使用。藥物賦活法是在原料中加入化學藥品然后加熱炭化予以賦活的方法。常用的原料為鋸屑粉,化學藥品為氯化鋅法。鋸屑中加入氯化鋅浸漬后,在回轉窯內加熱至600-700℃。浸漬所用的氯化鋅是脫水作用,將原料中氫、氧及水蒸氣放出,于是便形成多孔質構造的炭素。該工程稱為"燒成"。燒成物中尚遺留許多氯化鋅,氯化鋅加鹽酸回收同時,灰分中可溶性不純物亦被消除?;厥盏穆然\精制以后,再供與燒成使用。終回收的燒成物反復用水洗,將酸及不純物除去以提高純度,然后用干燥機干燥即為成品。粉碎方法又分為干燥前濕式粉碎和干燥后干燥粉碎。藥物賦活法是炭在燒成之后、干燥之前在液相中操作,一般稱為氯化鋅法。粉狀活性炭廠家

    釀酒生產車間

    氣體賦活法是原料炭化以后,用水蒸氣、空氣、二氧化碳、燃氣等,燃燒800-1200℃予以賦活的方法。在炭化過程中,氫、氧、水蒸氣放出,使炭進一步賦活。于是在炭素粒上形成大量微細的小孔構造,從而制成多孔質活性炭。用鋸屑原料生產的粉末炭,多采用原料自身燃燒發生的水蒸汽及燃燒氣體予以賦活。所以氣體賦活法一般稱作水蒸氣法。燃燒后的燃燒物粉碎后加水呈漿狀,然后用酸及水洗除去不純物以提高純度。經干燥后即為成品。

    由于制法不同,仔細觀察可以看出活性炭粒形狀不同。氯化鋅法活性炭形狀平板狀者居多。水蒸氣法活性炭呈釘狀者居多。做為吸著劑活性炭的特征在于細孔的分布狀態。粒狀活性炭平均細孔大,吸著分子徑大的物質。粉狀活性炭吸著分子徑小的物質。

    二、粉狀活性炭在制酒中的應用

    粉狀活性炭的主要用途是脫色。精制糖、味精、制藥所用的活性炭都是用于脫色。而在釀造上,特別在清酒上活性炭并不單純是脫色,而是一專多能的。例如在清酒醪內吸著不純物及異味,特別將醪內火落乳酸菌的營養成分被吸著。抑制火落菌的生育,所以清酒釀造離不開粉狀活性炭。在燒酒上用于吸附油性物防止渾濁等。應該說明的是活性炭吸著沒有選擇性。在吸著異味物質的同時香味成分亦部分被吸著。致使酒的香味因受損失而下降。

    1、脫色

    清酒用粉狀活性炭脫色,可以把深茶色的酒脫成無色透明,它不但脫色效果明顯,并在防止日光著色與貯藏著色上也大顯身手。粉狀活性炭對于清酒味矯正、酸敗清酒矯正、防止火落菌生育、防止渾濁及除鐵等項也有重要作用。粉狀活性炭廠家

    由于酒的質量及粉狀活性炭質量都在變化,所以對粉狀活性炭用量不能固定不變。況且酒內成分不定;粉狀活性炭對各種成分的吸著力亦不相同。例如黃烷酮類、美蘭德類色素很容易被吸看除去;如果酒內混入鐵而生成的甘氨酸鐵,常常雖經粉狀活性炭脫色之后,仍然留有顏色存在。增加粉狀活性炭用量雖可以提高鐵除去率。但也只能除去50-60%。

    粉狀活性炭使用時,與溫度影響、接觸時間、使用數量與吸著率都密切相關。經試驗酒溫在20-60℃之間粉狀活性炭吸著率并無明顯差別.認真攪拌使之充分分散,一般1小時就足夠了。粉狀活性炭增加兩倍用量,其脫色率(吸著率)也并不是兩倍。所以過量使用粉狀活性炭并不能得到予期效果,并使酒內粉狀活性炭溶出物增加和香味成分損失加大。

    2、酒味矯正

    酒里各種香味成分之間。應保持一定的平衡性。某些成分濃度降低即能出現邪味,但是香味成分過高又變成了邪雜味。利用活性炭吸著可使酒中各成分間保持一定的平衡性。清酒香味過濃在市場上不受歡迎。利用活性炭除去一部分香味,使酒味淡雅,于是活性炭對香味成分起到了矯正作用。粉狀活性炭對酸敗清酒也有一定矯正作用。酸敗的醪液一般發酵遲緩,酸度增加并帶有酸臭味,酸臭味的主要成分是乙酸、丁酸、雙乙酰等臭味的混合。對酸臭清酒處理一般粉狀活性炭的效果并不明顯。但椰子殼活性炭及分子篩活性炭的效果佳。除酸臭清酒之外,對燒酒中的渾濁物質(油性物質)及酒中的異臭、橡皮臭、霉臭、木材臭等也能吸著而除去一大部分。

    3、火落菌防止

    火落菌是清酒釀造上獨有的害菌。清酒中酒精分在15%以上,普通微生物要想生存是不可能時。唯有火落菌這個特殊微生物能夠生存。由于火落菌的增殖導致清酒白濁、酸度增加、香氣惡化以致酒很難喝。

    火落菌是乳酸菌的一種,在糖和牛肉汁培養基上能夠生育的火落性乳酸菌和只有在含有清酒酸性培養基上才能生育的真性火落菌兩大類。真性火落菌生育必須有清酒存在。問題在于不需具有美巴倫酸生育因子,而美巴倫酸是曲霉在制曲過程中生成的。真性火落菌的特性是耐酒精性強,只有在酸性培養基上才能生育(好酸性);酒精對火落菌生育有促進性(好酒精性)。美巴倫酸是它生長的必需因子;只有對少數糖類有發酵性是它的特性。

    真性火落菌中有異型與正型,異型比正型的耐酒精性弱而耐熱性極高。清酒感染火落菌致使商品價值大為降低,是廠家為頭痛的事?;钚蕴繉鹇渚蟹乐鼓芰??;钚蕴繉Ⅴ惨簝然鹇渚鸂I養成分吸著,即切斷其營養源,如維生素B氨基酸、蛋白胨、肽等被吸著除去,造成火落菌在醪內無法生存。尤其是經活性炭處理后的清酒,再不容易出現火落菌事故。

    4、除鐵

    鐵是釀酒的大敵,鐵嚴重地影響酒的色澤及香味。酒中含鐵量高時酒呈黃色乃至黃褐色,凡有鐵的酒呈魚腥味或銹味?;钚蕴砍F并不十分理想,加大活性炭用量可以除去酒中鐵50-60%。因此關鍵在于對釀造用水、容器、濾材等的生產管理上下工夫,以防止鐵的混入。

    5、水凈化

    水凈化多采用粉狀活性炭。利用活性炭將釀造用水中鐵、鋁、鋅等陽離子吸著除去外,并對水的焦臭、漂白粉、氯仿等氯化物也有吸著能力。但卻對發酵有益的鈣、鎂的吸著能力很小,這對釀酒極為有利。采用活性炭作為填充劑處理水時.要保證吸著能力有富裕,必要時可以增加幾倍,而且要經常檢查。假若吸著能力飽和仍然繼續使用時,反而把處理水變成了污染水,這樣的教訓是經常見到的。以除鐵為目的凈化水時,其簡易方法為將淡色清酒(可用曲汁發酵液代替)100ml加處理水20ml在冷暗處放置約10天。與原酒樣加蒸餾水20ml對照。經對照從顏色上即可判斷出除鐵的效果如何。

    粉狀活性炭廠家

    三、活性炭對燒酒渾濁物質及清酒香味成分的吸著

    1、燒酒除濁

    活性炭顆粒細微,表面上又有許多小孔,所以它有著很強的吸著能力。雖然它對不同物質的吸著能力不同。但卻沒有選擇性。不管是香味成分還是異味成分一概無選擇的吸著。所以對活性炭的用量要適宜。既要使活性炭發揮吸著效能,又要減少香味成分不應有的損失。白酒除濁尤其是這樣。要選擇用量的佳點,既要照顧到引起白酒渾濁油性物質的除去率,又要對香味成分維持較高的保有率。40%V/V燒酒活性炭添加量控制在0.01-0.1范圍以內。用量過多除去率提高不大而香味成分的損失率卻大為增加。

    從表2可以看出,活性炭脫油性物有一定的優越性和合理用量的重要性。也可以看出各廠家所生產的活性炭效率相差很大。為了對照插入了己酸乙酯及異戊醇并行試驗,結果說明只要活性炭用量適當,己酸乙酯及異戊醇仍然有較高的保有率。從圖1上看,粉末活性炭添加量0.05%時.亞油酸乙酯可以完全除掉。但對油臭的半醛類物質只能除去50%,0.5%時則可完全除掉。如果單獨以除去油性物質為主要目的時。用量必須在0.5%以下。添加量如果超過這個指標,己酸乙酯等香氣成分就要蒙受巨大損失了。同時,酒與活性炭的接觸時間和過濾時間也要相應縮短。時間長除去率未曾提高而香味成分蒙受巨大損失。

    2、清酒香味成分吸著

    活性炭用量不宜過多,超極度大量使用時.不但將香氣成分除去,有時還會出現注:SAEA即油臭物質圖1粉末活性炭添加量對油性成分及香氣成分的除去率醛臭、乙酸乙酯臭、炭臭等。這都是由活性炭本身帶人酒內的。

    表3清酒經活性炭吸著被除去的成分活性炭細孔的大小與吸著關系很大,在活性炭上分布的的細孔20-40埃的專吸著色的大分子,細孔徑平均5埃的分子篩與能吸著香氣成分(現已實用化)。破碎炭、椰子殼炭對香氣成分也有較強的吸著能力。清酒中添加100g/kl活性炭對吟釀香主體香氣己酸乙酯吸著率達50%,乙酸異戊酯吸著20%。從這一點上看用量大時香味成分的損失是相當可觀的。特別是濃香型白酒用活性炭處理時還真要留點神哩!

    活性炭的功用雖然很多,但絕不是釀酒技術拙劣的救命仙丹。用低劣原料和粗糙工藝生產出來的次品酒,如何巧妙的利用活性炭也難以使劣質酒變成優質酒。所以必須首先生產出好酒,巧用活性炭使其錦上添花。

    四、使用活性炭注意事項

    1、沉降性活性炭以形狀分類為粉末活性炭與粒狀活性炭,粉末活性炭用于溶液而粒狀活性炭則多用于氣相。在使活性炭吸著能力充分發揮條件下,還要對所要求的粒度進行粉碎加工。也就是除吸著性能之外,沉降性與過濾性也是活性炭的重要指標。粉末活性炭一般粒子小于45μ比例約占50-70%?;钚蕴渴禽p體多孔質,外觀密度0.2-0.3g/ml,所以在液體中,特別是濃度大或粘度大的情況下,活性炭難以沉降,因而給過濾帶來困難。商品活性炭粒子是不均一的。是大小不同粒子的混合體?;钚蕴坑肨yler篩濕式分離測定。

    篩分離區分沉降大于350目者都很快沉降器底,小于350目者懸浮于液內沉降困難。為了適應沉降性的要求。產品中應加大350目活性炭的比例。當然應用于蒸餾酒上,沉降是不成問題的。

    測定方法:100ml帶塞量筒中.用400g/kl(活性炭/清酒)振蕩10次放置,以觀察計時表示沉降速度。白酒除濁試驗可以適當調整。此外應該說明的是,活性炭沉降性與脫色力之間以及其它特性,都不存在相關性。

    2、炭臭

    活性炭在灑里溶出的炭臭一般人覺察不出來,但有經驗的人一嘗便知?;钚蕴咳艹龅奶砍粲幸韵聨追N原因:(1)活性炭自身質量問題;(2)用量過大;(3)活性炭與酒的接觸時間過長;(4)活性炭包裝開封過久。

    日本曾有人用44種活性炭樣品向酒內添加試驗,結果(1)未知成分增加者35種;(2)乙酸乙酯顯著增加者5種;乙醛增加者4種。說明活性炭在酒里是有反應的。由此引發質量事故也時有發生,應予以特別注意。

    事實上活性炭吸著作用時,在半小時內直線上升,30-60分鐘提高幅度不大,1-10小時基本上與1小時持平。說明不需在酒內停留過久。溫度與吸著作用關系不太大,增加攪拌借以增加接觸面能夠提高吸著力。

    3、炭粒飛散活性炭是輕體多孔質,稍許觸動即到處飛揚。飛散不但造成不應有的損失,重要的是對工人的污染及呼吸道的影響很大,所以要加強勞動保護。


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