Содержание

ИСТОРИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ПИВА

НЕОБХОДИМОСТЬ ФИЛЬТРАЦИИ

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ

ТИПЫ КИЗЕЛЬГУРОВЫХ ФИЛЬТРОВ

ГЛУБИННАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

МЕМБРАННЫЕ КАРТРИДЖИ

ФИЛЬТРУЮЩИЕ МОДУЛИ

ФИЛЬТРАЦИЯ ПИВА ОТ ИЗБЫТОЧНЫХ ДРОЖЖЕЙ

ПРОИЗВОДИТЕЛИ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

СПЕЦИФИКА ПРОИЗВОДСТВА ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

КРИТЕРИИ ВЫБОРА

В условиях современной, жесткой конкуренции способность пива сохраняться достаточно долго стала обязательным условием его успешной реализации. В этом пивоварам обычно помогают качественная фильтрация и, как дополнение к ней, пастеризация. К сожалению, оба этих способа искажают исходную органолептику пива, но радикальной альтернативы им пока что нет. Необходимая степень прозрачности пива традиционно достигается за счет качественной фильтрации. Под фильтрацией, в данном случае, понимается отделение от пива взвешенных частиц, дрожжевых клеток и микроорганизмов.

ИСТОРИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ПИВА

Начиная со времени возникновения пива и вплоть до XIX века пиво, в современном понимании этого слова, не фильтровали.*

Необходимость в фильтрации возникла только тогда, когда появилась потребность в массовой продаже пива, разливаемого в бутылки. На первый план вышла необходимость достигнуть высокой прозрачности и стойкости пива, так как увеличения продаж выгоднее всего было добиваться за счет максимального продления срока годности. Это послужило отличным стимулом для быстрого совершенствования процесса фильтрации.

В XIX и начале ХХ века, наиболее удачным по конструкции, цене и эффективности был метод фильтрования пива с помощью фильтрмассы. Она представляла собой разъемные блоки специальной целлюлозной массы, которые заключались в металлическую раму. Они набивались внутрь рамы, а после фильтрации вынимались и очень тщательно промывались. По словам тех, кто еще застал эту технологию, промывка фильтрмассы была весьма кропотливым и трудоемким процессом. Но при условии регулярной промывки и своевременной замены, фильтрмасса обеспечивала неплохой уровень фильтрации.

По словам Руди Магета, эксперта по пивоварению компании «Filtrox-Werk AG» (Швейцария), на американских заводах «Anheuser-Busсh Inc.» (пиво «Budweiser») для фильтрации пива до сих пор используется фильтрмасса.**

Начиная с 30-х годов ХХ века фильтрмассу потеснил, позже — практически вытеснил кизельгур. Кизельгур состоит из кремниевых панцирей одноклеточных водорослей (так называемых диатомей). За рубежом фильтры, в которых используется кизельгур, часто называются диатомитовыми, а сам фильтрующий материал — диатомитом.***

* В древней Месопотамии пиво пили через специальные тростниковые трубочки, чтобы отфильтровать нерастворимые остатки процесса пивоварения. Нечто подобное существовало и в Урартском царстве. По свидетельству древнегреческого историка Ксенофонта (430-125 гг. до н. э.) «ячменное вино хранилось там в огромных карасах-кувшинах. В уровень с краями сосудов в вине плавал ячмень, а в него был воткнут тростник больших и маленьких размеров… Кто хотел пить, должен был взять этот тростник в рот и тянуть через него ячменное вино».

Но назвать фильтрацией такую традицию потребления пива, конечно же, нельзя.

** «Anheuser-Busсh Inc.», расположенная в Сент-Луисе, штат Миссури (США), является мировым лидером по производству пива.

Материнская пивоварня была основана в 1852 году Джорджем Шнайдером. Несколько лет спустя, ее владельцами стали Эберхард Анхойзер и Адольф Буш, по имени которых и была названа компания. Сегодня «Anheuser-Busсh Inc.» владеет двенадцатью пивоваренными заводами в США и ежегодно производит около 175 миллионов гектолитров пива.

*** Термин «кизельгур» имеет четко немецкую окраску. В последние годы он активно используется в нашем Отечестве. Слово «диатомит» более привычно для англоязычных стран, в частности, США. Иногда словами «кизельгур» и «диатомит» подчеркивается регион-изготовитель этого фильтрующего материала.

Кизельгур добывается в открытых карьерах. Основной операцией по приведению его в товарный вид является прокаливание, при помощи которого кизельгур очищается от остатков органических веществ. Грубый, а затем тонкий кизельгур намывается потоком воды в два слоя на специальный опорный картон, после чего через полученный слой (толщина 2-3 мм) продавливают пиво. В процессе фильтрации в поток пива добавляется тонкий кизельгур, что делает фильтрацию особенно качественной и, одновременно, позволяет обновлять фильтрующий слой.*

* В Европе отработанный кизельгур в виде эффективного удобрения вывозят на поля, добавляют в виде подкормки в корм курам и скоту — содержащиеся там дрожжи положительно влияют на организм. В некоторых местах отработанный кизельгур добавляется в массу, из которой изготавливаются строительные кирпичи.

На сегодня фильтрование через намывной слой кизельгура является наиболее распространенным в мире. В начале века он получил распространение в США. После Второй Мировой войны начал применяться и в странах Европы, а в 60-х годах нашел широкое применение в СССР.

СУБЪЕКТ РЫНКА
«Filtrox-Werk AG»
Год основания:	1936.
Форма собственности:	Акционерное общество (AG).
Виды деятельности:	Инжиниринг, производство оборудования и средств для сепарации и фильтрации жидкостей, преимущественно безалкогольных напитков.
Основные виды продукции:	Данные не предоставлены.
Уставный фонд:	9 миллионов швейцарских франков.
Количество рабочих:	300 (ФИЛЬТРОКС ГРУП).
Объем производства в 1999-2000 годах:	продукция на 93 миллиона швейцарских франков.
Наличие дочерних предприятий, представительств и филиалов:	Великобритания, Германия, Франция, Швейцария и Чехия.
Денежный оборот за 2000 год:	Данные не предоставлены.
Налогооблагаемая прибыль за 2000 год:	Данные не предоставлены.

Распространению новой методы благоприятствовало то, что для фильтрации через кизельгур можно было относительно легко приспособить уже существовавшее фильтрационное оборудование. Именно поэтому первые рамные фильтры для кизельгуровой фильтрации по своей конструкции походили на фильтры с фильтрмассой. Подобное сходство было вызвано не столько техническими, сколько психологическими причинами — если система неплохо проявила себя при переходе на другой фильтровальный материал, зачем что-то менять?

Сегодня, по словам экспертов, рамные фильтры достигли вершины своих возможностей в отношении производительности и усовершенствования.

К преимуществам рамных фильтров относится надежность и относительно невысокая стоимость. К общим недостаткам — большое время вспомогательных операций (ручная разборка, чистка и промывка картона и рам после каждой фильтрации). Такие недостатки, как плохое удаление воздуха из фильтра и сложность промывки можно отнести только за счет конструкторских просчетов некоторых фирм, изготавливающих рамные фильтры. С системами, изготовленным известными фирмами, таких проблем не возникает.

Следующим поколением кизельгуровых фильтров стали более совершенные и гораздо более мощные фильтры с горизонтальными фильтрующими элементами. Эти фильтры относятся к высокопроизводительным, их производительность достигает 1000 гл./ч. Что очень важно, специфическая производительность горизонтального фильтра может сильно варьироваться в зависимости от условий и потребностей производства от 4 до 6,2 гл/м2 в час. Такое возможно только на горизонтальных фильтрах. Фильтр горизонтальной фильтрации выгоден тем, что позволяет практически полностью избавиться от смарки в случае выдавливания пива из корпуса фильтра углекислотой. Правда, при такой технологии все же не удается свести потери пива к нулю, т. к. какое-то количество экстракта останется в кизельгуровом слое. Так, на фильтре с площадью фильтрующей поверхности 100 м2 при толщине слоя в конце фильтрации до двух сантиметров, в канализацию после каждой фильтрации попадет вместе с осадком до 600-1000 литров готового пива. Этих потерь можно избежать в случае вытеснения пива не углекислотой, а водой с последующим дозированием смарки в ток при следующей фильтрации. Отработанный кизельгур из горизонтального фильтра удаляется не в виде суспензии, а в виде пасты, с содержанием сухих веществ до 35%. Характерной особенностью этого фильтра является то, что в случае непредвиденной остановки насоса (например, в результате отключения электроэнергии) кизельгуровый слой на горизонтальном фильтрующем элементе, в отличие от фильтров с вертикальными фильтрующими элементами (рамного и свечевого), не может сползти вниз. Такая остановка на качество фильтрации не повлияет.

Следующим типом кизельгуровых фильтров является свечной фильтр. В нем кизельгур намывается на цилиндрические вертикальные элементы, сделанные в виде свечей.

К недостаткам свечевых фильтров относится более жидкая консистенция отработанного кизельгура (слой со свечей смывается воздушно-водяной эмульсией, поэтому содержание сухих веществ в осадке обычно не превышает 30%), что требует дополнительных мер по декантации* осадка.

*Декантация — сливание жидкости с отстоявшегося осадка.

По словам представителей фирмы «Filtrox-Werk AG» (Швейцария), наиболее известного мирового производителя свечевых фильтров, заявления конкурентов о якобы имеющихся у свечевых фильтров серьезных недостатках (особо усиленно ранее муссировались слухи об опадении слоя) не выдерживают никакой критики. На всех свечевых фильтрах «Filtrox» установлена безотказная система защиты слоя, автономно обеспечивающая минимально необходимый для удержания слоя поток на фильтре в течение многих часов даже при полном отключении электроэнергии. Свечевой фильтр, таким образом, стал более устойчив к сюрпризам российских энергетиков, чем традиционный рамный. В последние 1-2 года поток критики свечевых фильтров постепенно сошел на нет, поскольку все ведущие фирмы-производители фильтров, ранее не выпускавшие свечевых фильтров, сами приступили к их производству, по их словам значительно улучшив конструкцию и экономические показатели свечевых фильтров.

К числу наиболее многообещающих современных разработок относятся мембранные фильтры. При использовании мембраны, смарочного пива практически не остается. По словам специалистов, технология фильтрации пива с помощью мембран будет окончательно «доведена» и поставлена на промышленный поток уже в ближайшие годы. Цена на них должна стать гораздо более доступной. Для изготовления мембран используется пластик или пористые керамические материалы.

Мембранный фильтр по принципу своего строения схож с кизельгуровым «пирогом». Грубый, средний и тонкий кизельгур намывается последовательными слоями — чтобы задержать все, что можно и при этом как можно дольше сохранить работоспособность слоя. Первый слой задерживает наиболее крупные частицы, средний — более мелкие, третий — все то, что осталось. По такому же принципу располагаются поры в мембранном фильтре. Отличие состоит в том, что мембрана не предназначена для грубой фильтрации. Конечно, мембранный фильтр можно поставить и на начальную фильтрацию, но в таком случае картриджи придется менять каждые 20-30 минут, а это недешевое удовольствие. Мембранная фильтрация применяется в качестве второй или даже третьей ступени фильтрации. В этом она сравнима с фильтр-картоном.

В Германии мембранная фильтрация позволяет пивоварам получать очень высокий процент выхода пива практически без потерь. Мощный мембранный фильтр остается мечтой многих отечественных пивоваров, но для нас такой фильтр пока дороговат.

Кроме этого, мембранный фильтр дает хорошие результаты по экономичности только при условии четкого соблюдения технологии пивоварения. Эта оговорка ощутимо снижает интерес к нему на многих российских пивоваренных заводах.*

* По нашему мнению, именно невысокая микробиологическая дисциплина сделала столь популярной на отечественных предприятиях пастеризацию, особенно проводимую в бутылках. Она предоставляет возможность ликвидировать все возможные последствия вторичного осеменения или заражения пива уже на последней стадии. Но пастеризация искажает вкус пива.

Большинство зарубежных экспертов сходятся на том, что у мембранной фильтрации есть все шансы серьезно потеснить кизельгур и выйти на уровень основной технологии. Но по тем же прогнозам это станет возможным не ранее, чем через 15 лет.

НЕОБХОДИМОСТЬ ФИЛЬТРАЦИИ

Задачи, решаемые в процессе фильтрации пива, становятся все более разнообразными. Если двадцать лет назад главной задачей было осветление неотфильтрованного напитка, то сегодня в фильтрационном отделении проводятся стабилизация и карбонизация пива, тут в него вводятся добавки, корректирующие показатели начального сусла, а также производится смешивание пива. Кроме этого, в странах, на которые не распространяется немецкий закон о чистоте пивоварения (по нему для приготовления пива могут использоваться только вода, солод, хмель и дрожжи) на этапе фильтрации в напиток вводятся различные добавки.

Пиво представляет собой сложную систему, состав компонентов в которой со временем меняется (в первую очередь, речь идет о сложных полифенольных и белковых соединениях). Какие бы составляющие мы ни вывели из состава пива, это неизбежно окажет влияние на органолептику. Фракции, которые остаются в плохо отфильтрованном пиве, практически не влияют на вкус. Но через определенное время они приводят к возникновению нежелательных реакций, пагубно влияющих на пиво.

Свежее нефильтрованное пиво имеет ряд специфических качеств, из-за которых оно весьма популярно в традиционно пивных странах (в частности, Германии и Чехии). Ему присущ золотистый цвет, такое пиво слегка мутноватое на свет, в нем хорошо выражен вкус хмеля и отчетливо чувствуется дрожжевой запах. Подобное пиво с полным основанием действительно можно назвать жидким хлебом или «живым пивом».

Основная его ценность заключается в том, что в нефильтрованном напитке присутствуют (в виде взвеси) пивные дрожжи, уникальные лечебные свойства которых известны человечеству с давних времен. Они придают пиву немало целебных свойств. Пивные дрожжи содержат полный комплекс аминокислот и витаминов группы «В», отлично помогают при лечении нарушений обмена веществ. В их составе обнаружены никотиновая и пантотеновая кислоты, микроэлементы — железо, марганец, медь и цинк. В комплексе все это способствует разрушению почечных камней, укрепляет сердечно-сосудистую систему и при регулярном употреблении снижает риск сердечного приступа.

СУБЪЕКТ РЫНКА
«KHS»
Год основания:	1993.
Форма собственности:	Акционерное общество (AG).
Крупнейший держатель акций:	Клекнер Верке АГ, Дуйсбург, Германия.
Виды деятельности:	Машины и линии для пивобезалкогольной промышленности.
Основные виды продукции:	Наполнители, упаковщики, паллетизаторы, этикетировщики, бутыломоечные машины, контрольные устройства, фильтры, карбонизаторы.
Уставный фонд:	EUR28 224 000.
Количество рабочих:	2 669.
Объем производства в 1999-2000 годах:	Данные не предоставлены.
Наличие дочерних предприятий, представительств и филиалов:	Данные не предоставлены.
Денежный оборот за 2000 год:	EUR548 000 000.
Налогооблагаемая прибыль за 2000 год:	EUR14 000 000.

Но, как и всё живое, нефильтрованное пиво подвержено старению, причем быстрому. Оно практически не хранится, что делает невозможной его реализацию в промышленных масштабах. Для того чтобы увеличить срок годности пива, его фильтруют, стабилизируют и, как дополнение, пастеризуют.

Вид обработки	Срок годности
Пиво фильтрованное, пастеризованное, с добавлением консервантов	от 6 до 18 месяцев
Фильтрованное и пастеризованное пиво	до 6-10 месяцев
Непастеризованное пиво, профильтрованное с использованием метода глубинной фильтрации (холодная стерилизация) и с использованием стабилизаторов	от 3 до 12 месяцев
Непастеризованное фильтрованное бутылочное пиво	От 7 дней до 3 месяцев (теоретически)
Нефильтрованное пиво	максимум десятки часов

Подобные способы обработки настолько вошли в традицию, что пивзаводы, которые смогли отказаться от пастеризации, декларируют выпускаемое ими пиво, как «живое». На наш взгляд это не совсем правомерно, так как из пива удаляются остатки дрожжей, которые, собственно, и делают его живым. В данном случае статус «живого» пива является скорее удачным слоганом, предназначенным для повышения уровня продаж, нежели реальным отображением существующих вещей.

После проведения фильтрации пивные дрожжи рассматриваются уже как нежелательные микроорганизмы, уменьшающие срок биологической стойкости разливаемого пива.

Вторичное инфицирование пива культурными штаммами дрожжей может быть вызвано:

— некачественной фильтрацией пива.

Фильтрация считается качественной, если в 100 см3 отфильтрованного пива содержится не более одной дрожжевой клетки (подсчет производится методом посева).

— некачественной санитарной обработкой участка, где производится фильтрация и розлив.

Это может произойти при неправильном способе обработки, нарушении последовательности операций, использовании некачественных моющих и дезинфицирующих средств. Наиболее часто источником вторичного инфицирования являются пивные трубопроводы, расположенные на участке от фильтра до сборников отфильтрованного пива.

Чтобы избежать этого, необходимо обеспечить отсутствие в коммуникациях «мертвых зон», которые сложно или нельзя промывать, и прямых углов (для этого лучше всего использовать метод панельного соединения трубопроводов). При обвязке необходимо устанавливать шланги нового поколения, а в идеале иметь только жесткую нержавеющую обвязку (трубопроводы), позволяющие проводить обработку горячими щелочными, кислотными средствами или стерилизацию острым паром. Прокачивать через них санитарные растворы (при безразборной мойке и дезинфекции) надо со скоростью не менее 2,5м3/час.

На выбор конкретной методики продления срока годности, прежде всего влияет то, нужно ли получить оригинальный вкус или пивовара устраивает стандартный вкус бренда. В зависимости от этого предпочтение отдается различным видам фильтрации, часто в сочетании с пастеризацией. Отечественные заводы используют для повышения прозрачности пива и увеличения срока годности кизельгур и фильтр-картон. Большинство предприятий пастеризуют пиво после фильтрации.

Необходимо сказать, что сегодня срок хранения пива можно существенно увеличить и без применения пастеризации — с помощью метода глубинной фильтрации (холодная стерилизация). Он позволяет избавиться не только от дрожжевых клеток и нерастворимых примесей, а и от микроорганизмов. По словам экспертов, срок сохранности пива при этом можно довести до двенадцати месяцев. В Европе такой результат считается уже не достижением, а достаточно обыденным явлением.

Впрочем, длительной стойкости пива нельзя достигнуть только за счет применения глубинной фильтрации. Она зависит от множества различных факторов, главным из которых является высокая микробиологическая дисциплина на предприятии. Гарантировать длительную стойкость пива можно только в том случае, если отсутствует опасность вторичного осеменения.

Большая роль тут принадлежит установке для безразборной мойки и регенерации, которая показала себя очень эффективной при работе с горизонтальными и свечевыми фильтрами. Она заметно влияет на:

— время подготовительных работ между двумя фильтрациями;

— расход промывной воды, моющих средств, электроэнергии и т. д.;

— микробиологическую безопасность;

— снижение потерь кизельгура.

В качестве моющих средств можно использовать каустический раствор и неорганическую кислоту. Последняя используется при горячей стерилизации фильтрационной линии для исключения осаждения извести. Возникающие органические отложения в системе удаляются благодаря еженедельному применению двухпроцентного раствора едкого натра. Стерилизация фильтрационной системы должна производиться ежедневно.

Оптимизация всех процессов позволяет снизить время м%