一种用于纯生啤酒过滤膜清洗的固体复合酶剂

一种用于纯生啤酒过滤膜清洗的固体复合酶剂技术领域[0001] 本发明属于膜过滤领域，涉及纯生啤酒的低温无菌膜过滤系统专用清洗复合酶及其清洗方法。背景技术[0002] 近年来纯生啤酒市场增长迅速，其生产过程采用低温膜过滤除菌技术取代传统的巴氏杀菌，从而使啤酒的口味更新鲜、纯正。膜过滤技术是纯生啤酒生产的关键核心技术， 通过0. 45 μ m膜过滤啤酒，可有效去除酒液中的有害菌与部分蛋白多酚，保证纯生啤酒的生物与非生物稳定性。在纯生啤酒的生产中，一般过滤4000t〜6000t啤酒后膜通量迅速下降，需更换滤膜以达到过滤要求。目前，国际原粮价格较高，而使用价格便宜的国产麦芽和小麦麦芽中由于其含有大量的戊聚糖、β-葡聚糖、蛋白质等大分子物质，导致滤膜经常堵塞，国内啤酒厂配备的膜过滤系统更换一套新过滤膜约20万元，导致纯生啤酒的成本过高，最终阻碍了我国纯生啤酒的快速发展。另一方面，在啤酒发酵的后期，部分啤酒酵母发生自溶，由于酵母自溶物中含有大量的甘露聚糖、蛋白质以及糖蛋白，也成为超滤膜经常堵塞的主要原因之一。[0003] 在大部分纯生啤酒生产中传统的膜清洗一般按照下列步骤：过滤结束后先用水漂洗，以除去附着在膜上的蛋白质、酒花树脂等杂质，接着按照顺序用热水、酸、热水、碱、冷水分别冲洗，最后用热水杀菌后排空背压待用，传统清洗剂的主要成分为强酸强碱，耗水量大，对膜容易造成损伤，而且污染环境，对膜堵塞的有机类物质去除效果不理想。很多纯生啤酒厂的滤膜在过滤约4000t〜6000t啤酒后，采用以上工艺往往无法完全修复。因此，开发有效的膜清洗剂，对提高国产麦芽、小麦芽的比例，降低生产成本，提高纯生啤酒的生产效率，有着重要意义。[0004] 本专利主要根据膜堵塞物质的结构及性质，进行相关酶体系的筛选与应用，通过复合酶制剂作用能有效降解膜堵塞物的分子链，使其降解成溶解性较好的片段。而且固态酶制剂相比液体酶具有使用方便、不宜染菌、保质期长、能与较广范围的表面活性剂相溶以及方便运输等特点，通过葡萄糖或环糊精等溶解性较好的载体吸附酶，从根本上解决了固态酶的载体残留在膜孔中、易造成二次污染的问题，而且通过多种酶协同增效降解膜堵塞物质，从而有效改善纯生啤酒膜过滤系统的堵塞问题。发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种能有效降解纯生啤酒膜堵塞物质的复合酶清洗剂。[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种适用于纯生啤酒过滤膜的膜清洗剂，其组分（以重量份计）和酶活力如下：[0007]

[0008] 所述酶制剂均为固体，可以以葡萄糖或环糊精等水溶性较好物质作为其载体。[0009] 本发明的复合固体酶膜清洗剂的制备方法为：将木聚糖酶、B"葡聚糖酶、果胶酶、 中性蛋白酶按比例混合，室温下搅拌20〜30分钟，再加入氯化钙和乙二胺四乙酸，继续搅拌10〜20分钟。[0010] 可以采用以下优选方法：在三十万级无菌车间将木聚糖酶，β-葡聚糖酶，果胶酶， 中性蛋白酶酶制剂分别加入到混合罐，（对于酶粉尘敏感的人，吸入酶粉尘可能会产生过敏反应，建议操作人员穿工作服，带防尘面罩和手套，不要让粉末溅入眼睛、口、鼻）；在室温下混合搅拌30分钟；再加入氯化钙和乙二胺四乙酸，搅拌20分钟即可。[0011] 该固体复合酶剂的使用方法如下(应用于纯生啤酒的膜过滤系统）：所述复合酶剂先溶解于水中成为酶液，复合酶剂和水的质量比为1:5，酶液注入膜过滤系统并充满其中的过滤机，在其中交替进行循环流动处理和休止停留处理，每个循环流动处理时间10〜20分钟，每个休止停留处理时间50〜60分钟，总处理时间20〜25小时。[0012] 本发明针对纯生啤酒低温无菌膜的膜堵物质为多糖类和蛋白类大分子、以及多酚和蛋白质形成的络合物等特点，通过本发明的清洗剂中的木聚糖酶，β_葡聚糖酶能有效降解啤酒中大分子多糖的糖苷链，蛋白酶能切断蛋白类底物污染物的分子链，通过果胶酶的协同作用，能较好的清洗啤酒过滤膜内的生物大分子；而清洗剂中氯化钙是很好的酶稳定剂，其钙离子对酶活力有激活作用，表面活性剂乙二胺四乙酸也是一种很好的酶保护剂，而且能大大降低溶剂的表面张力，具有去除污垢的效果。[0013] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：[0014] 1)使用本发明可使超滤膜的使用寿命从过滤清酒4000t提高到IOOOOt以上，而且在纯生啤酒原料方面提高国产麦芽的使用比例，包括β_葡聚糖含量高的国产大麦和木聚糖含量高的国产小麦，减少对进口麦芽的依赖，以年产40万t纯生啤酒计算，可直接节约膜成本1200万元左右。[0015] 2)固态酶制剂相比液体酶具有使用方便，不宜染菌，保质期长，能与较广范围的表面活性剂相溶及方便运输等优点，通过葡萄糖或环糊精等溶解性较好的载体吸附酶，根本解决了固态酶的载体易残留在膜孔中，造成二次污染的问题，保质期可达一年。[0016] 3)使用本发明能有效降低膜清洗用的酸、碱用量，有利于啤酒厂节能减排，减少环境污染。具体实施方式[0017] 以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。[0018] 实施例1固体复合酶剂配方1 :[0019]

[0020] 实施例2固体复合酶剂配方2[0021]

[0022] 实施例3固体复合酶剂配方[0023]

[0024] 实施例1至实施例3的制备方法：[0025] 1、取木聚糖酶，β_葡聚糖酶，果胶酶，中性蛋白酶酶制剂各适量加入到混合罐，在室温下混合搅拌30分钟，最后再加入氯化钙和乙二胺四乙酸，搅拌20分钟即得固体复合酶剂。[0026] 固体复合酶剂的使用方法(应用于纯生啤酒过滤膜的清洗）：[0027] 1、取混合好的固体复合酶剂1. 0kg，用5L左右45°C温水充分搅拌溶解成为复合酶溶液。[0028] 2、用洁净桶盛装，并置于4°C以下低温保存备用（时间不超过3天)。[0029] 3、排空纯生啤酒过滤膜CIP系统碱液罐中的碱性清洗液，用冷水冲洗至pH试纸检测为中性。[0030] 4、在碱液罐中准备55°C热水（75%液位)，将备用的复合酶溶液加入热水中（可采用手动添加)，保温循环30分钟。[0031] 5、将膜过滤系统及管路中残水排空，把上述酶液打入膜过滤系统中，适当进行备压排放，保证充满过滤机，循环约10分钟，然后休止50分钟；之后再微循环10分钟，休止50 分钟。依次进行20小时(无需再加热)，最后一次浸泡后，通知检测中心进行无菌取样检测细菌含量。[0032] 6、取样后将膜过滤系统的浸泡液排空，在膜过滤系统操作平台设定用2吨冷水冲洗膜过滤系统。[0033] 7、CIP系统手动控制进行冷水冲洗碱罐5分钟，排空浙干。[0034] 8、做完整性测试。[0035] 9、清洗频次要求：[0036] 每两个月（月初)按上述要求处理一次，如果出现终过滤压差超过600mbar时，需安排膜清洗再生。[0037] 实施例1至实施例3的清洗试验效果：[0038] 实施例1至实施例3经过上述纯生啤酒过滤膜的清洗试验，在纯生啤酒过滤膜CIP 系统保持在2. Sbar左右的压力下(滤芯系统中共有48支终滤滤芯)，酒液温度10°C左右，清洗前酒液的流量为21. 3 m3/h，按清洗程序清洗过后，结果如下：[0039] 采用实施例1-3的固体复合酶剂清洗，清洗后酒液的流量分别上升为24. 3m3/h、 24. 6m3/h和23. 9m7h，清洗效果显著。