經(jīng)過(guò)發(fā)酵或后處理的成熟啤酒,其殘余酵母和蛋白質(zhì)凝固物等沉積于貯酒罐底部,少量仍懸浮于酒液中,這些物質(zhì)在以后的貯存期間會(huì)從啤酒中析出,導(dǎo)致啤酒混濁。所以,必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾工序,將其除去。
過(guò)濾是通過(guò)穿過(guò)或穿過(guò)多孔介質(zhì)從液體中除去固體的過(guò)程。過(guò)濾的有效性取決于顆粒尺寸和過(guò)濾介質(zhì)的孔隙率。懸浮在液體中的物質(zhì)如果大于孔隙開(kāi)口,將保留在過(guò)濾介質(zhì)上或過(guò)濾介質(zhì)中。過(guò)濾在整個(gè)釀造過(guò)程中被廣泛使用,今天銷(xiāo)售的大多數(shù)啤酒都在一定程度上經(jīng)過(guò)過(guò)濾。從水過(guò)濾中的分子水平(1.0μm)到煮沸罐中煮沸后的去除酒花(1.0cm),粒徑去除的范圍是巨大的。
有兩種基本類型的過(guò)濾:深度和表面。深度過(guò)濾,也稱為粉末過(guò)濾,多孔性的材料由于其巨大的表面積和幽深曲折的通經(jīng)而將液體中的顆粒截留下來(lái)。介質(zhì)可以是硅藻土(DE),珍珠巖或其他多孔介質(zhì)。例如,板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)、燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)。由于機(jī)械效應(yīng)使具有一定粒度的顆粒物質(zhì)被截留下來(lái),因此空隙會(huì)不斷被堵塞,導(dǎo)致過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾性能逐漸下降。深度過(guò)濾通常被認(rèn)為是粗過(guò)濾或初級(jí)過(guò)濾,盡管在許多小型啤酒廠中,這是唯一進(jìn)行的過(guò)濾。
表面過(guò)濾使用薄膜材料,其孔隙小于要去除的顆粒。顆粒留在過(guò)濾器表面,而澄清的液體流過(guò)。如果孔隙具有定義的尺寸(例如,最大5μm),則過(guò)濾稱為孔徑的“絕對(duì)”。膜和錯(cuò)流過(guò)濾就是例子。
過(guò)濾介質(zhì),有時(shí)稱為助濾劑,對(duì)于最終的液體凈度至關(guān)重要。糖化系統(tǒng)中過(guò)濾罐使用谷物床,特別是大麥皮,作為助濾劑。甜麥芽汁通過(guò)谷物床被抽出,顆粒被困在基質(zhì)中。目前使用的兩種最流行的過(guò)濾介質(zhì)形式是硅藻土和珍珠巖。硅藻土是一種天然存在的二氧化硅形式,源自微小浮游藻的鈣化骨骼殘骸。珍珠巖在性質(zhì)上是相似的,但源自火山巖,由硅酸鋁組成。這些材料形狀的多樣性和復(fù)雜性在過(guò)濾床中形成了幽深折曲。然而,存在與這些材料相關(guān)的肺部健康風(fēng)險(xiǎn),例如矽肺病。因此,處理機(jī)必須防塵。此外,助濾劑的處置成本很高,所以推動(dòng)了替代過(guò)濾方法的發(fā)展。
1917年,德國(guó)首先開(kāi)發(fā)了“無(wú)菌過(guò)濾紙板”。紙板過(guò)濾機(jī)與板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)的不同之處是它僅由濾板組成。在濾板之間懸掛有過(guò)濾紙板。啤酒從上部和下部同時(shí)進(jìn)入每?jī)蓚€(gè)濾板中的一個(gè),穿過(guò)紙板后從相鄰濾板中流出,每對(duì)濾板之間都安裝有一個(gè)過(guò)濾紙板。
設(shè)計(jì)上類似的是使用浸有硅藻土的壓縮纖維素墊的深度燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)。此種過(guò)濾機(jī)類似于燭式硅藻土過(guò)濾機(jī),只是濾芯不同。深度燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)的燭芯一般由尼龍66、聚偏二氟乙烯、陶瓷、聚丙烯和纖維質(zhì)薄膜制成,其中有許多過(guò)濾層。它利用深度過(guò)濾燭芯進(jìn)行過(guò)濾,過(guò)濾層的組織由外向里越來(lái)越密,形成多個(gè)截留層以及較大的過(guò)濾面積。深度燭式硅藻土過(guò)濾機(jī)在過(guò)濾初期,壓差較低,而后孔徑堵塞,壓差上升很快,流速隨之降低。此類濾芯適合作無(wú)菌過(guò)濾的最后一道過(guò)濾用。
膜過(guò)濾器由聚合物材料制成,并由于其均勻的孔徑而捕獲顆粒。它們能夠產(chǎn)生非常精細(xì)的過(guò)濾液體。
錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)(Cross-flow-Microfiltration,簡(jiǎn)稱CMF)是20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)的新技術(shù)。它的成功之處在于啤酒過(guò)濾不再依靠助濾劑,而使啤酒的過(guò)濾一次性完成,不必再?gòu)慕湍钢谢厥掌【?且可以使過(guò)濾后的啤酒達(dá)到無(wú)菌狀態(tài),不需巴氏滅菌。傳統(tǒng)的過(guò)濾技術(shù)是靜態(tài)的,而錯(cuò)流過(guò)濾是動(dòng)態(tài)的。在錯(cuò)流過(guò)濾中,啤酒當(dāng)然不能像在靜止過(guò)濾中那樣橫向流過(guò)過(guò)濾膜層,一是因?yàn)槟ず芸毂欢?;二是因?yàn)閴翰羁砂押鼙〉哪_破。因此啤酒以與膜面平行的方向前進(jìn),并不斷沖洗膜,始終只會(huì)有很少量的沉積物停留于膜上,從而達(dá)到截留顆粒和澄清酒液的目的,這種過(guò)濾方式稱為“錯(cuò)流過(guò)濾”。
過(guò)濾有助于啤酒的穩(wěn)定,提高啤酒的感官質(zhì)量,增強(qiáng)清亮度。它還可以去除微生物,如死酵母,會(huì)影響啤酒口感的物質(zhì)。較小的啤酒廠和釀酒廠可能會(huì)選擇在未經(jīng)過(guò)濾的情況下提供啤酒,因?yàn)樗麄冋J(rèn)為清亮度對(duì)啤酒的意義不大,并且認(rèn)為在過(guò)濾過(guò)程中可能會(huì)丟失一些元素。確實(shí)對(duì)于幾種經(jīng)典啤酒,如許多比利時(shí)瓶裝啤酒,酵母濁度是這種風(fēng)格的一個(gè)決定性因素。