PSA制氮机在啤酒生产中的应用

一、前言 

啤酒中溶解氧（DO）的多少，直接影响到啤酒的质量，氧会加速啤酒变质，缩短啤酒的贮存期。通过近年来的研究，得知啤酒中氧对酒的损害是多方面的。
1、增加啤酒色度使啤酒变成红褐色；
2、产生涩味及老化味，双乙酰回弹；
3、破坏芳香物质，特别是啤酒花的芳香会因氧化而迅速消失；
4、形成混浊。

目前国内大多数厂家成品酒DO都较高，而且依赖抗氧剂的使用，但使用抗氧剂仅仅是推迟氧化发生，并有负面影响，所以依据国外成功经验，最完善的做法应当是运用CO₂或N₂做为隔氧气体，代替现有使用的压缩空气，为治本之法。

一般的啤酒厂，过滤和包装均需要大量二氧化碳。平均年产十万吨的啤酒厂，需配备1000公斤/h的二氧化碳回收设备，投资约600万元。但啤酒生产有淡旺季，淡季发酵量减少，二氧化碳生成量急剧减少，很多的二氧化碳回收装备无法开动或不能满足需求；而且即使旺季，发酵二氧化碳要先回收、洗涤，再压缩、净化、液化、最后汽化使用，能耗大，操作繁琐，设备复杂。

而据国内、外成功经验，应用制氮机制氮，以空气为原料，设备投资低（平均为二氧化碳回收装置的30%），每立方米氮气成本则仅为二氧化碳装置的十分之一，稳定性好，随开随用，不受淡旺季影响。

所以在啤酒生产过程中运用氮气作为防氧隔离气体应当是经济实用的。

二、如何在生产过程中运用氮气

全国众多啤酒生产厂家规模大小不同，装备水平不一，工艺特点不尽相同，但对于用氮气不外乎以下几点：发酵罐备压、洗涤；清酒罐备压；包装、二次抽真空；顶气、顶酒、过滤过程的氮气保护。

1、发酵罐备压

发酵初期供氧的目的是为了酵母繁殖的需要，发酵后期要防止氧气的进入。发酵后期进入氧气，不利于双乙酰的还原，使酒有“生青味”，而且如麦汁氧化严重的话，还会导致双乙酰含量增高，所以在发酵后期可运用氮气做保护气体，隔绝与氧气的接触，在此阶段还可利用氮气洗涤嫩啤酒液，以除去啤酒的不良挥发性气味，如乙醛、挥发性硫化物，以改善啤酒的口味，加速啤酒的成熟，缩短发酵周期，最后用氮气在发酵罐内充压送酒。

2、清酒罐备压

管道内存在空气，清酒罐内也有空气，当啤酒从过滤系统进入清酒罐系统时，管内或罐内的空气就会流入啤酒，增加含氧量。为了防止这种情况的发生，可在清酒罐系统内充入氮气，将罐内和管内空气排出，就可大大减少啤酒含氧量在清酒罐系统的增加，也避免了在此过程中双乙酰量的再度回升。

3、包装、二次抽真空

我们知道灌装系统的啤酒含氧量的增加影响非常大。在实践中，由于灌装机结构不同所采取的灌装工艺也不同，而最大的区别是灌装的预压气体是空气还是惰性气体。如果用空气做预压气体，无论灌装机结构如何，只要是用无菌空气做预压气体，啤酒里的含氧量就无疑大为增加，只是增加的量稍有差别，所以，肯定不应当用无菌空气做预压气体，否则，酒的质量就会下降。

但运用惰性气体（如氮气）做预压气体，要同时注意以下几个因素：

• 氮气纯度要高，理论上应当是99.95%，实际运用中99.5%亦可。因为从效果价格比来看，99.5%的制氮机应是合算的。
• 采用激泡引沫赶出瓶颈空气，以防止灌装完毕出瓶时，空气进入瓶颈。
• 抽真空或直接充氮气，以驱除瓶内原有空气。
• 用氮气吹除盖底空气。
• 洗瓶时的滴干区足够长以去除空瓶内残留水珠。
• 用氮气时要求氮气压力适应啤酒工艺，保持恒压。

另外，据国外经验介绍，瓶内充填氮气，不但对酒液无害处，相反在注酒入杯时，更能激起泡沫，且持泡时间成倍延长。

4、顶气、顶酒、过滤

在顶气、顶酒、过滤以及其它啤酒输送过程中，以氮气做备压，也就是氮气的压力作输送酒液的动力，可以使啤酒尽可能少与空气接触，以降低溶解氧，保持啤酒的风味质量和非生物稳定性。

三、结论

综上所述，可以得出结论：氮气作为自然界中最主要的惰性气体可完全替代CO₂在啤酒生产中所起的保护气体的作用（除了在酒液中充二氧化碳外），而PSA-N₂设备的总体投资、单位体积氮气低成本却是CO₂回收装置无可比拟的。同样，氮气作为自然界中最主要的惰性气体，它对啤酒质量的提高，更是无菌压缩空气所望尘莫及的。