PVPP 过滤系统的效果分析研究（学位论文-工学）.doc

1PVPP 过滤系统的效果分析研究郑翔鹏 张锦益（福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司技术中心，362100）摘要：通过对 PVPP 过滤系统研究，表明 PVPP 的作用效果，同时在对多酚和聚合指数的分析中，说明经 PVPP 过滤对酒体存在不利的影响；引入 PVPP 灰分分析，表针 PVPP 的实际效果和处理方式关键词：PVPP；过滤；啤酒前言PVPP 是一种不溶性高分子交联的聚乙烯聚吡咯烷酮，商品名称“polyclar” 啤酒精滤中优先选择PVPP 过滤系统，一般型号为循环使用的型号，颗粒 0~400μm ，表面积 0.3m2/g，1kgPVPP 吸水后能达到 8L 体积其中，PVPP 含量＞95%，水分＜5%，溶解单体 PVPP≤0.01%，1% 水溶液 pH5~11，可溶物＜1% ，灰分＜0.4%，砷＜3mg/kg，重金属＜20mg/kg PVPP 为白色或米色粗粉末，可以同时吸附黄烷醇物质和单宁，由于存在于啤酒中的单宁和其他黄烷醇物质只能作为防止啤酒产生新的氧化的保护剂，而在酿造过程中所生成的老化潜力没有关系，因此在有些 PVPP 生产厂家强调了通过 PVPP处理的酒体有更强的风味稳定性，甚至还可以吸附高度氧化的黄烷醇物质，这些物质可以优先吸附通过刺激氧自由基的生成，从而提高酒体的非生物稳定性；但是，一些酒类专家表明，酒体需要适量的多酚，可以增加酒体的口感柔和性，同时在一定程度上保留些具有抗老化能力的小分子多酚，增加酒体后期的风味稳定性。

在 PVPP 的使用中，不同啤酒的 PVPP 使用量不同，据研究表明，含有 20%辅料的啤酒黄烷醇物质含量在 30~40mg/hl，如果将 25~30%的黄烷醇物质还原可以得到 12 月的货架期，为了达到此效果，应用一次性 PVPP 的添加量在 15~20mg/hl，而应用再生 PVPP 的添加量在 35~40mg/hl，较低添加量的PVPP 优先除去黄烷醇物质二聚合体和较大聚合物，只有当 PVPP 添加量为 100mg/hl 时才能除去大量的儿茶酚等单聚合体，其中 PVPP 结合多酚的能力约为每克 PVPP 能结合 90mg 多酚本文主要基于 PVPP 过滤系统的基础上研究 PVPP 作用效果以及对啤酒一些特性影响，从中判断优化 PVPP 的使用，同时，引入 PVPP 灰分的检测分析，从另一个方面反应在实际使用过程中 PVPP 的使用效果以及相应的处理方式PVPP 过滤系统概括啤酒需要进行稳定化处理，一般用 PVPP 过滤在整个 PVPP 过滤系统中，首先是 PVPP 预涂，当压力和水位达到设定值后开始预涂，预涂中对每平方米的预涂量、过滤面积、PVPP 量、包括悬浮物都有一定的要求；经过预涂后进入稳定循环过程，在这个过程中，注意压力的变化和相关阀门的关闭情况，其中在整个过滤中 PVPP 板的阀门应该是关闭的，过滤中要注意空气和流量等因素的影响；过滤完毕后，进入再生阶段，再生前必须准备好碱和热酸罐，其中温度是比较重要的参数，过滤结束后，PVPP 机用冷水冲洗，然后用热碱冲洗，碱要控制温度，如温度低于设定值，碱要被加热到设定温度，当添加罐空时，热酸打到添加罐清洗，冲洗几次结束后，碱被加热到设定的温度后与 PVPP 接触几分钟后得到再生；再生完后 PVPP 进入回收阶段，打开相关阀门，PVPP 被压回添加罐，同时反复清洗 PVPP 浊棒直到添加罐达到一定液位，此时过滤机为空后再充脱氧水，打循环，即可。

PVPP 过滤效果分析2PVPP 最主要的作用是吸附多酚，提高酒体的非生物稳定性，对于其他指标的影响分析如下说明我们选择 13 罐 10.0°酒体进行试验，分析经与不经 PVPP 过滤系统差异分析，主要分析指标为啤酒的总酸、色度、浓度、风味物质、泡沫、苦味值、啤酒的非生物稳定性，其中还将对酒体多酚和花色苷进行分析1、一般指标差异分析主要只啤酒的总酸、色度、浓度、泡沫、苦味值，具体结果如下：表一 一般指标差异分析未经 PVPP 经 PVPP罐号总酸 色度 浓度 泡沫 苦味值 总酸 色度 浓度 泡沫 苦味值1# 1.33 4.2 9.93 244 8.8 1.33 4.3 9.94 245 8.72# 1.35 3.9 10.00 251 9.2 1.33 4.0 10.02 236 8.93# 1.29 4.1 10.00 243 8.4 1.29 4.1 10.00 254 8.34# 1.28 4.2 10.05 245 8.0 1.29 4.1 10.03 257 7.95# 1.36 4.2 9.95 237 8.3 1.35 4.3 9.95 232 8.06# 1.35 4.0 10.03 231 8.1 1.40 3.9 9.98 227 7.67# 1.30 4.1 10.02 239 9.4 1.26 3.9 9.98 239 9.58# 1.40 4.1 9.96 250 7.9 1.40 4.1 9.95 259 7.89# 1.32 4.1 9.98 216 8.0 1.36 4.1 9.94 229 7.510# 1.36 4.2 10.03 254 8.5 1.36 4.3 10.00 248 8.611# 1.30 4.0 9.97 243 8.3 1.33 4.3 10.02 240 8.012# 1.32 4.0 9.96 230 8.4 1.30 3.9 9.97 225 8.413# 1.36 4.3 10.00 229 8.1 1.35 4.3 10.05 236 7.9平均 1.33 4.1 9.99 240 8.4 1.33 4.1 9.98 241 8.2平均值对应差异性% 0 0 0.1 0.4 2.4备注：单位为国标单位。

通过上分析可见，经 PVPP 过滤处理后的酒体在总酸、色度、浓度、泡沫等指标上没有明显的影响，在苦味值其平均差异系数为 2.4%，说明在偏差范围内对酒体没有明显影响，但苦味值约下降2%~3%2、风味物质差异分析主要为啤酒的风味物质：乙醛、DMS、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、正丙醇、异丁醇、乙酸异戊酯、异戊醇、己酸乙酯、辛酸乙酯，各罐的具体数据略，下表二为各风味物质平均值：表二 经与未经 PVPP 风味物质平均值项目 mg/l 未经 PVPP 平均值 经 PVPP 平均值 差异性 %乙醛 5.36 5.64 5.1DMS 0.017 0.019 11.1甲酸乙酯 0.014 0.019 29.4乙酸乙酯 10.11 9.68 4.3乙酸异丁酯 0.041 0.053 25.5丁酸乙酯 0.027 0.020 29.1正丙醇 6.47 6.21 4.1异丁醇 8.53 8.79 3.0乙酸异戊酯 0.54 0.72 28.63异戊醇 36.66 37.07 1.1己酸乙酯 0.11 0.11 0辛酸乙酯 0.12 0.13 8醇：酯 4.7 4.8 2.1针对差异性较大的（＞10%） DMS、甲酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯（略）等指标二次分析，见图一。

综合上表一、图一指标分析可见，对酒体中的醇类方面差异性很小，在实验允许的偏差范围内，可以说没有影响；在酯类方面，由于酒体中本身含微量的甲酸乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯，分析结果差异性较大，一方面是各酒体本身在这些指标上存在较大的差异，另一方面在气相中对这几个指标的分析存在差异性也较大，因此引起结果的差异性在醇酯比方面，较为正常，可见，经与不经 PVPP 处理的酒体在酒体风味物质上没有明显影响图 一 差 异 分 析00.010.020.030.040.050.06DMS 甲 酸 乙 酯 乙 酸 异 丁 酯 丁 酸 乙 酯 指 标含量（mg/l） 未 经 PVPP经 PVPP3、非生物稳定性差异分析主要指酒体的敏感蛋白和经相同周期强化后酒体的稳定性等方面的信息具体的如下表三表三 非生物稳定性差异分析未经 PVPP 经 PVPP罐号敏感蛋白 强化后浊度 敏感蛋白 强化后浊度1# 1.61/6.67/13.26 0.89 1.53/5.58/10.29 0.852# 1.20/5.24/11.27 0.76 1.20/5.02/11.12 0.773# 0.98/5.00/11.74 1.06 0.95/5.12/10.21 0.924# 2.01/6.79/14.28 0.97 1.85/6.45/13.29 0.985# 1.53/6.21/13.45 0.67 1.56/6.26/12.44 0.676# 1.54/6.08/12.56 0.85 1.32/5.77/11.85 0.827# 1.92/7.15/14.69 1.21 1.86/7.24/13.88 0.918# 1.21/6.83/13.00 1.11 1.26/5.49/12.13 1.139# 1.05/5.12/9.46 0.63 1.00/5.13/9.57 0.5910# 2.11/7.19/14.58 0.99 1.53/6.42/13.22 0.9811# 1.43/5.87/12.55 1.03 1.42/5.46/11.97 0.9012# 1.68/6.49/13.89 0.90 1.68/6.50/13.72 0.9313# 1.06/5.73/12.54 1.26 0.97/5.82/12.59 1.00平均 1.49/6.18/12.87 0.95 1.39/5.87/12.02 0.88平均差异分析：敏感蛋白为 6.9%/5.1%/6.8%，强化后浊度为 7.7%。

备注：强化浊度为四个周期后的数据；敏感蛋白为多酚测定仪分析，数据表示添加不同能够浓度单宁产生的对酒体最初浊度的差值，数据越大，敏感蛋白越多，酒体越不稳定为了更明确说明问题，对敏感蛋白平均值和强化后浊度进行图分析，见图二、图三4从上表三、图二、图三分析可见，经过 PVPP 过滤后，酒体的敏感蛋白总体有一定下降（其中个别差异性为生产过程不均匀性造成的） ，平均值下降 6.9%/5.1%/6.8%，在一定程度上提高了酒体的稳定性；经强化后酒体浊度也有一定差别（图三上个别的差异点为生产过程不均匀性造成的） ，总体上酒体的强化后浊度约下降 7.7%，提高了酒体的非生物稳定性有关敏感蛋白的具体说明，这里不再详细阐述图 二 平 均 敏 感 蛋 白 差 异 性024681012141 1.5 2 2.5 3 3.5分 析 点数值 未 经 PVPP经 PVPP图 三 强 化 后 差 异 性 分 析0.550.650.750.850.951.051.151.250 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15分 析 点浊度 未 经 PVPP经 PVPP4、多酚和多酚聚合指数差异分析PVPP 最主要的作用是去除多酚，提高酒体的稳定性。

具体的分析数据如下表四 多酚和多酚聚合指数差异分析未经 PVPP 经 PVPP罐号多酚 多酚聚合指数 多酚 多酚聚合指数1# 96.3 2.56 75.6 3.022# 97.1 2.13 83.1 2.373# 88.9 2.09 69.7 2.794# 87.3 2.37 72.3 2.615# 95.0 1.98 80.4 2.1756# 92.3 1.87 73.5 1.987# 90.7 2.47 77.4 2.818# 86.4 2.19 70.3 2.339# 95.5 1.83 79.2 1.8010# 98.0 1.94 83.5 2.0011# 92.1 2.06 79.7 2.1012# 90.6 2.18 70.3 2.5113# 91.1 2.00 73.8 1.99平均 92.4 2.13 76.1 2.35平均差异分析： 多酚为 19.3%，多酚聚合指数为 9.8%图 四 多 酚 差 异 性 分 析606570758085。