Od falešných den scezovacích kádí až po leštění piva na 1–5 mikronů: jak nerezové pletivo filtruje v každé fázi vaření piva a jak získat individuální cenovou nabídku.
Filtrace pomocí nerezových sít v pivovarnictví představuje použití potravinářských tkaných drátěných sít, sintrovaných drátěných sít a perforovaných sít z oceli 304/316L k oddělení pevných částic od sladiny a piva v každé fázi výroby – od falešného dna scezovací kádě, které nese 30–40 cm vysokou vrstvu mláta a zachycuje první sladinu přes štěrbiny o velikosti 0,7–1,2 mm nebo tkanou drátěnou tkaninu o hustotě 20–60 mesh, až po sintrované nerezové patrony, které před stáčením jemně filtrují hotové pivo na 1–5 mikronů. Vzhledem k tomu, že je filtrační médium kovové, čistí se přímo na místě (CIP) pomocí horkého louhu a páry a znovu se používá po stovky CIP cyklů, namísto toho, aby se po každém cyklu vyhodilo jako filtrační desky nebo polymerové patrony.
Tato opětovná použitelnost zásadně mění ekonomiku pivovaru při jeho růstu. Od řemeslného minipivovaru o objemu 20 hektolitrů až po průmyslový pivovar s více varnami – filtrační linka funguje na teplé i studené straně a nerezová síťovina hraje roli v každém kroku. Jedná se o stejnou rodinu materiálů, kterou KAIFIL navrhuje pro širší aplikace pro zpracování potravin a nápojů, a v pivovarnictví přináší stejné tři výhody: čistitelná média, reprodukovatelnou jemnost filtrace v mikronech a absenci spotřebních filtračních pomocných prostředků, které by bylo nutné nakupovat, skladovat nebo likvidovat.
Každá várka piva prochází stejnou sekvencí úkolů při separaci pevných částic, které je užitečné zmapovat ještě před výběrem filtračního média. Dokonce ještě před rmutováním většina pivovarů filtruje vstupní technologickou a varnou vodu na 5 µm nebo jemněji – tím chrání výměníky tepla, čerpadla a regulační ventily a odstraňuje pevné částice, které mohou způsobit nekonzistentní extrakt a nežádoucí příchutě. Samotná varna pak představuje tři klasické úkoly: scezování (oddělování sladiny od vrstvy mláta), odstraňování kalů (oddělování koagulovaných bílkovin a zbytků chmele z vroucí mladiny) a chlazení mladiny.
Kvašení přináší nové výzvy. Hotové pivo – nyní nazývané mladé pivo – je náchylný produkt obsahující kvasinky a koloidy způsobující zákal, a sklep tak představuje další dva úkoly: hrubou filtraci pro odstranění kvasinek a jemnou filtraci, která pivo vyčeří a stabilizuje před stáčením.
Teplá a studená strana vyžadují odlišná technická řešení. Nad 80 °C je mikrobiologické riziko prakticky nulové, takže filtrace je čistě problémem separace pevných částic a dominují zde hrubá média s velkou volnou plochou. Na studené straně se teplota piva pohybuje mezi 0 a 10 °C, každá část zařízení musí být hygienická a nepřítelem se stává kyslík: rozpuštěný kyslík (DO) zachycený ve filtru urychluje stárnutí piva, proto se upřednostňují uzavřené, tlakové systémy. Síta fungují na obou stranách – rozdíl je v jemnosti filtrace a postupu čištění.
Scezování je prvním vážným úkolem filtrace ve varně a jeho princip je často nesprávně chápán: filtračním médiem není ocel – je jím samotná vrstva mláta. Falešné dno jednoduše drží usazenou vrstvu ječných pluch na místě a poskytuje čiré sladině odtokovou cestu. Vrstva hluboká 30–40 cm funguje jako přirozený hloubkový filtr: jemné částice škrobu a úlomky pluch se zachycují mezi zrny, zatímco sladina protéká skrz. Proto scezování funguje, i když jsou otvory ve falešném dně mnohem větší než odstraňované částice.
Dominují dvě geometrie falešného dna. Štěrbinová síta s klínovým drátem (V-profilem) s velikostí štěrbin 0,7–1,2 mm nabízejí velkou volnou plochu a odolávají ucpávání, protože profil štěrbiny se směrem dolů rozšiřuje a umožňuje pevným částicím propadnout, místo aby se v ní zaklínaly. Alternativně se na perforovanou opěrnou desku pokládá plochá tkaná nerezová síťovina o hustotě 20–60 mesh – což odpovídá rozsahu velikosti ok od přibližně 0,85 mm do 0,25 mm –, která poskytuje hladký, snadno čistitelný povrch. KAIFIL také dodává nerezové perforované filtrační trubky pro scezovací kádě a rmutovací pánve, kde se dává přednost trubkovému sběrači před plochou deskou.
Scezování je balancování na hraně. První mladina je zakalená, proto se recirkuluje – vorlauf – po dobu 10–20 minut, dokud neteče čirá; toto „usazení“ mláta je to, co činí následnou mladinu čirou. Kypřicí mechanismus periodicky prořezává mláto, aby se udržel rovnoměrný průtok a zabránilo se tvorbě kanálků. Typické rychlosti scezování jsou 5–10 hl/m²·h: příliš rychlé scezování mláto stlačí, klesne výtěžnost a mladina se zakalí; příliš pomalé scezování pak proces protáhne na tři hodiny i více. Správně navržené falešné dno také rovnoměrně rozvádí průtok po celé nádobě, což závisí spíše na geometrii štěrbin a volné ploše než na samotné oceli.
U velmi velkých pivovarů dokážou rmutové filtry – deskové lisy využívající membránu a filtrační plachtu – provést kompletní odfiltrování rmutu za jednu až dvě hodiny a získat až o dvě procenta více extraktu než scezovací káď. Představují plnohodnotnou alternativu, ale spotřebovávají jednorázové plachty a scezovací káď s falešným dnem zůstává standardem v řemeslných a středně velkých pivovarech, přičemž nerezové síto je její klíčovou součástí.
Po chmelovaru vstupuje mladina do vířivé kádě tangenciálně rychlostí několika metrů za sekundu, čímž se roztočí celá nádoba a vzniká známý „efekt čajového šálku“. Koagulované horké kaly – denaturované komplexy bílkovin a polyfenolů většinou v rozmezí 20–100 µm – spolu s celým chmelem a chmelovými zbytky se shromažďují v kuželu uprostřed. Po 20–30 minutách klidu se čirá mladina odtahuje z boční výpusti, přičemž kužel kalů zůstává v kádi.
Vířivá káď sice odstraní většinu pevných částic, ale nejedná se o jemnou filtraci. Mladina opouštějící vířivou káď obvykle stále obsahuje řádově 50–200 mg/l suspendovaných látek a jemné částice chladových kalů – v rozmezí od méně než jednoho mikronu až po přibližně 10 µm – se tvoří až později, při chlazení mladiny. Většina pivovarů proto mezi vířivou káď a chladič mladiny instaluje síto nebo filtr. Koš z tkaného drátěného síta s hustotou 40–100 mesh zachycuje chmelové zbytky a hrubé kaly, které by jinak zanášely deskový výměník tepla, provzdušňovaly mladinu nebo se usazovaly v kvasném tanku – a síto s velkou volnou plochou udržuje tlakovou ztrátu pod 0.1 bar, takže neomezuje odtok. To je přesně úkol, kterým se zabývá náš průvodce filtračními koši z drátěného síta v potravinářském a nápojovém průmyslu.
Je třeba zmínit jeden kompromis: intenzivní odstraňování kalů zlepšuje kvašení a čirost piva, ale zároveň odstraňuje některé mastné kyseliny a živiny, které kvasinky potřebují, takže mnoho pivovarů záměrně ponechává v mladině kontrolované množství jemných kalů. Síto by proto mělo být dimenzováno na zachycování pevných částic, nikoli na maximální čistotu – což je aspekt, na kterém záleží, pokud je stejné síto specifikováno pro celý provoz.
Jakmile je kvašení dokončeno, mladé pivo obsahuje kvasinky (přibližně 5–10 µm) a bílkoviny a polyfenoly způsobující zákal, které by jinak v baleném pivu vytvořily chladový zákal. Zde nachází své uplatnění svíčková filtrace.
Hrubá filtrace je prvním krokem a odstraňuje většinu kvasinek a hrubého zákalu. Skládaná nerezová filtrační svíčka s filtrační schopností 5–10 µm je ideální volbou: skládaná konstrukce soustředí velkou filtrační plochu do krátkého tělesa, takže malá jednotka zvládne vysoký průtok, a protože je filtrační médium kovové, lze jej proplachovat a čistit, místo aby se vyhazovalo. Pro pivovary, které stále používají naplavovací křemelinové filtry, přechod na opakovaně použitelné síto eliminuje manipulaci s prachem z krystalického křemene, likvidaci použitého pomocného filtračního materiálu a pracné naplavování a seškrabávání. KAIFIL skládané filtrační patrony jsou konstruovány přesně pro tento účel.
Lešticí filtrace je finální krok, který upravuje pivo na hodnotu 1–5 µm pro dosažení jiskrného a stabilního produktu. Sintrované nerezové patrony jsou zde hlavním tahounem: pětivrstvá sintrovaná tkanina tvoří tuhou strukturu pro hloubkovou filtraci s definovanou velikostí pórů, která se pod tlakem neprohýbá ani neuvolňuje, přičemž stejnou patronu lze sterilizovat párou při teplotě 121 °C, zpětně proplachovat a provozovat po celá léta. Mnoho z KAIFILových filtračních patron ze sintrované drátěné tkaniny se vyrábí jako přímé náhrady za dovážené prvky – stejná délka, stejné těsnicí plochy, stejné pouzdro – takže pivovar není nikdy vázán na jediného OEM. Leštěné pivo obvykle opouští filtr se zákalem pod 1 EBC a někteří výrobci přidávají před balením sterilní krok s jemností 0,45–0,65 µm pro prodloužení trvanlivosti.
Dimenzování je jednoduché. 20palcová (508 mm) sintrovaná patrona s jemností 5 µm obvykle zvládne průtok řádově 1–2 m³/h hrubě přefiltrovaného piva při pracovní tlakové ztrátě 0,5–1,0 bar, takže celkový počet patron je určen špičkovým výkonem pivovaru. Protože průtok jakýmkoli porézním médiem je nepřímo úměrný viskozitě kapaliny – a pivo při teplotě 8–10 °C je znatelně řidší než pivo při 1–2 °C – provozování lešticího filtru při teplotě o několik stupňů vyšší může zvýšit průtok přibližně o 20 procent, a to za cenu akceptování o něco vyššího zákalu. Proto většina pivovarů vyrábějících ležáky stále filtruje za studena, při teplotě 0–4 °C.
Výběr správného média se opírá o tři otázky: jak velkou volnou plochu daný účel vyžaduje, jak jemná musí být filtrace a jak se bude prvek čistit.
Plátnová a drátěná tkanina s holandskou vazbou jsou základními stavebními kameny. Plátnová vazba se čtvercovými oky poskytuje největší volnou plochu a je přirozenou volbou pro síta vířivých kádí a hrubé filtry. Holandská vazba – keprová holandská konstrukce s těsně uspořádanými jemnými dráty – zajišťuje filtraci až na úroveň několika mikronů, přičemž zůstává mnohem pevnější a lépe zpětně proplachovatelná než srovnatelný tkaninový filtr, což je důvod, proč se často používá jako pracovní vrstva v sintrovaných laminátech a jako předfiltr před lešticími patronami.
Sintrovaná tkanina spojuje vrstvy tkaného pletiva do tuhé desky: více vrstev je difuzně spojeno za působení tepla a tlaku, čímž vzniká pevný prvek s definovanou velikostí pórů, který lze intenzivně čistit, zpětně proplachovat a sterilizovat bez deformace. Skládané nerezové patrony naproti tomu skládají jeden list tkaniny, čímž se znásobuje filtrační plocha, což zajišťuje vysoký průtok při střední jemnosti filtrace v kompaktním prvku.
| Typ média | Typické pivovarské použití | Typická jemnost | Čištění a opakované použití |
|---|---|---|---|
| Tkané drátěné síto (plátnová vazba) | Síta na vířivý kal (whirlpool); potrubní filtry; předfiltrace | 20–200 mesh (cca 74–850 µm) | CIP horkým louhem; čistitelné kartáčem; roky opakovaného použití |
| Kovová tkanina s holandskou / keprovou vazbou | Jemné cezení mladiny; předfiltrace nefiltrovaného piva | Až do cca 5 µm | Zpětně proplachovatelné; odolné vůči páře |
| Skládaná nerezová patrona | Nefiltrované pivo; odstraňování kvasinek | 5–10 µm | Zpětný proplach + CIP; opakovaně použitelné |
| Sintrovaná nerezová patrona | Koncová filtrace / filtrace na jasné pivo | 1–5 µm | Sterilizovatelné párou; zpětný proplach; čistitelné ultrazvukem |
| Falešné dno z klínového drátu nebo perforovaného plechu | Scezovací káď; filtrace rmutu | štěrbiny 0.7–1.2 mm / perforace 1–3 mm | Samočištění přes vrstvu mláta; desítky let provozu |
Obecné pravidlo zní: čím dřívější a teplejší je fáze procesu, tím hrubší a otevřenější je médium; čím blíže je k plnění, tím je jemnější a pevnější. Sládek, který zvolí správný prvek pro každou fázi, získá vyšší průtok, méně výměn filtrů a kratší CIP.
Veškerá nerezová ocel pro styk s potravinami používaná v pivovarnictví pochází z řady 300. Typ 304 je standardem pro síta a filtry na horké straně, kde je expozice chloridům nízká a úspora nákladů je reálná. Typ 316L obsahuje navíc 2–3 procenta molybdenu, což výrazně zvyšuje odolnost proti důlkové korozi v roztocích CIP obsahujících chloridy a proti agresivním střídavým cyklům zásad a kyselin při sanitaci pivovaru – to je důvod, proč se upřednostňuje pro patrony na studené straně a pro jakékoli komponenty v kontaktu s produktem, které jsou vystaveny kyselině fosforečné nebo citronové za tepla.
Písmeno „L“ v označení 316L je stejně důležité jako molybden. Nízkouhlíková ocel (max. 0,03 procenta) odolává vylučování karbidů chromu ve svaru, takže svařovaná patrona si zachovává svou odolnost proti korozi podél švů, místo aby se stala náchylnou k mezikrystalové korozi. Obě jakosti splňují požadavky FDA pro styk s potravinami pro opakovaně použitelné potravinářské zařízení podle amerických předpisů a praktické pravidlo pro pivovarníky je jednoduché: pokud se pivo dotýká daného dílu a kupujete jej s cílem dlouhé životnosti, zvolte 316L.
Nerezová síta se plně osvědčí při čištění. Typický pivovarský CIP cyklus využívá 1–3% hydroxid sodný při teplotě 75–85 °C, po kterém následuje kyselý oplach a proplach horkou vodou; sintrované patrony lze navíc sterilizovat párou při 121 °C and zpětně proplachovat pro uvolnění kvasničního koláče. Kov přežije tisíce těchto cyklů. Polymerní média – dokonce i PVDF – podléhají degradaci pod vlivem horkého louhu, únavě materiálu při opakovaném protitlaku a nakonec mohou uvolňovat částice do piva. V pětiletém horizontu nerezový prvek obvykle vítězí z hlediska celkových nákladů, a to i přes počáteční pořizovací cenu, která je několikanásobně vyšší než u jednorázové patrony. Konstrukční řešení, díky nimž je filtr skutečně čistitelný pomocí CIP – svary bez štěrbin, plně vypustitelná tělesa, žádná slepá ramena, sanitární připojení – jsou podrobně popsána v našem Konstrukce nerezového filtru čistitelného pomocí CIP – průvodce.
Kontrola kyslíku je dalším důvodem, proč je studená část tak choulostivá. Rozpuštěný kyslík nad přibližně 50 ppb při balení měřitelně urychluje stárnutí hotového piva a každý filtr představuje potenciální bod průniku kyslíku. Uzavřená, tlaková sítová filtrace má v tomto ohledu konstrukční výhodu oproti naplavovacím filtrům: odpadá míchání práškové suspenze, přednaplavování pomocného filtračního prostředku i otevřená nádoba během výměny. Díky plynem proplachovaným tělesům a správnému odvzdušnění udržuje moderní nerezová filtrační stanice nárůst DO hluboko pod cílovou hodnotou pro balení – šarži za šarží.
Jaká velikost ok nebo štěrbin se používá pro jalové dno scezovací kádě? Jalová dna ze štěrbinových sít obvykle používají štěrbiny o velikosti 0,7–1,2 mm; tkaná nerezová jalová dna mají hustotu 20–60 mesh, což odpovídá rozsahu světlosti ok přibližně 0,25–0,85 mm. Samotnou filtraci zajišťuje vrstva mláta – síto ji pouze podpírá a zajišťuje odvod tekutiny.
Mohou nerezová síta nahradit křemelinovou filtraci? Ano. Hrubá filtrace s účinností 5–10 µm následovaná jemnou dofiltrací s účinností 1–5 µm odstraňuje kvasinky a zákal bez DE, čímž odpadá manipulace s prachem z krystalického oxidu křemičitého, likvidace použitého pomocného filtračního prostředku i práce spojená s naplavováním. Nerezové prvky jsou zpětně proplachovatelné a opakovaně použitelné, což kompenzuje vyšší počáteční náklady.
Jaká mikronová účinnost zajišťuje čirost piva? Většina jemných dofiltrací probíhá při 1–5 µm a někteří výrobci přidávají před stáčením sterilní stupeň s účinností 0,45–0,65 µm. Sintrované nerezové patrony s účinností 1–5 µm odstraňují koloidy způsobující zákal a zbytkové kvasinky, přičemž zákal stočeného piva obvykle klesá pod 1 EBC.
Jaká je životnost sintrovaných nerezových patron? Při správném CIP čištění a zpětném proplachu vydrží v nepřetržitém pivovarském provozu několik let – stovky filtračních cyklů – než je nutná výměna. Tato opakovaná použitelnost je hlavním ekonomickým argumentem pro nerezová média ve srovnání s jednorázovými patronami.
Je pro filtraci piva lepší nerezová ocel 304, nebo 316L? Pro kontakt s produktem a použití na studené straně se upřednostňuje ocel 316L, protože její obsah molybdenu odolává chloridové důlkové korozi a koroznímu praskání pod napětím způsobenému alkalickými/kyselými roztoky CIP; ocel 304 je vhodnou a levnější volbou pro síta na horké straně s nízkým obsahem chloridů. V případě pochybností zvolte 316L.
Žádné dva pivovary neprovozují identické filtrační linky – geometrie nádob, profil zákalu i rychlost plnicí linky se liší – takže běžně dostupné filtrační prvky málokdy dokonale pasují. Přesně to KAIFIL vyrábí: zakázková tkaná drátěná síta, sintrované patrony, skládané filtrační prvky a perforované trubky vyrobené přesně podle vašich rozměrů a specifikace v mikronech, včetně přímých náhrad za importované patrony, abyste nikdy nebyli závislí na jediném dodavateli. Ať už jste pivovar modernizující své sklepní hospodářství, nebo OEM výrobce pivovarských zařízení navrhující filtraci pro novou varnu, pošlete nám svůj průtok, požadovanou jemnost filtrace v mikronech a velikost připojení. Doporučíme vám správné filtrační médium a naceníme kompletní sadu prvků nebo filtrační skid. Kontaktujte KAIFIL ještě dnes pro specifikaci síta na zakázku a cenovou nabídku.
Square-opening woven wire mesh for screening, support layers and custom fabricated filter parts.
Dense woven wire mesh for fine filtration and custom screen packs in demanding process lines.
Cartridges / tubes / cylinders for reusable cartridge filtration with rigid sintered mesh media, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Zašlete nám výkresy, rozměry, materiál, prostředí nebo provozní podmínky a my vám pomůžeme potvrdit správnou specifikaci.
Nahrané referenční soubory jsou součástí poptávky. V případě větších CAD balíčků odpovězte na potvrzovací email nebo je odešlete zde:
Náš tým obvykle odpovídá během 24 pracovních hodin.
