Lauter tun (mayşe süzme) kazanı yalancı tabanlarından 1-5 mikron bira parlatmaya kadar: paslanmaz çelik tel örgünün her bira üretim aşamasını nasıl filtrelediği ve özel teklifinizi nasıl alacağınız.
Bira üretiminde paslanmaz çelik tel örgü filtrasyonu; 30–40 cm'lik bir tahıl yatağını destekleyen ve ilk şırayı 0.7–1.2 mm yarıklar veya 20–60 mesh dokuma bez aracılığıyla toplayan süzme tankı (lauter tun) yalancı tabanından, paketlemeden önce bitmiş birayı 1–5 mikrona kadar berraklaştıran sinterlenmiş paslanmaz çelik kartuşlara kadar her üretim aşamasında katıları şıra ve biradan ayırmak için gıda sınıfı 304/316L dokuma tel örgü, sinterlenmiş tel örgü ve delikli elek kullanılmasıdır. Filtre medyası metal olduğu için, filtre plakaları veya polimer kartuşlar gibi her çalışma sonrasında çöpe atılmak yerine, sıcak kostik ve buhar ile yerinde temizlenir (CIP) ve yüzlerce CIP (yerinde temizlik) döngüsü boyunca yeniden kullanılır.
Bu yeniden kullanılabilirlik, ölçek büyüdükçe bir bira fabrikasının ekonomisini değiştirir. 20 hektolitrelik butik bir sistemden çoklu pişirimli ticari bir tesise kadar, filtrasyon hattı sıcak taraf ve soğuk taraf olarak çalışır ve paslanmaz çelik tel örgü her adımda bir role sahiptir. Bu, KAIFIL mühendislerinin daha geniş kapsamlı gıda ve içecek işleme uygulamasıiçin tasarladığı aynı malzeme ailesidir ve bira üretiminde aynı üç avantajı sunar: temizlenebilir filtre medyası, tekrarlanabilir mikron dereceleri ve satın alınacak, depolanacak veya bertaraf edilecek sarf filtre yardımcısının olmaması.
Her bira partisi aynı katı-sıvı ayırma zorlukları silsilesinden geçer ve filtre medyası seçmeden önce bunları haritalandırmak faydalı olur. Daha mayşeleme aşamasından bile önce, çoğu bira fabrikası gelen proses suyunu ve bira yapım suyunu 5 µm veya daha ince seviyede filtreler; böylece ısı eşanjörlerini, pompaları ve kontrol vanalarını korur ve tutarsız ekstrakt ile istenmeyen tatlara neden olabilecek partikülleri giderir. Ardından, bira üretimhanesinin kendisi üç klasik görev sunar: süzme (tatlı şıranın tahıl yatağından ayrılması), tortu giderme (pıhtılaşmış protein ve şerbetçiotu kalıntılarının kaynayan şıradan ayrılması) ve şıra soğutma.
Fermantasyon zorluğun boyutunu değiştirir. Artık ham bira olarak adlandırılan bitmiş bira, maya ve bulanıklık oluşturan kolloidleri taşıyan hassas bir üründür ve mahzen iki görev daha sunar: mayayı uzaklaştırmak için kaba filtrasyon ve birayı paketleme için parlak ve kararlı hale getirmek için hassas filtrasyon.
Sıcak taraf ve soğuk taraf farklı mühendislik gerektirir. 80 °C'nin üzerinde mikrobiyolojik risk esasen sıfırdır, bu nedenle filtrasyon tamamen bir katı-sıvı ayırma sorunudur ve kaba, yüksek açık alana sahip filtre medyaları hakimdir. Soğuk tarafta ise bira 0 ila 10 °C arasında durur, her bir ekipman parçası hijyenik olmalıdır ve oksijen düşman haline gelir: filtrede emilen çözünmüş oksijen (DO) bayatlamayı hızlandırır, bu nedenle kapalı, basınç tahrikli sistemler tercih edilir. Tel örgü her iki tarafta da çalışır; fark, mikron derecesinde ve temizlik protokolündedir.
Süzme (lautering), bira üretimhanesindeki ilk ciddi filtrasyon görevidir ve prensibi genellikle yanlış anlaşılır: filtre medyası çelik değil, tahıl yatağının kendisidir. Yalancı taban, sadece sıkışmış arpa kabuğu yatağını yerinde tutar ve berrak şıraya bir drenaj yolu sağlar. 30–40 cm derinliğindeki bir yatak, doğal bir derinlik filtresi görevi görür: şıra süzülürken ince nişasta partikülleri ve kabuk parçaları taneler arasında sıkışıp kalır. Yalancı tabandaki açıklıklar giderilen partiküllerden çok daha büyük olmasına rağmen süzme işleminin çalışmasının nedeni budur.
İki yalancı taban geometrisi hakimdir. 0.7–1.2 mm yarık açıklıklarına sahip kama tel (V-profil) elekler, yüksek açık alan sunar ve tıkanmaya karşı direnç gösterir; çünkü yarık profili aşağıya doğru genişler ve katıların araya sıkışmak yerine aşağı düşmesini sağlar. Alternatif olarak, kabaca 0.85 mm'den 0.25 mm'ye kadar bir gözenek açıklığı aralığına sahip 20–60 mesh değerinde düz dokuma paslanmaz bez, delikli bir destek plakasının üzerine serilerek pürüzsüz ve kolay temizlenen bir yüzey elde edilir. KAIFIL ayrıca paslanmaz çelik delikli filtre tüpleri düz bir plakaya kıyasla boru tipi bir toplayıcının tercih edildiği lauter tun'lar ve mayşe karıştırıcılar için.
Şerbet süzme (run-off) hassas bir denge işidir. İlk şerbet bulanıktır, bu yüzden berrak akana kadar 10–20 dakika boyunca geri devrettirilir (vorlauf); yatağın bu şekilde "oturması", sonraki şerbetin berrak olmasını sağlar. Bir tırmık mekanizması, akışın homojen kalmasını sağlamak ve kanal oluşumunu önlemek için yatağı periyodik olarak keser. Tipik süzme hızları 5–10 hl/m²·h seviyesindedir: çok hızlı süzülürse yatak sıkışır, ekstrakt düşer ve şerbet bulanıklaşır; çok yavaş süzülürse süzme işlemi (lautering) üç saat veya daha fazla uzar. Doğru şekilde belirlenmiş bir yalancı taban, akışı tüm tank boyunca eşit olarak dağıtır; bu durum çeliğin kendisinden ziyade yarık geometrisi ve açık alan ile ilgilidir.
Çok büyük tesisler için, membran ve filtre bezi kullanan plakalı ve çerçeveli presler olan mayşe filtreleri, bir ila iki saat içinde tam bir mayşe süzme işlemi gerçekleştirebilir ve bir lauter tun'a kıyasla yüzde ikiye kadar daha fazla ekstrakt geri kazanabilir. Bunlar gerçek bir alternatiftir, ancak tek kullanımlık bez tüketirler; bu nedenle yalancı tabanlı lauter tun, paslanmaz tel örgü (mesh) ana bileşeni olmak üzere, butik ve orta ölçekli biracılıkta standart olmaya devam etmektedir.
Kaynatmadan sonra şerbet, saniyede birkaç metre hızla teğetsel olarak whirlpool tankına girer, tüm tankı döndürür ve bilinen "çay bardağı" etkisini yaratır. Çoğunlukla 20–100 µm aralığındaki denatüre protein-polifenol komplekslerinden oluşan pıhtılaşmış sıcak tortu (trub), bütün şerbetçiotları ve şerbetçiotu kalıntıları ile birlikte merkezde bir koni şeklinde toplanır. 20–30 dakikalık bir dinlendirmenin ardından, berrak şerbet yan çıkıştan çekilir ve tortu konisi geride bırakılır.
Whirlpool, katı maddelerin büyük kısmını uzaklaştırır ancak bu tam bir parlatma (hassas filtrasyon) değildir. Whirlpool'dan çıkan şerbet tipik olarak hala 50–200 mg/L civarında askıda katı madde taşır ve bir mikronun altından yaklaşık 10 µm'ye kadar uzanan ince soğuk çökelek (cold-break) tanecikleri ancak daha sonra, şerbet soğutulurken oluşur. Bu nedenle çoğu bira fabrikası, whirlpool ile şerbet soğutucusu arasına bir süzgeç veya filtre yerleştirir. 40–100 mesh değerindeki dokuma tel örgü sepet, aksi takdirde plakalı ısı eşanjörünü tıkayacak, şerbeti havalandıracak veya fermantörde çökelecek olan şerbetçiotu maddelerini ve kaba tortuları tutar; yüksek açık alana sahip bir süzgeç ise basınç düşüşünü 0.1 bar'ın altında tutarak tahliyeyi engellemez. Bu, tam olarak şu kılavuzumuzda ele alınan görevdir: gıda ve içecekte tel örgü süzgeç sepetleri kılavuzumuz.
Not edilmeye değer bir denge söz konusudur: agresif tortu (trub) giderimi fermantasyonu ve bira berraklığını artırır, ancak aynı zamanda mayanın ihtiyaç duyduğu bazı yağ asitlerini ve besin maddelerini de uzaklaştırır; bu nedenle birçok bira fabrikası şerbette kasıtlı olarak kontrollü miktarda ince tortu bırakır. Dolayısıyla süzgeç, maksimum temizlik için değil, katı madde tutma kapasitesine göre boyutlandırılmalıdır; bu husus, tüm tesiste aynı tel örgü (mesh) belirlendiğinde önem kazanır.
Fermantasyon tamamlandığında, ham bira maya hücrelerini (yaklaşık 5–10 µm) ve aksi takdirde ambalajda soğuk bulanıklığına neden olacak bulanıklık yapıcı proteinleri ve polifenolleri taşır. Kartuş filtrasyonunun değerini kanıtladığı yer burasıdır.
Kaba filtrasyon ilk aşamadır ve maya ile kaba bulanıklığın büyük kısmını giderir. 5–10 µm dereceli pileli paslanmaz kartuş mükemmel bir seçenektir: pileli yapı, kısa bir gövdeye geniş bir filtre alanı sığdırır, böylece küçük bir kızak ünitesi yüksek akış hızlarını karşılayabilir ve filtre malzemesi metal olduğu için çöpe atılmak yerine geri yıkanabilir ve temizlenebilir. Hala diyatomlu toprak (kizelgur) ön kaplamalı filtreler kullanan bira fabrikaları için, yeniden kullanılabilir tel örgüye geçiş; kristal silis tozuyla uğraşma, atık filtre yardımcısı bertarafı ve ön kaplama ile kazıma işçiliği gibi zorlukları ortadan kaldırır. KAIFIL'in pileli filtre kartuşları tam olarak bu görev için üretilmiştir.
Parlatma filtrasyonu son aşamadır ve berrak, kararlı bir ürün elde etmek için birayı 1–5 µm seviyesine getirir. Sinterlenmiş paslanmaz çelik kartuşlar bu aşamada ana yükü taşır: beş katmanlı sinterlenmiş tel örgü, basınç altında esnemeyen veya yerinden oynamayan, tanımlı gözenek boyutuna sahip rijit bir derinlik filtrasyon yapısı oluşturur; aynı kartuş 121 °C'de buharla sterilize edilebilir, ters yıkanabilir ve yıllarca çalışabilir. KAIFIL'in birçok sinterlenmiş tel örgü filtre kartuşları ithal elemanların birebir yedekleri olarak üretilir — aynı uzunluk, aynı conta yüzeyleri, aynı gövde — böylece bir bira fabrikası asla tek bir OEM'e bağımlı kalmaz. Parlatılmış bira genellikle filtreden 1 EBC bulanıklığının altında çıkar ve bazı üreticiler, raf ömrünü uzatmak için paketlemeden önce 0.45–0.65 µm sterilizasyon adımı ekler.
Boyutlandırma son derece kolaydır. 5 µm filtrasyon derecesine sahip 20 inç (508 mm) sinterlenmiş bir kartuş, 0.5–1.0 bar çalışma basıncı düşüşünde genellikle yaklaşık 1–2 m³/h kaba filtrelenmiş birayı işleyebilir, bu nedenle toplam kartuş sayısı bira fabrikasının pik üretimine göre belirlenir. Herhangi bir gözenekli ortamdan geçen akış, sıvı viskozitesi ile ters orantılı olduğundan — ve 8–10 °C'deki bira, 1–2 °C'deki biraya göre belirgin şekilde daha akışkan olduğundan — parlatma filtresini birkaç derece daha sıcak çalıştırmak, biraz daha fazla bulanıklığı kabul etmek pahasına debiyi yaklaşık yüzde 20 oranında artırabilir. Bu nedenle çoğu lager bira fabrikası hala 0–4 °C'de soğuk filtreleme yapmaktadır.
Doğru filtre malzemesini seçmek üç soruya indirgenir: görevin ne kadar açık alana ihtiyaç duyduğu, filtrasyon derecesinin ne kadar hassas olması gerektiği ve elemanın nasıl temizleneceği.
Düz ve Hollanda dokuma tel örgü temel yapı taşlarıdır. Kare gözenekli düz dokuma, en yüksek açık alanı sağlar; whirlpool elekleri ve süzgeçler için doğal bir tercihtir. Sıkıca paketlenmiş ince tellerden oluşan bir Hollanda dimi yapısı olan Hollanda dokuma ise benzer bir bez filtreye göre çok daha güçlü ve ters yıkanabilir kalırken birkaç mikrona kadar filtrasyon sağlar; bu nedenle sinterlenmiş laminatlarda çalışma katmanı olarak ve parlatma kartuşlarının önünde bir ön filtre olarak sıklıkla karşımıza çıkar.
Sinterlenmiş tel örgü, dokuma bezi alır ve katmanları rijit bir plaka halinde birleştirir: çoklu katmanlar ısı ve basınç altında difüzyon kaynağıyla birleştirilerek, esnemeden agresif bir şekilde temizlenebilen, ters yıkanabilen ve sterilize edilebilen, tanımlı gözenek boyutuna sahip katı bir eleman üretilir. Pileli paslanmaz kartuşlar ise filtre alanını çoğaltmak için tek bir tel örgü tabakasını katlar; böylece kompakt bir elemanda orta derecelerde yüksek akış sağlar.
| Filtre malzemesi türü | Tipik bira üretim uygulaması | Tipik süzme derecesi | Temizlik ve yeniden kullanım |
|---|---|---|---|
| Dokuma tel örgü (düz dokuma) | Whirlpool tortu elekleri; hat tipi pislik tutucular; ön filtrasyon | 20–200 mesh (yaklaşık 74–850 µm) | Sıcak kostik CIP; fırçalanabilir; yıllarca yeniden kullanım |
| Hollanda tipi dokuma / dimi dokuma tel örgü | Hassas şıra eleme; ham bira ön filtrasyonu | Yaklaşık 5 µm'ye kadar | Geri yıkanabilir; buhara dayanıklı |
| Pileli paslanmaz kartuş | Ham bira; maya giderme | 5–10 µm | Geri yıkama + CIP; yeniden kullanılabilir |
| Sinterlenmiş paslanmaz kartuş | Berraklaştırma / parlak bira filtrasyonu | 1–5 µm | Buharla sterilize edilebilir; geri yıkanabilir; ultrasonik olarak temizlenebilir |
| Kama tel veya perfore yalancı taban | Lauter tun; mayşe filtrasyonu | 0.7–1.2 mm yarıklar / 1–3 mm perforasyonlar | Posa yatağı aracılığıyla kendi kendini temizleme; onlarca yıllık hizmet ömrü |
Genel kural şudur: Uygulama ne kadar erken ve sıcaksa, filtre malzemesi o kadar kaba ve açık gözeneklidir; paketlemeye ne kadar yakınsa, o kadar hassas ve rijit olur. Her aşama için doğru elemanı satın alan bir bira üreticisi, daha yüksek debi, daha az filtre değişimi ve daha kısa bir CIP süresi elde eder.
Bira üretiminde kullanılan gıda ile temas eden tüm paslanmaz çelikler 300 serisindendir. Klorür maruziyetinin düşük olduğu ve maliyet tasarrufunun gerçek olduğu sıcak taraf elekleri ve pislik tutucuları için varsayılan seçenek Tip 304'tür. Tip 316L ise yüzde 2-3 oranında molibden ekleyerek klorür içeren CIP çözeltilerindeki çukurcuk korozyonuna (pitting) ve bira fabrikası temizliğindeki agresif, değişken kostik ve asit döngülerine karşı direnci büyük ölçüde artırır; bu nedenle soğuk taraf kartuşlarında ve sıcaklık altında fosforik veya sitrik asit gören tüm ürünle temas eden bileşenlerde tercih edilir.
316L'deki "L" harfi de en az molibden kadar önemlidir. Düşük karbonlu (maksimum yüzde 0,03) çelik, kaynak yerinde krom karbür çökelmesine karşı direnç gösterir; böylece kaynaklı bir kartuş, hassaslaşıp taneler arası korozyona açık hale gelmek yerine kaynak dikişleri boyunca korozyon direncini korur. Her iki kalite de ABD yönetmelikleri kapsamında tekrar kullanılabilir gıda ekipmanları için FDA gıda ile temas uyumluluğuna sahiptir ve bira üreticileri için pratik kural basittir: Eğer bira buna temas ediyorsa ve uzun bir hizmet ömrü için bir kez satın alıyorsanız, 316L tercih edin.
Paslanmaz tel örgü, temizlik zamanı geldiğinde değerini kanıtlar. Tipik bir bira fabrikası CIP döngüsü, 75–85 °C'de yüzde 1–3 sodyum hidroksit ile çalışır, bunu bir asit durulaması ve sıcak suyla yıkama takip eder; sinterlenmiş kartuşlar ayrıca 121 °C'de buharla sterilize edilebilir ve maya kekini sökmek için geri yıkanabilir. Metal, bu döngülerin binlercesine dayanır. Polimer filtre malzemeleri (PVDF bile olsa) sıcak kostik altında bozunur, tekrarlanan geri basınç altında yorulur ve sonunda biraya malzeme parçacıkları döker. Beş yıllık bir süreçte, paslanmaz eleman, tek kullanımlık bir kartuşa kıyasla birkaç kat daha yüksek olan ilk satın alma fiyatına rağmen genellikle toplam maliyette kazanır. Bir filtreyi gerçekten CIP yapılabilir kılan tasarım seçimleri (boşluksuz kaynaklar, tamamen boşaltılabilen gövdeler, ölü nokta içermeyen hatlar, sıhhi bağlantılar) şu bölümümüzde CIP ile temizlenebilir paslanmaz çelik filtre tasarımı kılavuzu.
Oksijen kontrolü, soğuk tarafın hassas olmasının diğer nedenidir. Paketleme sırasında yaklaşık 50 ppb'nin üzerindeki çözünmüş oksijen, bitmiş biranın bayatlamasını ölçülebilir şekilde hızlandırır ve her filtre potansiyel bir oksijen giriş noktasıdır. Kapalı, basınç tahrikli tel örgü filtrasyonu, burada ön kaplamalı filtrelere karşı yapısal bir avantaja sahiptir: karıştırılacak toz bulamacı, ön kaplama yapılacak filtre yardımcısı ve değişim sırasında açık bir kap yoktur. Gazla süpürülen gövdeler ve uygun havalandırma ile modern bir paslanmaz filtre kızağı (skid), DO artışını paketleme hedefinin çok altında tutar — her partide.
Bir lauter tun yalancı tabanı için hangi gözenek veya yarık boyutu kullanılır? Wedge-wire yalancı tabanlar tipik olarak 0.7–1.2 mm yarık açıklıkları kullanır; dokuma paslanmaz yalancı tabanlar ise kabaca 0.25–0.85 mm'lik bir açıklık aralığına denk gelen 20–60 mesh aralığında çalışır. Asıl filtrelemeyi tahıl yatağı yapar — elek sadece onu destekler ve drenaj sağlar.
Paslanmaz çelik tel örgü, diyatomlu toprak (kizelgur) filtrasyonunun yerini alabilir mi? Evet. 1–5 µm'lik bir hassas filtreleme ile takip edilen 5–10 µm'lik bir kaba filtre, DE olmadan maya ve bulanıklığı gidererek kristal silis tozu elleçleme, kullanılmış filtre yardımcısı bertarafı ve ön kaplama işçiliğini ortadan kaldırır. Paslanmaz elemanlar geri yıkanabilir ve yeniden kullanılabilir özelliktedir; bu da daha yüksek olan ilk yatırım maliyetini amorti eden şeydir.
Biranın berrak olması için hangi mikron değeri gereklidir? Çoğu hassas filtreleme 1–5 µm'de gerçekleştirilir ve bazı üreticiler paketlemeden önce 0.45–0.65 µm'lik steril bir adım ekler. 1–5 µm'de, sinterlenmiş paslanmaz kartuşlar bulanıklık oluşturan kolloidleri ve kalıntı mayayı gidererek paketlenmiş birayı genellikle 1 EBC bulanıklığının altında bırakır.
Sinterlenmiş paslanmaz çelik kartuşların ömrü ne kadardır? Uygun CIP ve geri yıkama ile, değişim gerekmeden önce bira fabrikasında birkaç yıl sürekli hizmet — yüzlerce filtrasyon döngüsü — sağlanır. Bu yeniden kullanılabilirlik, tek kullanımlık kartuşlara kıyasla paslanmaz filtre malzemesinin temel ekonomik gerekçesidir.
Bira filtrasyonu için 304 mü yoksa 316L paslanmaz çelik mi daha iyidir? 316L, molibden içeriğinin klorür çukurlaşmasına ve kostik/asit CIP gerilmeli korozyonuna karşı direnç göstermesi nedeniyle ürünle temas eden ve soğuk taraf uygulamalarında tercih edilir; 304 ise düşük klorürlü sıcak taraf elekleri için geçerli ve daha düşük maliyetli bir seçenektir. Kararsız kaldığınızda 316L'yi seçin.
Hiçbir iki bira fabrikası aynı filtrasyon hatlarını çalıştırmaz — tank geometrisi, bulanıklık profili ve paketleme hattı hızı tamamen farklıdır — bu nedenle hazır filtre elemanları nadiren mükemmel şekilde uyar. KAIFIL'in ürettiği şey de tam olarak budur: ithal kartuşlar için doğrudan değiştirilebilir alternatifler de dahil olmak üzere, boyutlarınıza ve mikron özelliklerinize göre üretilen özel dokuma tel örgü, sinterlenmiş kartuşlar, pileli filtre elemanları ve delikli borular; böylece asla tek bir tedarikçiye bağımlı kalmazsınız. İster mahzenini modernize eden bir bira fabrikası olun, ister yeni bir birahane için filtrasyon belirleyen bir bira üretim ekipmanı OEM'i olun; bize akış hızınızı, hedef mikron değerinizi ve bağlantı boyutunuzu gönderin, biz de doğru filtre malzemesini önerelim ve eksiksiz bir eleman seti veya filtre kızağı için fiyat teklifi sunalım. Özel tel örgü özellikleri ve fiyat teklifi almak için bugün KAIFIL ile iletişime geçin.
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.
Teknik resimleri, boyutları, malzemeyi, ortamı veya çalışma koşullarını gönderin; doğru teknik özellikleri onaylamanıza yardımcı olalım.
Yüklenen dosyalar dahildir. Büyük CAD paketleri için onay e-postasına yanıt verin veya buradan gönderin:
Ekibimiz genellikle 24 iş saati içinde yanıtlar.
