错流膜过滤是一种无需借助过滤介质对待滤液进行物理性分离的过程,它将颗粒或细菌等“相对杂质”从待滤液中隔离开,从而实现待滤液的澄清得到所需的产品。近年来,错流过滤作为无助剂过滤中的典型新技术代表,得到越来越多的认知、认可,逐步试用于食品、饮料、化工、医药等行业,其中以啤酒生产行业为尤。运用助剂过滤工艺时,啤酒过滤普遍依赖于硅藻土这一过滤介质,这不但对啤酒风味和质量带来影响,增加了企业的生产成本,还对环境造成极大不良影响,同时存在硅藻土资源枯竭这一严重问题。而错流过滤技术的诞生,为啤酒行业解决了过滤流程中的多项难题:无需硅藻土,不改变啤酒质量,不破坏环境,生产成本低,运作效率高。本论文以珠江啤酒股份有限公司(以下简称珠啤)的“错流膜过滤系统试商用”项目为研究背景,根据现场实际,结合设备和工艺的特点,对错流过滤系统的构造、功能、装备进行全面的分析,并进行了一系列实验和研究工作。通过现场试验获取啤酒色度、浊度、溶解氧、泡沫稳定性等关键指标数据,并结合工艺要求将相关数据与传统过滤进行对比分析,验证错流膜过滤系统在珠啤乃至啤酒生产行业的适用性和可靠性,实现错流膜过滤系统与工艺和现场实际的相适应和相匹配。通过单因素实验、正交实验深入系统的研究错流膜过滤系统过滤过程中各影响因素对单位面积膜的过滤流通量(Flux)的影响程度及系统工况优化参数。对影响过滤流通量的五个因素(透膜压差、错流切向速度、过滤时间、酒液温度、反冲间隔)的研究表明:在影响错流过滤的五个因素(透膜压差、错流切向速度、过滤时间、酒液温度、反冲间隔)中透膜压差的影响最大,酒液温度的影响最小。其影响过滤流通量的大小次序为:透膜压差>切向速度>反冲间隔>过滤时间>酒液温度,五因素最佳的组合A3B4C2D4E1。即错流过滤系统的优化压差工况参数为:透膜压差0.15MPa、切向速度6m/s、过滤时间2h、酒液温度-0.5℃和反冲间隔4min。通过以膜组处于相对稳定流通性时的流通量为清洗效果的判断依据,对各种清洗助剂、清洗方法及其相关影响因素(清洗时间、洗剂浓度)进行全面的实验研究和对比分析,从而获得错流膜过滤系统的最佳在线清洗方案:先用1%次氯酸钠和0.5 mol/L氢氧化钠混合碱液清洗10 min,再用0.1 mol/L柠檬酸溶液清洗10 min。本论文中的实验研究为错流膜过滤系统由“试商用”到“全面应用”提供了可靠的验证;也获得了该系统的最优工况和最佳清洗方案,为系统在啤酒过滤流程中高效、低耗、环保、稳定运行确立了基础,具有很大的现实意义,获得良好的经济效益。