氧化還原電位水在啤酒行業刷洗中的應用

任河山

1. 氧化還原電位水介紹

氧化還原電位水系水中加入少量氯化鈉，經過特殊的離子交換隔膜電解裝置進行微電解處理，在陽極區產生的具有高氧化還原電位（Oxidation Reduction Potential，ORP）和低pH值的特殊離子水。陽極液氧化還原電位約在1050～1180mV，主要成分是氯氣與水反應產生的鹽酸、次氯酸，H在2～9，具有殺菌功效；陰極液具有較低的氧化還原電位（＞-900mV），主要成分是氫氧化鈉，p H在11.5～12，具有清潔功效。

氧化還原電位水設備主要由反滲透純水機及主機（內有電解槽及控制系統）構成，輔助設備有鹽水罐。可由緩沖罐、軟水罐替代反滲透純水機來降低設備費用。

目前國內外有不少公司研制、推廣使用氧化還原電位水，其應用領域非常廣泛，比如釀造、冷飲料灌裝、乳品、肉制品加工、醫療器械消毒、農業噴灌殺菌、大型公共衛生安全消毒等等。

2. 氧化還原電位水在啤酒行業應用需要注意的事項

圖1 氧化還原電位水制備車間

圖1 氧化還原電位水制備車間

表1 2.5%氧化還原電位水，30秒殺菌效果

目前，氧化還原電位水已逐步在啤酒行業進行推廣使用。正如上文所述，一套設備可以同時生產陽極液及陰極液。陽極液以次氯酸鈉為主要成分，具有良好的微生物殺菌效果，可用于大罐清洗后的消毒及純生啤酒灌裝車間無菌環境的保持。陰極液以氫氧化鈉為主要成分，濃度約在0.4%左右，具有良好的清洗效果，可直接加于大罐清洗的堿性清洗劑中，同時，可適當降低原堿性清洗劑的濃度。

氧化還原電位水在啤酒行業的應用需要考慮的問題主要有以下幾個方面：（1）殺菌效果；（2）對設備的腐蝕性問題；（3）殘留對啤酒風味的影響。

2.1 殺菌效果

試驗結果表明，采用2.5%濃度的氧化還原電位水稀釋液，在30秒內，可將全部啤酒有害菌、雜菌、酵母、野生酵母殺死。2.5%氧化還原電位水稀釋液的殺菌強度能夠達到在清洗后殺滅罐中微生物的效果。

2.2 腐蝕性

發酵罐內壁為T541涂層或不銹鋼材質；清酒罐內壁主要為不銹鋼材質；灌裝機主要為不銹鋼材質。經過為期15天的試驗室試驗，證明10%濃度的氧化還原電位水稀釋液對不銹鋼、鋁無腐蝕或腐蝕較輕，與正常軟水浸泡無差異；對銅的腐蝕性大于軟水，但在可接受范圍。

2.3 殘留對啤酒風味的影響

結合生產實際殘留情況，將氧化還原電位水原液分別稀釋成0.25%、0.5%和1.0%，然后各取5mL，分別加入對應啤酒瓶，做好標記，以空白（0%，即每瓶加入5mL脫氧水）為對照上線灌裝、殺菌。品嘗結果表明，采用氧化還原電位水刷洗大罐，正常殘留量對啤酒口味沒有影響。

表2 發酵罐、清酒罐清洗消毒工藝

表3 刷洗一個發酵罐（400m3）的成本

圖3 灌裝機噴淋效果

3. 應用案例

3.1 發酵罐、清酒罐的消毒

目前，啤酒釀造過程CIP大罐及管道的消毒殺菌，主要使用含氯消毒劑，存在安全和環保隱患。使用一定濃度的氧化還原電位水稀釋液替代含氯消毒劑，可以達到良好的微生物殺菌效果。

從表3可以看出，使用氧化還原電位水在獲得良好消毒效果的同時，能夠大幅降低成本。

3.2 純生啤酒灌裝機噴淋

原先工藝主要使用泡沫清洗和熱水噴淋，可以使用氧化還原電位水對酒機表面及各關鍵點進行連續噴淋殺菌，保持無菌環境。安裝酒機氧化還原電位水噴淋系統，噴頭位置與泡沫清洗基本一致。氧化還原電位水對酒機表面連續噴淋，設備表面清潔、光亮，肉眼觀察和手摸，無明顯的長菌、發黏、發滑、結垢現象。

原工藝：純生啤酒生產開始前對酒機進行泡沫清洗→熱水噴沖→殺菌劑噴淋→熱水噴沖。每4h進行泡沫清洗和熱水噴淋；每2h進行熱水殺菌。

替代方案：用氧化還原電位水連續噴淋酒機表面，取消4h一次的熱水噴淋及泡沫清洗、2h進行熱水殺菌。

采用噴淋氧化還原電位水的方法，灌裝機的抑菌效果良好，微生物合格率保持在94%以上，符合工廠標準要求；同時，產量較原工藝可以提高25.2kL/天，效率提升明顯，經濟效益凸顯。

4. 總結

氧化電位水具有穩定廣泛范圍的微生物控制、不影響啤酒風味穩定性；由于用水量和化學品量的減少，改善了污水管理；替代化學品進行清洗后沒有造成負面影響以及效率損失。

但氧化電位水也有缺點，首先是前期設備投資較大；第二，氧化電位水較不穩定，不耐貯存。啤酒企業可以根據實際情況進行選擇。對其他行業也能起到拋磚引玉的作用，企業可以根據實際殺菌要求進行試驗，選擇符合本企業的氧化還原電位水應用工藝。