氧化还原电位水在啤酒行业刷洗中的应用

任河山

1. 氧化还原电位水介绍

氧化还原电位水系水中加入少量氯化钠，经过特殊的离子交换隔膜电解装置进行微电解处理，在阳极区产生的具有高氧化还原电位（Oxidation Reduction Potential，ORP）和低pH值的特殊离子水。阳极液氧化还原电位约在1050～1180mV，主要成分是氯气与水反应产生的盐酸、次氯酸，H在2～9，具有杀菌功效；阴极液具有较低的氧化还原电位（＞-900mV），主要成分是氢氧化钠，p H在11.5～12，具有清洁功效。

氧化还原电位水设备主要由反渗透纯水机及主机（内有电解槽及控制系统）构成，辅助设备有盐水罐。可由缓冲罐、软水罐替代反渗透纯水机来降低设备费用。

目前国内外有不少公司研制、推广使用氧化还原电位水，其应用领域非常广泛，比如酿造、冷饮料灌装、乳品、肉制品加工、医疗器械消毒、农业喷灌杀菌、大型公共卫生安全消毒等等。

2. 氧化还原电位水在啤酒行业应用需要注意的事项

图1 氧化还原电位水制备车间

图1 氧化还原电位水制备车间

表1 2.5%氧化还原电位水，30秒杀菌效果

目前，氧化还原电位水已逐步在啤酒行业进行推广使用。正如上文所述，一套设备可以同时生产阳极液及阴极液。阳极液以次氯酸钠为主要成分，具有良好的微生物杀菌效果，可用于大罐清洗后的消毒及纯生啤酒灌装车间无菌环境的保持。阴极液以氢氧化钠为主要成分，浓度约在0.4%左右，具有良好的清洗效果，可直接加于大罐清洗的碱性清洗剂中，同时，可适当降低原碱性清洗剂的浓度。

氧化还原电位水在啤酒行业的应用需要考虑的问题主要有以下几个方面：（1）杀菌效果；（2）对设备的腐蚀性问题；（3）残留对啤酒风味的影响。

2.1 杀菌效果

试验结果表明，采用2.5%浓度的氧化还原电位水稀释液，在30秒内，可将全部啤酒有害菌、杂菌、酵母、野生酵母杀死。2.5%氧化还原电位水稀释液的杀菌强度能够达到在清洗后杀灭罐中微生物的效果。

2.2 腐蚀性

发酵罐内壁为T541涂层或不锈钢材质；清酒罐内壁主要为不锈钢材质；灌装机主要为不锈钢材质。经过为期15天的试验室试验，证明10%浓度的氧化还原电位水稀释液对不锈钢、铝无腐蚀或腐蚀较轻，与正常软水浸泡无差异；对铜的腐蚀性大于软水，但在可接受范围。

2.3 残留对啤酒风味的影响

结合生产实际残留情况，将氧化还原电位水原液分别稀释成0.25%、0.5%和1.0%，然后各取5mL，分别加入对应啤酒瓶，做好标记，以空白（0%，即每瓶加入5mL脱氧水）为对照上线灌装、杀菌。品尝结果表明，采用氧化还原电位水刷洗大罐，正常残留量对啤酒口味没有影响。

表2 发酵罐、清酒罐清洗消毒工艺

表3 刷洗一个发酵罐（400m3）的成本

图3 灌装机喷淋效果

3. 应用案例

3.1 发酵罐、清酒罐的消毒

目前，啤酒酿造过程CIP大罐及管道的消毒杀菌，主要使用含氯消毒剂，存在安全和环保隐患。使用一定浓度的氧化还原电位水稀释液替代含氯消毒剂，可以达到良好的微生物杀菌效果。

从表3可以看出，使用氧化还原电位水在获得良好消毒效果的同时，能够大幅降低成本。

3.2 纯生啤酒灌装机喷淋

原先工艺主要使用泡沫清洗和热水喷淋，可以使用氧化还原电位水对酒机表面及各关键点进行连续喷淋杀菌，保持无菌环境。安装酒机氧化还原电位水喷淋系统，喷头位置与泡沫清洗基本一致。氧化还原电位水对酒机表面连续喷淋，设备表面清洁、光亮，肉眼观察和手摸，无明显的长菌、发黏、发滑、结垢现象。

原工艺：纯生啤酒生产开始前对酒机进行泡沫清洗→热水喷冲→杀菌剂喷淋→热水喷冲。每4h进行泡沫清洗和热水喷淋；每2h进行热水杀菌。

替代方案：用氧化还原电位水连续喷淋酒机表面，取消4h一次的热水喷淋及泡沫清洗、2h进行热水杀菌。

采用喷淋氧化还原电位水的方法，灌装机的抑菌效果良好，微生物合格率保持在94%以上，符合工厂标准要求；同时，产量较原工艺可以提高25.2kL/天，效率提升明显，经济效益凸显。

4. 总结

氧化电位水具有稳定广泛范围的微生物控制、不影响啤酒风味稳定性；由于用水量和化学品量的减少，改善了污水管理；替代化学品进行清洗后没有造成负面影响以及效率损失。

但氧化电位水也有缺点，首先是前期设备投资较大；第二，氧化电位水较不稳定，不耐贮存。啤酒企业可以根据实际情况进行选择。对其他行业也能起到抛砖引玉的作用，企业可以根据实际杀菌要求进行试验，选择符合本企业的氧化还原电位水应用工艺。