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Cider Producer Maximizes Yield and Increases Capacity

Cider Producer Maximizes Yield and Increases Capacity with the Oenoflow™ HS System

Overview

Filtration is a key operation in modern cider production to deliver visually bright and shelf stable product. Traditionally, cider clarification has been performed with diatomaceous earth or sheet based filtration technologies. However, with more favorable economics, easier operation and lower waste volumes, crossflow filtration systems like Pall’s Oenoflow XL system have become more widely adopted over the past decade.

 

While the afore-mentioned clarification systems can concentrate to high solids levels, there is still a significant amount of recoverable alcohol in the yeast at the bottom of fermentation or maturation tanks and filtration system concentrates. With Pall’s newest member of the Oenoflow family of systems, the HS system, cider producers can now recover high quality cider from these lees streams to gain up to 4% capacity with no additional capital investment.

 

The Challenge

A cider mill producing 20 million liters of cider per year uses an Oenoflow XL crossflow system for post fermentation clarification. After fermentation and maturation, the Oenoflow system clarifies the cider while concentrating the solids. Even after consistently concentrating up to 25% solids (v/v), the cider losses are in the range of 4%. The cider maker was looking for an economically reasonable way to increase yield.

 

The Solution

To recover additional alcohol from the cider lees, the customer purchased Pall’s new Oenoflow HS or High Solids system. The system employs hollow fiber membranes similar to those already used in their cider clarification application, however, the Oenoflow HS membranes have a wider internal fiber diameter to concentrate the solids up to about 70% by volume. For the new process, after fermentation and maturation, the hard cider at 10% alcohol is filtered by the Oenoflow XL system while the tank bottoms are sent to a lees holding tank that also serves as the feed supply for the Oenoflow HS system.

 

The XL system filtrate or clarified cider is sent downstream for final blending to bottle strength while the concentrate is sent to the lees holding tank to be further concentrated by the HS system. The final HS system concentrate is sent for off-site disposal. A schematic is shown above. The Oenoflow HS system design incorporates diafiltration, a process where water is added to the lees concentrate. Diafiltration “washes out” alcohol from the yeast to increase recovery and improves the return on investment. The resulting alcohol strength of the filtered cider batch is reduced, however, this helps to lower the water required for the downstream blending to bottle strength.

 

By implementing the Oenoflow HS system, the customer can reduce their cider losses from 800,000 liters to approximately 285,000 liters per year. With the cider at 10% strength, this means alcohol losses of 28,500 liters per year. By adding diafiltration, the alcohol losses can be further reduced to approximately 3,500 liters per year resulting in a system payback less than a year. Compare the losses for the process with and without the Oenoflow HS system in the tables below.

 

In addition to the added value from the recovered alcohol, the customer was able to realize further benefits. They increased their finished cider capacity without the need for additional capital investments like fermentation tanks and the associated equipment. Without diafiltration, the HS system alone increased capacity by 2.6%. Considering diafiltration, the cider capacity increased by 3.8%. The final concentrate or waste volumes were also reduced therefore lowering the cost for off-site disposal.

 

The Benefits

The benefits realized upon implementation of the Oenoflow HS system in this application include:

 

  • Alcohol losses decreased from 80,000 liters per year to approximately 3,5000 liters per year
  • 3.8% increase in finished cider capacity without additional capital investments like fermentation vessels and the associated equipment
  • Attractive investment with payback less than 1 year
  • Lower concentrate volumes for reduced off-site disposal costs
  • Automated and controlled process

 

This case study has been replicated at other cider producers of similar scale with comparable economic drivers.

 

About Pall Corporation

Pall Corporation is a global filtration, separation and purification leader providing solutions to meet the critical fluid management needs of customers across the broad spectrum of life sciences and industry. We work with our customers to advance health, safety and environmentally responsible technologies. Pall Food & Beverage provides products and services to ensure product quality and maintain process reliability in beverage and food production. Our solutions also assist in consumer protection, waste minimization and reduction of operating costs.



TFF技术增加产量并减少废物流

发酵和熟化后在罐底部收集的剩余酵母中含有高达80%的提取物,这些提取物现在可以回收利用,而不用再丢弃处理。可以从中回收啤酒并以5%的比例重新混合到酿造工艺中,而不会对啤酒质量产生不利影响,从而提高产量并减少需要生产的总啤酒量。这不但减少了二氧化碳排放量和用水量,降低了生产成本,而且最大程度地减少了废物流,降低了处理成本,减少排放回环境中的BOD和COD。
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精酿啤酒厂维护形象,减少损失

虽然由于低pH、乙醇浓度和低氧含量,啤酒对细菌生长有一定的抑制作用,但某些啤酒腐败细菌(包括乳杆菌、片球菌、梳状菌和巨型球菌)可能导致异味、混浊和发酸。这些质量缺陷使得产品不可接受,经常导致大量经济损失和负面品牌形象。在整个生产过程中,必须防止有害微生物污染,才能实现所需的最终啤酒质量。这种污染可能来自于配料成分(包括酵母)、与产品接触的空气和水体以及环境。
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颇尔Aria™系统挽救濒临关闭的瓶装矿泉水生产厂商

矿泉水是一种有价值的自然资源,在以高纯水和外观鲜亮的瓶装产品形式出现在商店货架上以前,需要先进行良好净化处理。过滤是实现始终如一的卓越产品质量所必需的关键工艺步骤。根据水源质量的不同,过滤相关成本可能是关键所在。一次性过滤器是一种技术可靠的解决方案,但在高品质水源难以获取或变化的情况下,使用这种过滤器在经济上不可持续。
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微流系统用于干酪盐水净化,10个月即可回收成本

浸入盐水进行盐渍的加工方法广泛用于世界各地的多种奶酪。在反复浸泡期间,奶酪中的脂肪、凝乳颗粒和微生物,加上蛋白质和其他组分的积累,为耐盐性微生物建立起了营养丰富的环境。另外,重复使用的盐水会成为有害微生物的储存池,例如产生气体或颜料的细菌、酵母菌和霉菌或耐盐病原体,这些微生物会交叉污染奶酪和影响产品质量。为了确保日常生产的稳定性,盐水和盐水浸渍操作的良好控制非常关键。除此之外,盐水处理正在受到越来越多的关注。特定领域的高处理成本或体积限制正在推动进一步回收利用盐水的需求,以节省运行成本,尽可能减少工厂的环境足迹。
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蒸馏酿酒厂通过SUPRApak™技术在降低运营成本的同时提高产品质量

烈性酒过滤可能是一项难度极高的工作。不但需要清除可能引起浊度的污染物,同时还要保持产品中提高质量的组分。过滤板是实现这一微妙平衡的传统方法。过滤片采用了同时具备优良吸附能力和深度过滤能力的独特材料基质,使其成为降低烈性酒浊度和消除浑浊现象的理想解决方案。过滤片有多个等级,覆盖广泛的应用范围,从浸果酒过滤到去除褐色烈性酒的冷藏浑浊物,再到白色烈性酒活性炭处理。另外,许多板式和板框式过滤器还可灵活地添加或移除过滤片,以适应批量大小、流量或要过滤的特定产品。
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用于食品和饲料配料成分生产的发酵液澄清系统

氨基酸、有机酸和维生素等散装食品和饲料配料成分的生产商均采用发酵作为其生产的基础。当今的现代工业生物技术工艺使用精心选择和纯化的微生物细胞培养液来生产更多的各种配料成分并提高生产率。在发酵过程中,微生物在工业生物反应器中繁殖,利用碳水化合物获取能量。微生物在充分控制的通气条件、搅拌速度、温度、pH值等参数条件下生长。。发酵过程可以持续几小时到几天。由微生物产生的代谢终产物是目前使用的许多配料成分的基础。
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苹果酒生产商使用OENOFLOW™ HS系统最大限度地提高产量,增加产能

在先进的苹果酒生产过程中,为了能提供外观亮泽且耐储存的产品,过滤操作是关键。根据传统工艺,苹果酒澄清过程基于硅藻土或过滤片的过滤技术。但是,基于更好的经济性、更简便的操作以及更低的废料量,颇尔的Oenoflow™ XL类型的交叉流过滤系统在过去十年中已经被广泛采用。
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TAB过滤可显著提高即饮茶水饮料的质量和产量

茶饮料、果汁和饮料、碳酸软饮料和其它饮料都会因出现耐热嗜酸菌孢子(TAB)而导致腐败。嗜热孢子可能来自于接触果汁生产过程中的农业原材料或天然提取物中的甜味剂、果汁和茶浓缩液或加味料、香精和色素等饮料成分的污染。
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丰富交叉流酒泥过滤经验为御兰堡创造可观的效益和收益

从酒泥中回收葡萄酒是葡萄酒厂所面临的难度最大的过滤需求。悬浮固体的高浓度和可变性对合适的过滤技术造成了限制,同时严格的环境规定和可持续性方案也对减少浪费量产生了压力。残渣通常使用基于助滤剂的系统过滤,例如转筒真空(RVD)或箱式压滤机。虽然这些系统通常具有从固体回收葡萄酒的良好体积回收率,但是存在可能影响葡萄酒质量的一些内在缺点。开放式设计导致可能接触氧气,使得回收的葡萄酒经常需要进一步处理。通常评级较低,用于混合酒而不是添加回原浆批次。
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