양조는 발효가 끝난다고 해서 끝나는 것이 아닙니다.
이 단계에서 맥주에는 여전히 효모, 홉 입자, 단백질, 폴리페놀 및 기타 부유 물질이나 탁도를 유발하는 성분이 포함되어 있을 수 있습니다. 맥주의 종류와 양조사의 품질 목표에 따라, 맥주를 클리어 맥주 탱크로 옮기거나 포장 공정으로 보내기 전에 이러한 성분 중 일부를 제거해야 할 수도 있습니다.
따라서 여과는 여러 가지 다른 목적을 달성할 수 있습니다. 발효 후 맥주의 탁도를 제거하거나, 더 미세한 여과 단계에 앞서 미립자 농도를 낮추거나, 외관의 안정성을 높이거나, 포장 전에 미생물학적 안정성을 확보하는 데 기여할 수 있습니다. 그러나 일부 맥주는 의도적으로 탁한 상태를 유지하기 때문에 최종 여과를 거의 또는 전혀 하지 않을 수도 있습니다.
여과 장비의 선택은 맥주 종류, 고형분 농도, 생산 능력, 원하는 투명도, 포장 요건 및 양조장의 선호하는 생산 방식에 따라 달라집니다.
소규모 수제 맥주 양조장에서부터 대규모 상업 및 산업용 맥주 공장에 이르기까지, 맥주 양조장에 가장 널리 적용되는 기술로는 원심 분리, 규조토 여과, 심층 여과, 판형 여과, 카트리지 여과, 그리고 막 여과 등이 있습니다.
맥주 제조에 일반적으로 사용되는 여과 및 분리 장비
| 장비 / 기술 | 맥주 생산의 주요 기능 | 대표적인 적용 사례 |
|---|---|---|
| 디스크 스택 원심분리기 | 효모 및 부유 고형물의 신속한 침전 및 분리 | 녹색 맥주, 효모 분리, 예비 여과 |
| 규조토(키젤구르) 필터 | 심층 여과 및 맥주 정제 | 기존의 맥주 여과 방식 |
| 판형 필터 | 필터 시트를 이용한 압력 여과 | 소량 및 중량 배치 맥주 여과 |
| 심도 필터 / 필터 시트 | 정밀 연마 및 광택 처리 | 효모, 입자 및 탁도 저감 |
| 카트리지 필터 | 미세 및 최종 입자 여과 | 연마 및 후처리 보호 |
| 막 / 횡류 여과 | 미세 여과 및 미생물학적 안정화 | 키젤구르를 사용하지 않는 맥주 여과 |
| 백 필터 | 거친 여과 또는 보조 여과 | 주요 전처리 적용 사례 |
이러한 기술들은 단순히 동일한 필터의 서로 다른 단계에 불과한 것이 아닙니다.
원심분리기는 원심력을 이용해 입자를 분리합니다. DE 필터와 심층 필터는 여과 매체 내에 입자를 포집합니다. 카트리지 필터는 입자 포집 정도를 조절할 수 있는 반면, 막 시스템은 선택적 막 분리를 이용합니다.
이러한 이유로 양조장은 일반적으로 시중에 나와 있는 가장 정밀도가 높은 필터를 선택하기보다는 공정 목표에 따라 여과 장비를 선정합니다.
미세 여과 전 확인 사항
미세 여과기로 들어가는 맥주는 발효 과정을 마친 맥주와는 매우 다릅니다.
갓 발효된 맥주에는 상당량의 효모 및 기타 부유 물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 이러한 고형물 전체를 미세 필터로 바로 보내면 압력 강하가 급격히 증가하고, 필터 수명이 단축되며, 맥주 손실이 늘어날 수 있습니다.
따라서 1차 정화 공정이 흔히 먼저 사용됩니다.
양조실에서는 냉각 및 발효 과정에 앞서 월풀 단계에서 이미 뜨거운 트럽을 맥즙에서 분리함으로써 중요한 정화 과정을 거칩니다. 그러나 발효가 끝난 후에는 고형물이 훨씬 더 미세해지며, 주로 효모와 기타 발효 과정에서 생성된 물질로 구성됩니다.
이때 원심 분리, 침전, DE 여과 또는 기타 정화 기술이 활용됩니다.
일반적인 절차는 다음과 같을 수 있습니다:
발효 → 숙성 → 1차 정제 → 미세 여과 → 맑은 맥주 → 포장
모든 양조장에 모든 공정이 필요한 것은 아닙니다. 가장 적절한 공정 구성은 맥주의 종류와 요구되는 완제품의 특성에 따라 달라집니다.
디스크 스택 원심분리기
A 디스크 스택 원심분리기 필터 매체 대신 원심력을 이용하여 맥주에서 부유 고형물을 분리합니다.
회전하는 보울 내부에는 원뿔형 디스크가 층층이 쌓여 있어 유효 분리 면적을 증가시킵니다. 효모 및 기타 부유 입자는 액체에서 분리된 후 원심분리기의 구성에 따라 배출됩니다.
맥주 제조 과정에서, 디스크 스택 원심분리기 다음 용도로 사용할 수 있습니다:
- 그린 맥주에 대한 설명
- 효모 분리
- 정밀한 고체-액체 분리
- 여과 전 전처리
- 후단 필터로 유입되는 고형물의 감소
- 맥주 회수
가장 큰 장점은 속도와 연속 가동입니다. 원심분리기를 사용하면 맥주가 미세 여과 단계에 도달하기 전에 효모의 상당 부분을 제거할 수 있습니다.
이는 맥주 처리량이 많고, 장기간에 걸친 생산 과정에서도 여과 능력을 유지해야 하는 대규모 양조장에서 특히 유용할 수 있습니다.
규조토(키젤구르) 여과
DE 또는 키젤구어라고도 불리는 규조토는 전통적으로 맥주 제조 과정에서 가장 널리 사용되어 온 여과 보조제 중 하나입니다.
여과 과정에서 DE는 맥주가 통과하는 다공성 여과 케이크를 형성합니다. 효모, 부유 입자 및 기타 탁도를 유발하는 물질은 이 여과 케이크 내에 걸러집니다.
이 공정이 여전히 널리 사용되는 주된 이유는 비교적 많은 양의 고형물을 처리하면서도 맑고 투명한 맥주를 생산할 수 있기 때문이다.
일반적인 공정은 다음과 같을 수 있습니다:
숙성된 맥주 → DE 여과 → 미세 여과 → 맑은 맥주 탱크
요구되는 여과 성능에 따라 다양한 등급의 여과 보조제를 사용할 수 있습니다. 입자가 굵은 재료는 더 높은 오염물 보유 능력을 제공하는 반면, 입자가 미세한 등급은 더 강력한 침전 처리에 사용할 수 있습니다.
DE 여과 이 제품은 검증된 기존 여과 공정을 원하는 양조장에 적합합니다. 크래프트 맥주 양조와 산업용 양조 모두에 사용할 수 있으며, 여과 시스템과 여과 면적은 생산 요구 사항에 따라 조정됩니다.
단점도 있습니다. DE는 소모성 여과 보조제이므로, 양조장에서는 사용 후 여과재의 보관, 투여, 취급 및 폐기를 관리해야 합니다. 또한 맥주가 여과 케이크에 남아 제품 손실을 초래할 수도 있습니다.
이러한 요인들로 인해 많은 양조장들이 원심분리, 심층 여과 또는 막 여과를 대체 기술이나 보완 기술로 검토하게 되었습니다.
판형 및 프레임 필터
플레이트 및 프레임 필터는 일련의 플레이트 사이에 설치된 여과 시트를 사용합니다. 맥주는 압력을 받아 이 시트들을 통과하며, 이 과정에서 효모와 부유 입자는 여과 매체에 의해 걸러집니다.
이 시스템은 생산 요구 사항에 따라 여과 면적을 조절할 수 있고, 원하는 정화 수준에 맞춰 여과지를 선택할 수 있기 때문에 특히 일괄 여과에 유용합니다.
판형 및 프레임 필터는 다음과 같은 용도로 사용할 수 있습니다:
- 맥주 일괄 정제
- 미세 여과
- 연마
- 수제 맥주 제조 공정
- 중소규모 양조장 생산
소규모 양조장의 경우, 비교적 단순한 설계와 유연한 여과지 선택 덕분에 판형 여과 방식이 실용적인 대안이 될 수 있습니다.
가장 큰 한계는 수동 조작이라는 점입니다. 기존 시스템의 경우 필터 시트를 설치하거나 교체하거나 세척하기 위해 장치를 열어야 하며, 이러한 작업 과정에서 맥주가 낭비될 수 있습니다.
막 여과 및 횡류 여과
막 여과 기존의 여과 보조제 여과 방식에 대한 대안을 제공합니다.
횡류 여과에서는 맥주가 정지된 여과 케이크를 직접 통과하는 대신, 막 표면을 접선 방향으로 가로질러 흐릅니다. 액체의 일부는 막을 통과하는 반면, 걸러진 고형물은 공급 측에 남아 횡류에 의해 씻겨 나갑니다.
이러한 접근 방식은 명확한 이해를 돕고, 막 구성에 따라 키젤구르를 사용하지 않고도 미생물학적 안정화를 달성할 수 있습니다.
잠재적인 장점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 규조토 취급 없음
- 필터 보조제 폐기물 감소
- 밀폐 처리
- 일관된 여과 성능
- 소모품 비용이 절감될 가능성이 있음
- 높은 수준의 공정 자동화
그러나, 막 시스템 DE 필터를 단순히 그대로 대체할 수 있는 것은 아닙니다.
시스템으로 유입되는 맥주에 다량의 효모나 콜로이드성 물질이 포함되어 있는 경우, 막 오염이 주요 고려 사항이 될 수 있습니다. 따라서 효과적인 사전 정화 과정과 적절한 세척 절차가 필수적입니다.
소규모 양조장의 경우, 결정을 내릴 때 자본 비용, 생산량, 세척 요건, 막 교체 주기, 그리고 양조장에 실제로 이 정도의 자동화가 필요한지 여부도 고려해야 합니다.
백 필터
맥주 생산 과정에서 백 필터가 차지하는 역할은 다른 음료 제조 공정들에 비해 상대적으로 제한적이다.
이 필터들은 일반적으로 맥주의 최종 주 필터보다는 거친 필터나 보조 필터로 사용됩니다.
양조장에서는 더 정밀한 여과 단계에 앞서 비교적 큰 입자를 제거하거나 하류 장비를 보호하기 위해 백 필터를 사용할 수 있습니다.
예를 들어:
거친 입자 제거 → 백 필터 → 미세 필터
그러나 일반적으로 맥주 완제품의 최종 정제 과정에서는 백 여과가 첫 번째 선택지는 아닙니다.
안정적이고 투명한 맥주 품질을 추구하는 양조장의 경우, 원심 분리, DE 여과, 심층 여과, 카트리지 여과 또는 막 여과가 일반적으로 보다 효과적인 해결책을 제공해 줄 것입니다.
맥주 여과: 왜 “더 미세하다”는 것이 항상 “더 낫다”는 뜻은 아닌가”
원심분리기는 필터 매체와 달리 공칭 마이크론 등급에 따라 작동하지 않습니다. 원심분리기의 성능은 입자 크기, 입자 밀도, 고형분 농도, 맥주 점도, 온도, 원심력 등의 요인에 따라 달라집니다.
막 여과는 또 다른 방식이며, 막의 특성과 필요한 분리 방식에 따라 선택됩니다.
양조 공정 설계를 위해서는 다음과 같은 질문이 더 유용합니다:
무엇을 제거해야 하며, 어느 단계에서 제거해야 합니까?
다양한 맥주 스타일에 맞는 여과 방식 선택
맥주 종류에 따라 반드시 동일한 여과 공정을 거쳐야 하는 것은 아닙니다.
라거와 필스너
클리어 라거 스타일은 일반적으로 맑은 외관과 안정적인 투명도를 매우 중요하게 여깁니다.
반면, 일반적인 양조장에서는 DE 여과를 거친 후 미세 여과 단계를 거칠 수도 있다.
대규모 양조장의 경우, 원심분리를 통해 후단 여과 시스템에 가해지는 고형물 부하를 줄이고 일정한 처리량을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
IPA와 홉 향이 풍부한 맥주
홉이 많이 들어간 맥주는 홉 입자와 폴리페놀로 인한 탁도가 혼탁을 유발할 수 있어, 침전 과정을 거치는 데 더 어려움이 있을 수 있습니다.
과도한 여과는 양조사가 유지하고자 하는 특성에 영향을 미칠 수 있으므로, 항상 적극적인 여과가 바람직한 것은 아닙니다.
많은 현대식 홉 풍미가 두드러지는 맥주의 경우, 목표는 최대한의 투명도를 얻는 것보다는 정제 과정을 적절히 조절하는 데 있습니다.
밀맥주와 자연적으로 탁한 맥주
일부 맥주 종류는 의도적으로 부유하는 효모나 탁도를 유발하는 성분이 포함된 상태로 포장됩니다.
이러한 경우에는 광범위한 여과가 불필요하거나 바람직하지 않을 수 있습니다.
이는 양조장을 설계할 때 고려해야 할 중요한 사항입니다. 여과 장비는 모든 맥주를 동일한 정화 공정을 거치게 하기보다는 각 맥주의 스타일에 맞춰 설계되어야 합니다.
대규모 상업용 맥주 생산
양조장의 생산 능력이 증가함에 따라, 여과는 제품 품질 문제일 뿐만 아니라 운영 및 경제적 문제로도 대두되고 있다.
대규모 상업 양조장은 다음 사항을 고려해야 할 수 있습니다:
- 지속적인 설명
- 높은 맥주 처리량
- 필터 소모량
- 맥주 손실
- CIP 요건
- 자동화
- 일정한 탁도
- 밝은 맥주 탱크와의 통합
- 포장 라인과의 통합
따라서 규모가 큰 양조장은 제품 라인업과 공정 철학에 따라 원심 정제 공정을 심층 여과, 카트리지 여과 또는 막 여과와 결합하여 사용할 수 있다.
반면, 소규모 양조장의 경우 초기 투자 비용이 적고 운영이 간편한 점을 더 중요하게 여기기 때문에 플레이트 및 프레임 필터나 소형 카트리지 시스템을 선호할 수 있습니다.
맥주 필터를 선택할 때 무엇을 고려해야 할까요?
적절한 필터는 단순히 여과 등급만 고려하는 것이 아니라 양조장의 공정 요구 사항에 따라 선정되어야 합니다.
맥주 스타일
훌륭한 라거, 헤이지 IPA, 그리고 자연적으로 탁한 밀맥주는 각각 다른 탁도 제거 목표를 가지고 있습니다.
효모 및 고형물 부하량
필터로 유입되는 고형물이 많을수록 미세 필터의 오염 속도는 빨라집니다. 따라서 상류 단계에서 효과적인 침전 처리를 실시하면 여과 효율에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
명확성 필요
목표는 자연적으로 탁한 맥주부터 투명도가 매우 높은 맥주까지 다양할 수 있습니다.
보관 안정성
장기간 유통 및 보관을 목적으로 하는 맥주의 경우, 보다 엄격한 최종 여과 또는 미생물학적 안정화 처리가 필요할 수 있습니다.
제품 손실
모든 필터는 일정량의 맥주를 남기게 마련입니다. 따라서 이 시스템은 여과 성능뿐만 아니라 제품 회수율 측면에서도 평가되어야 합니다.
소모품
DE 여과에는 여과 보조제가 필요한 반면, 일회용 여과 시트와 카트리지의 경우 지속적인 자재 비용이 발생합니다. 막 시스템은 일회용 여과 매체에 대한 의존도를 줄여주지만, 막 세척 및 교체 작업이 필요하게 됩니다.
생산 능력
500L 배치 양조장에 적합한 여과 시스템은, 배치당 5,000L 또는 8,000L 규모로 하루에 여러 배치를 생산하는 양조장에 필요한 시스템과는 매우 다를 수 있습니다.
티안타이(Tiantai)의 양조 솔루션은 이 범주에서 배치당 500L에서 8,000L까지를 다루며, 다양한 양조 설비 구성, 발효 용량, 자동화 수준, 유틸리티, 청주 저장 시설 및 충진 시스템을 통해 규모를 조정할 수 있는 양조 시스템을 제공합니다. 또한 티안타이는 이 범위를 넘어 소규모 양조장에서 상업용 및 산업용 설비에 이르기까지 다양한 양조 시스템도 제공합니다.
티안타이 양조장 여과 솔루션
티안타이(Tiantai)는 수제 맥주 양조장은 물론 대규모 상업용 및 산업용 맥주 공장을 위한 종합 양조 시스템을 설계 및 제조합니다.
양조장 생산 능력은 소규모 배치 시스템부터 대규모 생산 시설에 이르기까지 다양하며, 양조실, 발효, 정제, 완성 맥주 저장, CIP, 냉각, 충진, 자동화 및 유틸리티 시스템은 생산 요구 사항에 따라 구성됩니다. 티안타이(Tiantai)가 공개한 양조장 솔루션은 100L 시스템부터 200HL 이상에 이르기까지 다양하며, 500L~8000L 솔루션은 양조장 용량에 따라 다양한 구성과 자동화 수준을 제공합니다.
목표는 단순히 맥주를 가능한 한 맑게 만드는 데 그치는 것이 아닙니다.
이는 맥주의 적절한 투명도와 여과 수준을 달성하는 동시에, 풍미를 보존하고, 제품 손실을 최소화하며, 운영 비용을 관리하고, 양조장의 안정적인 생산을 유지하기 위함입니다.
새로운 양조장을 계획 중이시거나 기존 맥주 여과 시스템을 업그레이드하려는 중이신가요? 티안타이(Tiantai)는 귀사의 맥주 스타일, 생산 능력 및 전체 양조장 작업 흐름을 고려하여 정제 및 여과 공정을 설계해 드립니다.
