Optimizacija procesa vrenja pivskog kvasca i ekstrakta kvasca
84 cap pivski kvasac i njegova tehnologija ekstrakta
Među industrijskim primjenama Saccharomyces cerevisiae, dva najpoznatija mjesta su da pomaže u kuhanju piva, pretvarajući šećer u alkohol dok također dodaje okus; drugi je da se aktivni kvasac koristi u pečenju kruha, pomaže pekarskim proizvodima da budu pahuljasti, a također može dodati okus. Iako su, strogo govoreći, oba Saccharomyces cerevisiae, još uvijek postoje mnoge razlike u dizajnu industrijskog procesa fermentacije.
Ovaj članak uglavnom govori o inženjerskom procesu fermentacije kvasca u procesu proizvodnje piva, kao io najnovijem tehnološkom smjeru obrade pivskog otpadnog kvasca, kako bi se pružile neke informacije za poduzeća.
1. Tipični procesi kuhanja piva
Sljedeća slika je tipičan dijagram toka procesa za proizvodnju piva:
Proces proizvodnje piva uključuje proizvodnju slada, mljevenje, gnječenje, odvajanje ekstrakta, dodavanje hmelja i kuhanje, uklanjanje hmelja i sedimenta, hlađenje i prozračivanje, fermentaciju, odvajanje kvasca iz piva, starenje, sazrijevanje i pakiranje, između ostalog. Svrha cijelog procesa je pretvoriti žitni škrob u šećer, zatim fermentirati s kvascem da bi se dobio alkohol i na kraju dobiti gotov proizvod.
Postoje mnoge vrste i okusi piva koji su izvan dosega ove rasprave. Ovdje ga samo ukratko opisujemo i razumijemo.
2. Inženjering procesa fermentacije pivskog kvasca
Vrenje pivskog kvasca zapravo je šaržna fermentacija. Spremnici koji se koriste uglavnom služe za pretvaranje šećera u alkohol, što se razlikuje od krajnje svrhe fermentacije pekarskog kvasca, a to je dobivanje samog kvasca. Svi uobičajeni spremnici za fermentaciju piva su cilindrični i konusni spremnici za fermentaciju, kao što je prikazano u nastavku:
Dizajn spremnika za fermentaciju piva je naravno zato što je to anaerobna fermentacija, koja se prilično razlikuje od naših konvencionalnih spremnika za aerobnu fermentaciju. Međutim, dizajn se uglavnom temelji na sljedećim razmatranjima:
a: Konusno dno pomaže taloženju taloga i kvasca na kraju fermentacije;
b: Konusno dno olakšava istjecanje bistre tekućine i raslojavanje ostataka;
c: Konusno dno također pomaže u CIP čišćenju, itd.
Neke vrste metoda kontinuirane fermentacije također su isprobane za fermentaciju pivskog kvasca, kao što je sustav kontinuirane fermentacije s miješanjem u više spremnika prikazan u nastavku:
Na primjer, sljedeći kontinuirani sustav fermentacijskih spremnika u tornju i, naravno, drugi klasičniji spremnici za anaerobnu fermentaciju velikih razmjera, koriste se u novijem području anaerobne fermentacije sintetičkog plina, koji ovdje nisu navedeni:
Ovi kontinuirani sustavi fermentacije još uvijek imaju mnogo za naučiti. Na primjer, trenutni sustav kontinuirane anaerobne fermentacije, kako cirkulirati, kako reciklirati, kako poboljšati prinos, itd., može se naučiti i proučavati na dubljoj razini. Međutim, ako se ovaj kontinuirani sustav fermentacije koristi za vrenje pivskog kvasca, oni ne uspijevaju. Razlog je vjerojatno taj što prinos, okus itd. nisu dobro kontrolirani. Mnogi ljudi u Kini također su koristili ovu vrstu kontinuirane fermentacije za druge proizvode, ali nisu dobili suštinu i u biti su završili neuspjehom. Stoga, evo i podsjetnika za prolazne majstore fermentacije.
O tehnologiji i specifičnim operacijama procesa fermentacije piva ovdje nećemo govoriti. Ako bude potrebno, o tome ćemo posebno razgovarati.
Obrada otpadnog pivskog kvasca
3.1. Konvencionalne metode obrade otpadnog pivskog kvasca
Istrošeni pivski kvasac je drugi najzastupljeniji nusproizvod pivovara. Glavni razlog je taj što je količina kvasca proizvedenog tijekom fermentacije piva otprilike 4 do 5 puta veća od količine kvasca dodanog na početku fermentacije. To znači da se za svaki kilogram kvasca koji se koristi za početak fermentacije proizvede dodatnih 4 do 5 kilograma kvasca. Iako se ovi kvasci mogu reciklirati, broj puta je ograničen, pa se nazivaju otpadni kvasci.
Relativno govoreći, relativno jednostavna metoda za preradu pivskog kvasca je prvo provesti prethodnu obradu kao što je pranje i odgorčavanje, zatim izvršiti drobljenje stjenke, a zatim daljnjim postupkom kako bi se dobio potreban prah kvasca ili ekstrakt kvasca. Za specifičnu tehnologiju obrade ekstrakta kvasca pogledajte naš drugi članak o tehnologiji ekstrakta kvasca. Ovdje je kratak opis procesa od pivskog kvasca do ekstrakta kvasca. Proces uključuje:
Vrenje kvasca - razgradnja kvasca - centrifugiranje - isparavanje i koncentriranje - sušenje
Konačni proizvod dobiven ovim jednostavnim procesom obrade pivskog kvasca uglavnom se koristi u području stočne hrane, ali se ne može koristiti u području hrane i kozmetike. Čak se može koristiti kao medij dodatak u području biološke fermentacije, što je nezadovoljavajuće. Ovo se jako razlikuje od ekstrakta kvasca proizvedenog isključivo od pekarskog kvasca korištenjem izvora šećera. Naravno, na površini se radi o cjenovnoj razlici, ali zapravo bismo trebali proširiti razmišljanje, otkriti neke razloge razlika i povećati tržišnu vrijednost pivskog kvasca.
3.2. Razlozi za lošiju kvalitetu ekstrakta pivskog kvasca
Ekstrakt pivskog otpadnog kvasca ima jak gorak okus. Prema razini gorčine piva između 5 i 120, vrijednost gorčine EBU mnogih testiranih prahova suhog ekstrakta veća je od 8, mnogi su čak i veći od 30, a čak ih prati i nepoželjna koksa. Tjestasti okus. Kvaliteta ekstrakta pivskog kvasca je nešto lošija, a razlozi su vjerojatno sljedeći.
a: Pivski otpadni kvasac, to su uglavnom gorke tvari proizvedene u hmelju, naime izo-alfa kiseline (kao što su humulon i izohumulon), tanini itd., koji će se adsorbirati na stanične stijenke kvasca tijekom procesa fermentacije; ·
b: Svježi kvasac koji izlazi iz pivovare ima različite stope preživljavanja ovisno o lokaciji i brzini cirkulacije, u rasponu od 30% do 90%, a kvaliteta varira;
c: U procesu prikupljanja otpadnog kvasca u pivovarama, različiti procesni objekti će oštetiti sam kvasac u različitim stupnjevima i uzrokovati različite stupnjeve onečišćenja; ·
d: Postoje mnoge metode za ometanje stanične stijenke kvasca kao što je prikazano na donjoj slici, uključujući enzimske metode, ultrazvuk, kemijske metode itd., od kojih će svaka imati drugačiji učinak na konačni rezultat.
3.3. Prijedlozi za poboljšanje kvalitete ekstrakta pivskog kvasca
Proizvodnja istrošenog pivskog kvasca je velika, a ima puno prostora za poboljšanje vrijednosti. Kako bi poboljšali kvalitetu otpadnih proizvoda od kvasca, mnoge su tvrtke uložile mnogo napora u ova područja, osobito neke poznate međunarodne pivovare. Na primjer, Anheuser-Busch InBev je pokrenuo projekt životnih kvasaca kako bi se konkretno prevladao ovaj problem; kao što je Francuska start-up tvrtka s kvascem implementirala je jedinstvenu tehničku inovaciju za uklanjanje gorčine; Japanski Kirin Beer, primjerice, već ima neke patentirane tehnologije za uklanjanje gorčine iz pivskog kvasca.
Sve gore navedeno dokazuje da je korištenje otpadnog pivskog kvasca za izradu vrhunskih proizvoda s ekstraktom kvasca međunarodno priznato. Osvrnuli smo se na neke klasične inozemne knjige o kuhanju piva, kao i tehnologiju fermentacije i proizvodnje ekstrakta kvasca, te naravno nedavne rezultate međunarodnih istraživanja o procesu otpadnog ekstrakta kvasca iz piva. Pozivanje na njih nije ništa drugo nego traženje razloga i revolucionarnih tehnika. Kroz jednostavnu organizaciju, sljedeći su naši opći prijedlozi za poboljšanje kvalitete ekstrakta kvasca, samo za referencu.
Korisnije je koristiti svježi istrošeni kvasac nego osušeni istrošeni kvasac; ·
Iako se rezultati odražavaju na proizvode od kvasca, relativno gledano, proces predobrade otpadnog kvasca je važniji;
Ideja da se svi proizvodi pretvore u vrhunske ekstrakte možda nije realistična i moramo razmotriti preusmjeravanje s izvora pivskog kvasca;
Naknadni proces razaranja stanične stijenke može imati mnogo promjenjivih čimbenika, što dovodi do različitih rezultata, ali to je također smjer većine istraživanja. Razumijevanje više stranih informacija pomoći će u odabiru najprikladnije metode industrijske proizvodnje;
Molimo pogledajte gore navedene mjere opreza za proces proizvodnje i rad pekarskog kvasca kako biste pomogli stabilizirati kvalitetu ekstrakta pivskog kvasca.
Iako, iz naše perspektive, vjerujemo da bi ovo moglo poboljšati dizajn i kvalitetu proizvoda proizvoda s ekstraktom otpadnog kvasca iz piva, prije implementacije također preporučujemo da neke tvrtke i istraživačke institucije mogu učiniti isto što i industrijska proizvodnja. Najbolje je istražiti male i pilot testove prije prelaska na industrijsku proizvodnju.
