Optymalizacja procesu fermentacji drożdży piwnych i ekstraktu drożdżowego
Drożdże piwne 84cap i technologia ich ekstraktu
Wśród przemysłowych zastosowań Saccharomyces cerevisiae, dwa najbardziej znane miejsca to wspomaganie warzenia piwa, przekształcanie cukru w alkohol, a także dodawanie smaku; drugim jest to, że aktywne drożdże są używane do pieczenia chleba, pomagając wypiekom być puszystymi, a także mogą dodawać smaku. Chociaż, ściśle mówiąc, oba są Saccharomyces cerevisiae, nadal istnieje wiele różnic w projektowaniu przemysłowego procesu fermentacji.
W artykule tym omówiono przede wszystkim proces inżynieryjny fermentacji drożdżowej w procesie warzenia piwa, a także najnowsze kierunki technologiczne w zakresie obróbki drożdży odpadowych z produkcji piwa, aby dostarczyć przedsiębiorstwom pewnych informacji.
1. Typowe procesy warzenia piwa
Poniższy rysunek przedstawia typowy schemat blokowy procesu warzenia piwa:
Proces warzenia piwa obejmuje produkcję słodu, mielenie, zacieranie, oddzielanie ekstraktu, dodawanie chmielu i gotowanie, usuwanie chmielu i osadu, chłodzenie i napowietrzanie, fermentację, oddzielanie drożdży od piwa, starzenie, dojrzewanie i pakowanie, między innymi. Celem całego procesu jest przekształcenie skrobi zbożowej w cukier, a następnie fermentacja z drożdżami w celu wytworzenia alkoholu i na końcu uzyskanie gotowego produktu.
Istnieje wiele rodzajów i smaków piwa, które wykraczają poza zakres tej dyskusji. Tutaj opisujemy je i rozumiemy je tylko pokrótce.
2. Inżynieria procesu fermentacji drożdży piwnych
Fermentacja drożdży piwnych jest w rzeczywistości fermentacją wsadową. Używane zbiorniki służą głównie do przekształcania cukru w alkohol, co różni się od ostatecznego celu fermentacji drożdży piekarskich, którym jest uzyskanie samych drożdży. Typowe zbiorniki do fermentacji piwa to wszystkie cylindryczne i stożkowe zbiorniki fermentacyjne, jak pokazano poniżej:
Konstrukcja zbiornika fermentacyjnego piwa jest oczywiście taka, ponieważ jest to fermentacja beztlenowa, która znacznie różni się od naszych konwencjonalnych zbiorników fermentacyjnych tlenowych. Jednak konstrukcja opiera się głównie na następujących rozważaniach:
a: Dno stożka pomaga osadzeniu się pozostałości i drożdży pod koniec fermentacji;
b: Stożkowe dno ułatwia wypływ czystej cieczy i rozwarstwianie się pozostałości;
c:Stożkowate dno ułatwia również czyszczenie metodą CIP itp.
Niektóre rodzaje metod ciągłej fermentacji zostały również wypróbowane w przypadku fermentacji drożdży piwnych, na przykład wielozbiornikowy system ciągłej fermentacji z mieszaniem pokazany poniżej:
Na przykład poniższy system zbiorników fermentacyjnych z wieżą ciągłą, a oczywiście także inne bardziej klasyczne zbiorniki do fermentacji beztlenowej na dużą skalę, są stosowane w nowszej dziedzinie fermentacji beztlenowej gazu syntezowego, które nie zostały tutaj wymienione:
Te systemy ciągłej fermentacji wciąż mają wiele do nauczenia. Na przykład obecny system ciągłej fermentacji beztlenowej, sposób cyrkulacji, recyklingu, poprawy wydajności itp. można poznać i zbadać na głębszym poziomie. Jednak jeśli chodzi o stosowanie tego systemu ciągłej fermentacji do fermentacji drożdży piwnych, zawodzi. Powodem jest prawdopodobnie to, że wydajność, smak itp. nie są dobrze kontrolowane. Wiele osób w Chinach stosowało również ten rodzaj ciągłej fermentacji do innych produktów, ale nie zrozumieli istoty i zasadniczo skończyli na porażce. Dlatego też, oto przypomnienie dla przechodzących mistrzów fermentacji.
Technologia i konkretne operacje procesu fermentacji piwa nie będą tutaj omawiane. W razie potrzeby omówimy je osobno.
Przetwarzanie odpadów drożdżowych piwa
3.1. Konwencjonalne metody przetwarzania drożdży piwnych odpadowych
Zużyte drożdże browarnicze są drugim pod względem liczebności produktem ubocznym browarów. Głównym powodem jest to, że ilość drożdży wytwarzanych podczas fermentacji piwa jest około 4 do 5 razy większa od ilości drożdży dodanych na początku fermentacji. Oznacza to, że na każdy kilogram drożdży użytych do rozpoczęcia fermentacji, wytwarzane są dodatkowe 4 do 5 kilogramów drożdży. Chociaż te drożdże można poddać recyklingowi, liczba razy jest ograniczona, dlatego nazywa się je drożdżami odpadowymi.
Relatywnie rzecz biorąc, stosunkowo prosta metoda przetwarzania drożdży piwnych polega na przeprowadzeniu najpierw wstępnej obróbki, takiej jak mycie i usuwanie goryczki, a następnie kruszeniu ścianek, a następnie dalszym przetwarzaniu w celu uzyskania wymaganego proszku drożdżowego lub ekstraktu drożdżowego. Aby uzyskać informacje na temat konkretnej technologii przetwarzania ekstraktu drożdżowego, zapoznaj się z naszym innym artykułem na temat technologii ekstraktu drożdżowego. Oto krótki opis procesu od drożdży piwnych do ekstraktu drożdżowego. Proces obejmuje:
Fermentacja drożdżowa - rozkład drożdży - wirowanie - odparowywanie i zagęszczanie - suszenie
Produkt końcowy uzyskany w wyniku tego prostego procesu obróbki drożdżami piwnymi jest głównie stosowany w dziedzinie pasz dla zwierząt, ale nie może być stosowany w dziedzinie żywności i kosmetyków. Może być nawet stosowany jako dodatek do medium w dziedzinie fermentacji biologicznej, co jest niezadowalające. Jest to bardzo różne od ekstraktu drożdżowego produkowanego wyłącznie z drożdży piekarskich przy użyciu źródeł cukru. Oczywiście, na pierwszy rzut oka jest to różnica w cenie, ale w rzeczywistości powinniśmy poszerzyć nasze myślenie, znaleźć pewne powody różnic i zwiększyć wartość rynkową drożdży piwnych.
3.2. Przyczyny złej jakości ekstraktu drożdżowego piwa
Ekstrakt z drożdży odpadowych piwa ma silnie gorzki smak. Zgodnie z poziomem goryczy piwa między 5 a 120, wartość goryczy EBU wielu testowanych suchych ekstraktów w proszku jest większa niż 8, wiele jest nawet większych niż 30, a nawet towarzyszy im niepożądana kokaina. Smak pasty. Jakość ekstraktu drożdży piwa jest nieco gorsza, a powody są prawdopodobnie następujące.
a: Odpadowe drożdże piwne. Są to głównie gorzkie substancje wytwarzane w chmielu, mianowicie kwasy izo-alfa (takie jak humulon i izohumulon), garbniki itp., które zostaną zaadsorbowane na ścianie komórkowej drożdży podczas procesu fermentacji; ·
b: Świeże drożdże opuszczające browar mają różną przeżywalność w zależności od miejsca i tempa obiegu, wahającą się od 30% do 90%, a ich jakość jest zmienna;
c:W procesie zbierania drożdży odpadowych w browarach różne urządzenia przetwórcze w różnym stopniu uszkadzają same drożdże i powodują różny stopień zanieczyszczenia;
d: Istnieje wiele metod rozbicia ściany komórkowej drożdży, jak pokazano na poniższym rysunku, w tym metody enzymatyczne, ultradźwięki, metody chemiczne itp., z których każda będzie miała inny wpływ na końcowy wynik.
3.3. Propozycje poprawy jakości ekstraktu drożdżowego piwa
Produkcja zużytych drożdży piwnych jest duża i jest wiele miejsca na poprawę wartości. Aby poprawić jakość produktów z drożdży odpadowych, wiele firm poczyniło wiele wysiłków w tych obszarach, zwłaszcza niektórzy znani międzynarodowi browarnicy. Na przykład Anheuser-Busch InBev uruchomił projekt żywych drożdży, aby konkretnie przezwyciężyć ten problem; taki jak Francuska firma drożdżowa wdrożyła unikalną innowację techniczną w celu wyeliminowania goryczki; na przykład japońska firma Kirin Beer ma już opatentowane technologie usuwania goryczki z drożdży piwnych.
Powyższe dowodzi, że wykorzystanie drożdży z odpadów piwnych do produkcji wysokiej jakości produktów z ekstraktu drożdżowego zostało zrealizowane na arenie międzynarodowej. Odnieśliśmy się do kilku klasycznych zagranicznych książek o warzeniu piwa, a także do technologii fermentacji i produkcji ekstraktu drożdżowego, a także oczywiście do ostatnich międzynarodowych wyników badań nad procesem ekstraktu drożdżowego z odpadów piwnych. Odwoływanie się do nich to nic innego, jak poszukiwanie przyczyn i przełomowych technik. Poprzez prostą organizację, poniżej przedstawiamy nasze ogólne sugestie dotyczące poprawy jakości ekstraktu drożdżowego, wyłącznie w celach informacyjnych.
Korzystniej jest używać świeżych drożdży zużytych niż suszonych;
Chociaż wyniki te znajdują odzwierciedlenie w produktach drożdżowych, relatywnie rzecz biorąc, ważniejszy jest proces wstępnej obróbki drożdży odpadowych;
Pomysł, aby ze wszystkich produktów wytwarzać ekstrakty wysokiej jakości, może być nierealny i należy rozważyć odejście od źródła drożdży piwnych;
Następujący proces rozrywania ścian komórkowych może mieć wiele zmiennych czynników, prowadzących do różnych wyników, ale jest to również kierunek większości badań. Zrozumienie większej ilości informacji zagranicznych pomoże wybrać najbardziej odpowiednią metodę produkcji przemysłowej;
Aby ustabilizować jakość ekstraktu drożdżowego z piwa, należy zapoznać się z powyższymi środkami ostrożności dotyczącymi procesu produkcji i obróbki drożdży piekarskich.
Chociaż z naszej perspektywy uważamy, że może to poprawić projekt i jakość produktów z ekstraktu drożdżowego z odpadów piwnych, przed wdrożeniem zalecamy również, aby niektóre firmy i instytucje badawcze zrobiły to samo, co w przypadku produkcji przemysłowej. Najlepiej jest zbadać małe i pilotażowe testy przed przystąpieniem do produkcji przemysłowej.
