Оптимизация процесса брожения пивных дрожжей и дрожжевого экстракта
84cap пивные дрожжи и технология их извлечения
Среди промышленных применений Saccharomyces cerevisiae два наиболее известных места — это то, что они помогают в пивоварении, превращая сахар в спирт, а также придавая вкус; другое — то, что активные дрожжи используются в выпечке хлеба, помогая выпечке быть пышной, а также могут придавать вкус. Хотя, строго говоря, оба являются Saccharomyces cerevisiae, все еще есть много различий в конструкции промышленного процесса ферментации.
В данной статье в основном рассматривается технологический процесс дрожжевого брожения в процессе пивоварения, а также новейшее технологическое направление переработки отходов пивного дрожжевого производства с целью предоставления некоторой информации для предприятий.
1. Типичные процессы пивоварения
На следующем рисунке представлена типичная технологическая схема пивоварения:
Процесс пивоварения включает в себя производство солода, измельчение, затирание, отделение экстракта, добавление хмеля и кипячение, удаление хмеля и осадка, охлаждение и аэрацию, брожение, отделение дрожжей от пива, выдержку, созревание и упаковку и т. д. Целью всего процесса является преобразование крахмала зерна в сахар, затем его ферментация дрожжами для получения спирта и, наконец, получение готового продукта.
Существует множество видов и вкусов пива, которые выходят за рамки этого обсуждения. Здесь мы лишь кратко описываем и понимаем это.
2. Технология ферментации пивных дрожжей
Ферментация пивных дрожжей на самом деле является периодической ферментацией. Используемые емкости в основном предназначены для преобразования сахара в спирт, что отличается от конечной цели ферментации пекарских дрожжей, которая заключается в получении самих дрожжей. Обычные емкости для брожения пива представляют собой цилиндрические и конические емкости для брожения, как показано ниже:
Конструкция пивного бродильного танка, конечно, такова, поскольку это анаэробная ферментация, которая существенно отличается от наших обычных аэробных бродильных танков. Однако конструкция в основном основана на следующих соображениях:
а:Конусное дно помогает осадку и дрожжам осесть в конце брожения;
б: Конусное дно облегчает отток чистой жидкости и расслоение осадка;
c:Конусное дно также облегчает очистку CIP и т. д.
Некоторые типы методов непрерывной ферментации также были опробованы для ферментации пивных дрожжей, например, система непрерывной ферментации с перемешиванием в нескольких резервуарах, показанная ниже:
Например, в новой области анаэробной ферментации синтез-газа используются, например, следующая система непрерывных башенных бродильных чанов и, конечно, другие, более классические крупномасштабные анаэробные бродильные чаны, которые здесь не перечислены:
Этим системам непрерывной ферментации еще многому предстоит научиться. Например, текущая система непрерывной анаэробной ферментации, как циркулировать, как перерабатывать, как улучшать выход и т. д., может быть изучена и изучена на более глубоком уровне. Однако, поскольку эта система непрерывной ферментации используется для ферментации пивных дрожжей, они терпят неудачу. Причина, вероятно, в том, что выход, вкус и т. д. не контролируются должным образом. Многие люди в Китае также использовали этот вид непрерывной ферментации для других продуктов, но они не получили сути и в основном закончили неудачей. Поэтому вот также напоминание для сдающих экзамены на степень магистра ферментации.
Технология и конкретные операции процесса брожения пива здесь рассматриваться не будут. При необходимости мы обсудим это отдельно.
Переработка отходов пивных дрожжей
3.1 Традиционные методы переработки отходов пивных дрожжей
Отработанные пивные дрожжи являются вторым по распространенности побочным продуктом пивоварен. Основная причина в том, что количество дрожжей, образующихся во время брожения пива, примерно в 4–5 раз превышает количество дрожжей, добавленных в начале брожения. Это означает, что на каждый килограмм дрожжей, используемых для начала брожения, производится дополнительно 4–5 килограммов дрожжей. Хотя эти дрожжи можно перерабатывать, количество раз ограничено, поэтому их называют отработанными дрожжами.
Условно говоря, относительно простой метод обработки пивных дрожжей заключается в том, чтобы сначала провести предварительную обработку, такую как промывка и удаление горечи, затем провести дробление стенок, а затем продолжить обработку для получения необходимого дрожжевого порошка или дрожжевого экстракта. Для получения конкретной технологии обработки дрожжевого экстракта, пожалуйста, обратитесь к нашей другой статье о технологии дрожжевого экстракта. Вот краткое описание процесса от пивных дрожжей до дрожжевого экстракта. Процесс включает:
Дрожжевая ферментация - разложение дрожжей - центрифугирование - выпаривание и концентрирование - сушка
Конечный продукт, полученный в результате этого простого процесса обработки пивных дрожжей, в основном используется в области корма для животных, но не может быть использован в области продуктов питания и косметики. Его даже можно использовать в качестве добавки в среду в области биологической ферментации, что неудовлетворительно. Это сильно отличается от дрожжевого экстракта, полученного исключительно из пекарских дрожжей с использованием источников сахара. Конечно, на первый взгляд, это разница в цене, но на самом деле мы должны расширить наше мышление, выяснить некоторые причины различий и увеличить рыночную стоимость пивных дрожжей.
3.2 Причины низкого качества экстракта пивных дрожжей
Экстракт пивных дрожжевых отходов имеет сильный горький вкус. Согласно уровню горечи пива от 5 до 120, значение горечи EBU многих протестированных сухих экстрактных порошков превышает 8, многие даже превышают 30 и даже сопровождаются некоторым нежелательным коксом. Пастообразный вкус. Качество экстракта пивных дрожжей немного ниже, и причины, вероятно, следующие.
а:Отходы пивных дрожжей, это в основном горькие вещества, вырабатываемые в хмеле, а именно изо-альфа-кислоты (такие как гумулон и изогумулон), танины и т. д., которые будут адсорбироваться на стенке дрожжевой клетки в процессе брожения; ·
б: Свежие дрожжи, выходящие из пивоварни, имеют разную выживаемость в зависимости от их местонахождения и скорости циркуляции, которая составляет от 30% до 90%, а качество варьируется;
c: В процессе сбора отработанных дрожжей на пивоваренных заводах различные технологические установки могут в разной степени повреждать сами дрожжи и вызывать разную степень загрязнения; ·
г: Существует множество методов разрушения клеточной стенки дрожжей, как показано на рисунке ниже, включая ферментативные методы, ультразвук, химические методы и т. д., каждый из которых будет иметь различное влияние на конечный результат.
3.3 Предложения по улучшению качества экстракта пивных дрожжей
Выход отработанных пивных дрожжей велик, и есть много возможностей для улучшения стоимости. Чтобы улучшить качество отработанных дрожжевых продуктов, многие компании приложили немало усилий в этих областях, особенно некоторые известные международные пивовары. Например, Anheuser-Busch InBev запустила проект живых дрожжей, чтобы специально решить эту проблему; например, Французская стартап-компания по производству дрожжей внедрила уникальную техническую инновацию для устранения горечи; например, японская Kirin Beer уже имела несколько запатентованных технологий для удаления горечи из пивных дрожжей.
Все вышеперечисленное доказывает, что использование отходов пивных дрожжей для производства высококачественных продуктов из дрожжевого экстракта было реализовано на международном уровне. Мы ссылались на некоторые классические зарубежные книги по пивоварению, а также на технологию ферментации и производства дрожжевого экстракта и, конечно, на недавние международные результаты исследований процесса отходов пивного дрожжевого экстракта. Ссылка на них — не более чем поиск причин и прорывных методов. С помощью простой организации ниже приведены наши общие предложения по улучшению качества дрожжевого экстракта, только для справки.
Более выгодно использовать свежие отработанные дрожжи, чем сухие отработанные дрожжи; ·
Хотя результаты отражаются на дрожжевых продуктах, относительно говоря, процесс предварительной обработки отработанных дрожжей более важен;
Идея превращения всех продуктов в высококачественные экстракты может оказаться нереалистичной, и нам необходимо рассмотреть возможность отвлечения от источника пивных дрожжей;
Последующий процесс разрушения клеточной стенки может иметь много изменяющихся факторов, приводящих к разным результатам, но это также направление большинства исследований. Понимание большего количества иностранной информации поможет выбрать наиболее подходящий метод промышленного производства;
Пожалуйста, ознакомьтесь с приведенными выше мерами предосторожности при производстве и эксплуатации пекарских дрожжей, чтобы стабилизировать качество экстракта пивных дрожжей.
Хотя, с нашей точки зрения, мы считаем, что это может улучшить дизайн и качество продукта экстракта дрожжевых отходов пива, перед внедрением мы также рекомендуем некоторым компаниям и исследовательским институтам сделать то же самое, что и промышленное производство. Лучше всего изучить небольшие и пилотные испытания, прежде чем приступать к промышленному производству.
