תהליך אופטימיזציה של תסיסת שמרי בירה ותמצית שמרים
שמרי בירה 84cap וטכנולוגיית המיצויים שלו
בין היישומים התעשייתיים של Saccharomyces cerevisiae, שני המקומות הידועים ביותר הם שהוא מסייע בבישול בירה, המרת סוכר לאלכוהול תוך הוספת טעם; השני הוא ששמרים פעילים משמשים באפיית לחם, עוזרים למאפים להיות אווריריים, וגם יכולים להוסיף טעם. למרות שבמהדרין, שניהם Saccharomyces cerevisiae, עדיין ישנם הבדלים רבים בעיצוב תהליך התסיסה התעשייתי.
מאמר זה דן בעיקר בתהליך ההנדסי של תסיסת שמרים בתהליך חליטת בירה, כמו גם בכיוון הטכנולוגי העדכני ביותר של טיפול בשמרים בפסולת בירה, כדי לספק מידע לארגונים.
1. תהליכים אופייניים של בישול בירה
האיור הבא הוא תרשים זרימת תהליך טיפוסי לבישול בירה:
תהליך חליטת הבירה כולל ייצור לתת, טחינה, ריסוק, הפרדת תמצית, הוספה והרתחה של כשות, סילוק כשות ומשקעים, קירור ואוורור, תסיסה, הפרדת שמרים מהבירה, יישון, התבגרות ואריזה ועוד. מטרת התהליך כולו היא להמיר עמילן דגנים לסוכר, לאחר מכן להתסיס אותו בשמרים להפקת אלכוהול, ולבסוף להשיג את המוצר המוגמר.
ישנם סוגים וטעמים רבים של בירה שהם מעבר לתחום הדיון הזה. כאן, אנו רק מתארים ומבינים זאת בקצרה.
2. הנדסת תהליך תסיסה של שמרי בירה
התסיסה של שמרי בירה היא למעשה תסיסה אצווה. המיכלים המשמשים הם בעיקר להמרת סוכר לאלכוהול, השונה מהמטרה הסופית של תסיסת שמרי האפייה, שהיא השגת השמרים עצמם. מכלי תסיסה נפוצים של בירה הם כולם מיכלי תסיסה גליליים וקוניים, כפי שמוצג להלן:
העיצוב של מיכל התסיסה של בירה הוא כמובן בגלל שמדובר בתסיסה אנאירובית, שהיא שונה למדי ממיכלי התסיסה האירוביים הרגילים שלנו. עם זאת, העיצוב מבוסס בעיקר על השיקולים הבאים:
ת: תחתית החרוט עוזרת לשאריות ולשמרים להתיישב בתום התסיסה;
ב: תחתית החרוט מקלה על יציאת נוזל שקוף וריבוד של שאריות;
ג: תחתית החרוט מסייעת גם בניקוי CIP וכו'.
סוגים מסוימים של שיטות תסיסה רציפה נוסו גם עבור תסיסת שמרי בירה, כגון מערכת התסיסה הרציפה בוחשת רב-מיכלית המוצגת להלן:
לדוגמה, מערכת מיכלי התסיסה הרציפים הבאים של מגדלים, וכמובן מיכלי תסיסה אנאירוביים קלאסיים יותר בקנה מידה גדול יותר, משמשים בתחום החדש יותר של תסיסה אנאירובית סינגז, שאינם מופיעים כאן:
למערכות התסיסה המתמשכות הללו יש עדיין הרבה ממה ללמוד. לדוגמא, ניתן ללמוד וללמוד ברמה מעמיקה יותר את מערכת התסיסה האנאירובית הרציפה הנוכחית, כיצד לבצע מחזור, כיצד למחזר, כיצד לשפר את היבול וכו'. עם זאת, ככל שמערכת התסיסה הרציפה הזו משמשת לתסיסת שמרי בירה, הם נכשלים. הסיבה היא כנראה שהיבול, הטעם וכו' אינם מבוקרים היטב. אנשים רבים בסין השתמשו גם בסוג זה של תסיסה מתמשכת עבור מוצרים אחרים, אבל הם לא קיבלו את המהות ובעצם הסתיימו בכישלון. לכן, הנה גם תזכורת למאסטרים חולפים בתסיסה.
הטכנולוגיה והפעולות הספציפיות של תהליך תסיסת הבירה לא יידונו כאן. במידת הצורך, נדון בזה בנפרד.
טיפול בפסולת שמרי בירה
3.1. שיטות טיפול קונבנציונליות של פסולת שמרי בירה
שמרי בירה בשימוש הם תוצר הלוואי השני בשכיחותו של מבשלות בירה. הסיבה העיקרית היא שכמות השמרים הנוצרת במהלך תסיסת הבירה היא בערך פי 4 עד 5 מכמות השמרים המוספים בתחילת התסיסה. המשמעות היא שעל כל ק"ג שמרים המשמשים לתחילת התסיסה, מייצרים 4 עד 5 ק"ג נוספים של שמרים. למרות שניתן למחזר שמרים אלו, מספר הפעמים מוגבל, ולכן הם נקראים שמרים פסולת.
באופן יחסי, השיטה הפשוטה יחסית לעיבוד שמרי בירה היא תחילה ביצוע טיפול מקדים כגון כביסה ופירוק, לאחר מכן ביצוע ריסוק דופן, ולאחר מכן עיבוד נוסף לקבלת אבקת השמרים או תמצית השמרים הנדרשים. לטכנולוגיה ספציפית לעיבוד תמצית שמרים, עיין במאמר אחר שלנו על טכנולוגיית תמצית שמרים. הנה תיאור קצר של התהליך משמרי בירה לתמצית שמרים. התהליך כולל:
תסיסת שמרים - פירוק שמרים - צנטריפוגה - אידוי וריכוז - ייבוש
התוצר הסופי המתקבל בתהליך טיפול פשוט זה בשמרי בירה משמש בעיקר בתחום המזון לבעלי חיים, אך לא ניתן להשתמש בו בתחומי המזון והקוסמטיקה. ניתן להשתמש בו אפילו כתוספת בינונית בתחום התסיסה הביולוגית, שאינה מספקת. זה שונה מאוד מתמצית שמרים המופקת אך ורק משמרי אפייה באמצעות מקורות סוכר. כמובן שעל פניו מדובר בהבדל במחיר, אך למעשה, כדאי להרחיב את החשיבה, לברר כמה סיבות להבדלים ולהעלות את ערך השוק של שמרי בירה.
3.2. סיבות לאיכות הנמוכה של תמצית שמרי בירה
לתמצית של שמרי פסולת בירה יש טעם מר חזק. לפי רמת המרירות של בירה בין 5 ל-120, ערך המרירות EBU של אבקות תמצית יבשות רבות שנבדקו גדול מ-8, רבות אף יותר מ-30, ואפילו מלווה בקולה לא רצויה. טעם דביק. איכות תמצית שמרי בירה נחותה מעט, והסיבות הן כנראה כדלקמן.
א:שמרי פסולת בירה, אלו הם בעיקר חומרים מרים המיוצרים בכשות, כלומר חומצות איזו-אלפא (כגון הומולון ואיזוהומולון), טאנינים וכו', שייספגו לדופן תאי השמרים בתהליך התסיסה; ·
ב: לשמרים הטריים היוצאים מהמבשלה יש שיעורי הישרדות שונים בהתאם למיקומם ולקצב המחזור שלו, הנעים בין 30% ל-90%, והאיכות משתנה;
ג: בתהליך איסוף פסולת שמרים במבשלות, מתקני תהליך שונים יפגעו בשמרים עצמם בדרגות שונות ויגרמו לדרגות שונות של זיהום; ·
ד: ישנן שיטות רבות לשבש את דופן תאי השמרים כפי שמוצג באיור למטה, כולל שיטות אנזימטיות, אולטרסאונד, שיטות כימיות וכו', שלכל אחת מהן תהיה השפעה שונה על התוצאה הסופית.
3.3. הצעות לשיפור איכות תמצית שמרי בירה
התפוקה של שמרי בירה בשימוש גדולה, ויש הרבה מקום לשיפור הערך. על מנת לשפר את איכות מוצרי פסולת השמרים, חברות רבות עשו מאמצים רבים בתחומים אלו, במיוחד כמה מבשלות בירה בינלאומיות ידועות. לדוגמה, Anheuser-Busch InBev השיקה פרויקט שמרי חיים כדי להתגבר באופן ספציפי על בעיה זו; כגון חברת הסטארט-אפ הצרפתית שמרים יישמה חידוש טכני ייחודי כדי לחסל את המרירות; לבירה קירין היפנית, למשל, היו כבר כמה טכנולוגיות מוגנת בפטנט להסרת מרירות משמרי בירה.
כל האמור לעיל מוכיח שהשימוש בשמרי בירה פסולת להכנת מוצרי תמצית שמרים מתקדמים התממש באופן בינלאומי. התייחסנו לכמה ספרי בישול בירה זרה קלאסיים, כמו גם לטכנולוגיית התסיסה והייצור של תמצית שמרים, וכמובן לתוצאות המחקר הבינלאומיות האחרונות על תהליך פסולת תמצית שמרי בירה. ההתייחסות לאלה אינה אלא חיפוש אחר הסיבות וטכניקות פורצות דרך. באמצעות ארגון פשוט, להלן ההצעות הכלליות שלנו לשיפור איכות תמצית השמרים, לעיון בלבד.
זה מועיל יותר להשתמש בשמרים טריים מבוזבזים מאשר שמרים מיובשים; ·
למרות שהתוצאות באות לידי ביטוי במוצרי השמרים, יחסית, תהליך הטיפול המקדים של פסולת שמרים חשוב יותר;
הרעיון להפוך את כל המוצרים לתמציות יוקרתיות עשוי להיות לא ריאלי, ועלינו לשקול סטייה ממקור שמרי הבירה;
לתהליך השיבוש של דופן התא שלאחר מכן עשויים להיות גורמים משתנים רבים, המובילים לתוצאות שונות, אבל זה גם הכיוון של רוב המחקר. הבנת מידע זר יותר תעזור לבחור את שיטת הייצור התעשייתית המתאימה ביותר;
אנא עיין באמצעי הזהירות לעיל לתהליך הייצור ותפעול שמרי האפייה כדי לסייע בייצוב איכות תמצית שמרי בירה.
למרות שמנקודת המבט שלנו, אנו מאמינים שזה עשוי לשפר את העיצוב ואיכות המוצר של מוצרי תמצית שמרי פסולת בירה, לפני היישום, אנו ממליצים גם שחברות מסוימות ומוסדות מחקר יוכלו לעשות את אותו הדבר כמו ייצור תעשייתי. עדיף לחקור בדיקות קטנות ופיילוט לפני שתמשיך לייצור תעשייתי.
