P1090456 (3)

wodorotlenki glinu, cyrkonu i tytanu. Jako nośniki organiczne stosuje się polimery naturalne (różne białka i wielocukry) oraz polimery syntetyczne (np.: polia-kryloamid. poliuretan, polietylen, polipropylen, polistyren, żywice epoksydowe i jonowymienne, silikony).

Cechy, jakim powinien odpowiadać dobry nośnik, to przede wszystkim: obojętność w stosunku do mikroorganizmów i moszczu, duża zdolność zatrzymywania drożdży, stabilność mechaniczna i chemiczna, niski koszt, duża zdolność dyfuzyjna w stosunku do substratu i produktu.

Unieruchamianie drożdży w fermentacji etanolowej przeprowadzane jest zwykle z wykorzystaniem metody pułapkowania lub adsorpcji.

Pułapkowanie polega na zamknięciu komórek drożdży wewnątrz stniktuty, która musi ograniczać nich komórek i jednocześnie być przepuszczalna dla moszczu i wina. Do najczęściej stosowanych do pułapkowania należą żele alginiano-we, agarowe, karaginianowe, pektynow e. Żele te charakteryzują się stosunkowo małą wytrzymałość mechaniczną.

Metoda adsorpcji wykorzystuje zdolność komórek do przywierania do powierzchni nośnika, przy czym zdolność ta jest często zwiększana sztucznie.

Najczęściej jako nośniki w badaniach nad fermentacją etanolową stosowane są wiórki drewniane i szkło borokrzemianowc. Nośniki te wykazują znacznie lepszą wytrzymałość mechaniczną niż żele. Żele natomiast są chętnie stosowane w badaniach laboratoryjnych ze względu na łatwość rozdrabniania, związaną z liczeniem komórek.

Fennentory z unieruchomionymi drożdżami mają zwykle kształt kolumn. Niektóre rozwiązania przew idują zastosowanie specjalnych płyt lub membran.

Nośniki stosowane w kolumnach mają określone wielkości cząstek. Rozmiar tych cząstek wpływa na szybkość dyfuzji składników, przy czym im mniejsze cząstki, tym lepsza dyfuzja substratów i produktów fermentacji. Jednocześnie jednak wzrastają opory przepływu cieczy i CO_:. Stosowane wymiary cząstek są zwykle wypadkową potrzeb w tym zakresie.

Doświadczenia nad fermentacją ciągłą w płwowarstwle prowadzono już w początkach XX wieku. Po II wojnie światowej stwierdzono, że drożdże w przepływającym i bogatym w składniki pokarmowe roztworze są ciągle aktywne i mc ulegają wpływom własnych produktów przemiany materii w takim stopniu, jak 10 ma miejsce w przypadku fermentacji stacjonarnej.

Ponieważ dobrze są znane optymalne warunki fermentacji (temperatura, pH. zawartość tlenu, stężenie składników pokarmowych, ciśnienie), więc powstało wiele ciągłych technologii fermentacji (i leżakowania-kondycjonowania) piwa.

Fermentacja ciągła może przebiegać w jednym lub większej liczbie zbiorników, a stopień odfermentowania w poszczególnych zbiornikach, lub częściach jednego tanku (zbiornika), stopniowo wzrasta. Prędkość przebiegu fermentacji

można regulować szybkością przepływu cieczy, temperaturą, napowietrzaniem, ilością drożdży oraz ich ruchem.

Stopień odfermentowania młodego piwa w układzie 2- lub 3-naczyniowym nic powinien być wyższy od 68-70%, a jednonaczyniowym - od 67%. Silniejsze pr/efermentownn ie brzeczki powoduje zmniejszenie aktywności biologicznej drożdży, a przekroczenie poziomu odfermentowania 73-74% powoduje czatami pogorszenie cech organoleptycznych piwa.

Stopień odfermentowania to ilość prze fermentowanego ekstraktu w stosunku do ekstraktu brzeczki przed fermentacją wyrażona w procentach.

Drożdże rozmnaża się w propagatorze, następnie w kadziach drożdżowych limi i dodaje tylko na początku fermentacji (w czasie rozruchu linii). Fermentacja prowadzona jest przy zasilaniu linii tylko brzeczką. Wymiana drożdży następuje zwykle po mniej w ięcej 3 miesiącach. Ważna jest trwałość brzeczki nastawnej - nie niższa niż 4 dni, i jej prawidłowy skład.

Piwa z produkcji ciągłej zawierają więcej aminokwasów, wyższych alkoholi, kwasów tłuszczowych, estrów i dwuacctylu niż piwa konwencjonalne. Pomimo licznych rozwiązań prototypowych proces fermentacji ciągłej przy produkcji piwa dolnej fermentacji nie znalazł powszechnego zastosowania. Konkurencją jest postępowanie w warunkach okresowych przy użyciu fermentorów dużej pojemności. Spośród licznych rozwiązań prototypowych linii fermentacji ciągłej pracują tylko nieliczne (Nowa Zelandia).

W ostatnich latach obserwuje sic znacznie więcej doniesień dotyczących ftp notacji ciągłej i dojrzewania piwa metodą potokową, w której wykorzystuje się drożdże unieruchomione (im mobilizowanej.

Fermentacja główna z drożdżami immobilizowanymś jest intensywnie badana w pmowarstw ie. między innymi w Japonii, gdzie jest ona prowadzona w dwóch reaktorach bateryjnych, a dojrzewanie w trzecim reaktorze. Jako nośnik drożdży nocowane jest szkło porowate. Czas przepływu przez wszystkie fermenton wy-aoci 72-96 godzin. Fermentor pracuje w niewielkiej skali produkcyjnej. Piwo na dobrą jakość sensoryczną, ale nieco wyższe stężenie etanolu i mniej alkoholi •yźazych niż piwo z fermentacji periodycznej. Badania z tego zakresu prowadzone są również w innych krajach.

W przypadku dojrzewania piwa metodą ciągłą w celu zredukowania uadmia ni prekursorów dwuacctylu zastosowano ogrzanie piwa do temperatury 90°C z przetrzymaniem kilka minut, co powoduje szybkie przejście accfylomlcc/anow (tych prekursorów) do dwuacctylu (składnik niepożądany, odpowiedzialny za mchy piwa niedojrzałego) i pokrewnych, u następnie, po ochłodzeniu, dojrzewanie w biorcaktor/c z unieruchomionymi na szkle, porowatymi komórkami drożdży. Komórki drożdży powodują redukcję dwuacctylu do acctomy. Znto* wwanie dwuetapowego dojrzewania piwa z przerwą na ogrzewanie i chłodietuc

117