Дрожжи являются одним из важнейших видов сырья в пивоварении. Они напрямую влияют на ход брожения, степень сбраживания, вкус, аромат, флокуляцию и общие консистенционные характеристики пива.
Однако для крупной коммерческой пивоварни вопрос заключается не просто в том, “Как нам достать достаточно дрожжей?” а скорее:
Следует ли пивоварне разводить свежие дрожжи собственными силами, собирать и повторно использовать дрожжи из бродильных чанов или использовать обе системы в рамках комплексной стратегии управления дрожжами?
A Система размножения дрожжей и Система сбора/извлечения дрожжей преследуют принципиально разные цели.
Проще говоря:
Устройство для размножения дрожжей = выращивайте больше дрожжей
Система сбора дрожжей = извлечение и повторное использование имеющихся дрожжей
Понимание этого различия имеет решающее значение при проектировании крупного пивоваренного завода.
Что такое система размножения дрожжей?
A Система размножения дрожжей предназначена для разведения относительно небольшого количества чистой дрожжевой культуры до гораздо большего количества активных дрожжей для засева.
Процесс размножения обычно начинается с использованием контролируемой культуры дрожжей, полученной из лаборатории, от поставщика дрожжей или из собственного банка дрожжей пивоварни.
Дрожжи вводят в стерильное сусло и обеспечивают тщательно контролируемые условия для их роста.
Типичный процесс выглядит следующим образом:
Чистая дрожжевая культура → Стерильное сусло → Дрожжевой культиватор → Аэрация/оксигенация → Рост дрожжей → Размножение дрожжей → Засев дрожжей
В отличие от ферментации, основная цель при культивировании заключается в увеличении биомассы дрожжей при сохранении их высокой жизнеспособности и активности.
Коммерческие системы культивирования, как правило, обеспечивают контролируемую аэрацию, температуру, перемешивание, давление и соблюдение санитарных условий. Промышленные системы также могут быть оснащены средствами автоматического мониторинга и стерильными технологическими соединениями.
Что такое сбор дрожжей или извлечение дрожжей?
A Система сбора дрожжей предназначена для извлечения дрожжей, которые уже завершили процесс брожения и осели в конусной части цилиндриконического бродильного чана.
В ходе брожения дрожжи размножаются и в конечном итоге оседают на дне бродильного чана.
Пивовар может удалить дрожжевую суспензию через нижний сливной патрубок и перелить её в продезинфицированный Резервуар для сбора дрожжей, резервуар Бринка или резервуар для хранения дрожжей.
Основной процесс заключается в следующем:
Брожение → Осаждение дрожжей → Слив из конуса → Сбор дрожжей → Контроль качества → Хранение в холодильной камере → Повторное засев дрожжей
Это часто называют обрезка, сбор урожая или извлечение дрожжей.
Сбор осадка со дна конических бродильных чанов широко применяется в промышленном пивоварении, поскольку это позволяет извлекать жизнеспособные дрожжи и повторно использовать их для последующих процессов брожения.
Размножение дрожжей и сбор дрожжей
Основное отличие заключается в следующем:
| Артикул | Устройство для размножения дрожжей | Система сбора дрожжей |
|---|---|---|
| Основная цель | Вырастить дрожжи | Восстановить дрожжи |
| Исходное сырье | Чистая культура дрожжей | Ферментированные пивные дрожжи |
| Рост дрожжей | Да | Отсутствие намеренного роста |
| Аэрация | Обычно требуется | Обычно свернуто |
| Источник | Лаборатория / поставщик дрожжей / банк дрожжей | Конус ферментера |
| Основное преимущество | Постоянная, контролируемая подача дрожжей | Снижение затрат и повторное использование дрожжей |
| Типичные области применения | Новая нагрузка / перезапуск / периоды повышенного спроса | Серийное производство |
| Стоимость оборудования | Выше | Нижний |
| Сложность процесса | Выше | Нижний |
| Контроль загрязнения | Критический | Критический |
| Значение крупных пивоваренных заводов | Стратегический | Essential |
Это различие важно, поскольку Резервуар для сбора дрожжей не может заменить полноценный дрожжевой культиватор, когда пивоварне необходимо активно размножать новую дрожжевую культуру. Точно так же крупной пивоварне не обязательно разводить дрожжи для каждой партии, если у неё уже есть здоровые дрожжи, отобранные из предыдущих партий.
Почему крупные пивоваренные заводы отдают предпочтение сбору дрожжей и повторному засеву?
При производстве пива в больших объемах повторное использование дрожжей может обеспечить значительные экономические и технологические преимущества. Вместо того чтобы закупать свежие дрожжи для каждого брожения, пивоваренный завод может собрать жизнеспособные дрожжи из одной партии и использовать их для инокуляции последующих партий.
Например: Партия 1 → Сбор дрожжей → Партия 2 → Сбор дрожжей → Партия 3 → Сбор дрожжей → Партия 4
Таким образом создается программа контролируемого повторного использования дрожжей. При соблюдении надлежащих условий пивоварни могут повторно использовать дрожжи на протяжении нескольких поколений, хотя допустимое количество поколений зависит от штамма дрожжей, технологического процесса пивоварни, санитарных условий, условий хранения, результатов контроля качества и сорта пива. В отраслевых рекомендациях обычно указываются диапазоны, например 5–10 поколений, однако универсального числа, подходящего для каждой пивоварни, не существует. Пивоварне следует отслеживать состояние дрожжей, а не полагаться исключительно на фиксированное число поколений.
Основные преимущества коллекции дрожжей
1. Снижение затрат на дрожжи
Главное преимущество заключается в экономической выгоде. Пивоваренный завод может извлекать дрожжи, которые в противном случае стали бы отходами, и использовать их в качестве закваски для последующих процессов брожения. Это позволяет существенно сократить количество закупаемых дрожжей.
2. Стандартные пивные дрожжи
После того как пивоварня выработала стабильный штамм дрожжей и внедрила программу контролируемого повторного засева, сбор дрожжей может способствовать поддержанию стабильных характеристик брожения. Это особенно полезно для основных марок пива, выпускаемых на постоянной основе.
3. Простой процесс
По сравнению с полноценным разведением дрожжей сбор дрожжей представляет собой относительно несложную процедуру. Пивоварне в основном потребуется:
- Санитарный конус ферментера
- Точка сбыта дрожжей
- Резервуар для сбора дрожжей/край
- Трубопроводы для перекачки санитарных жидкостей
- Холодное хранение
- Процедуры контроля качества дрожжей
4. Высокая степень использования ресурсов пивоваренного завода
Вместо того чтобы рассматривать дрожжи как отходы, пивоварня превращает их в ресурс, который можно повторно использовать в производстве. Это способствует повышению эффективности и экологичности пивоваренного производства.
Каковы ограничения метода сбора дрожжевых клеток?
Хотя сбор дрожжей является весьма полезным процессом, он не является универсальным решением для всех пивоваренных заводов.
1. Пивоварня использует процесс брожения для получения дрожжей
Система сбора не может создать дрожжи из ничего. На пивоварне уже должен идти активный процесс брожения, в ходе которого образуется достаточный объем дрожжевой биомассы.
2. Качество дрожжей может варьироваться
Собранные дрожжи могут содержать:
- Труб
- Частицы хмеля
- Осадки пива
- Мертвые клетки
- Метаболиты, связанные со стрессом
Поэтому важную роль играют сроки сбора и контроль качества дрожжей. В идеале сбор дрожжей следует проводить после того, как здоровые дрожжи осели, и до того, как они подвергнутся длительному воздействию неблагоприятных условий. Также крайне важны надлежащие санитарные условия и правильное хранение.
3. Необходимо управление поколениями дрожжей
Повторное изменение плотности в конечном итоге может привести к изменению характеристик дрожжей. Пивоварам следует отслеживать:
- Жизнеспособность
- Энергичность
- Концентрация клеток
- Производительность ферментации
- Затухание
- Флокуляция
- Вкусовые характеристики
- Микробиологическое загрязнение
Когда дрожжи перестают соответствовать техническим требованиям пивоварни, их следует заменить свежей культурой.
Зачем крупной пивоварне нужен инкубатор для дрожжей?
Крупная пивоварня, возможно, уже получает значительные объёмы дрожжей, так зачем же инвестировать в систему размножения? Для этого есть несколько важных причин.
1. Внедрение нового штамма дрожжей
При запуске нового сорта пива пивоварне может потребоваться совершенно другой штамм дрожжей. Например:
- Пивные дрожжи
- Американские дрожжи для эля
- Бельгийские дрожжи
- Дрожжи Saison
- Специализированные дрожжи для эля
Пивоварня может получать лишь относительно небольшое количество чистой культуры. Система размножения позволяет пивоварне увеличить количество этой культуры до необходимого объема для засева.
2. Восстановление дрожжевой культуры
Даже у хорошо налаженной коммерческой пивоварни может периодически возникать необходимость перезапустить свою дрожжевую программу. Если собранные дрожжи загрязняются или теряют желаемые характеристики, пивоварня может вернуться к контролируемой исходной культуре и вырастить свежие заквасочные дрожжи. Это служит важной резервной стратегией.
3. Поддержка нескольких штаммов дрожжей
Крупные пивоваренные заводы зачастую выпускают несколько марок пива. Для реализации одного производственного плана может потребоваться использование нескольких различных штаммов дрожжей. Специализированная система размножения дрожжей обеспечивает большую гибкость в управлении различными культурами в контролируемых условиях.
4. Обеспечение пиковых объемов производства
Спрос на продукцию не всегда остается постоянным. В пиковые сезоны пивоварне может потребоваться значительно больше дрожжей, чем может обеспечить ее обычная программа сбора урожая. Культивирование дрожжей позволяет дополнить имеющийся запас собранных дрожжей и помогает пивоварне соблюдать графики производства.
Для размножения дрожжей требуется более тщаемый контроль технологического процесса
Промышленный инкубатор для дрожжей — это не просто резервуар из нержавеющей стали. Его цель — создать контролируемую среду, в которой дрожжи могут быстро размножаться, сохраняя при этом высокую жизнеспособность и микробиологическую безопасность. К типичным компонентам могут относиться:
- Емкость для размножения дрожжей
- Подача стерильного сусла
- Система стерилизации или пастеризации сусла
- Подача стерильного воздуха или кислорода
- Система аэрации
- Мягкая система перемешивания или рециркуляции
- Контроль температуры
- Регулирование давления
- Система отбора проб
- Система CIP
- SIP/варианты стерилизации
- Управление ПЛК
- Измерение содержания кислорода
- Мониторинг дрожжевых клеток
Промышленные системы культивирования специально разработаны для поддержания гигиенических условий и контролируемого аэрирования в процессе роста дрожжей.
Оборудование для сбора дрожжей на крупных пивоваренных заводах
Крупной коммерческой пивоварне, как правило, требуется гораздо более простая, но при этом обеспечивающая высокий уровень гигиены система сбора дрожжей. Типичная конфигурация может включать:
Резервуар для сбора дрожжей
В санитарный резервуар из нержавеющей стали поступает дрожжевая суспензия из бродильных чанов. Резервуар может быть оснащен:
- Охлаждающая рубашка
- Манометр
- Предохранительный клапан
- Санитарный клапан для отбора проб
- Шар для распыления CIP
- Подключение к системе CO₂
- Вход для дрожжей
- Точка сбыта дрожжей
- Смотровое стекло
- Датчик температуры
Насос для перекачки дрожжей
Санитарный насос с низким уровнем сдвига позволяет перекачивать дрожжи между ферментаторами, сборными резервуарами и точками засева. Бережное обращение с дрожжами важно для минимизации ненужного стресса для клеток.
Хранение дрожжей
Собранные дрожжи следует хранить в контролируемых условиях, защищая их от загрязнения и чрезмерного воздействия кислорода.
Система добавления дрожжей
Затем собранные дрожжи можно перенести в следующую бродильную емкость в соответствии с технологической инструкцией пивоварни по засеву дрожжей.
Лучшее решение для крупной коммерческой пивоварни: использовать и то, и другое
Для многих крупных пивоваренных компаний ответ не должен звучать так: Устройство для размножения дрожжей ИЛИ Коллекция дрожжей
Вместо этого более эффективной стратегией может быть следующая: Культивирование дрожжей + Забор дрожжей + Хранение дрожжей + Контроль качества дрожжей
Эти системы выполняют различные функции. Упрощённая схема системы управления пивными дрожжами может выглядеть следующим образом:
Чистая дрожжевая культура
↓
Устройство для размножения дрожжей
↓
Свежие пивные дрожжи с высокой жизнеспособностью
↓
Емкость для брожения
↓
Осаждение дрожжей
↓
Резервуар для сбора дрожжей
↓
Контроль качества дрожжей
↓
Хранение дрожжей
↓
Изменение угла наклона
↓
Следующий этап брожения
Устройство для размножения дрожжей обеспечивает контролируемый источник свежих дрожжей. Система сбора позволяет извлекать дрожжи из обычного производственного процесса. Таким образом, пивоваренный завод может стратегически использовать размножение дрожжей, в то же время полагаясь в основном на сбор дрожжей для повседневного производства.
В какую систему крупной пивоваренной компании следует инвестировать в первую очередь?
Это зависит от модели производства данного пивоваренного завода.
Сценарий 1: один основной бренд пива, стабильный штамм дрожжей
Если пивоварня производит большие объёмы одного и того же сорта пива с использованием одного стабильного штамма дрожжей, то Система сбора и хранения дрожжей может обеспечить максимальную немедленную отдачу. Пивоварня может непрерывно собирать и повторно использовать здоровые дрожжи.
Сценарий 2: Несколько марок пива и штаммов дрожжей
Если пивоварня производит множество сортов пива с использованием различных штаммов дрожжей, то Система размножения дрожжей становится более ценным. Он обеспечивает гибкость при создании и поддержании нескольких дрожжевых культур.
Сценарий 3: Очень крупный промышленный пивоваренный завод
Для крупной пивоварни с высоким объёмом производства, несколькими зонами брожения, несколькими штаммами дрожжей и строгими требованиями к качеству интегрированная система, как правило, является наиболее надёжным решением:
Разведение дрожжей + Забор дрожжей + Хранение дрожжей + Контроль качества дрожжей
Сценарий 4: Расширение производства пивоваренного завода
Если пивоварня в настоящее время использует покупные дрожжи, но стремительно наращивает объемы производства, можно рассмотреть возможность поэтапного подхода.
Во-первых: Резервуар для сбора дрожжей + хранение дрожжей
Позже: Система размножения дрожжей
Это позволяет пивоварне повысить эффективность использования дрожжей без необходимости немедленного вложения значительных средств в оборудование для их размножения.
Сбор дрожжей — это не то же самое, что размножение дрожжей
Это один из важнейших моментов для покупателей пивоваренного оборудования.
Коллекция дрожжей:
Сбор дрожжей, которые уже размножились в процессе брожения.
Размножение дрожжей:
Активно выращивает дрожжи в контролируемых условиях с целью получения большего количества заквасочных дрожжей.
Сборный резервуар не заменяет станцию разведения. Резервуар для разведения не обязательно заменяет систему сбора.
Они решают две разные задачи. Поэтому в современных системах управления дрожжами на пивоваренных заводах размножение, сбор, хранение, засев и контроль качества часто рассматриваются как взаимосвязанные этапы единого общего процесса.
Решения компании TIANTAI в области управления дрожжами для коммерческих пивоваренных заводов
Компания TIANTAI может поставить оборудование для управления дрожжами, изготовленное по индивидуальному заказу, для пивоваренных заводов — от крафтовых пивоварен до крупных коммерческих производственных предприятий.
Резервуар для сбора дрожжей
Предназначено для сбора и хранения дрожжей, извлеченных из бродильных чанов. К типичным характеристикам относятся:
- Нержавеющая сталь марки SS304 или SS316L
- Охлаждающая рубашка
- Санитарные клапаны
- Подключение к системе CO₂
- Манометр
- Пробоотборный клапан
- Шар для распыления CIP
- Датчик температуры
- Коническая или оптимизированная конструкция дна
- Выпускной патрубок для перекачки пивных дрожжей
Емкость для размножения дрожжей
Предназначено для контролируемого роста дрожжей. Возможные конфигурации включают:
- Подача стерильного сусла
- Аэрация стерильным воздухом/кислородом
- Мягкое перемешивание
- Система охлаждения
- Контроль температуры
- Регулирование давления
- CIP/SIP
- Порт отбора проб
- Управление с помощью ПЛК/HMI
- Мониторинг содержания кислорода
Комплексная система управления дрожжами
Для крупных пивоваренных заводов компания TIANTAI может реализовать следующие интеграционные решения:
Разведение дрожжей → Сбор дрожжей → Хранение дрожжей → Добавление дрожжей
с существующими системами брожения и варочных цехов пивоварни.
Заключительный вывод
Для крупной коммерческой пивоварни, Размножение дрожжей и сбор дрожжей не следует рассматривать как конкурирующие технологии. У них разные функции.
Коллекция дрожжей представляет собой, в первую очередь, средство повышения эффективности производства. Оно позволяет пивоварне извлекать жизнеспособные дрожжи из завершенных процессов брожения и повторно использовать их в последующих партиях.
Размножение дрожжей предназначен в первую очередь для поставки дрожжей и управления дрожжевыми культурами. Он позволяет пивоварне выращивать контролируемую дрожжевую культуру в тех случаях, когда требуется дополнительная биомасса или необходимо создать новую культуру.
При серийном производстве больших объемов с использованием стабильного сорта пивоваренных дрожжей сбор дрожжевой культуры и повторное засевание могут быть весьма экономически выгодными. Для пивоваренных заводов, работающих с несколькими штаммами дрожжей, занимающихся разработкой новых продуктов, справляющихся с пиковыми нагрузками в производстве или обновляющих культуры, разведение дрожжевой культуры обеспечивает дополнительную гибкость и контроль.
Для крупной коммерческой пивоварни наиболее полноценной стратегией зачастую является:
Свежая культура → Размножение дрожжей → Ферментация → Сбор дрожжей → Контроль качества → Хранение дрожжей → Повторное засевание
Другими словами:
Проводите культивирование, когда вам нужно размножить дрожжи.
Соберите дрожжи, если хотите использовать их повторно.
Используйте обе эти программы, если вам нужен максимальный контроль над дрожжевой программой вашей пивоварни.
Компания TIANTAI может разработать индивидуальный проект Система размножения и сбора дрожжей с учётом мощности пивоварни, объёма брожения, количества штаммов дрожжей, нормы засева дрожжей, графика производства и уровня автоматизации.
Электронная почта Дейзи: business@cnbrewery.com
