Proces fermentace a zrání - sekundární fáze výroby piva

Po vaření horké mladiny, která je první fází výrobního cyklu piva, následuje druhá fáze, tzv. Fermentace. Fermentace mladiny je projevem metabolismu pivovarských kvasnic. Kvasinky se přidávají do mladiny po provzdušnění bezprostředně po ochlazení mladiny na teplotu fermentace po čerpání mladiny z varny do fermentačních nádob.

Hlavním úkolem pivovarských kvasnic ve fázi primární fermentace je přeměna části cukrů v mladině na alkohol. Při nastaveném stupni fermentace je proces fermentace přerušen (nejedná se o úplnou konverzi 100% cukru). Takzvané mladé nebo zelené pivo je čerpáno do jiné nádrže, kde má pokračující fermentační proces nižší intenzitu, ale probíhá při nižší teplotě a vyšším tlaku, zatímco je pivo syceno oxidem uhličitým. Tato část fermentačního procesu se nazývá zrání piva - sekundární fermentace.

Dvě hlavní technologie kvašení piva

Konstrukce a konstrukce nádrží pro primární kvašení piva se liší v závislosti na technologii. V našich řemeslných pivovarech používáme nejběžnější fermentační technologie, které lze v rámci jednoho pivovaru využít i v jejich kombinacích, což umožňuje vyrábět pivo různých druhů a senzorických vlastností.

I. Kvašení piva na dně

Styl kvašení na dně zahrnuje všechna piva s fermentací zdola s použitím kvasinek Saccharomyces uvarum. Většinu světové produkce tvoří piva s kvašením, včetně českého ležáku Pilsner. Patří mezi ně například Dortmunder, Bock, Marzen a více piv nazývaných ležáky.

Spodní kvasinková fermentace se provádí při teplotách 6 až 12 ° C a trvá 6 až 12 dní. Pivo leží měsíc nebo déle (odtud název „ležák“) při nízké teplotě, což mimo jiné zajišťuje disperzi sloučenin síry vytvořených během primární fermentace.

Technologie otevřené fermentace v otevřených fermentačních nádobách ve fermentační místnosti je typická zejména pro výrobu piva s použitím spodních kvasinek. Umožňuje obzvláště pohodlný sběr hnědé pěny z mrtvých kvasinek v poslední fázi kvašení, což je předpokladem pro výrobu kvalitního ležáku tradiční chuti. Technologie otevřené fermentace je bohužel naprosto nevhodná pro výrobu piva s horním kvašením, protože přístup vzduchu do aktivních kvasinek na povrchu fermentované mladiny často vede ke kontaminaci piva nežádoucími organismy.

U malých pivovarů existuje silný argument pro hlavní kvašení piva v otevřených kádích - velký marketingový přínos. Pohled na pivo ve fermentační fázi s mnoha barvami kvasnicové pěny je jedním z hlavních lákadel pro všechny návštěvníky řemeslného pivovaru.

Schéma pivovaru s technologií otevřené fermentace:

V moderních pivovarech se používají hlavně válcově kuželové nádrže pro spodní i horní fermentaci piva. Ačkoliv kvalita spodního kvašeného piva z uzavřené nádrže nedosahuje kvality kvasného piva v otevřených nádobách, ekonomický přínos je rozhodujícím důvodem pro opuštění tradiční fermentační technologie v jiných než malých pivovarech.

II. Horní fermentace piva

Pivní styl založený na vrchní fermentaci zahrnuje všechna piva, která používala kvasinky Saccharomyces pastorianus. Tento styl zahrnuje piva jako Ale, Porter, Stout, Altbier, Trappist nebo pšeničné pivo. Proces vrchní fermentace se provádí při teplotách 15-24 ° C a obvykle trvá 3-9 dní.

Ve většině případů se na povrchu kvasného piva uvolňuje pěna způsobená vzrůstajícím oxidem uhličitým spolu s aktivními kvasinkami. To je důvod, proč se tato piva nazývají nahoře fermentovaná piva. Primární fermentace těchto piv trvá obvykle přibližně tři týdny, v některých případech může zrát několik měsíců. Klastry kvasinek jsou seskupeny do kolonií (mohou mít průměr několik metrů), žijí na povrchu mladiny a produkují oxid uhličitý. Vyšší teplota kvašení způsobuje více květnosti finálního piva. Nahoře kvasící piva se liší chutí a často v nich najdeme exotické aroma (hřebíček, banán, grep, atd.), I když sládek takové přísady do piva nepřidával. To vše je způsobeno horním kvašením.

Nejlepším typem fermentačních nádob pro kvašení na dně je uzavřená válcově-kuželová nádrž. Hlavním důvodem uzavřené fermentace v nádržích je náchylnost kvašeného piva ke kontaminaci kvasničných pěn cizími organismy z okolí. Dalším důvodem je možnost řízené fermentace a zrání piva v jednom univerzálním fermentoru a snadné čištění a dezinfekci všech uzavřených nádrží.

Schéma pivovaru s uzavřenou fermentační technologií:

Jak vypočítat velikost a počet fermentačních nádob

1. Výpočet velikosti fermentoru

Hlavním ukazatelem, který určuje užitečný objem fermentačních nádob, je plánovaný denní objem výroby mladiny. To znamená objem mladiny, kterou uvaříme do 24 hodin za jeden den vaření. Mladinu obvykle nevaříme každý den - minimálně jeden den v týdnu se provádí sanitace varny.

Pravidlo: V závislosti na objemu denní dávky mladiny vybereme nejbližší vyšší objem fermentačních nádob.

Příklad: Plánujeme vyrábět tři svazky mladiny během jednoho dne vaření v pivovaru s objemem 2.5 HL. 3 x 2.5 = 4.5 HL. Potřebujeme fermentační nádobu o objemu alespoň 4.5 HL. V typové řadě nemáme nádobu s objemem 4.5 HL, a proto vybereme kontejner s objemem 5 HL.

Vypočtený efektivní objem fermentačních nádob je jak pro hlavní fermentaci, tak pro zrání piva, protože vždy čerpáme celý objem primárního fermentoru do jedné sekundární fermentační nádoby.

2. Výpočet počtu fermentorů

Mezi ukazateli, které určují počet fermentačních nádrží pro primární kvašení, je doba hlavního kvašení denní dávky mladiny a počet dnů vaření, které se uskuteční v této době.

Pravidlo: Počet kontejnerů pro hlavní kvašení musí být nejméně tak vysoký, kolik dní se vaření provádí během jednoho období hlavního kvašení. Typy fermentačních nádob jsou vybírány podle typu fermentace vybraných piv (CCT cylindricky kuželovité nádrže nebo OFV otevřené fermentační kádě pro všechna piva s fermentací na dně nebo CCT pro všechna fermentovaná piva).

Příklad: Máme v plánu vyrábět 1x týdně nahoře fermentované pivo s hlavní dobou fermentace 6 dnů a dvakrát týdně spodně fermentovaným pivem s hlavní dobou fermentace 12 dnů. Z toho vyplývá, že pro první pivo potřebujeme pouze jednu fermentační nádobu, protože během 6 dnů fermentační doby plánujeme pouze jeden den vaření. Naproti tomu při výrobě druhého piva jsou během 12 dnů fermentace čtyři dny vaření, takže potřebujeme 4 ks fermentačních nádob. Pro první pivo potřebujeme buď cylindricko-kónické nádrže (CCT) nebo otevřené fermentační kádě (OFV). Pro druhé pivo musíme zvolit pouze cylindricko-kónické nádrže (CCT), protože tento druh piva se nedoporučuje kvašit v otevřené nádobě. Celkem potřebuje náš pivovar 5 ks fermentačních nádob pro hlavní kvašení s objemem podle předchozího textu. Doporučené portfolio fermentorů pro primární fermentaci bude: 1 ks OFV + 4 ks CCT nebo 5 ks CCT pro obě piva.

Poznámka: Doporučená doba kvašení je hlavní částí každého receptu pro vybraný druh piva. Reálný čas hlavního kvašení může být o dva dny více či méně, což je způsobeno řadou faktorů, jako je vitalita kvasinek, kvalita sladu, atmosférický tlak, okolní teplota a další vlivy. Ve skutečnosti pro každou šarži rozhoduje o ukončení primárního kvašení podle výsledků měření fermentovaného extraktu hustoměrem pouze hlavní sládek. Z výše uvedených důvodů doporučujeme počítat čas hlavního kvašení nejméně o dva dny déle, než je uvedeno v receptuře. V praxi to obvykle znamená, že v pivovaru doporučujeme jako rezervu mít ještě jeden fermentační kontejner. Nedodržení tohoto doporučení může mít za následek nedostatek fermentačních nádob a snížení plánované výrobní kapacity.

[Table id = 13 /]

Výpočet počtu a typů fermentorů pro sekundární kvašení piva - zrání

Mezi ukazatele, které určují počet, velikost a typ kontejnerů pro zrání piva, jsou doporučené doby dozrávání vyráběného piva, denní objem sladiny a počet dní, které se během tohoto období odehrávají.

Pravidlo: Počet kontejnerů pro zrání piva v pivovaru musí být alespoň tak vysoký, aby umožňoval umístit do nádrží všechny dávky piva, které dozrávají ve stejnou dobu.

Typ a tvar maturačních nádob není příliš důležitý, ale musí být schopen udržet pivo během zrání pod nastaveným tlakem pomocí zařízení pro nastavení tlaku. Jedná se o válcově-kuželové nádrže, vertikální maturační válcové nádrže a horizontální maturační tanky. Všechny tyto nádrže jsou různé typy tanků na výrobu piva, které se používají ve druhé nebo obou fázích výrobního cyklu piva.

Příklad: Plánujeme vyrábět jednou týdně nahoře fermentované pivo s doporučeným obdobím zrání tři týdny a dvakrát týdně na dně kvašeného piva s doporučeným obdobím zrání devět týdnů. To znamená, že pro první pivo potřebujete 3 ks maturačních nádrží pro současné zrání všech šarží, pro druhé pivo 18 ks maturačních nádrží (2 x 9). Proto je celková potřeba fermentorů pro zrání piva v pivovaru 3 + 18 = 21 ks tanků pro zrání piva.

Poznámka: U speciálních silných piv se doporučuje mít dobu zrání piva několik měsíců. Vybavení pivovaru maturačními nádobami pro silná piva vyžaduje v pivovaru potřebu extrémně vysokého množství zracích nádrží. To není obvykle nutné, protože poptávka po silných pivech v restauracích obvykle není tak velká. V praxi je tento extrém řešen v zimě, kdy spotřeba piva s nižším obsahem alkoholu klesá, mohou být použity nádrže pro zrání vyhrazené pro základní sortiment (program vaření je dočasně snížen na polovinu objemu výroby) pro výrobu speciálních piv s více procenty. alkoholu, zatímco proces zrání probíhá v nádržích pouze tak dlouho, jak je nutné po dobu několika týdnů, kdy není nutné je používat pro obvyklý letní sortiment lehkých piv. Speciální pivo se plní do sudů z nerezové oceli uložených v chladné místnosti, kde pokračuje proces zrání. Pro nové šarže piva jsou proto k dispozici prázdné nádrže na zrání. Vzhledem k dlouhé životnosti piv s více procenty alkoholu je možné tyto zimní speciality nabízet z sudů po celý zbytek roku, kdy se zrající tanky používají k výrobě obvyklého sortimentu slabších piv.

[Table id = 14 /]

Technické parametry a popis fermentorů pro primární a sekundární kvašení piva - zrání:

OFT: Otevřené fermentační kádě

Technologie otevřené fermentace v otevřených kvasných kádích ve vyhrazené fermentační místnosti je typická především pro produkci piv na spodní fermentaci. Konstrukce otevřených fermentorů umožňuje obzvláště pohodlný sběr pěny z mrtvých kvasinek v posledním stupni primárního kvašení, což je předpokladem pro výrobu kvalitního spodního fermentovaného piva tradiční chuti. Tento typ fermentorů je typický především pro české řemeslné pivovary.
Otevřená technologie není vhodná pro výrobu piva s horním kvašením, protože přístup vzduchu k živým kvasnicím aktivním na povrchu kvasné mladiny má často za následek kontaminaci nežádoucími organismy. Tento typ piva je vhodný pro výrobu českého ležáku Pilsner, ale i pro další typy ležáků, například Dortmunder, Beck, Marzen.

FUIC: Kompaktní pivní fermentační jednotky

- tlakové válcově kuželové nádrže pro sekundární kvašení piva / cideru zabudované v kompaktních modulech:

FUIC - kompaktní fermentační jednotky - kompaktní nezávislá mobilní zařízení s jednou až čtyřmi válcově kuželovými nádržemi, která zahrnují veškerá zařízení potřebná pro primární kvašení piva nebo jablečného cideru, proces zrání a sycení oxidem uhličitým pod tlakem, plnění syceného nápoje do sudů nebo lahví.

Kompaktní fermentační jednotky se skládají z těchto hlavních komponent:

• 1 ks až 4 ks fermentoru CCT / CCF - nerezové nádrže s PUR izolací, chlazené vodou nebo roztokem polypropylenglykolu
• 1-4 ks kompaktní vodní chladicí jednotky
• Prvky pro měření a regulaci teploty a cirkulaci chladiva chladícím pláštěm nádrží
• Prvky pro spojení mezi chladičem a fermentory
• Společný rám z nerezové oceli s nastavitelnými nohami a volitelně s možností pohybu na kolečkách

CCT / CCF: Cylindricky kónické fermentační nádrže

- tlakové válcově kuželové nádrže pro sekundární kvašení piva / cideru:

Technologie fermentace piva v uzavřených válcově kónických fermentačních nádržích je charakteristická pro moderní způsob výroby piva.
Umožňuje zejména bezpečnou výrobu piva s horním kvašením, ale také k výrobě všech druhů piva na bázi kvasnic s kvašením na dně.

Výhodou těchto fermentorů je možnost obou fází fermentace piva ve stejné nádrži. Fermentace a zrání piva v CCT fermentorech pod tlakem nejen urychluje fermentační proces, ale umožňuje řídit celý proces fermentace a zrání stroje i bez čerpání piva mezi dvěma nádobami. Jedinou nevýhodou ve srovnání s otevřenými fermentačními sudy je nemožnost sbírat pěnu s mrtvými kvasinkami po primárním kvašení.

Vyrábíme válcově kónické fermentační nádrže bez izolace nebo s izolací PUR, vybavené dvěma a více chladicími zónami, chlazenými vodou nebo polypropylenglykolem. Mohou být použity buď pouze pro hlavní kvašení, nebo pro hlavní kvašení a následné zrání piva ve stejné nádrži.

Vybavení fermentorů CCT může být definováno zákazníkem nebo si můžete nádrže zakoupit s naším standardně doporučeným příslušenstvím.

MBT: Válcové fermentační nádrže

- tlakové nádoby pro sekundární kvašení piva / cideru ve čtyřech variantách:

• MBTVI - nádrže na zrání vertikální, izolované, kapalinou chlazené

• MBTVN - nádrže na zrání vertikální, neizolované, vzduchem chlazené

• MBTHI - Zrající nádrže horizontální, izolované, kapalinou chlazené

• MBTHN - nádrže na dozrávání vodorovné, neizolované, chlazené vzduchem

Proces primární fermentace piva následuje po sekundárním procesu zrání piva v zracích nádržích (nazývaných také ležácké nádrže). Během této výrobní fáze pivo zraje a nasycuje se oxidem uhličitým, který je tvořen zbývající aktivitou kvasinek. Tímto způsobem získá pivo finální chuť. Vyráběcí nádrže vyrábíme ve čtyřech variantách - izolované, kapalinou chlazené nebo neizolované, vzduchem chlazené. Nabízíme tlakové nádoby na zrání piva s fermentačním zařízením, které umožňuje nastavitelný tlak v nádrži až 3.0 bar.

CCTM: Modulární cylindricko-kónické fermentory

Modulární cylindricko-kónické fermentory - CCTM jsou velmi univerzální produkty z našeho vlastního výrobního portfolia, které vám umožňují libovolně sestavit fermentor pro výrobu piva / cideru / vína v aktuálně požadované konfiguraci.

Konfigurace fermentační nádrže může být kdykoliv změněna, a to i při plném provozu, když je nádrž pod tlakem a právě naplněna nápojem v průběhu fermentace zrání. To není možné dosáhnout s jinými typy fermentorů. Tato možnost šetří vaše náklady, protože pro více fází procesu výroby nápojů potřebujete pouze několik univerzálních nádrží.