Способ получения пивоваренных дрожжей Советский патент 1983 года по МПК C12N1/16 

Изобретение относится к пивоварен ной прсмьшшенности, в частности к способам размножения пивоваренных Дрожжей. Известен способ получения пивоваренных дрожжей, предусматривающий закрепление дрожжей на носите 1е с послеуЕ ухщим сбраживанием пивного оусла 1. Однако сбраживание ведется в одном ферментере при прохождении сусnta через слой носителя с нанесенными на него дрожжами. Расход носите ля при таком способе довольно большой. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому зффекту. является способ получения пивоваренных дроЖжей, предусмат рива1аций внесение посевного материа. ла в пивное, сусло с последующим непрерывным выращиванием и подачей полученных дрожжей в линию непрерывного сб аживания пивного сусла. Согласно известному способу размножение ведут при степени разбавления питательной среды, равной ,046 ч, а аэрацию воздухом осуществляют со скоростью равной 6 л/ч на литр среды 2. Недостатком известного способа является то, что суспензия дрожжевых клеток, потерявших под влиянием аэра ции способность к оседанию, в концентрации 180-200 млн кл/мл переходит в танки главного брожения,- где дрожжи продолжают размножаться, что приводит к увеличенным потерям целевого продукта при его отделении от дрожжей (2,1% по линии главного брожения) и не позволяет реализовать возможности системы в отношении даль нейшей интенсификации процесса произ водства целевого продукта. Целью изобретения является снижение потерь целевого пррдукта и ускорение способа. Поставленная цель .-достигается тем что согласно способу получения пивоваренных .дрожжей, предусматривающему внесение посевного материала в питательную среду с последующим выращиванием и подачей полученных дрожжей - для сбраживания пивного сусла, перед внесением в пивное сусло посевной ма териал наносят на слой гранулированного инертного носителя, выполненног в виде колец диаметром 10-20 мм, при этом носитель используют в количестве 5-25% от объема питательной среды а выращивание ведут при скорости про тока пивного сусла 0,13-0,43 ч7, Сущность (Зпособа заключается в следующем. В головной аппарат линии, состоящей из нескольких послеъдовательно соединенных танков и предназначенной для сбраживания питательной среды при , помещают нейтральный носитель слоем, способным вытеснить от 5 до 25% объема питательной среды при размере частиц диаметром 10-20 , выполненных преимущественно в виде колец. Затем в головной аппарат вносят суспензию дрожжей в питательнойсреде при концентрации 90-160 (tlOJ млн кл/мл. В остальные танки линии вносят суспензию дрожжей в питательной среде при концентрации 25 ишн кл/мп,начиная с конечного танка. После сбраживания сусла в головном аппарате до кйнцентрацни 2,5-3,5% сухих веществ и частичного закрепления дрожжей на нейтральном носителе, а также при достижении в конечном танке линии концентрации 3,8-4,2% сухих веществ, включают непрерывный проток сусла со скоростью разбавления 0,13-0,43 ч- в вертикальном аппарате с наполнителем и 0,01-0,02 ч по всей сис1еме, регулируя его скорость так, чтобы концентрация сухих веществ в питательной среде на выходе из последнего танка составляла 3,8-4,2% и чтобы концентрация дрожжевых клеток на выходе из головного аппарата составляла 13-43 млн кл/мл (t2), а на выходе из конечного аппарата - 5-20 млн кл/мл. Пример. В вертикальный ферментер из нержавеющей стали емкостью 7 л помещали насыпью носитель в виде керамических колец Рашига. Размер каждого кольца: диаметр внешний 10 мм, внутренний - 6 мм, высота 10 мм. При объеме 6,4 л на выходе из верхнего крана носитель занимал 25% этого объёма. Полезный объем составлял .4,8 л. Сусло использовали нестерильное, с начальной массовой долей сухих веществ 11%, брожение проводили в холодной камере при 8°С.Для зак1 епления дрожжей в начале опыта в вертикальный ферментер вносили суспензию дрожжей раса 8 а(М), 8 генерацию при норме введения 3,4 л/гл, что обеспечивало концентрацию клеток в суспензии 90410 млн кл/мл. Через 65 ч, когда содержание сухих веществ в сбраживаемом сусле достигало 3,3% и дрожжи частично закреплялись на носителе, начинали подачу сусла в головной аппарат. Начальная скорость протока равнялась 0,50 л/ч. Через 5 сут непрерывной подачи сусла все горизонтальные танки заполнялись и начинался непрерывный отток молодого пива. В зто время содержание сухих веществ и .количество дрожжевых клеток в сбраживаемом сусле, вытекаюцем из вертикального аппарата, было 5,5% и 12 млн кл/мл, а в пиве из последнего горизонтального танка - 3,7% и 8 млн кл/мл. В дальнейшем скорость подачи сусла поддерживали таким образом, чтобы содержание сухих веществ в пиве, вытекающем из системы, равнялось 3,8%.

Через 8 сут. от начала работы вертикального аппарата в непрерывном

режиме .скорость подачи сусла увеличили вдвое, что обеспечило длительность брожения пива в системе, равную 67,7 ч.

В среднем по опыту сбраживание проходило за сут. Технологические показатели работы системы в этих условиях приведены в табл 1.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИВОВАРЕННЫХ ДРО7КЖЕЯ,предусматривающий внесение посевного материала в пивное сусло с последующим непрерывным выращиванием и подачей полученных дрожжей для сбраживания пивного сусла,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения потерь целевого продукта и ускорения способа, перед внесением в пивное сусло посевной материал наносят на слой гранулированного инертного носителя, выполненного в виде колец диаметрюм 10-20 мм, при этом носитель используют в количестве 5-25% of объема питательной среды, а выращивание ведут при скорости протока Q ® -1 пивного сусла 0,13-0,43 ч (Л

8,4

Средн.

4,0

6,0 Дрожжи при использованном способе их получения оседали, давая резкую . границу и величину осадка в 3,,2 мл через 10 мин, что соответ ствует показателям для нормально осе дающих дрожжей. Опыт длился 18 сут. Основная часть экстракта (70%) сбраживалась в вертикальном танке. Содер жание дрожжей в оттекающем из вертикального аппарата сбраживаемом сусле равнялось в первые 8 сут. 12 млн к л/мл, в период от 9 до 18 сут 20 млн кл/мп и в среднем составляла 16,4 млн кл/мл. Количество дрожжей, ушедших со сброженным пивом, и дрожжей, осевших на дне танков, составило в пересчете на количество дал сброженного пива (за время опыта) .0,062 кг/дал, что находится в.пределах, характерных для периодического способа брожения при ускорении сбраживания до 3,3 сут. Потери-по жидкой фазе составили 1,1%, т.е. на 1% меньше, чем при непрерывном известном способе сбраживания. При мер 2. В ферментер из нержавеющей стали емкостью 7 л помещали насыпью носитель в виде колец диаметром 15 высотой 15 мм, вы;полненных из композиции полиэтилен: фторопласт, йлотностью 1,22. При объ еме 4,3 л на выходе среднего крана носитель занимал 15% этого объема.Поле ный объем составлял 3,7 л. Сусло ксполь зовали нестерильное, с массовой долей сухих веществ 11%. Брожение проводили в холодной Kauwiepe при . Для частичного закрепления дрож Леей на носителе в ферментер вносили

16,4

0,171

9,7

0,83 80,2 суспензию дрожжей, раса 11, из расчета 5 л/гл, что обеспечивало концентрацию клеток в суспензии I50il5 млн кл/мл. Через 48 ч, когда содержание сухих веществ в сбраживаемой среде достигло 2,9% и дрожжи частично закрепились на носителе, начали непрерывный проток сусла в линию горизонтальных танков брожения. Сусло, проходя через слой частично закрепленных дрожжей, частично сбраживалось и, перетекая из танка в танк, к четвертым суткам от начала непрерывной подачи сусла заполня-ло все танки линии. В это время содержание сухих веществ и количество дрожжевых клеток в сбраживаемой среде, вытекающей из вертикального аппарата, было 9,6% и 24,2 млн кл/мл, а в пиве из последнего горизонтального танка - 4,7% и 20,6 млн кл/мл, В дальнейшем скорость подачи сусла варьировали таким образом, чтобы содержание сухих веществ в пиве, вытекающем из системы, равнялось 4,4%, Опыт продолжался в течение 29 сут. Начиная с 4-5 сут. от начала работы вертикального аппарата.в непрерывном режиме, скорость подачи сусла обеспечивала длительность . сбраживания пива в системе за 91,3 ч (скорость протока сусла 0,7 л/ч при рабочем объеме системы 63,9 л), а в последнюю неделю - за 66,6 ч при скорости протока 0,96л/ч. Технологические показатели работы системы в этих условиях приведены в табл, 2.

8,4

7,8

3,9

Среди, Скорость разбавления по вертикал ному аппарату изменялась от 0,19 до 0,26/ состсшляя в среднем 0,22 ч По мере продолжения непрерывной работы системы продолжительность брожения сокращалась и ic концу опыта составляла 66,6 ч. Это сокращение длительности процесса брожения объя нялось нарастанием биомассы дрожжей на носителе и, вследствие этого, более глубоким выбродом сусла в вер тикальном аппарате. В среднем за время месячного опыта длительность брожения составила 3,5 сут по сравнению с 4 сут при применении извест ного способа. Основное сбраживание экстракта (45% всего экстракта) про исходило в аппарате с закрепленными на носителе дрожжами, в первых двух горизонтальных танках сбраживание экстракта составляло 21% и 17%, в двух последних - по 8,5%. Содержани дрожжевых клеток в сбраживаемой сре де, вытекакхцей из танка с закреплен |1ыми дрожжами, изменялось от 12,9 до.25 млн кл/мл, в среднем составля 120,2 млн кл/мл. Часть клеток оседа а на дно танков. Дрожжи относились к категории флокулирукхцих низовых, давали резкую границу оседания и 4 мл 10,3 мл осадка через 10 мин. Прирост дрожжей за время опыта (с учетом количества осевших дрожжей и дрожжей, ушедших с пивом) в расчете на количество сброженного за время опыта пива составил 0,065 кг/дал т.е. был в пределах нормы для класси ческого периодического процесса сбра живания(0,05-0,10 кг/дал). Потери по Жидкой фазе составляли 1,4%, т.е бьлли в полтора раза меньше, чем при непрерывном процессе. Таким образом нанесение посевного материала на слоп гранулированного инертного носи

Таблица

0,77 84,5

0,22

20,2 16,6 теля,.вытеснившего 15% питательной среды, позволило снизить потери целевого продукта, в 1,5 раза по сравнению с известным способом и ускорить процесс производства молодого пива на 12%. П р име р 3. В вертикальный ферментер из нержавекщей стали ёмкостью 7 л помещали насыпью носитель в виде полиэтиленовых колец диаметром 20 мм и высотой 20 мм. От всплыти носитель удерживали с помощью металлической сетки. При объеме 4,3 л на выходе из среднего крана носитель занимал 5±0,5% вытесняемого объема питательной среды. Полезный объем составлял 4,1 л. Сусло использовали нестерильное с массовой долей сухих веществ 11%.Брожение проводили в бродильном цехе при .Для частичного закрепления дрожжей в ферментер зносилн суспензию дрожжей, раса 11, из расчета 5 л/гл, что составило концентрацию 155t 15 млн . Через 72 ч, когда содержание сухих веществ в сбраживаемой среде достигло 2,5% и дрожжи частично закрепились на носителе, начали непрерывную подачу сусла в аппарат с закрепленными дрожжами. Сусло, проходя через слой частично закрепленньох дрожжей, частично сбраживалось и попадало в линию горизонтальных танков, предварительно заполненных суспензией дрожжей (25 млн кл/мл) в сбраживаемом сусле. Сначалс1 заполняли дрожжевой суспензией содержащей 25 млн кл/мл, последний четвертый горизонтальный танк линии (норма введения дрожжей 1 г/гл) . Через 1 сут. дрожжевую суспензию со 155 млн кл/мл (норма введения 5 л/гл)вносили в вертикальный аппарат с носителем для закрепления

дрожжей и в третий горизонтальный танк (23 млн кл/мл-1 л/гл).

Через 1 сут. аналогичным способом заполняли второй и еще через 1 сут. первый горизбнтальный танк, Таким образом, заполнение всей пинии продолжалось не 4 сут, как в примере 2, а 3 сут, и период закрепления дрожжей на носителе входил в это время. Чбрез 3 сут от начала заполненк я четвертого в линии брожения танка сбраживаемое сусло содержало следующие количеств а сухих веществ: в аппарате с носителем 2,5%, в горизонтальных танках: в первом - 9,8%, втором - 9,7%, третьем - 7,5%, четверхом -, 4,5%. После заполнения всей линии танков описанным .способом начиналась непрерывная подача сусла в аппарат с частично закрепленными дрожжами. В. непрерывном режиме система работала & течение 2 мес. В процессе двухмесячной работы системы скорость протока сусла, необходимая для поддержания в вытекакхцем пиве содержания веществ 3,4-3,1%, постепенно возрастё ла.

Технологические показатели сбраживания сусла при внесении носителя в головной аппарат линии приведены в 15 табл. 3.

Таблица 3