Przełomowa technologia UVC rewolucjonizuje przemysł piwowarski

W obliczu rosnącej świadomości ekologicznej przemysł browarniczy zwraca się ku zrównoważonemu rozwojowi. Piwo produkowane w sposób ekologiczny nie tylko odpowiada na oczekiwania świadomych konsumentów, ale także zwiększa ich lojalność i daje przewagę konkurencyjną na rynku. W tym kontekście zrównoważone praktyki stają się nie tylko odpowiedzialnym wyborem, ale również strategicznym ruchem biznesowym.

Czym jest raslyzacja?

Raslyzacja to nietermiczne rozwiązanie wykorzystujące światło UVC (w przeciwieństwie do ciepła) o określonej długości fali do pasteryzacji płynnych produktów spożywczych i niespożywczych. Produkt jest kierowany obok źródła światła w kontrolowany turbulentny sposób. Światło, oświetlając równomiernie wszystkie części produktu, inaktywuje bakterie i inne mikroorganizmy.

Technologia raslyzacji działa przy użyciu specjalnie zaprojektowanych filtrów świetlnych do zwalczania bakterii i zarodników, nawet w produktach spożywczych i niespożywczych wrażliwych na światło, takich jak produkty mleczne, wino i sok. Technologia raslyzacji może być również stosowana do napojów gazowanych, enzymów i w procesie warzenia piwa.

W przemyśle browarniczym i napojowym powszechnie wiadomo, że technologia UVC o laminarnym przepływie może eliminować mikroby psujące wodę, ale do tej pory nie było innych zastosowań dla technologii UVC.

W jakiej części procesu warzenia piwa można zastosować raslyzację?

Istnieją trzy miejsca w procesie warzenia, gdzie raslyzacja może zastąpić termiczną sterylizację.

Firma Lyras wynalazła technologię UVC o turbulentnym przepływie, która może poddawać obróbce technologicznej płyny w procesie warzenia piwa w temperaturze otoczenia i może być wdrożona do oszczędzania energii w browarze, zakładzie odzyskiwania piwa i procesach pasteryzacji flash, które są największymi pożeraczami energii w browarze.

• Warzelnia: Dodatki płynne (DP), zwane również syropami piwowarskimi:

Dodatki płynne to ekstrakty płynne niezawierające słodu (maltoza/glukoza/sacharoza), które są zwykle dodawane do kotła z brzeczką podczas gotowania brzeczki lub po stronie gorącej wymiennika ciepła podczas chłodzenia brzeczki w celu zapewnienia sterylności dodatków płynnych i umożliwienia ich mieszania się z brzeczką.

Energia używana do gotowania, a następnie do chłodzenia, jest energią termiczną (ciepło) do gotowania i elektryczną (chłodzenie) do natychmiastowego chłodzenia po nim. Wydaje się marnotrawstwem podgrzewać produkt, a potem natychmiast go schładzać. Jest o wiele bardziej efektywne energetycznie poddać obróbce rozcieńczony strumień DP w temperaturze otoczenia (UVC) i dodawać go bezpośrednio do zbiornika fermentacyjnego po zebraniu części słodowej. Patrz poniżej Rysunek 2 dla odniesienia.

Jakie są korzyści z zastąpienia?

Próby produkcyjne przeprowadzone w międzynarodowej firmie browarniczej wykazały korzyści pod względem jakości, kosztów i przepustowości.

• Korzyści jakościowe wynikały z zastąpienia ciepła sterylizacją UVC w temperaturze otoczenia, która redukuje poziomy prekursorów starzenia indukowanego ciepłem, ponieważ jest mniejsze obciążenie termiczne proporcji dodatku brzeczki (wyniki Hochschule Weihenstephan-Triesdorf 2011). Inne miary starzenia oksydacyjnego, takie jak ERS i T150, również wykazały znaczącą poprawę. Ponadto, wyniki sensoryczne prób były lepsze niż w przypadku warzeń kontrolnych.
• Oszczędności kosztów wynikają z oszczędności energii termicznej i elektrycznej potrzebnej do ogrzewania i chłodzenia.
• Poprawiono przepustowość warzelni, ponieważ proces dodatku płynnego był prowadzony równolegle (obejście dodawania) z obróbką części słodowej w warzelni. Dla stylu piwa zawierającego 40% dodatku płynnego i procesu 4-warzeń na zbiornik fermentacyjny obliczono oszczędność energii na poziomie 6MJ/hL i korzyść z przepustowości w postaci jednego warzenia na warzelnię dziennie.

Inne przewidywane korzyści, które nie zostały zmierzone, to:

• Mniejsze zanieczyszczenie kotła z brzeczką w porównaniu do gotowania dodatku płynnego. Przez gotowanie DP w kotle z brzeczką zwiększa się zanieczyszczenie kotła, co prowadzi do częstszego mycia (CIP), co prowadzi z kolei do zwiększenia kosztów detergentów i co przekłada się na wydłużenie czasu przestoju warzenia, co z kolei wpływa na wydajność.
• Lepsze wykorzystanie chmielu podczas gotowania brzeczki, ponieważ ciężar brzeczki jest stosunkowo niski w porównaniu do brzeczki z dodatkiem DP w kotle.
• Lepsza witalność drożdży, ponieważ drożdże są wprowadzane do “całkowicie słodowej” brzeczki z wyższymi poziomami wolnego azotu aminowego (FAN) w porównaniu do brzeczki zawierającej DP. Uzupełnienie DP może być oparte na timerze i może ułatwić warzenie o bardzo wysokiej grawitacji, co poprawia wydajność browaru.
• Dodatkowy Dodatkowym podobnym procesem, który może skorzystać z zastosowania technologii raslyzacji jest zastąpienie pasteryzacji flash moszczu cydrowego przed fermentacją. Zarodniki Alicyclobacilius acidoterrestris i patulina (mykotoksyna), które mogą być obecne w koncentratach soku jabłkowego (KSJ), nie są usuwane przez konwencjonalną, termiczną pasteryzację. Raslyzacja natomiast redukuje patulinę i może być rozwiązaniem dla inaktywacji bakterii zakaźnych tworzących przetrwalniki. Ponadto, wdrożenie raslyzacji redukuje tworzenie reakcji Maillarda, zwiększając wydajność.
• Piwo odzyskane z nadwyżki drożdży:

Piwo odzyskane z nadwyżki drożdży jest zwykle dodawane z powrotem do procesu warzenia przy raklowaniu (rozlewie) i filtracji. Wiążą się z tym pewne ograniczenia (Jakość mikrobiologiczna; wpływ sensoryczny; wpływ na stabilność smaku piwa, a także złożoność planowania).

Jeśli to odzyskane piwo jest dodawane z powrotem przy zbieraniu brzeczki, wszystkie obawy dotyczące jakości, kosztów i przepustowości są rozwiązane, przy czym największym problemem jest integralność mikrobiologiczna. Raslyzacja eliminuje obawy mikrobiologiczne i odzyskane piwo można bezpiecznie dodawać przy chłodzeniu brzeczki. Patrz poniżej Rysunek 3.

Jak dodanie piwa odzyskanego z nadwyżki drożdży podczas chłodzenia brzeczki za pomocą technologii Raslyzacji jest korzystne w porównaniu do dodawania go podczas napełniania beczek/leżakowania?

Jakość:

• Zasady dotyczące piwa dodawanego z powrotem podczas napełniania beczek mogą być restrykcyjne, ponieważ produkt musi być wolny od bakterii zanieczyszczających. Tradycyjne wyniki mikrobiologiczne trwają pięć dni, a typowo międzynarodowe browary nie przechowują odzyskanego piwa dłużej niż trzy dni, więc dodawanie piwa z powrotem podczas napełniania beczek jest ryzykowne. Aby to zminimalizować, odzyskane piwo dodaje się z powrotem do bardzo zimnego środowiska, więc aktywność mikrobiologiczna nie powinna skutkować powstawaniem nieprzyjemnych smaków, ale to nie jest gwarantowane. Raslyzacja UVC odzyskanego piwa przed dodaniem do schłodzonej brzeczki zapewni stabilność mikrobiologiczną – brak bakterii powodujących psucie się piwa. Przewiduje się, że odzyskane piwo może być przechowywane przez dłuższy czas przed wprowadzeniem do świeżej brzeczki i odnowieniem.
• Dodatek piwa odzyskanego z drożdży może mieć negatywny wpływ na smak piwa i z tego powodu wskaźnik dodatku nie przekracza 5%, a niektóre międzynarodowe browary obniżają go do 2%. Aromaty związane z piwem z odzysku to przede wszystkim siarki i aromaty autolizy drożdży. Ten negatywny wpływ na smak jest przezwyciężany przez dodanie odzyskanego piwa do świeżej brzeczki, ponieważ drożdże usuwają wszystkie nieprzyjemne smaki, w tym 3MBT, dlatego wskaźnik dodawania może być wyższy przy obecnych testach do 10%.
• Dodanie piwa z odzysku ma negatywny wpływ na pianę piwa, ponieważ piwo to zawiera wysoki poziom enzymów proteazy drożdżowej z powodu autolizy. Dodanie piwa z odzysku podczas chłodzenia brzeczki zniwelowało ten efekt.
• Możliwe jest dodanie do brzeczki, piwa odzyskanego z różnych szczepów drożdży. Wszelkie pozostałości drożdży po procesie odzyskiwania piwa zostaną inaktywowane przez UVC i mogą również przyspieszyć fermentację (inaktywowane drożdże są dobrym źródłem pantotenianu, biotyny i witamin tiaminy, a także steroli i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które poprawiają tolerancję fermentujących drożdży na alkohol).
• Lepsza stabilność smaku poprzez dodanie odzyskanego piwa z powrotem podczas chłodzenia brzeczki, ponieważ poziomy rozpuszczonego tlenu w odzyskanym piwie są znacznie mniej ważne niż poziomy w dojrzewaniu i filtracji.

Przepustowość/Planowanie:

• Piwo dodawane z powrotem podczas leżakowania powinno być jak najbardziej zbliżone do smaku piwa macierzystego, a istniejące zasady dotyczące marki mogą wykluczać niektóre flagowe marki. Ten punkt może być przedmiotem dyskusji, jeśli odzyskane piwo jest dodawane z powrotem podczas chłodzenia brzeczki, ponieważ smak jest generowany podczas fermentacji.
• Jeśli piwo z odzysku jest dodawane z powrotem podczas leżakowania, specyfikacja przestrzeni leżakowej może ograniczyć ilość piwa z odzysku, które można dodać z powrotem (a także ograniczenia oparte na smaku i stabilności piany). Limit dodawania przy odbiorze brzeczki opiera się na docelowej przestrzeni nad osadem w zbiorniku fermentacyjnym, więc można dodać wyższy procent – bez utraty nadmiaru odzyskanego piwa.
• Zastąpienie pasteryzacji błyskawicznej:

Browary dążą do zastąpienia pasteryzacji tunelowej pasteryzacją typu flash. Pasteryzacja flash podgrzewa piwo, aby zabić wszelkie drobnoustroje zanieczyszczające, a następnie schładza piwo, aby umożliwić napełnianie pojemników.

Użycie raslyzacji pozwala na przetworzenie produktu za pomocą dokładnie tego samego procesu, ale zastępuje podgrzewanie i następne chłodzenie poprzez zastosowanie światła UVC. Jest jeden warunek: Piwo nie może być warzone z kwasami alfa, raczej warzone z utlenionymi kwasami beta.

Co to oznacza dla całego biznesu piwowarskiego?

Oprócz uzyskania przewagi konkurencyjnej w postaci oszczędności pieniędzy i zwiększenia produkcji, zastąpienie konwencjonalnych technologii warzenia piwa doprowadzi do zmniejszenia śladu węglowego i będzie krokiem w kierunku bardziej zrównoważonej produkcji.

W wielu częściach świata oszczędzanie energii jest wielkim problemem. W RPA, ponieważ popyt na energię elektryczną znacznie przekracza zdolność kraju do jej dostarczenia, codziennie wprowadza się przerwę w dostawie energii trwającą od dwóch do czterech godzin, zwaną loadshedding. Jest więc jasne, że konsumenci są świadomi kwestii środowiskowych, a producenci znaczącego ryzyka, jakie zmiany klimatyczne i degradacja środowiska stanowią dla łańcuchów dostaw.

Współpracując z browarami, które priorytetowo traktują zrównoważony rozwój, sprzedawcy detaliczni mogą zwiększyć odporność swojego łańcucha dostaw i złagodzić wpływ zakłóceń spowodowanych czynnikami środowiskowymi. Z kolei, oferując piwa warzone w sposób zrównoważony, sprzedawcy detaliczni mogą przyciągnąć świadomych środowiskowo konsumentów i zwiększyć ich lojalność wobec marki.