df Univerzitet u Sarajevu

Poljoprivredno Prehrambeni Fakultet

Prehrambene Tehnologije

SEMINARSKI RAD

TEMA: Alkoholna fermentacija sladovine

Senad Huskić Sarajevo, decembar 2013 Mirela Smajić-Murtić

SADRŽAJ

sažetak

Alkoholno vrenje je najvažnija faza u proizvodnji piva, a nakon njega sljedi faza doviranja i odležavanja piva. Danas se vrenje i doviranje piva uglavnom provodi u cilindrično konusnom fermentoru zbog povećane ekonomičnosti procesa. Da bi proizvodno postrojenje bilo isplativo, trajanje ovih faza tehnološkog procesa treba biti što kraće, a da to ne utječe na kvalitetu piva. Na brzinu trajanja procesa može se utjecati količinom dodanog kvasca (inokuluma) u fermentor i aeracijom sladovine kojom se puni fermentor. U ovom radu je praćen tijek odvijanja glavnog i naknadnog vrenja u cilindrično konusnom fermentoru i ispitivan je utjecaj aeracije sladovine na brzinu vrenja i količinu nastalog kvasca. Rezultati su potvrdili već poznate činjenice kako nedovoljna koncentracija otopljenog kisika usporava glavno vrenje za nekoliko dana i ima izravan utjecaj na umnožavanje kvasca.

UVOD

Želja mi je ovim radom Vam predstaviti kratak uvid u alkoholnu fermentaciju sladovine u nadi da svi imamo koristi od toga. Trudit ću se da na što bolji i pristupačniji način predočim sve ono što bi moglo poslužiti u zahtjevnom radu sa sladovinom.

U radu ću govoriti o dva naćina fermentacije, s akcentom na onaj zastupljeniji u pivarskoj praksi a to je savremeni postupak.

1.0. FERMENTACIJA SLADOVINE

Glavno vrenje

Hladna sladovin, ako nije obrađena flotacijom, aerira se i nacjepljuje čistom kulturom pivskog kvasca tokom prebacivanja u posude za vrenje, otvorene kade, korizontalne i vertikalne tankove, odnosno cililindrično konusne fermentore (CKF).

U praksi se koriste dva postupka fermentacije:

- Klasični postupak

- Savremeni postupak

Klasični postupak započinje kao glavna fermentacija u jednom tanku, a nastavlja se kao naknadna fermentacija, dozrijeva i odležava u drugom tanku. Vratit ću se na temu koja govori o klasičnom postupku, u drugoj polovini rada.

1.1. Savremeni postupak

Započinje kao glavna fermentacija u jednoj posudi, CKF-u, smještenom najčešće na otvorenom, u kom se nastavlja naknadna fermentacija nakon ispuštanja glavnine kvasca.

Ovaj proces je u prednosti zato što su: manji troškovi pranja, manji gubitci CO2, manji gubitci piva (kvašenje), ušteda vremena i energije (nema prepumpavanja) i nema opasnosti od otapanja kisika u pivu.

Za nacjepljivanje sladovine koristi s ečista kultura pivskog kvasca (Renbow, 1970.; Reed i Nagodawithana, 1971.; Marić i Bohunicki, 1987.), koja se počinje umnožavati u laboratoriju od jedne ćelije, a nastavlja u pogonu da se dobila potrebna masa ćelija za

nacjepljivanje sladovine (15 – 18 x 10ᶝ anaerobno umnoženih ćelija/ml, odnosno 6 – 10 x 10ᶝ aerobno umnoženih ćelija/ml), u tankovima za glavnu fermentaciju.

1.2. Čista kultura kvasca

Za proizvodnju piva koriste se odabrani sojevi pivskog kvasca sposobni da tokom fermentacije i doviranja:

brzo i visoko previru aeriranu sladovinu do etanola i poželjne koncentracije nusproizvoda fermentacije a to su: kiseline, viši alkoholi, aldehidi i ketoni.

uspješno reduciraju diacetil, dobro flokuliraju i talože se ostaju stabilni tokom višekratne upotrebe, pa pivu daju uvijek isti okus i miris

Kvasac je odgovoran za aromu vrenja i ukupni bouqet piva.

Pivare dolaze do čiste culture kvasca na dva načina:

izdvajanjem jedne ćelije kvasca iz vlastitog ili tuđeg mladog piva pomoću Kochove i Lindnerove metode te primjenom mikromanipulatora

kupovinom liofilizirane culture iz neke od Zbirki kvasaca, kao npr. NCYC (National Collection of Yeast Culture, Reading) ili HB (Hefe Bank, Freising).

U večini slučajeva pivare kupuju čistu kulturu proizvodnog soja kvasca.

Kvasac se umnožava u dvije faze:

pripreme laboratorijske culture, koja započinje prenošenjem čiste kulture izrasle na kosom agaru u 10 ml sladovine, a nastavlja se njenim sukcesivnim precjepljivanjem u tikvice sa većim voolumenom sladovine (omjer precjepljivanja 1:5 do 1:10);

propagacije u pogonu koja započinje prebacivanjem laboratorijske culture u Carlsberšku posudu ili njenu savremenu varijantu, prenošenjem posude u pogon, gdje s ekvasac kratkotrajno umnožava prije precjepljivanja u posude za propagaciju sve veće zapremine.

Uopšte, kvasac se može umnožavati na dva načina a to su:

anaerobno aerobno

Anaerobno umnožavanje čiste culture kvasca je dugotrajno, relativno složeno i s obzirom na mikrobiološku čistoću problematično i zato se provodi samo nekoliko puta godišnje.

Aerobno umnožavanje kvasca se izvodi u jednoj (za manje pivare) ili dvije posude za savremene pivare.

Za manje pivare u posudi se sterilizira sladovina, a nakon hlađenja i nacjepljivanja s čistom kulturom iz Carlsberške posude se koristi za propagaciju.

Velike pivare imaju dvije posude u stanici za umnožavanje. Sterilna sladovina se čuva u jednoj, a propagacija provodi u drugoj.

1.3. Biohemijske promjene tokom glavne fermentacije

Dok traje glavna fermentacija u sladovini se odvajaju biohemijske reakcije što izazivaju kvelitativne i kvantitativne promjene sastojaka mladog i dozrelog piva.

Najvažnija je promjena da sladovina nacjepljena s kvaščevim ćelijama postepeno postaje mlado pivo, znači tekućina koja sadrži povećan broj živih kvaščevih ćelija, etanol, otopljen i plinoviti ugljen dioksid i druge nusproizvode alkoholnog vrenja.

Na površini ćelije enzim invertaza hidrolizira saharozu do glukoze i fruktoze. Glukoza i fruktoza se transportuju u ćeliju djelovanjem permeaze vezane na membrane.

Transport maltoze i maltotrioze događa se pomoću specifično induciranih permeaza.

Razni sojevi pivskog kvasca imaju različite afinitete prema maltozi i maltotriozi.

Kvasci iz roda Saccharomyces ne metaboliziraju pentoze. U sladovini su glavni fermentabilni ugljikohidrati maltotrioza (oko 20%), maltoza (oko 59%), saharoza (oko 6%), glukoza (oko 14%) i fruktoza (oko 1%).

U sladovini od ječmenog slada su sadržane sve hranjive materije potrebne za rast kvasca, a to su šećeri: glukoza, fruktoza, saharoza, maltoza i maltotrioza; aminokiseline, minerali i druge hranjive materije u tragovima. Dodatak kalcijevih soli poboljšava flokulaciju kvasca na kraju vrenja.

1.4. Metabolizam kvasca

Metabolizam obuhvata sve enzimske reakcije koje se dešavaju u ćeliji te organizaciju i regulaciju tih reakcija, gdje enzimi ili fermenti ubrzavaju hemijske reakcije.

Biohemijski putevi mogu biti: katabolički, anabolički, amfibolički i anaplerotički.

Katabolički su uključeni u razgradnju jednostavnih organskih molekula dobivenih razgradnjom polimera.

Anabolički koriste metaboličku energiju i sintetiziraju jednostavne molecule koje se kasnije vežu u makromolekule.

Amfibolički imaju združenu kataboličku i anaboličku ulogu, pa se smatraju centralnim metaboličkim putem.

Fermentabilni ugljikohidrati iz sladovine ulaze u biohemijski put razgradnje (EMP ili glikolitički put) u obliku D-glukoze ili D-fruktoze.

1.4.1. Regulacija metabolizma glukoze

Kvasac (S. cerevisiae) pripada tzv. glukoza-osjetljivim tipovima kvasaca, zbog represije respiracije u prisutnosti malih koncentracija slobodne glukoze(>0,4%) u podlozi. Učinak se očituje kroz promjene enzimskog sastava i utiče na strukturu mitohondrija u ćeliji, a naziva se Crabtree učinak, glukozna represija ili katabolička represija.

1.4.2. Metabolizam azota

Kvaščeve ćelije kao izvor azota prvenstveno koriste aminokiseline iz sladovine. Kad aminokiseline uđu u ćelije kvasca, system transaminaza uklanja amino-grupu, a preostali dio molekule se metabolizira.

1.4.3. Metabolizam lipida

Lipidi kvaščeve ćelije se sastoje od¸triacilglicerola, fosfolipida i sterola. Sadrže masne kiseline a mogu biti:

zasićene: palmitinslka (C16) i stearinska (C18) nezasićene: palmitoleinska (C16:1), oleinska (C18:1) i linoleinska (C18:2)

Triacilgliceroli su triesteri dugolančanih masnih kiselina i glicerola.

Fosfolipidi su supstituirani diacilglicerolfosfati: kolin, etanolamin, serin i inozitol. Glavni steroli su ergosterol i zimosterol, a drugi sterol ii sterolini esteri nisu nađeni u ćelijama pivskog kvasca.

Zasićene masne kiseline se sintetiziraju od acetil CoA dobivenog iz fermentabilnih ugljikohidrata djelovanjam komplleksa masno kiselinske sintetaze.

Nezasićene masne kiseline dobivaju se iz zasićenih djelova u enzimskoj reakciji u kojoj molekularni kisik djeluje kao akceptor vodika. Nedostatak molekularnog kisika u hranjivoj podlozi ograničava rast i životnost kvasca.

Tipična katabolička reakcija je ragradnja šećera glikolitičkim putem (E.M.P. put) u kojem nastaje pirogrožđana kiselina čija sudbina ovisi o kisiku (Pasteurov efekt) i šećeru (Crabtree efekt).

U aeriranoj sladovini kvaščeve ćelije razgrađuju glukozu glikolizom do pirogrožđane kiseline koja dekrboksilacijom i dehidrogenacijom prelazi u etanol, ali se istovremeno odvijaju i anaboličke reakcije u kojima se putem TCA (Krebsovog) ciklusa sintetišu sastojci mikrobnih ćelija i nusproizvoda vrenja te pomoću HMP (heksoza monofosfatnog ili pentoznog) puta astaje riboza potrebna za sintezu NAD-a, NADP-a, ATP-a i nukleinskih kiselina.

Na brzinu biohemijskih procesa koje se odražavaju na brzinu fermentacije i kvalitetu piva utiče niz faktora:

- Soj kvasca, njegove osobine kao razmnožavanje, sposobnost previranja sladovine, pahuljanja i taloženja nakon završetka fermentacije, nusproizvodi fermentacije, otpornost na visoke koncentracije etanola i CO2.

- Fiziološko stanje kvaščevih ćelija: starost ćelija, udio mrtvih ćelija u kulturi, udio rezervnih sastojaka u ćeliji (volutin, glikogen, glutation), sastav sladovine u kojoj je kvasac uzgojen (amino i masne kiseline), aeracija sladovine prije početka fermentacije, aeracija kvaščeve suspenzije.

- Zapremina inokuluma odnosno broj ćelija nacjepljen u sladovinu. Podatci iz prakse pokazuju da početna koncentracija anaerobno uzgojenog kvasca treba biti do 20 x 10ᶝ ćelija/ml, odnosno 0,6-0,7 L kvasca 10/hl.

- Raspodjela kvasca u sladovino zavisi od geometrijskog oblika fermentora, konvekcijskom strujanju u njemu, “podizanje” ćelija s mjehurićima CO2 prema vrhu fermentora, postojanju mehaničke mješalice u fermentoru, prisilnoj cirkulaciji pomoću pumpe i eventualnoj aeraciji tokom fermentacije

- Raspoloživa koncentracija otopljenog kisika zavisi od zasićenja ohlađene sladovine sa zrakom. Topivost kisika je ograničena jer zavisi od temperature, pritiska i koncentracije ekstrakata. Zrakom zasićena sladovina sadrži samo 6-8 mg O2/L

- Sastav i PH vrijednost sladovine. Optimalni udio asimilativnog azota(amino kiseline, purini, pirimidini) i faktora rasta u sladovini, te njena optimalna PH vrijednost (5,3-5,6), koja se postiže zakiseljavanjem komine ili sladovine, doprinose brzom razmnožavanju ćelija na početku fermentacije. PH vrijednost u konzumnom pivu iznosi 4,0-4,2.

- Temperature variraju od početnih ka završnim i razlikuju se za

hladno vrenje (5-6ºC → 8-9ºC); toplo vrenje (5-6ºC → 10-11ºC); ubrzano vrenje (8-12ºC → 15-18ºC).

Hladnim vrenjem se postiže bolja kvaliteta piva.

- Pritisak odnosno njegov porast usporava fermentaciju i razmnožavanje kvasca jer se povećava koncentracija otopljenog CO2 u pivu (>1,5% zaustavlja fermentaciju, ali ne ubija kvasac)

1.5. ALKOHOLNA FERMENTACIJA

Pretvaranje glukoze u alkohol može se prikazati stehiometrijski pomoću Gay-Lussacove jednačine koja pokazuje da 1 gr etanola nastaje iz 1,9565 gr glukoze:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Toplina

U pivskoj sladovini se uz glukozu nalaze još i drugi šećeri, prvenstveno maltoza i maltotrioza te mali udjeli saharoze i fruktoze. Disaharide i trisaharide kvaščeve ćelije moraju prije alkoholne fermentacije hidrolizirati do sastavnih djelova.

Afinitet kvasca prema šećerima:

- heksoze i saharoza (na početku fermentacije);- maltoza (tokom glavne fermentacije);- maltotrioza (tokom naknadne fermentacije).

Gay-Lussacova jednačina pretvaranja glukoze u etanol, iako stehometrijski tačna; u pivarskoj se praksi zamjenjuje empirijskom Ballingovom formulom.

Baling je eksperimentalno ustanovio da 1 gr alkohola/etanola ne nastaje iz 1,9565 nego 2,0665 gr glukoze fermentabilnog ekstrakta tokom alkoholnog vrenja sladovine, jer se istovremeno mali dio ekstrakta troši na razmnožavanje i rast kvaščevih ćelija:

e=(2,0665 xA+n)

¿¿

e = udio ekstrakta u sladovini prije početka alkoholne fermentacije (%; gr/100gr);

n = udio pravnog ekstrakta preostalog u mladom ili dozrelom pivu (%, gr/100gr);

A = udio alkohola u mladom ili dozrelom pivu (%; gr/100gr);

2,0665 = potrebna masa ekstrakta za 1 gr alkohola (g/g);

1,0665 = factor povećanja mase ekstrakta zbog rasta kvasca tokom nastajanja 1gr alkohola (g/g).

1.5.1. Nusproizvodi alkoholne fermentacije

Postupci ubrzane fermentacije i skraćenog dozrijevanja piva potenciraju problem nastajanjai uklanjanja najvažnijih nusproizvoda. Neprijatna aroma mladog piva potiče od diacetila, aldehida i sumpornih spojeva koji se nakupljaju tokom glavne fermentacije. Ugodna aroma dozrelog piva je posljedica optimalne koncentracije viših alkohola i estera.

Nastajanje i uklanjanje vicinalnih diketona odvija se u tri faze:

- Prva faza je nastajanje prekursora. Za diacetill je to acetohidroksi mliječna kiselina, a za 2,3 pentadion je to α-ketobutirat, koje kvaščeve ćelije proizvode tokom razgradnje šećera i izlučuju u okoliš, tj. u mlado pivo.

- Druga faza je spontana oksidativna dekarboksilacija prekursora u diketone, prvenstveno u diacetil, a odvija se izvan ćelija i nije ovisna o kvascu.

- Treća faza je uklanjanje i redukcija diacetila, koja se zbiva u kvaščevim ćelijama. Ćelije prvo prevode diacetil u butandiol, a zatim ga izlučuju u okloliš (pivo).

Sposobnost kvaščevih ćelia jeda redukuju diacetil je 10 puta veća od njihove sposobnosti da proizvedu njegov prekursor.

Udio diacetila u savremenom zrelo/odležanom lager pivu obično ne prelazi 0,1 mg/l.

Nepoželjni satojci u dozrelom pivu su aldehidi (karboksilni spojevi). Isto tako sumporni spojevi, H2S, SO2, merkaptani ili tioalkoholi i DMS (dimetil sulfid) su nepoželjni, koji mladom pivu daju neugodan i nekrakterističan miris nezrelog piva.

1.5.2. Ostale promjene tokom alkoholne fermentacije i doviranja.

Ostale promjene tokom alkoholne fermentacije su: smanjenje udjela azotnih spojeva i pH vrijednosti, promjena oksido-reduktivnog potencijala i boje, izdvajanje gorkih i taninskih sastojaka te otapanje CO2.

Redukcijska moć sastojaka piva se tokom fermentacije povećava, a mjeri se kao:

- rH vrijednost (negativni logaritam parcijalnog pritiska vodika);- ITT vrijednost ( indicator-time-test) po Grayu i Stoneu; i - udio plinovitog kisika u pivu.

Apsulutne vrijednosti ovih pokazatelja se tokom fermentacije smanjuju, pa tako sladovina ima rH vrijednost od 20-30, a pivo samo 8-12. Slično tome ITT vrijednost sladovine je 250-500, a piva 70-200.

Tokom Fermentacije u pivu se otapa oko 15% od ukupno nastale mase CO2. Na intenzitet otapanja utiču temperatura i pritisak. Udio CO2 u lager pivu bi prije dorade piva (filtracije) trebao iznositi 4,7-5,2 g/l.

2.0. KLASIČNI POSTUPAK GLAVNE FERMENTACIJE

U tradicionalnim pivarama fermentacija se odvijala u otvorenim hlađenim vrionim kadama ili zatvorenim tankovima (fermentorima) smeštenim u podrumima dubokim pri temperature (5,5-6ºC) gdje se ugljen dioksid odvodio ventilatorima.

2.1. Vođenje klasične glavne fermentacije

U podrum ulazi hladna i ohmeljena sladovina kojoj se prvo određuje zapremina i udio ekstrakata pomoću aerometra. Zaqtim se priprema za fermentaciju aeracijom odnosno prepumpavanjem iz jedne posude u drugu i nacjepljiva anaerobno uzgojenog kvasca iz predhodne fermentacije. Predfermentacija u otvorenoj kadi je trajala 12-24 h radi taloženja suspendovanih čestica, hmeljnih smola i neaktivnih kvaščevih ćelija i prevođenje kvasca iz lag u log fazu rasta. Temperatura sladovine prije nacjepljivanja iznosi 6-7ºC, ali se zbog egzotermnosti procesa fermentacije mlado pivo polahko zagrijavalo do zadane maksimalne vrijednosti, koja je iznosila 6-9ºC za “hladno” vrenje,odnosno 10-11ºC za “toplo” vrenje. Nakon 1-2 dana počinje se sa laganim hlađenjem na 4-5ºC, brzinom od 1ºC/ dan.

Klasična glavna fermentacija je obično trajala 6 dana za topli, odnosno 8 dana za hladni postupak standardne fermentacije, 12%-tnog piva.

2.1.1. Stepen prevrenja

Stepen prevrenja (Sp) je mjera pretvaranja ekstrakta iz sladovine u alcohol i CO2.

Sp=(e−n )e

x100(%) gdje je:

e= udio ekstrakta u ohlađenoj sladovini (%);

n= udio pravog ekstrakta u mladom pivu (%);

(e-n)= prevreli ekstrakt (%).

Ovisno o postupku određivanja neprevrelog ekstrakta, razlikuju se tri stepena prevrenja, različitih vrijednosti: pravi, prividni i granični.

2.1.2. Odvajanje i postupanje s kvascem za reciklažu

Nakon hlađenja kvasac se taloži na dno kade u tri sloja: gornji, rednji i donji sloj. Zapremina istaloženog kvasca iznosi 2,0-2,5 l/hl mladog piva.

Reciklaža kvasca izvodi se na dva načina a to su: suho i mokro doziranje.

2.1.3. Odvođenje topline

Hlađenje tankova vrši se preko zmijača ili dvostrukih plašteva pomoću amonijaka ili rashladne smjese.

2.1.4. Provjetravanje (odvođenje CO2)

U starim i malim pivarama CO2 se odvodio u atmosferu pomoču ventilacije, dok je uvođenjem zatvorenih tankova za glavnu fermentaciju omogučeno prikupljanje, pročišćavanje i ukapljivanje radi spriječavanja dodira piva sa zrakom.

2.1.4.1. CO2-izvor opasnosti

Predstavlja veliku opasnost jer je CO2 plin bez ukusa i mirisa, 1,5 puta je teži od zraka is toga se nakuplja na dnu posuda i prostorija. Maksimalno dozvoljena koncentracija u zraku radne okoline je 0,5%.

- udisanje zraka s 1-25 (v/v) CO2 izaziva promjenu krvne slike;- preko 2% izaziva ubrzano disanje, smetnje u moždanom krvotoku i smetnje

vida, ubrzanje pulsa, glavobolju, nesvjesticu i zujanje u ušima;- koncentracije od 8-10% izazivaju smrt.

2.2. Prikupljanje, ukapljavanje i korištenje CO2 u pivarama

Kada udio CO2 u izlaznim fermentorskim plinovima dostigne 95,0-99,5%, tada se se izlazni fermentorski plinovi uvode u postrojenje za prikupljanje, pročišćavanje i ukapljivanje CO2. Postupak prikupljanja sastoji se od: prikupljanja, pranja, zbijanja, deodorizacije, ukapljivanja i skladištenja.

2.2.1. Kapacitet postrojenja

Kapacitet postrojenja za pročišćavanje i ukaplivanje treba biti usklađen sa kapacitetom postrojenja za fermentaciju a ako on to nije, šteta je:

- dio upotrebljivog CO2 mora se ispuštati u okolinu- javlja se nestašica CO2 potrebnog za tehnološke operacije s pivom

- potreba nabave novog plina a to je povezano sa: povećanjem troškova usklađivanjem otakanja piva u ambalažu zaustavljanjem procesa punjenja povećanjem nadzora kakvoće plina

2.2.2. Drugi izvori ugljen dioksida

Može biti dobiven iz procesa (Sloesen, 2000.): sinteze etilen oksida, sinteze amonijaka, prevođenja ugljena u plin, spaljivanja fosilnih goriva, ili iz prirodnih izvora (npr.mineralnih voda).

2.2.3. Zahtjevi kakvoće i sastav pročišćenog CO2 za pivarske svrhe

Mora zadovoljavati norme kvalitete (Benson i sur., 1997.):

- ukupna čistoća mora biti vrlo visoka (>99,998 vol%);- udio mirisnih sastojaka mora biti vrlo nizak (H2S<50 μg/kg; DMS < 50μg/kg);- Udio O2 mora biti nizak (<50 mg/l, po mogućnosti < 5 mg/l);- rosište mora biti nisko(<-60ºC pri atmosferskom pritisku=<0,01mgH20/l CO2).

2.2.4. Potreba i potrošnja CO2 u pivarama

Koristi se u procesu doviranja, dorade, transporta i sipanja piva u ambalažu.

Mjesto potrošnje/ Tehnološka operacija Potrošnja (kg CO2/hl piva)

Uspostavljanje prevelikog pritiska u tankovima i potiskivanja piva prilikom njihova pražnjenja 0,35-0,50Uspostavljanje prevelikog pritiska u filterima i potiskivanje piva prilikom njihova pražnjenja 0,40-0,50Tankovi pod pritiskom 0,30-0,50Uspostavljanje prevelikog pritiska u punilici boca bez predhodnog vakumiranja 0,18-0,22Uspostavljanje prevelikog pritiska u punilici boca s predhodnim vakumiranje 0,35-0,40Uspostavljanje prevelikog pritiska u bačvama za otakanje piva 0,90-1,10Uspostavljanje prevelikog pritiska u cisternama za prevoz piva 0,30-0,50Dodatna karbonizacija piva 0,10-0,20

Približna potrošnja CO2 u pivarama (Benson i sur., 1997.)

2.2.5. Razlozi primjene CO2 u pivarama

Osnovni razlog primjene jeste to što je nedopustivo da, tokom processa proizvodnje u svim fazama, pivo dođe u dodir sa kisikom. Ako do toga dođe za posljedicu imamo biološke, koloidne i hemijske nestabilnosti piva u ambalaži.

2.3. Vođenje klasične naknadne fermentacije (doviranja) mladog piva

Naknadna fermentacija, doviranje, odležavanje ili dozrijevanje mladog piva se po klasičnom postupku odvija u ležnim tankovima. Cilj procesa je:

- zasititi pivo sa CO2- “isprati” hlapive sastojke- izdvojiti sve suspendovane sastojke

Mlado pivo ima:

- neprijatan, specifičan okus i miris po kvascu;- oko 10% od ukupno prisutnih fermentabilnih šećera iz sladovine (oko 1 od

12% ekstrakta);- nizak udio otopljenog CO2, pa mu je reskost slabo izražena;- visoku mutnoću, zbog prisustva suspendovanih ćelija kvasca.

Doviranje se vodi pri +1 do -1ºC, a pritisak se povećava zbog nastajanja CO2. Mlado pivo mora sadržavati toliko preostalog fermentabilnog ekstrakta da njegovim previranjem nastane toliko CO2 da u ležnom tanku pritisak naraste <1,5 bara, jer prodajno pivo mora sadržavati < 0,4% (4g/l) otopljenog CO2.

2.3.1. Tankovi za odležavanje

Koristile se drvene bačve od hrastovine obložene pivarskom smolom dok se danas za odležavanje koriste metalni tankovi. Mogu biti od crnog lima, iznutra obloženi emajlom, pivarskom smolom ili plastikom; od aluminijuma koji su osjetljivi na imploziju i koroziju; negrđajućeg, dobro poliranog čeličnog lima.

Za održavanje pritiska koriste se “špund aparati” odnosno sigurnosni ventili s oprugom i manometrom.

2.4. Fermentacija i dozrijevanje piva u cilindično-konusnim fermentorima

Fermentacija i doviranje piva odvija se u cilindrično konusnoj posudi (kombi tank), konstruisana je za kombinovani postupak tako da može podnijeti pritisak CO2, a sam proces naziva se univerzalnim.

2.4.1. Konstrukcija veličina i postavljanje cilindrično konusnog fermentora

Izgrađen je od nehrđajučeg čeličnog lima, iznutra je poliran. U konusnom dijelu se skuplja kvasac a pri vrhu cilindričnog dijela ostaje prazno (25-50%, tokom glavne fermentacije; odnosno 5-12% tokom dozrijevanja) za sakupljanje pjene. Fermentor se puni odozdo.

- punjenje velikih tankova traje suviše dugo;- s prvim uvarkom sladovine se dodaje i kvasac pa fermentacija započinje prije

završetka punjenja; - fermentacija zadnjeg uvarka, koji ulazi u fermentor odozdo, zaostaje zbog

nedostatka aktivnih substance kvasca;- pražnjenje tanka traje (10-12 h);- u velikom fermentoru se može proizvoditi samo jedan, masovni tip piva;- troši se više energije pri hlađenju za veći nego za više manjih tankova;

Postavljaju se uglavnom na otvorenom (outdoor) u dva ili više redova, svaki ima toplotnu izolaciju i povezani su cjevovodom za:

- dovod sladovine;- odvod istaloženog kvasca i odvod piva;- dovod sredstava za CIP pranje i - odvod sredstava nakon CIP pranja.