安装全新的酵母扩培系统。Darguner Brauerei 系丹麦啤酒集团 Harboes Bryggeri A/S 的德国子分公司,位于梅克伦堡-西波美拉尼亚州的达尔贡。2011 年春,这家啤酒厂决定安装 GEA 啤酒系统公司生产的全新酵母扩培系统。新系统可提供纯培养酵母以用于发酵底部发酵类啤酒;在达尔贡,这是酿酒过程中至关重要的一环。

专注创新和创造价值

Darguner Brauerei

啤酒厂的技术升级始于 1991 年,当年该厂安装了罐装生产线。1992 年,配备了酵母扩培设备的糖化间、发酵区和储藏区投入了运营,随后安装了年产约 3.5 千万升啤酒的过滤设备和水处理设备。与此同时,玻璃瓶装生产线和内部实验室投入了运营。等到仓库施工完成之后,扩产项目第一期宣告结束。在 1996/1997 年,啤酒厂的产能增加至 7 千万升左右。

2003 年,Darguner Brauerei 开始成为了德国首家采用 PET 瓶灌装啤酒的啤酒厂之一。与此同时,该厂继续扩大糖化间产能和储藏容量。项目于 2005 年结束,糖化间的产能至少翻了一番。

如今,达尔贡啤酒厂的年产量每年高达 1.8 亿升。因此,该厂成为了德国最大的啤酒厂之一。由于 Darguner Brauerei 不断将投资用于工厂的现代化改造,如今已成为一家技术先进、设备精良的啤酒厂。

现代技术使酒厂得以精确控制生产工艺,因此能够遵照 1516 年颁布的《德国啤酒纯酿法令》酿造出最顶级的啤酒。酒厂只采用一流的原料。从而确保始终如一的高品质。

酵母活力 —— 保持啤酒高品质的先决条件
2011 年春,这家位于达尔贡的啤酒厂决定安装 GEA 全新酵母扩培系统

身为一家每周可酿造 70 轮、每轮产量达 4 万升的啤酒厂,Darguner Brauerei 需要优化新鲜扩培酵母的供应,以满足种种质量需求(例如快速启动发酵、优化发酵时间以及保持啤酒的高品质)。全新的全自动扩培系统可提供高浓度酵母——每毫升接种酵母中包含 1.2 亿个酵母细胞。

GEA 专业设计并提供的尖端工艺
GEA 将这一系统设计为双罐系统。根据每周酿酒的轮数和最终麦汁产量,扩培罐和同化罐的总容量分别为 1600 升和 3.4 万升。啤酒厂将新设备安装在一间单独的房间内,在这里安装了自带单一用途 CIP 设备的扩培系统。GEA 通过旁路将扩培室与现有的麦汁管线相连接。

两个罐都设计为压力罐,而且都安装了相应的配件。因此,这两个罐都可以用热水清洗和消毒。扩培设备的管道系统配备的阀为 VARIVENT® 双座阀,带 GEA T.VIS® 反馈系统。压力调节和罐体清洗都由 VARITOP® 系统执行。自动气体装置负责控制 CIP 和气体供应,该装置配备了 CIP 预运行的无菌气体管线和废气管线。气体装置需整合入自动清洗流程。

工艺控制

GEA 酵母扩培系统

GEA 将新酵母扩培设备的控制装置整合入发酵区现有的控制系统。啤酒厂负责集成和试运行软件,GEA 的啤酒专家负责提供技术支持。由于 GEA 做了一番精心准备,再加上与 Darguner Brauerei 团队紧密的合作,试产仅用了 5 天。

扩培罐一开始灌注了 700-800 升冷麦汁。在消毒过程中,系统将罐中的麦汁加热至 >105 °C 大约 30 分钟,然后再次冷却,温度降至 15 – 20 °C。通过加热和冷却罐体表面,罐内麦汁实现了消毒和冷却处理。充氧之后,扩培罐从卡氏罐中接种实验室酵母,然后持续充氧,直至达到理想的酵母细胞数量。

充气管道用来充气(无菌空气从底部进入罐体)。GEA 传送系统的剪切力较低,因此可确保气泡分布均匀,使酵母细胞能够摄入理想的氧气数量。

实验室使用托马计数池计算酵母浓度。精确调整工艺参数后,即可获得重复性生产结果。

当处于高速增殖期的酵母浓度达到要求时,扩培罐中的麦汁将通过循环泵送入同化罐,此时,同化罐中已注入 5200 升无菌冷麦汁。然后,将扩培罐倒空并进行清洗。之后,它马上可以为下一批扩培做好准备。当同化罐中的酵母细胞达到理想数量(即 1.2-1.6 亿个酵母细胞/毫升)时,系统将再加入 16500 升冷麦汁以达到接种量。扩培酵母用于接种之后,同化罐可以清洗消毒;也可以在罐中留 3500 升酵母悬浮液以用于下一批同化处理。第二次同化步骤中的接种酵母更容易适应加工环境。

同化罐中的酵母可通过循环管一天循环八次。注入口位于罐体桶壁——因为需考虑理想的混合角度和灌注高度。因此,罐中麦汁会旋转,罐壁的传热效果也更好,从而使罐中的麦汁更为均匀。

这样的设计考虑到了罐体倒空后内部的 3500 升留置量。这些麦汁可用于下一次扩培周期,即生产下一批产品。这样的酵母细胞已适应了扩培罐中的加工环境,从而节省了生产时间。

和扩培罐一样,也需要使用圆锥体中的立式充氧管道向同化罐中充氧。充氧率需根据加工工艺进行调整,它的取值范围比较大。间隙充氧法可达到最优的充气效果,泡沫也较少。正是结合了这种独特的均质工艺,悬浮液中的细腻泡沫可以保持得更持久,因此可改善物质的移动效果。这种方法可提高酵母细胞的代谢活动,增强酵母活力,并最终使处理罐中的顶部空间得以减小。

一年后的结果
啤酒厂采用 GEA 新一代的酵母扩培系统、连续生产了一年多以后公布了以下结果:
• 酵母浓度达 1.2-1.6 亿酵母细胞/毫升(平均值为 1.4 亿酵母细胞/毫升)
• 酵母活力增强
• 扩培时间减少
• 由于采用全自动化,工艺控制更安全
• 由于工厂各个区域均遵循《卫生设计准则》(EHEDG 指南),微生物安全性达到了相当高的水平
• 需要的员工数量减少
• 啤酒持续保持高品质

结论
在 Darguner Brauerei,GEA 创新的酵母扩培系统的安装和试产仅用了 4 个星期。由于系统优化了工艺控制,因此扩培工艺可轻松适应啤酒厂的整体工艺,客户的目标亦可完全实现。如今新系统已成为达尔贡酒厂的酿酒过程中不可或缺的一部分。

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