Aké sú 4 typy fermentácie?

Aké sú 4 typy fermentácie?

Existujú štyri hlavné typy fermentácie alkoholové kvasenie , mliečna fermentácia , fermentácia kyselinou octovou a aeróbna (priemyselná) fermentácia . Každý typ sa spolieha na iný mikroorganizmus a metabolickú dráhu a každý vyžaduje účelovo vytvorený fermentačné nádrže navrhnuté tak, aby kontrolovali teplotu, vystavenie kyslíku a hygienu nádob. Výrobcovia piva, vína a liehovín závisia od alkoholového kvasenia; výrobcovia mliečnych výrobkov a probiotík sa spoliehajú na mliečne kvasenie; výrobcovia octu používajú fermentáciu kyselinou octovou; a biotechnologické alebo enzýmové zariadenia využívajú aeróbnu fermentáciu na množenie kvasiniek a rast bunkových kultúr.

Pochopenie týchto štyroch kategórií pomáha výrobcom vybrať si tú správnu fermentačné nádrže — od cylindrokónických jednotkových nádrží po opláštené aeróbne bioreaktory — pretože geometria nádrže, chladiaca kapacita a sanitárna úprava musia zodpovedať biologickému procesu, ktorý prebieha vo vnútri.

Alkoholické kvasenie vysvetlené

Alkoholová fermentácia je anaeróbny proces, pri ktorom sú kvasinky typicky Saccharomyces cerevisiae , premieňa cukry na etanol a oxid uhličitý. Toto je reakcia piva, vína, jablčného muštu a destilátu a je to proces, ktorý je najviac spojený s moderným fermentačné nádrže v pivovarníckom priemysle.

Metabolizmus a vedľajšie produkty kvasiniek

Počas alkoholovej fermentácie kvasinkové bunky metabolizujú glukózu a maltózu bez kyslíka, pričom produkujú etanol, CO2 a sekundárne zlúčeniny, ako sú estery a vyššie alkoholy, ktoré formujú chuť. Kontrola teploty je kritická: kvasnice z piva medzi nimi zvyčajne kvasia 18 až 24 °C , kým ležiakové kvasnice vyžadujú chladič 7-13 °C aby sa predišlo nepríjemným príchutiam.

Úloha fermentačných nádrží pri výrobe alkoholu

Cylindrokónické fermentačné nádrže sú priemyselným štandardom pre alkoholovú fermentáciu, pretože kužeľová základňa umožňuje kvasinkám a studeným kalom usadiť sa a odstrániť ich bez otvorenia nádoby. Presné jamkové plášte cirkulujú glykolové chladivo pozdĺž stien kužeľa a valca, čím udržiavajú teplotu fermentácie v úzkom pásme, aj keď exotermická reakcia vytvára teplo.

Mliečna fermentácia a jej priemyselné využitie

Mliečna fermentácia nastáva vtedy, keď baktérie ako napr Lactobacillus druhy premieňajú cukry na kyselinu mliečnu namiesto alkoholu. Táto anaeróbna cesta sa používa na výrobu jogurtov, kefírov, kombuchy, kyslej kapusty a čoraz obľúbenejších štýlov kyslého piva.

• Vyžaduje uzavreté prostredie s nízkym obsahom kyslíka, aby sa zabránilo kontaminácii divokými kvasinkami alebo octovými baktériami
• Zvyčajne fermentuje pri vyšších teplotách, často 30-42 °C v závislosti od bakteriálneho kmeňa
• Výhody zo zrkadlovo leštených vnútorných povrchov, ktoré bránia baktériám kolonizovať mikroskopické jamky na stene nádrže

Varné systémy Kombucha a nádrže na rozmnožovanie kvasiniek používané na projekty kyslej alebo divokej fermentácie sú zvyčajne postavené s vnútornou povrchovou úpravou Ra < 0,4 μm , pretože hladší povrch priamo znižuje riziko nežiaducej krížovej bakteriálnej kontaminácie medzi šaržami.

Fermentácia kyselinou octovou na výrobu octu

Fermentácia kyselinou octovou je an aeróbne proces, v ktorom Acetobacter baktérie oxidujú etanol na kyselinu octovú, zlúčeninu zodpovednú za kyslosť octu. Na rozdiel od alkoholovej a mliečnej fermentácie táto cesta potrebuje nepretržitý prísun kyslíka, takže fermentačné nádrže používané na výrobu octu sú vybavené prevzdušňovacími systémami alebo dizajnom s otvoreným vrchom, a nie úplne uzavretými nádobami.

Fermentory s otvoreným vrchom a dizajn prúdenia vzduchu

Fermentory s otvorenou hornou časťou umožňujú kontrolované prúdenie vzduchu cez povrch kvapaliny, čím podporujú bakteriálnu kultúru vyžadujúcu kyslík, zatiaľ čo sanitárne odvzdušňovacie otvory a priechody bez tieňa chránia nádobu pred kontaminantmi zo vzduchu medzi výrobnými cyklami.

Aeróbna (priemyselná) fermentácia na výrobu kvasníc a enzýmov

Štvrtý typ, aeróbna alebo priemyselná fermentácia, sa používa ďaleko nad rámec nápojov. Farmaceutickí výrobcovia, výrobcovia enzýmov a biopalív využívajú túto cestu na pestovanie biomasy baktérií, húb alebo kvasiniek vo veľkom meradle, pričom zámerne dodávajú kyslík počas celého cyklu namiesto toho, aby ho obmedzovali.

Tieto procesy sa spoliehajú na nehrdzavejúcu oceľ fermentačné nádrže vybavené preplachovacími systémami, miešadlami a viaczónovými chladiacimi plášťami, pretože aeróbny mikrobiálny rast vytvára značné metabolické teplo, ktoré sa musí neustále odstraňovať, aby sa kultúra udržala v optimálnom rastovom rozsahu.

Ako fermentačné nádrže podporujú každý typ fermentácie

Pretože požiadavky na kyslík, teplotné rozsahy a hygienické požiadavky sa medzi štyrmi typmi fermentácie veľmi líšia, špecifikácia nádrže nikdy nie je univerzálna. V tabuľke nižšie sú zhrnuté rozdiely vo výbave.

Výber správnych fermentačných nádrží pre vašu výrobnú linku

Výber správnej fermentačnej nádrže začína identifikáciou, na ktorej zo štyroch fermentačných ciest závisí váš produkt, a potom prispôsobením funkcií nádrže tejto biologickej potrebe.

1. Pred výberom uzavretej jednotkovej nádrže v porovnaní s dizajnom s otvoreným vrchom alebo preplachovaním si overte, či je proces aeróbny alebo anaeróbny
2. Prispôsobte chladiacu kapacitu očakávanému teplotnému rozsahu, pretože alkoholová a mliečna fermentácia vyžaduje prísnu tepelnú kontrolu
3. Uprednostnite sanitárne priechody, odvzdušňovacie otvory a povrchovú úpravu s nízkou drsnosťou, aby ste znížili riziko krížovej kontaminácie
4. Overte, či je nádoba postavená podľa noriem ASME, FDA alebo GMP, ak sa produkt predáva na trhoch s potravinami, nápojmi alebo farmaceutickými výrobkami

Získanie týchto špecifikácií priamo vo fáze návrhu zabráni neskorším nákladným dodatočným úpravám, pretože geometriu fermentačnej nádrže je ťažké zmeniť po inštalácii výrobnej linky.

Technické fermentačné nádrže pre všetky štyri typy fermentácie

Ako integrovaný výrobca fermentačných nádrží z nehrdzavejúcej ocele vyrábame nádoby pre všetky štyri kategórie fermentácie – od veľkokapacitných cylindrokónických fermentorov na alkoholovú fermentáciu, cez uzavreté nádrže na množenie kombuchy a kvasiniek pre procesy kyseliny mliečnej až po fermentory s otvoreným vrchom postavené pre kyselinu octovú a aeróbne aplikácie. Každá nádoba je skonštruovaná s presnými jamkovými plášťami, viaczónovým chladením, zrkadlovo leštenými interiérmi a sanitárnymi priechodmi, aby každá fermentačná cesta fungovala v optimálnom biologickom stave.

Pretože potreby výroby sa medzi anaeróbnou a aeróbnou fermentáciou veľmi líšia, naše OEM/ODM možnosti umožňujú výrobcom špecifikovať objem nádrže, konfiguráciu plášťa a vnútornú povrchovú úpravu pre ich presný fermentačný proces, namiesto toho, aby prispôsobovali svoj proces bežnej nádobe.

Kľúčové informácie

Štyri typy fermentácie - alkoholová, mliečna, octová a aeróbna priemyselná fermentácia — každý kladie iné požiadavky na vystavenie kyslíku, reguláciu teploty a hygienu nádoby. Výber fermentačných nádrží, ktoré zodpovedajú špecifickému biologickému procesu, a nie univerzálnej nádoby, je najspoľahlivejší spôsob ochrany kvality a konzistencie produktu v každej fáze výroby.