Vše, co potřebujete vědět o mikrofiltraci piva
Přinášíme první ze série článků, které jsme napsali s redakcí časopisu Pivo Bier & Ale a které si můžete přečíst na našem webu zcela zdarma. V aktuálně publikovaném článku podrobně mapujeme možnosti studené mikrobiální stabilizace. Pivovarníci pečlivě vybírají a ladí charakterové složky piva tak, aby jejich značka měla jedinečné a osobité vlastnosti. Řadí k nim zbarvení, jiskrnost a chuť. Její složky v podobě hořkosti a sladkosti by v důsledku ošetření mikrobiologickou filtrací (stabilizací) měly zůstat beze změny. Při rozhodování o způsobu plnění piva do lahví a sudů musí pivovar zajistit u hotového produktu, který opouští brány pivovaru, mikrobiologickou stabilitu a to pomocí pasteru nebo mikrofiltrace, které v tomto článku do hloubky věnujeme.
Při rozhodování o způsobu plnění piva do lahví a sudů musí pivovar zajistit u hotového produktu, který opouští brány pivovaru, mikrobiologickou stabilitu. Tak lze zaručit i jeho přiměřenou trvanlivost. Při expedici piva se s rostoucí vzdáleností od pivovaru důraz na délku trvanlivosti piva zvětšuje. Studená stabilizace je metoda finální mikrobiální filtrace piva pomocí mikroporézní membrány, při níž se z piva odstraňují kvasinky a typické organismy způsobující jeho kažení. Tím se dosahuje jeho delší trvanlivosti. V případě běžné metody stabilizace piva, kterou je blesková pasterace, nedochází k odstraňování kvasinek a mikroorganismů separací jako při mikrofiltraci, nýbrž k jejich deaktivaci působením tepla. Blesková pasterace navíc vyžaduje vyšší relativní spotřebu vody a energie, což činí metodu studené stabilizace přitažlivější, a to jak pro mikropivovary, tak i pro velké výrobce.
Mikrofiltrace nahrazuje pasteraci piva
V minulosti byla primární metodou stabilizace piva právě blesková pasterace. Při použití této metody ovšem může v důsledku zahřívání, chlazení a používání chemických aditiv docházet ke změně chutě (tzv. pasterační příchuť) a tím též ke změně jedinečných chuťových charakteristik piva, přestože jim předtím sládek věnoval maximální péči. Řada filtrů pro mikrofiltrace od společnosti Parker Domnick Hunter zaručuje mikrobiologickou stabilizaci piva a současně zachovává jeho jedinečné charakteristiky. Finální stabilizace piva pomocí mikrofiltrace představuje obecně uznávanou metodu šetrnější stabilizace a získání „čistší, čerstvější, přirozenější chuti“ v porovnání s bleskovou pasterací.
Účinek bleskové pasterace i studené stabilizace pomocí mikrofiltrační řady BEVPOR (filtrační element/cartridge) společnosti Parker Domnick Hunter byl zkoumán prostřednictvím řady nezávislých testů. Z uvedené studie, kterou provedl přední britský pivovar, vyplývá, že se pivo balené po studené stabilizaci na základě triangulárního testu chuti stává produktem, jenž v porovnání s pasterací lépe chrání profily žádoucí, řízné a hořké chuti.
Triangulární test chuti piva pomocí tří sklenic, který provedl jeden z předních pivovarů
Chuť v průběhu životnosti piva po pasteraci se známkami zvětralosti / oxidace
Při tomto testu, který provedl panel zkušených hodnotitelů chuti, se zkoušela stejná várka piva po studené stabilizaci a bleskové pasteraci. Cílem bylo určit, zda má metoda stabilizace vliv na pivní charakteristiky hotového produktu. V tomto případě pomohla získaná data pivovaru zvolit studenou stabilizaci jako preferovanou metodu mikrobiální stabilizace.
Studená stabilizace a trvanlivost piva
Na základě provedených studií se podařilo popsat nejenom okamžité změny charakteristik piva po pasteraci, ale také se potvrdilo, že metoda stabilizace příznivě ovlivňuje charakteristiku piva po celou dobu jeho trvanlivosti. Studená stabilizace prostřednictvím filtrace BEVPOR prodlužuje dobu, po níž se v pivu projeví charakteristické známky zvětralosti / oxidace. V případě mikrofiltrovaného piva nejenže se známky oxidace projevily po delší době, navíc byly v této dvanáctiměsíční zkoušce mnohem méně výrazné. Jiný pivovar na jihu Anglie provedl další zkoušku, v níž byla zkoumána blesková pasterace a studená stabilizace s cílem určit, která z těchto metod bude použita při stáčení vysoce kvalitního piva do lahví. Stejná várka piva byla odeslána dvěma různým smluvním dodavatelům balení, kdy jeden z nich stáčel pivo po bleskové pasteraci a druhý po studené stabilizaci. Podle vyjádření pivovarnického týmu se mikrofiltrace projevila jako šetrnější proces, který chrání pozdní chmelovou charakteristiku piva.
Chuť v průběhu životnosti po mikrofiltraci se známkami zvětralosti / oxidace
Mění studená stabilizace charakteristiky piva?
Studená stabilizace má vliv na pivní charakteristiky hotového produktu, nicméně při správné volbě filtračních materiálů lze tento vliv minimalizovat a ochránit tak jedinečné vlastnosti piva. Řada mikrofiltračních produktů BEVPOR využívá polyethersulfonovou (PES) membránu, která byla pečlivě vybrána díky svým vynikajícím pracovním charakteristikám v aplikacích stabilizace piva. Jeden z hlavních pracovních požadavků kladených na PES membránu představuje zajištění ochrany jedinečných chuťových charakteristik piva, ale zároveň je potřeba zaručit odstranění kvasinek a typických organismů, které způsobují kažení nápoje. Prvky mikrofiltrace jsou navržené tak, aby odstraňovaly prostřednictvím adsorpce organismy způsobující kažení podle velikosti, odstraňují ale také jiné látky, například suspendované tuhé látky, bílkoviny, polysacharidy a barviva. V závislosti na rozsahu adsorpce může docházet ke změnám finálních charakteristik piva.
Proběhly studie zabývající se adsorpcí bílkovinných komponent pěny během membránové mikrofiltrace s využitím dvou běžně používaných membránových materiálů, polyethersulfonu (PES) a polyamidu (PA), v obou případech třídy 0,45 a 0,65 mikronu (viz seznam literatury 1 a 2). Výsledky ukázaly, že membránový materiál měl vliv na obsah bílkovin ve filtrátu. PES snižoval obsah bílkovin v nižší míře než PA membrána. Rovněž bylo zjištěno, že třída vyjádřená velikostí v mikronech má vliv na adsorpci bílkovin, přičemž efekt filtrů o velikosti 0,65 mikronu je nižší než v případě filtrů o velikosti 0,45 mikronu. Následovala další studie s cílem prokázat nízkou míru adsorpce bílkovin, která se předpokládá u PES membrány v porovnání s jinými materiály, jež se používají k filtraci piva, a prokazuje funkční výhody PES z hlediska řady aspektů. V první řadě vzhledem k nižší adsorpci bílkovin v případě PES má filtrace zanedbatelný efekt na fyzikální a smyslové vlastnosti prvního průchodu piva (first run brew), což znamená, že kvality, jako je pěnivost, barva a chuť, zůstávají beze změny. A zadruhé vzhledem k nízké adsorpční afinitě se PES membrána nezanáší stejně snadno jako PA a lze ji snadno čistit pomocí CIP procesů tak, aby bylo možné systém regenerovat a znovu použít. Obě tyto kvality pozorovali různí pivovarníci.
Plně automatický filtr pro studenou mikrobiologickou stabilizaci piva s výkonem 50-300hl/h
Manuální mikrofiltrační stanice s CIP a řízeným vyrovnávacím tankem
Navržena pro minipivovary, craft a malé pivovary
Kompaktní systém nabízející kompromis mezi dostupnou cenou, garantovanými výsledky na výstupu z filtru a komfortem ovládání. Kromě standardního vybavení nutného ke správnému provozování studené mikrobiální stabilizace je mikrofiltrační stanice vybavena inteligentní elektronikou, která dokáže pracovat s jakýmkoli typem plniče bez nutnosti přímého elektronického provázání obou zařízení (mikrofiltrace plnič). To mimo jiné umožňuje používat tuto stanici pro více plničů. V případech, kdy pivovar potřebuje filtrované pivo plnit jak do KEG sudů, tak i do lahví, je přechod z jednoho obalu na druhý jenom otázkou přepojení hadic či potrubí.
Zařízení sestává ze 3 základních celků:
1 Filtrační sekce
Zajišťuje záchyt veškerých mikrobiologických organismů – převyšuje svojí účinností pasterizaci. Filtrační sekci lze dodat v různých výkonech dle požadavků na výkon plničky.
2 Sanitační CIP stanice s filtrační jednotkou vody
Slouží ke sterilizaci a regeneraci filtračních elementů, která výrazně prodlužuje jejich kapacitní životnost, a tím i provozní náklady filtrace.
3 Systém pro optimalizaci filtračního procesu
Je osazen na mikrofiltrační sestavě za účelem vyhlazení pulzního průtoku plničů pro zvýšení životnosti filtračních elementů a garance účinnosti filtrace. Díky chytré řídící elektronice lze tuto mikrofiltrační sestavu připojit k jakémukoli plniči.
Základní charakteristiky filtrace
Primární filtrace piva
Primární filtrace je filtrační proces, který má za cíl odstranit ze zkvašeného piva velký objem kvasnic. Typická vstupní turbidita takového piva odpovídá hodnotě 60–120 EBC a počet kvasinek kolem 0,5–3 mil/ml. Samotná sedimentace po dokvašení nedokáže zajistit požadovanou čirost piva pro další výrobní fáze. Primární filtrace také pomáhá odstranit složky podílející se na tvorbě závoje či zákalu, jako jsou shluky bílkovin, polyfenolů a chmelové pryskyřice. Nejčastěji využívaným filtrem pro primární filtraci piva je křemelinový filtr svíčkový s nominální selektivitou 1 mikrometr.
Trap filtrace piva
Částicová (trap – angl. záchytná) filtrace zajišťuje odstranění zbytků filtračního materiálu ve filtrátu po primární filtraci. Ve většině případů jde o křemelinu nebo celulózu. Protože všechny typy křemelinových filtrů trpí úlety určitého množství křemeliny do filtrátu, je potřeba ji odstranit, ještě než je pivo expedováno nebo pokračuje na ostřejší filtraci. Filtračních materiálů pro trap filtry je celá řada. Nejčastěji se využívají filtrační svíčky (cartridge) z materiálů jako sklo a polymery, filtrační desky z celulózy, ale i speciální svíčky z oceli a dalších anorganických materiálů. Zužívaná selektivita pro trap filtry se pohybuje od 5 do 20 mikrometrů (>ß 1000).
Sekundární filtrace – koncová mikrobiologická filtrace piva (studená stabilizace)
Koncová mikrofiltrace je poslední filtrační krok před plněním. V pivovarech je často zavedený třístupňový systém filtrace (primární – trap – sekundární). Filtrační svíčky (cartridge) používané pro koncovou filtraci jsou k dispozici navíc ve dvou typech – selektivitách. Vláknový typ v 1. stupni (1 μm) plní funkci předfiltru a eliminuje kvasinky za účelem ochrany koncové membrány ve 2. stupni. Membrána (0,45 μm) filtruje s absolutní účinností i bakterie. Cílem koncové filtrace, která je také označována jako studená mikrobiologická stabilizace, je odstranit z piva všechny kvasinky a běžné pivokazné bakterie. Účelem sekundární mikrobiologické filtrace instalované ve stáčecím procesu bezprostředně před plnič piva je zajištění jeho mikrobiologické stability a trvanlivosti.
