Trvanlivost piva a jeho stabilizace – ve vztahu k filtraci
Trvanlivost piva, z hlediska její fyzikální podstaty a příčin, není jednoduše dosažitelná - je odvislá od mnoha faktorů celého procesu výroby a expedice piva.Snahou pivovarníků je, víceméně, zajištění co nejdelší trvanlivosti - s minimálním negativním dopadem na kvalitu a chuť piva. V tomto článku se pokusíme ve stručnosti jednotlivé faktory popsat ve vztahu k filtraci.
Trvanlivost piva podmiňují dvě oblasti jeho stability:
- koloidní stabilita
- mikro-biologická stabilita
Obě specifické oblasti, respektive jejich vliv, předurčují schopnost = trvanlivost piva udržet si svoji finální kvalitu po ukončení výroby a expedici v následujícím čase do jeho spotřebování - konzumaci.
Filtrace, jako jeden ze stabilizačních kroků, může prodloužit trvanlivost piva.
Hlavní faktory, ovlivňující trvanlivost:
- použité vstupní suroviny pro výrobu piva (voda, slad, chmel …)
- použité technologie a technologické postupy (varna, spilka, CLT, CKT …)
- použité filtry s typem filtračních a stabilizačních prostředků
- použité plnící linky, případně pastery
- teplotní podmínky při výrobě a skladování
- úroveň CO2 a O2, případně ochranná atmosféra N
- dodržování sanitační hygieny veškeré technologie a přepravních obalů
Koloidní stabilita
Koloidní stabilita je odvislá od chemickofyzikálních změn v hotovém pivu, projevujících se zvýšeným zákalem či sedimentem i zhoršením chuti.
Filtrace nemá na koloidní trvanlivost zásadní a bezprostřední stabilizační vliv , ale jen dodatečný – je odvislá zejména od použitých vstupních surovin a typu procesu výroby piva.
Je možno ji prodloužit stabilizačními přípravky (chemicko-fyzikální vazba).
U primárního stupně křemelinové filtrace FKS lze aplikovat přídavek stabilizačního prostředku do filtrační křemeliny – tzv. ztrátová stabilizace.
U pivovarů s velkým výstavem bývá stabilizace řešena samostatnými stabilizačními filtry, kdy se stabilizační prostředek po jeho využití může regenerovat a opakovaně použít.
Mikro-biologická stabilita
Mikro-biologická stabilita je odvislá od chemickofyzikálních změn v hotovém pivu, projevujících se zvýšeným zákalem či sedimentem i zhoršením chuti.
Je zajišťována (garantována) zejména účinnou filtrací nebo pasterizací.
Kvalitativní mikrobiologický výsledek filtrace je nejvíce ovlivňován účinností daného filtračního zařízení s filtračním prostředkem a vstupní úrovní filtrovatelnosti piva, která je nejvíce odvislá od předcházejícího výrobního procesu a vstupních surovin.
Filtraci piva je možno provádět na více typech filtračních zařízení.
Pracovník pivovaru Sheriff ověřuje kvalitu filtrace piva - počet kvasinek ve filtrátu
Nejvíce zaužívaný proces filtrace piva je prováděn dvoustupňově:
I. primární filtrace* – nejčastěji se provádí na křemelinových naplavovacích filtrech svíčkových FKS.
Výsledkem je vysoká úroveň čistoty filtrátu (cca 0,2 – 0,6 EBC) s redukcí kvasinek v řádu 107 (na výstupu ve filtrátu je až 107 krát méně kvasinek, než je ve vstupním produktu – což má za následek i posílení mikro-biologické stability piva).
II. sekundární filtrace* – garantovaná MIBI kvalita
Účelem sekundární mikrofiltrace FMS je absolutní zachycení případných zbytkových, pivu škodících, mikroorganizmů (kvasinek a bakterií) - po primární filtraci piva. To se projeví maximální mírou mikro-biologické stabilizace a výrazným prodloužením trvanlivosti piva. Trvanlivost piva po sekundární mikro - filtraci je 3 měsíce a více (následnou podmínkou je nulové, či minimální infekční ovlivnění piva při procesu plnění).
U primární filtrace FKS je možná garance kvality filtrátu - maximálně 5 kvasničných buněk ve 100 ml filtrátu, za podmínek, že:
- slad, použitý k výrobě piva, je cytolyticky a proteolyticky dobře rozluštěn a neobsahuje zvýšený obsah bílkovin (tzn. více než 12%)
- je zajištěno dokonalé zcukření rmutů a mladiny
- viskozita mladiny (po přepočtení na 10% koncentraci) není vyšší než 1,700 mPa·s
- množství kvasinek nepřesahuje 3 x 106 v 1 ml v pivu před filtrem
- je použito doporučených filtračních prostředků s vysokou účinností
- je zajištěn hydraulický proces bez tlakových rázů před i za filtrem
- je zajištěno dodržování předepsaných technologických postupů a procesních parametrů při přípravě filtru, filtraci a následně i sanitaci a sterilaci zařízení
- dodržování obecně platných zásad a postupů v celém procesu výroby piva
Biologická trvanlivost piva po primární filtraci FKS může být v řádu dnů až měsíců – bez bližší specifikace. Minimální obsažené množství mikroorganizmů může v čase negativně působit na mikrobiologickou stabilitu piva, tedy zkracovat trvanlivost.
Dovysvětlení užitých pojmů*
Primární filtrace piva
Primární filtrace je filtrační proces, který má za cíl ze zkvašeného piva odstranit 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 - 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 úletyurčitého množství křemeliny do filtrátu, je potřeba ji odstranit, 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 - 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 um) plní funkci předfiltru a eliminuje kvasinky za účelem ochrany koncové membrány ve 2. Stupni. Membrána (0,45 um)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 pivo-kazné bakterie. Účelem sekundární mikrobiologické filtrace, instalované ve stáčecím procesu bezprostředně před plnič piva, je zajištění jeho mikrobiologické stability a trvanlivosti.
