Stabilità della fermentazione in birrificio: quando lievito, conduzione del processo e valori di misura non sono coordinati

Perché la stabilità della fermentazione è più della qualità del lievito

Un processo di fermentazione stabile non dipende solo dal lievito utilizzato. È decisivo il modo in cui lievito, mosto, temperatura, alimentazione di ossigeno e conduzione del processo interagiscono.

Nella pratica, la stabilità della fermentazione diventa spesso un tema solo quando le deviazioni sono già visibili: andamenti di processo variabili, profili di prodotto differenti o maggiore sforzo di controllo. Tuttavia, le cause si trovano spesso in fasi precedenti del processo, ad esempio nell’aerazione del mosto, nella propagazione del lievito, nel raffreddamento alla temperatura di inoculo o nella mancata integrazione dei valori di misura rilevanti.

La stabilità della fermentazione non è quindi un parametro isolato, ma il risultato di un ambiente di processo coordinato.

Cause tipiche di processi di fermentazione instabili

Quando i processi di fermentazione non sono riproducibili, raramente la causa è un singolo fattore. Spesso diversi parametri si sovrappongono senza essere sufficientemente coordinati.

Le cause tipiche possono includere:

• aerazione del mosto non sufficientemente controllata
• alimentazione di ossigeno o aria sterile non coordinata con il processo
• condizioni variabili durante la propagazione del lievito
• ambiente di processo non sufficientemente sterile durante la propagazione
• raffreddamento non costante del mosto alla temperatura di inoculo
• integrazione insufficiente dei valori di misura inline nella conduzione del processo
• mancanza di coordinamento tra fasi di processo, automazione e operatività

Questi fattori possono portare a un processo di fermentazione che funziona, ma non con la stabilità e ripetibilità desiderate.

Contesto tecnico

L’aerazione del mosto è una fase importante prima della fermentazione. Ossigeno o aria sterile devono essere introdotti nel mosto in modo controllato e uniforme. Un’iniezione di gas adeguata supporta la dissoluzione completa e omogenea del gas nel flusso di mosto.

Anche la propagazione del lievito deve essere condotta in modo sicuro dal punto di vista del processo. Durante la propagazione, la sospensione di lievito viene miscelata con mosto fresco e trattata in condizioni sterili. L’aerazione con ossigeno o aria sterile fa parte di questo processo. L’obiettivo è massimizzare la vitalità e la vitalità funzionale delle cellule di lievito prima che vengano inoculate nel mosto o trasferite in un altro recipiente per ulteriore crescita.

Un altro fattore è il raffreddamento del mosto alla temperatura di inoculo. Solo se il passaggio alla fase successiva del processo avviene in modo costante, la fermentazione può essere avviata in modo riproducibile.

Questi esempi mostrano che la stabilità della fermentazione non nasce solo nel fermentatore. Inizia già nella preparazione del processo.

Perché le singole misure non sono sufficienti

Un singolo passaggio di processo ottimizzato raramente è sufficiente se le fasi adiacenti non sono coordinate.

Un’aerazione precisa del mosto è pienamente efficace solo se anche gestione del lievito, raffreddamento e conduzione del processo sono adeguati. Una propagazione stabile del lievito produce il massimo beneficio solo se il successivo trasferimento nel mosto avviene in modo controllato. E i valori di misura creano sicurezza di processo solo se non vengono considerati isolatamente, ma integrati attivamente nella conduzione e nella valutazione del processo.

La stabilità della fermentazione nasce quindi dall’interazione tra tecnologia, misura e conduzione del processo.

Possibili soluzioni tecniche

A seconda della struttura dell’impianto e dell’obiettivo di processo, possono essere utili diverse misure:

• aerazione controllata del mosto con ossigeno o aria sterile
• iniezione uniforme del gas direttamente nel flusso di mosto
• misura inline opzionale dell’O₂ per il controllo del processo
• propagazione del lievito in condizioni controllate e sterili
• aerazione coordinata durante la propagazione del lievito
• raffreddamento costante del mosto alla temperatura di inoculo
• integrazione dei valori di misura rilevanti nell’automazione e nella conduzione del processo
• analisi delle interfacce tra trattamento del mosto, gestione del lievito e avvio della fermentazione
• adattamento di sequenze di processo, ricette e punti di misura

La soluzione corretta dipende sempre dall’impianto esistente, dal prodotto, dalla conduzione del processo e dai punti di misura e controllo disponibili.

Conclusione: la stabilità della fermentazione inizia dal design di processo

Un processo di fermentazione riproducibile è il risultato di condizioni di processo coordinate. Lievito, aerazione del mosto, controllo della temperatura, valori di misura e automazione devono essere considerati insieme.

Chi vuole migliorare la stabilità della fermentazione non dovrebbe quindi considerare solo il lievito, ma l’intera catena di processo prima e durante l’avvio della fermentazione.

In questo modo, la fermentazione non viene solo avviata, ma controllata e condotta in modo riproducibile.

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