OperationEarly attempts at primary

Operation
Early attempts at primary fermentation were not successful. This was partly as a result of prejudice arising from the perceived failure of free cell systems. But enthusiasts continued to experiment and received some encouragement from reports from the fuel alcohol industry (Margaritas and Merchant, 1984) which suggested reduced costs and operating consistency were achievable with immobilized yeast bioreactors. Mass transfer limits were the problem in early immobilized technology (Masschelein et al., 1985) and it proved difficult to produce beers directly flavour matched to beers from batch fermentations. This was partly owing to the use of worts with too low levels of free amino nitrogen (FAN) resulting in unbalanced concentrations of higher alcohols and esters. There was also low oxygen tension in early immobilized systems which was advantageous for ethanol production but not for the balance of beer flavour volatiles.
In a Japanese two-stage process a free cell stirred fermenter is followed by an immobilized yeast bioreactor (Inoue, 1995). Yeast growth occurs in the stirred vessel, which allows appropriate utilization of FAN similar to that of conventional batch fermentation. Full attenuation was then achieved in the anaerobic bioreactor where the yeast cells were trapped on porous ceramic beads. Centrifugation of the beer between the two stages was often carried out. The system was combined with a maturation column (Chapter 15) to complete beer production in three to five days. From a 20-litre pilot plant, scale up to 100 hl has been achieved which has operated for two years. Whilst the system was resistant to bacterial infection it did not achieve the efficiencies hoped for and it did not offer significant improvement over batch fermentation. Capital costs were higher than anticipated and so were revenue costs as a result of higher beer losses in centrifugation and increased energy usage.
A novel approach to solving the problem of efficient mass transfer has been developed in Canada (Mensour et al., 1997). This system utilizes a gas lift draft tube bioreactor (Fig.

Fig. 14.13 Gas lift draft tube bioreactor (Mensour et al., 1997).
14.13) with carrageenan gel beads. Good mixing is achieved with minimum shear on the matrix; hence mass transfer is considerably improved. A mixture of air and carbon dioxide was used as the sparging gas. The proportion of air affected the flavour profile of the resulting beer and by taste panel evaluation air concentrations of between 2±5% yielded acceptable products though not precisely matched to conventionally fermented beer. Again the system can be combined with accelerated maturation to produce finished beer in two days.

Kết quả (Việt) 1:

Hoạt độngNỗ lực đầu quá trình lên men chính đã không thành công. Đây là một phần là kết quả của thành kiến phát sinh từ sự thất bại nhận thức của các hệ thống di động miễn phí. Nhưng những người đam mê tiếp tục thử nghiệm và nhận được một số khuyến khích từ các báo cáo từ nhiên liệu rượu công nghệ (Margaritas và thương gia, 1984) mà đề nghị giảm chi phí và hoạt động nhất quán đã thành công với hỏng men bioreactors. Khối lượng chuyển giới hạn đã là vấn đề trong đầu hỏng công nghệ (Masschelein và ctv., 1985) và nó đã chứng minh khó khăn để sản xuất bia trực tiếp hương vị phù hợp với bia từ lô fermentations. Điều này một phần do việc sử dụng của worts với mức thấp quá miễn phí amino nitơ (fan hâm MỘ) kết quả là không cân bằng nồng độ cao hơn rượu và Este. Cũng là căng thẳng oxy thấp trong đầu hỏng hệ thống mà là thuận lợi cho sản xuất ethanol nhưng không cho sự cân bằng của bia hương vị volatiles.Trong một quá trình hai giai đoạn Nhật một tế bào miễn phí khuấy fermenter được theo sau bởi một bioreactor hỏng men (Inoue, 1995). Tăng trưởng nấm men xảy ra ở tàu khuấy, cho phép việc sử dụng thích hợp của fan hâm MỘ tương tự như thông thường hàng loạt quá trình lên men. Sự suy giảm đầy đủ sau đó đã đạt được trong bioreactor kỵ khí nơi các tế bào nấm men bị mắc kẹt trên xốp gốm hạt. Số bia giữa hai giai đoạn thường thực hiện. Hệ thống đã được kết hợp với một trưởng thành cột (chương 15) để hoàn thành sản xuất trong 3-5 ngày. Từ một nhà máy thí điểm 20-lít, quy mô lên đến 100 hl đã được đạt được mà đã hoạt động trong hai năm. Trong khi hệ thống được khả năng chống nhiễm khuẩn nó đã không đạt được hiệu quả mong đợi và nó đã không cung cấp các cải tiến quan trọng trong quá trình lên men lô. Chi phí vốn đã cao hơn dự đoán và như vậy đã là doanh thu chi phí là kết quả của thiệt hại bia cao số và cách sử dụng năng lượng tăng.Một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề của hiệu quả chuyển khối lượng đã được phát triển ở Canada (Mensour và ctv., 1997). Hệ thống này sử dụng một khí lift dự thảo ống bioreactor (hình. Hình 14,13 khí lift dự thảo ống bioreactor (Mensour và ctv., 1997).14,13) với carrageenan gel hạt. Pha trộn tốt đạt được với tối thiểu cắt trên ma trận; do đó chuyển khối lượng được cải thiện đáng kể. Một hỗn hợp của không khí và khí carbon dioxide được sử dụng như khí sparging. Tỷ lệ máy ảnh hưởng hồ sơ hương vị của bia kết quả và bởi hương vị bảng đánh giá máy nồng độ giữa 2±5% mang lại sản phẩm chấp nhận được mặc dù không chính xác phù hợp với đầu đạn thường lên men bia. Một lần nữa hệ thống có thể được kết hợp với các trưởng thành nhanh để sản xuất đã hoàn thành bia trong hai ngày.

Kết quả (Việt) 2:

Hoạt động
nỗ lực sớm tại trường lên men chính đã không thành công. Điều này một phần là kết quả của phương hại phát sinh từ sự thất bại của hệ thống nhận thức di động miễn phí. Nhưng những người đam mê tiếp tục thử nghiệm và nhận được sự khích lệ từ các báo cáo từ các ngành công nghiệp cồn nhiên liệu (Margaritas và Merchant, 1984) trong đó đề nghị giảm chi phí và tính nhất quán điều hành đã đạt được với các phản ứng sinh học nấm men cố định. Giới hạn khối lượng chuyển nhượng là các vấn đề trong công nghệ di động được sớm (Masschelein et al., 1985) và nó đã chứng minh khó khăn để sản xuất các loại bia trực tiếp hương vị phù hợp với các loại bia lên men từ hàng loạt. Điều này đã được một phần do việc sử dụng các worts với mức quá thấp miễn phí nitơ amin (FAN) kết quả là nồng độ cân bằng của rượu cao hơn và este. Cũng có sự căng thẳng oxy thấp trong các hệ thống cố định đầu mà là thuận lợi cho sản xuất ethanol nhưng không phải cho sự cân bằng của các chất bay hơi hương vị bia.
Trong một quá trình hai giai đoạn Nhật Bản một tế bào miễn phí khuấy lên men được theo sau bởi một men bioreactor cố định (Inoue, 1995) . Tăng trưởng nấm men xảy ra trong bình khuấy động, cho phép sử dụng hợp lý các FAN tương tự như lên men thông thường. Full suy giảm sau đó đã đạt được trong các phản ứng sinh học kỵ khí mà các tế bào nấm men bị mắc kẹt trên hạt gốm xốp. Ly tâm của bia giữa hai giai đoạn thường được thực hiện. Hệ thống này được kết hợp với một cột trưởng thành (Chương 15) để hoàn thành sản xuất bia trong 3-5 ngày. Từ một nhà máy thí điểm 20 lít, quy mô lên đến 100 hl đã đạt được này đã hoạt động trong hai năm. Trong khi hệ thống đã đề kháng với nhiễm khuẩn nó đã không đạt được hiệu quả mong đợi và nó đã không cung cấp cải tiến đáng kể so với lên men. Chi phí vốn cao hơn dự kiến và như vậy là chi phí doanh thu là kết quả của tổn thất bia cao hơn trong ly tâm và tăng việc sử dụng năng lượng.
Một cách tiếp cận mới để giải quyết các vấn đề của khối lượng chuyển nhượng hiệu quả đã được phát triển ở Canada (Mensour et al., 1997). Hệ thống này sử dụng một loại khí nâng dự thảo ống bioreactor (Fig. Fig. 14.13 Gas lift ống hút bioreactor (Mensour et al., 1997). 14.13) với các hạt gel carrageenan. Tốt trộn đạt được với lực cắt tối thiểu trên ma trận; do đó khối lượng chuyển nhượng được cải thiện đáng kể. Một hỗn hợp của không khí và carbon dioxide được sử dụng như là khí sparging. Tỷ lệ không khí ảnh hưởng đến hương vị của bia và kết quả của sự tập trung khí đánh giá hương vị của bảng điều khiển giữa 2 ± 5% thu được sản phẩm có thể chấp nhận mặc dù không chính xác phù hợp với bia thông thường được lên men. Một lần nữa hệ thống có thể được kết hợp với sự trưởng thành tăng tốc để sản xuất bia thành phẩm trong hai ngày.