1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

11.Turbidity in Beer Pentair style

27 337 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

Trong quá trình nấu bia vấn đề độ đục trong bia là vấn đề rất quan trong đặc tại công đoạn lọc bia với nồi lọc lauter Tun, thông thường các nhà máy bia lớn có thiết bị kiểm soát và điều khiển bơm bằng đầu do độ đục online kiểm soát giá trị EBC. Trong bài giảng này nói chi tiết các vấn đề phát sinh và control độ đục trong quá trình nấu bia. Giáo trình song ngữ (Anh - Việt) giúp người đọc dễ dàng hiểu rõ. Tài Liệu này biên soạn gốc của chuyên gia Đức.

ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:     CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITES         rd  ASIA  PACIFIC  CONVENTION  2014   33   HO     CHI  MINH  CITY,  VIETNAM     ROLAND  FOLZ   DIRECTOR  TECHNOLOGIES  &  INNOVATION     PENTAIR  FOOD  &  BEVERAGE   FOOD  &  BEVERAGE   TURBIDITY   •  Turbidity  is  a  visual  percepIon  and  depending  of  the  intensity  not  visible  for  the  human  eye       •  Risk:  the  client  gets  probably  a  negaIve  impression     FORMS  OF  TURBIDITY,  EXAMPLES:     •  Colloidal:  „classical“  protein-­‐polyphenol-­‐complexes   o  Chill  haze  (reversible)   o  Permanent  haze  (irreversible)     •  Carbohydrate-­‐related:  α-­‐Glucan   o  Wort  ProducIon   Process  (mash-­‐  and  lauter  technology)   Raw  materials  →  gelaInizaIon  temperature   o  Yeast  Management   ExcreIon  of  glycogen   Autolysis     PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES     TURBIDITY  IN  BEER   CAUSE/  EFFECT  DIAGRAM   Turbidity   in  Beer   PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES         FACTORS  THAT  INFLUENCE  TURBIDITY   FACTORS   INFLUENCE   ConcentraIon  of  the  reacIon  partners   proteins  and  polyphenols   Temperature  and  movement   speed-­‐  up  of  chemical  reacIons   Metal  ions     Fenton-­‐Haber-­‐Weiss  reacIon  -­‐  catalyIc  Impact;   leads  to  complexes   Oxygen   Adhering  to  easily  oxidised  compounds     Light                                                                                                                                      formaIon                 of  reacIve  oxygen  species   pH   PENTAIR     influence  of  the  solubility  of  proteins  by  protonaIon     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES     STANDARD  PROCEDURE  FOR  TURBIDITY  IDENTIFICATION   I.  PRELIMINARY  APPROACH:   a)  Visual  Check  –  naked  eye  observaIon  and  descripIon   b)  Turbidity  measurement  (forward  and  lateral  movement)   c)  pH-­‐  measurement           SeparaIon  of  turbidity  compounds  by:      min  centrifugaIon  (2700rpm)  +  3  washing  steps   Membrane  filtraIon   PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES     BASIC  PHYSICS  OF  TURBIDITY  MEASUREMENT   •  In  Terms  of  light-­‐transit  in  beer  the  light  is  reflected/scadered  by  parIcles,  and   Quality  control  equipment   captured  by  detectors  !  posiIoned  in  different  angle  between  the  incident  angle     SIDEWARD-­‐SCATTERING  (90°)    →  mainly  parIcles  <  1  µm       o  High-­‐molecular  complexes  of            proteins,  polyphenols  and  carbohydrates   o  …     FORWARD  SCATTERING  11°/13°/25°   →  mainly  parIcles  >  1  µm   o  Yeast  cells   o  Kieselgur,  PVPP   o  Inorganic  material  (e.g  CaOx-­‐cristals)   o  …   PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES           Light-­‐scadering   25º APPLICATION,  IN  BREWING  INDUSTRY   BREWING  PROCESS   Lautertube     Turbidity   Brewing  Kedle   CO2   Keg  Filling   Bodle/Can   Filling   Possible   recirculaIon   in  case  of   natural   cloudy  beer   CO2   CO2   Wort  Cooler   Blending     CO2   Beer  filter   Bright  Beer     Tank   PENTAIR     Whirlpool   ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   Storage/FermentaIon     tank       MEASURING  DEVICES   Laboratory   In-­‐line   Laboratory   90  &  90/25   In-­‐line   90  &  25           BENEFITS   •  Most  convenIonal  turbidity  meters  that  incorporate  the  MEBAK  standards   •  Excellent  correlaIon  between  lab  and  process   •  Modular  &  flexible  in-­‐line  turbidity  measuring  system   –  Dynamic  switching  of  different  measuring  ranges  for  maximum  accuracy   –  Extendable  with  2nd  turbidity  sensor     –  separate  control  unit  for  ergonomic  posiIoning   –  large  and  clear  color  display   –  calibraIon  with  PC  somware  while  control  unit  stays  in  the  process     PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES     BASIC  BEER  MEMBRANE  FILTER  LINE  CONCEPT   TURBIDITY  MEASUREMENT  –   MEMBRANE  FAILURE  CONTROL   BBT   SV   UBT   MEMBRANE   FILTER     FBT   CARBO-­‐ BLENDER   SF   TURBIDITY  MEASUREMENT  –     YEAST  LOAD  CONTROL   PENTAIR     TURBIDITY  MEASUREMENT     –    STANDARD  EBC  90°   ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   SV: UBT: FBT:   SF: BBT:    Storage  Vessel      Unfiltered  Beer  Tank    Filtered  Beer  Tank    Security  Filter    Bright  Beer  Tank     ADDED  VALUE  TURBIDITY  MEASUREMENT  BMF   YEAST  LOAD  CONTROL   •  Incoming  yeast  for  the  BMF  is  maximized  on  average  5  million  and  peaks  of  15  million   for  5  minutes  –  Normal  brewing  processes  can  easily  reach  these  values,  but  failures  in   tank  bodom  removal  can  cause  higher  values     •  Too  high  yeast  load  can  lead  to  break-­‐down  of  the  BMF  for  hours  –  Losing  valuable   producIon  Ime   MEMBRANE  FAILURE  CONTROL   •  Signal  send  to  SCADA/Operator  that  one  of  the  membrane  fibers  has  a  leak  -­‐  The   membrane  module  must  be  replaced   •  •  Process  conInues  because  security  filter  (cartridges)  retains  the  yeast  cells   On  Ime  membrane  module  replacement  enhances  life  Ime  of  the  cartridge  –  Lowering   operaIonal  costs   EBC  90°MEASUREMENT   •  Usually  programmed  as  info  only  –  Operator  can  start  workflow  to  determine  cause  and   find  soluIon   PENTAIR     Beverage   Systems   ROOTS  OF   TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   10   ESTABLISHING  NEW  APPROACHES   MODIFIED  PHOTOMETRIC  IODINE  TEST:   •  DisIncIon  of  a-­‐glucan  turbidity  based  on  the  origin   •  •  •  •  o  glycogen:  process  related  turbidity   o  amylopecIn:  raw  material  related  turbidity   SeparaIon  of  macromolecular  turbidity  units  of  beer   Staining  with  iodine  test:  blue  coloring  agent  -­‐  „iodine-­‐  starch“   DifferenIaIon  with  spectroscopic  methods  possible   Improvement  approach:  complete  separaIon  of  amylopecIn  and   glycogen  should  be  achieved  by  GPC   Spektrenvergleich 2,5 Extinktion Extinktion 1,5 Amylopektin λmax:545 nm Glykogen λmax:465 nm 0,5 400 450 500 550 Wellenlänge in 600 nm 650 700 Wellenlänge  in  nm 1mg/mL  Amylopektin PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   1mg/mL  Glykogen 13   ESTABLISHING  NEW  APPROACHES   0,16 •     SeparaIon  and  fracIonaIon  of  samples   0,14 0,12 •     No  complete  separaIon  of  glycogen  and         Glykogen/Amylopektin  Mix 0,1 Amylopektin n io tk 0,08 in tx E 0,06        amylopecIn     Glykogen •     Mixing  of  fracIon  7-­‐10   0,04 0,02 0 10 15 20 Fraktion 25 30 35 Spectroscopic  analysis  of  fracIon  7-­‐10   •  IdenIficaIon  of  2  different  maxima   •       ClassificaIon  based  on  wavelength   •       SeparaIon  of  low-­‐molecular  residual  substances   DIFFICULTIES:   •       RelaIvely  low  adsorpIon  strength   •       SIll  clearly  peak-­‐overlaps   •       Work  is  being  conducted  with  spiked  beer        =>            different  behavior  of  natural  turbidiIes   0,25 0,2 n0,15 io tk in tx E 0,1 0,05 400 450 500 550 600 650 700 Wellenlänge  nm •     Problems  with  quanIficaIon     PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   14   SCANNING  ELECTRON  MICROSCOPY    SCANNING  ELECTRON  MICROSCOPY  (REM)   •  ResoluIon  [...]...  picture    –  Eosin  Yellow   Table  2  –  Results  of  microscopy  and  staining     Color   reagent Observa`on Eosin  yellow •  clearly  rosy  coloring–  proteins   •  the  finer  the  material,  the  darker   the  staining   CONCLUSION:   •  In  this  case  main  reason  for  turbidity  consists  of   proteins,  which  is  one  of  the  most  turbidity  caused   materials in beer     PENTAIR     ROOTS... Alpha-Amylase 12   ESTABLISHING  NEW  APPROACHES   MODIFIED  PHOTOMETRIC  IODINE  TEST:   •  DisIncIon  of  a-­‐glucan  turbidity  based  on  the  origin   •  •  •  •  o  glycogen:  process  related  turbidity   o  amylopecIn:  raw  material  related  turbidity   SeparaIon  of  macromolecular  turbidity  units  of beer   Staining  with  iodine  test:  blue  coloring  agent  -­‐  „iodine-­‐  starch“   DifferenIaIon...  -­‐  Results  of  microscopy  and  staining     Color  reagent   Methylene  blue   Thionine     PENTAIR     Observa`on   •  clearly  blue  coloring  –  polyphenols   Microscopic  picture–  Thionine   •  Rosy,  purple  coloring  shows  presence                  of    sour  polysaccharides   •  Staining  pecIn  with  thionine  leads  to                same  coloring  like  sour  polysaccharide   •  Because...  examined in  REM   orange:    sedimentaIon   blue  line:  object  slide   thin film organic material PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   23   CASE  UNDER  EXAMINATION  NO  IV  FOREIGN  PARTICLES     INTERPRETATION  OF  RESULTS:   •  Material  consists  of  thin,  rolled-­‐up  layer  („thin  film“)   •  Layer  spectrum  is  presented in  comparison... possible  use  of  fluorescent  staining  agents     •  The  installaIon  of  a  Scanning  Electron  Microscope in  the  VLB,  will  lead  to:   o  IdenIficaIon  of  elemental  composiIon  of  inorganic  parIcles in  house   o  faster  handling  of  samples  and  delivery  of  results     •  Full  implementaIon  of  the  Modified  Photometric  Iodine  Test  (including   separaIon  of  the  compounds...  separaIon  of  amylopecIn  and   glycogen  should  be  achieved  by  GPC   Spektrenvergleich 2,5 Extinktion Extinktion 2 1,5 Amylopektin λmax:545 nm Glykogen λmax:465 nm 1 0,5 0 400 450 500 550 Wellenlänge in 600 nm 650 700 Wellenlänge in  nm 1mg/mL  Amylopektin PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   1mg/mL  Glykogen 13   ESTABLISHING  NEW  APPROACHES...  deeper  invesIgaIon,  special  analyses  such  as  PCR,  HPLC,  LCV,  Electrophorese,  Ion   chromatography,  Enzyme  tests,  Iodine  tests  or  EDX-­‐analysis  are  conducted  to  the   samples, in  order  to  gain  more  detailed  informaIon  on  the  composiIon  and  possible   origin  of  the  turbidity  causing  parIcles     •  Finally,  an  open  discussion  with  the  breweries  is  seeked in. ..  apple   pecIn  could  be  involved in  the  parIcle‘s   composiIon     ROOTS  OF  TURBIDITY  IDENTIFICATION:  CURRENT  STATE  AND  NEW  POSSIBILITIES   20   CASE  UNDER  EXAMINATION  NO  III  CARBONIZED  ALCOHOLIC  BEVERAGE       •       ConfirmaIon  of  presence  for  fruit  pecIn  by:       STAINING  WITH  RUTHENIUM  RED  AND  MICROSCOPY   Table  9  -­‐  Results  of  microscopy  and  staining  with...    differenIaIon  of  amylopecIn  and  glycogen              important  factor  of  turbidity  ID;                (mod  iodine  sample)   •     „posiIve“  enzyme  test;   •     Slightly  increased  iodine  value  "  incompletely         ! determinaIon  provides  clearly  informaIon  about                    a-­‐glucane  turbidity          decomposiIon  of  starch   PENTAIR     ROOTS  OF  TURBIDITY...  microorganisms  or  foreign   par`cles  that  come  into  contact  with  the beer   •  The  VLB  approach  on  turbidity  idenIficaIon  is  based  on  an  ini`al  standard  visual-­‐check,   turbidity  and  pH-­‐measurement,  followed  by  a  meIculous  observa`on  of  the  sample   under  a  light  microscope  and  a  staining  procedure,  using  staining  agents  specific  for   idenIficaIon  of  different

Ngày đăng: 12/05/2016, 21:51

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w