Spôsob výroby alkoholických nápojov

Číslo patentu: 288157

Dátum: 02.01.2014

Autori: Mensour Normand Anthony, Pilkington Phyllis Heather

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob výroby alkoholických nápojov, najmä piva, pri ktorom sa použije bioreaktor s plynovým výťahom s vnútornou cirkuláciou na uskutočnenie stupňa kontinuálnej fermentácie, v ktorom je sladina obsahujúca skvasiteľné cukry počiatočne sfermentovaná použitím flokulentných kvasiniek imobilizovaných autoagregáciou pri obmedzenej dodávke kyslíka a aspoň čiastočne sfermentovaný výstup z kontinuálneho procesu sa vedie na dokončenie do stupňa vsádzkového spracovania.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka výroby pítných alkoholických produktov, najmä piva a obzvlášť použitia hybridného procesu zahŕňajúceho spracovateľské stupne kontinuálneho a periodickćho kvasenia.Značný počet nedávnych publikácií v tejto oblasti ilustnije veľký záujem pivovarnickeho priemyslu o imobilizáciu. V niekoľkých prehľadných prácach (Enari, 1995 Iserentant, 1995 Masschelein, 1997 Mensour et al., 1997 Stewart, 1996 Virkajarvi Línko, 1999) o všeobecnom stave pivovamíckeho priemyslu je zdôramená potenciálne revolučná úloha imobilizácie pri výrobe piva. Okrem skupín uvedených v oddieloch 3.1 až 3.5 sa výskumom a vývojom imobilizovaných buniek pre pivovamícke aplikácie zaoberá veľa ďalších inštitúcii. Miller Brewing Company (Duncombe et al., 1996 Tata et al., 1999) zo Spojených štátov uskutočnila niektoré predbežné hodnotenia na skúšobnej jednotke Meura Delta, rovnako ako na bioreaktore s fluidným lôžkom, ktorý distribuuje Schott Engineering. Coors Brewing tiež uskutočňovali predbďmé experimenty so systémom Meura Delta.Slovenská technická univerzita, V spolupráci s Heinekenom, skúmala použitie pektátu vápenatého v systéme výroby piva s pneumatickým výťahom (Domeny, 1996). V poslednom čase publikovala skupina zo Slovenskej technickej univerzity o svojom prebiehajúcom výskume niekoľko článkov (Smogrovícova et al.,1997 Smogrovicova Domeny, 1999). Guinness skúmal pôvodne použitie rôznych adsorpčných nosičov na imobilizáciu a následné kvasenie v bioreaktore s fluidným lôžkom (Donnelly, 1998). V r. 1999 publikovali Donnelly a kol. prácu, opisujúcu kinetiku metabolizmu cukru vnútri ich bioreaktora s fluidným lôžkom (Donnely a spol., 1999). Ich experimentálne zariadenie zahŕňalo použitie pórovitých sklenených perličiek Siran ako imobilizačného nosiča pre kvasinky pri vrchnom kvaseni, Guinness sa stal súčasťou Immocon Consortium, ktoré bolo opísané v oddiele 2.2.5.Holsten Brauerei AG a Lurgi AG, obaja z Nemecka, spoločne vyvinuli a uviedli do prevádzky pilotné zariadenie na kontinuálnu výrobu nealkoholického piva (Dziondziak, 1995). Na kvasenie boli použité perličky z alginátu vápenatého v jednostupňovom ferrnentore s fluidným lôžkom (130 l) a na dealkoholizáciu piva sa použila kolóna so sitovým dnom (7 sitových dien). Celkový čas výroby v tomto procese bol 8,5 h.Tím z výskumných laboratórií Sapporo Breweries Ltd. v Japonsku študoval použitie imobilizovaných buniek v reaktore s fluidným lôžkom na hlavné kvasenie piva. Ich štúdie sa zaoberali použitím gélových perličiek z polyvinylalkoholu (Shindo Kamimur, 1990), gélových perličiek Ca-alginátu (Shindo et al., l 994 a),gélových vláken s dvojitou vrstvou (Shindo et al., l 994 b) a perličiek z chitosanového gélu (Shindo et al.,1994 c) ako imobilizačných matric. V naposledy uvedenej štúdii sa pracovalo s bioreaktorom s pracovným objemom jedného litra, obsahujúcím 25 obj. perličiek Chitopearl® typu ll (chitosanovć perličky) na kontinuálnej báze s ošetrením sladiny glukoamylázou. Toto enzymatické spracovanie umožnilo, aby vznik acetátu V systéme imobilizovaných buniek bol podobný ako pri bežnom periodickom kvaseni, teda o jeden krok bližšie k úprave produktu.Výskumná skupina zo Sappora teraz zamerala svoju pozomosť na vývoj fennentora s fluidným lôžkom s chitosanovými perličkami, pracujúceho v režime opakovaných vsádzok. Systém bol schopný pracovať bez väčších problémov 75 dni a kvalita získaného piva bola podobná ako pri komerčnom produkte, Nevločkujúci kmeň sa ukázal ako oveľa účinnejší než flokulentný kmeň (Maeba et al., 2000 Umemoto et al., 1998).Na kongrese EBC konanom v r. 1997 v Maastrichte boli prednesenć dva ďalšie prístupy na zníženie diacetylu, Výskumníci vo Francúzsku (Dulieu et al., 1997) navrhli použitie enkapsulovanej a-acetolaktát dekarboxylázy na rýchlu premenu u-acetolaktátu na acetoín. Meura Delta zdôramila predbeàié výsledky použitia aluminosilikátového zeolitu ako katalyzátora na priamu konverziu acetolaktátu na acetoín za studena (Andries et al., 1997). Ak sa tieto vybavenia ukážu ako účinne a prijateľné pre spotrebiteľa, môžu sa stať realitou lacnejšej alternatívy k systémom na zretie, navrhovaným firmou Cultor a Alfa Laval.Ďalší nepriemyselný výskum v oblasti imobilizácie na výrobu piva predstavujú výsledky z Singapore lnstitute of Standards and Industrial Research, kde bolo študované použitie alginátových gélových častíc typu vlákien na použitie v reaktore s vrstvou výplne a zistilo sa, že je priaznivejšie než alginátové perličky (Que,1993). Mafra a kolegovia z Universidade do Minho v Portugalsku rozoberali použitie superflokulentného kmeňa kvasiniek na kontínuálne zretie piva (Matra et al., 1997). Rovnaká výskumná skupina publikovala tiež prácu o použití svojich flokulentných kvasiniek v stúpačkovom bioreaktore na produkciu etanolu (Vicente et al., 1999 Domingues et al., 2000).Použitiu imobilizácie na výrobu piva sa V poslednom čase venovali tiež výskumníci v rôznych akademických inštitúciách (Argiriou et al., 1996 Bardi et al., 1996 Cashin, 1996 Moli Duteurtre, 1996 Nedovic et al., l 996 a Nedovic et al., l 996 b Norton et al., 1995 Scott et al., 1995 Wackerbauer et al., l 996 a Wackerbauer et al., 1996 b). Technológii imobilizovaných buniek sa tiež venovali a v 80. rokoch výsledky publiko 10vali výskumné skupiny z Člny (Chao et al., 1990 Yuan, 1987 Zhang et al., 1988), Ruska (Kolpachki et al.,1980 Sinitsyn et al., 1986) a Československa (Chladek et al., 1989 Curin et al., 1987 Polednikova et al.,1981).Počas prípravných prác pre štúdie, na ktorých sa zakladá tento vynález, bolí vzaté do úvahy početné literáme odkazy. Patria medzi ne Abbott, B. J. 1978. Immobilized cells. In Annual Reports on Fermentation Pracesses, Ed. Perlman, D., New York Academic Press, 2 91. Anon. 1994. Maturex® L. Nova Nordískpubicatian. B 560 c-GB. Anon. 1996. Table Curve 2 D. Useťs Manual, Jandel Scientific. Anon. 1997. Alfa Laval Brewery Systems. Brewers Guardian 126 26. Anon. 1998. Digox 5 Operating Manual. Dr. Theidigpublĺcation. Aquilla, T. 1997. The biochemistry of yeast debunking the myth of yeast respiration and putting oxygen in its proper place. Brewing Techniques 50. Aschengreen, N. H., Jepsen, S. 1992. Use of acetolactate decarboxylase in brewing fermentations. Proceedings of the 22 Convention of the Institute of Brewing (Australia and New Zealand Section), Melboume 80. Atkinson, B. 1986. Immobilised cells, their application and potential. In Process engineering aspects of immobilízed cell systems. Ed. Webb, C., Black, G.M, Atkinson, B. Manchester Institution of Chemical Engineers 3. Audet, P., Paquin, C., Lacroix, C. 1988. Immobilized growing lactic acid bacteria with kappa-carrageenan - locust bean gel. Applied A/Iicrobiology and Biotechnology 29 l l. Austin, G. D., Watson, R. W. J ., Nordstrom, P. A., DAmore, T. 1994. An on-Iine capacitance biomass monitor and its correlation with víable biomass. MBAA Technical Quarterly 31 85. Axcell, B. C., OConnor-Cox, E. S. C. 1996. The concept of yeast Vitality - an altemative approach. Proceedings of Convention of the Institute of Brewing (Asia Pacific Sect.). Singapore 24 64. Axelsson, A., Sisak, C., Westrin, B. A., Szajani, B. 1994. Diffusion characteristics of a swelling gel and its consequences for bioreactor performance. The Chemical Engineering Journal 55 B 35. Bailey, J . E., Ollis, D. F. 1986. Biochemícal Engineering Fundamentals. New York McGraw-Híll, lnc. Bancel, S., Hu, W. 1996. Confocal laser scanning microscopy examination of cell distribution in macroporous microcarriers. Biotechnology Progress 12 398. Barker, M. G, Smart, K. A. 1996. Morphological changes associated with the cellular aging of a brewing yeast strain. Journal of the American Society of Brewing Chemists 54 (2) 121. Bejar, P., Casas, C., Godia, F., Sola, C. 1992. The influence of physical properties on the operation of a three-phase fluidized-bed fermenter with yeast cells immobilized in calcium alginate. Applied Biochemistry and Biotechnology 34 467. Bickerstaff, G.F. 1997. Immobilization of enzymes and cells. In Immobilization of Enzymes and Cells, Ed. Bickerstaff, G. F., New Jersey, U. S. A. Humana Press, Inc. l. Bimbatun, S., Pendleton, R., Larson, P., Mosbach, K. 1981. Covalent stabilization of alginate gel for the entrapment of living whole cells. Biotechnology Letters 3 393. Budac, D., Margartis, A. 1999. Osobní sdeleniĺ Büyükgüngör, H. 1992. Stability of Lactabacillus bulgaricus immobilized in kappacarrageenan gels. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 53 173. Chahal, P. S. 1992. Fluorosensor controlled fed-batch production of Cyclosporin-A from Beauveria nivea. Ph. D. Thesis. University of Westem Ontario. Chisti, M. Y. 1989. Air/if bíoreactors. London Elsevier Applied Science. Chisti, Y., Moo-Young, M. 1993. Improve the performance of airliñ reactors. Chemical Engineering Progress 6 38. Cho, G. H., Choi, C. Y., Choi, Y. D., Han, M. H. 1982. Etanol production by immobilised yeast and its carbon dioxide gas effects in a packed bed reactor. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 32 959. Coutts, M. W. 1956. Britain Patent No. 872,391. Curin, J., Pardonova, B., Polednikova, M., Sedova, H., Kahler, M. 1987 . Beer production with immobilized yeast. European Brewing Convention Congress, Madrid 433. Dale, C. J., Hough, J. S., Young, T. W. 1986. Freactionation of high and low molecular weight components from wort and beer by adsorption chromatography using the gel Sephadex LH 20. Journal of the Institute of Brewing 92 (5) 457. Daoud, I. S., Searle, B. A. 1986. Yeast Vitality and fermentation performance. Monograph - XII European Brewery Convention - Symposium on Brewers Yeast, Helsinki 108. de Backer, L., Willaert, R. G., Baron, G.V. 1996. Modelling of immobilized bioprocesses. In Immobilized Living Cell Systems Modelling ana Experimental Methods, Ed. Willaert, R. G., Baron, G. V., and de Backer,L., Toronto John Wiley and Sons. 47. de Beer, D., Van den Heuvel, J. C., Ottengraaf, S. P. P. 1993. Microelectrode measurements of the activitydistribution in nítrifying bacterial aggregates. Applied Environmental Microbiology 59 573.Debourg, A., Laurent, M., Goossens, E., Borremans, E., Van De Winkel, L., Masschelein, C. A. 1994. Wort aldehyde reduction potential in free and immobilized yeast systems. Journal of the American Society of Brewing Chemists 52 100.Dillenhofer, W., Ronn, D. 1996. Secondary fermentation of beer with immobilized yeast. Brauwelt International 14 344.Doran, P.M., Bailey, J. E. 1986 a. Effects of hydroxyurea on immobilized and suspended yeast fermentation rates and cell cycle operation. Biotechnology and Bioengineering 28 1814.Doran, P. M., Bailey, J. E. 1986 b. Effects of immobilization on growth, fermentation properties, and macromolecular composítion of Nasávaccharomyces cerevisiae attached to gelatin. Biotechnology and Bioengineering 28 73.dos Santos, V. A. P. M, Bruíjnse, M., Tramper, J., Wijfłels, R. H. 1996. The magic-head concept an integrated approach to nitrogen removal with co-ímmobilized micro-organisms. Applied Microbiology and Biotechnology 45 447.Driessen, W., Habets, L., Vereijken, T. 1997. Novel anaerobic and aerobic process to meet strict effluent plant design requirements. Proceedings of the Institute of Brewing (Asia Pacific Section), Aukland 148. Dulieu, C., Boivin, P., Dautzenberg, H., Poncelet, D. 1996. Immobilized enzyme system to avoid diacetyl forrnation a new tool to accelerate beer maturation. International Workshop on Bioencapsulation, Potsdam 22.Dunbar, J., Campbell, S. L., Banks, D. J., Warren, D. R. 1988. Metabolic aspects of a commercial Continuous fermentatíon system. Proceedings of the Convention of the Institute of Brewing, Brisbane 15 l.Estapé, D., Gödia, F., Solà, C. 1992. Determination of glucose and etanol effective diffusion coefficients in Ca-alginate gel. Enzyme and Microbial Technology 14 396.Evans, H. A. V., Cleary, P. 1985. Direct Measurement of Yeast and Bacteria 1 Víabi 1 ity.Journal of the Institute of Brewing 91 73.Femandez, E. 1996. Nuclear magnetic resonance spectroscopy and imaging. ln Immobilized Living Cell Systems Modelling and Experimental Methods. Toronto John Wiley and Sons, Chapter 6.García, A. 1., García, L. A., Diaz, M. 1994. Prediction of ester production in industrial beer fermentatíon Enzyme and Mcrobial Technology 16 (1) 66.Geankoplis, C. J. 1993. Transport Processes and Unit Operations. New Jersey Prentice Hall P. T. R.Gee, D. A., Ramirez, W. F. 1994. A flavour model for beer fermentation. Journal of the Institute of Brewing 100 321.Gekas, V. C. 1986. Artificial membranes as carríers for the immobilization of biocatalysts. Enzyme and Microbial Technology 8 450.Gift, E. A., Park, H. J., Paradis, G. A., Demain, A. L., Weaver, J. C. 1996. FACS-based isolation of slowly growing cells double encapsulation of yeast in gel microdrops. Nature Biotechnology 14 884.Gikas, P., Livingston, A. G. 1993. Use of ATP to characterize biomass viability in freely suspended and immobilized cell bioreactors. Biotechnology and Bíaengineering 42 1337.Gikas, P., Livingston, A. G. 1996. Viability of ímmobilised cells use of specific ATP levels and oxygen up take rates. Progress in Biotechnolgy 11, Immobilized Cells Basics and Applications, Noordwijkerhout 11 264.Gilson, C. D., Thomas, A. 1995. Etanol production by alginate ímmobilised yeast in a fluidised bed bioreactor. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 62 38.Gódía, F., Casa, C., Castellano, B., Sola, C. 1987. Immobilized cells behavior of carrageenan entrapped yeast during Continuous etanol fennentation. Applied Microbology and Biotechnology 26 342.Gopal, C. V., Hammond, J. R. M. 1993. Application of immobilized yeasts for fennenting beer. Brewing and Distilling International 24 72.Hannoun, B. J. M., Stephanopoulos, G. 1986. Diffusion coeflicients of glucose and etanol in cell-free and cell-occupied calcium alginate membranes. Biotechnalogy and Bioengineering 28 829.Hardwick, W. A. 1995. Handbook of Brewing. New York Marcel Dekker, Inc.Hayat, M. A. 1972. Basic Electron Microscopy Techniques. Toronto van Nostrand Reinhold Co. 96. Heijnen, J. J., van Loosdrecht, M. C. M., Mulder, R., Weltevrede, R., Mulder, A. 1993. Development and scale-up of an aerobic biofilm air-lift suspension reactor. Water Science and Technology 27 253.Higbie, R. 1935. The role of absorption of a pure gas into a still liquid during short periods of exposure. Trannasávactions of the American Institute of Chemical Engineers 31 365.Hines, A. L,. Maddox, R. N. 1985. Mass Transfer Fundamentals and Applications. U. S. A. Prentice-Hall,Inc.Hinfray, C., Jouenne, T., Junter, G. 1994. Etanol production from glucose by free and agarentrapped batchcultures of Nasávaccharomyces cerevisiae at different oxygenation levels. Biotechnology Letters 16 1107. Hoekstra, S. F. 1975. Wort composition, a review of known and unknown facts. Proceedings of the European Brewery Convention, Nice 465.Hooijmans, C. M., Ras, C., Luyben, K. Ch. A. M. 1990. Determination of oxygen profiles in biocatalyst particles by means of a combined polarographic Oxygen mícrosensor. Enzyme and Microbial Technology 12 178.Hough, J. S., Briggs, D. E., Stevens, R., Young, T. W. 1982. Metabolism of wort by yeast. In Malting and Brewing Science Volume 2 Hoppea Wort and Beer, Ed. Hough, J. S., Briggs, D. E., Stevens, R., and Young,T. W., London, U. K. Chapman and Hall. 566.Hüsken, L. E., Tramper, J ., Wijffels, R. 1996. Growth and eruption of gel-entrapped microcolonies. 1 n Progress in Biotechnology 11, Immobilized Cells Basics and Applications Ed. Wijffels, R. H., Buitelaar, R. M,Bucke, C., Trarnper, J., Amsterdam Elsevier Science 336. Hutter, K. J. 1996. Flow-cytometric analyses for assessment of fermentative ability of various yeasts. Brauwelt International 1 52.Hwang, S. - J., Fan, L. - S. 1986. Some design consideration of a draft tube gas-liquid-solid spouted bed. The Chemical Engineering Journal 33 49.Imai, T. 1996. Recent advances in the detennination of yeast vitality. Proceedings of the Congress of the 1 nstitute of Brewing (Asia Pacific Section), Singapore 24 60.Inloes, D. S., Taylor, D. P., Cohen, S. N., Michaels, A. S., Robertson, C. R. 1983. Etanol production by Nasávaccharomyces cerevisiae ímmobilized in hollow-fiber membrane bioreactors. Applied and Environmental Microbiology 46 264.Inoue, T. 1987. Possibilities opened by new biotechnology and application of ímmobilized yeast to beer brewing. Reports of the Research Laboratory ofKirin Brewery Co., Ltd. 7.Inoue, T. 1992. A review of diacetyl control technology. Proceedings of the 22 Convention of the Institute of Brewing (Australia and New Zealand Section), Melboume 76.Jepsen, S. 1993. Using ALDC to speed up fermentation. Brewers Guardian. 55.Jones, M., Pierce, J . S. 1964. Absorption of amino acids from wort by yeasts. Journal of the Institute of Brewing 70 307.Jones, R. P., Greenfield, P. F. 1984. A review of yeast ionic nutrition - Part I growth and fermentation requirements. Process Biochemistry 19 (2) 48.Jones, R. P., Pamment, N., Greenñeld, P. F. 1981. Alcohol fermentation by yeast - the effect of environmental and other variables. Process Biochemistry 16 (3) 42.Kara, B. V., David, I., Searle, B. A. 1987. Assessment of yeast quality. Proceedings of the Congress of the European Brewery Convention, Madrid, 21 409.Karamanev, D. G. 1991. Model of the biofilm structure of Thiobacillus ferrooxidans. Journal of Biotechnolagy 10 51.Karel, S. F., Libicki, S. B., Robertson, C. R. 1985. The immobilizatíon of whole cells engineering principles. Chemical Engineering Science 40 132 l.Kasten, F. H. 1993. Introduction to fluorescent probes properties, history and applications. In Fluorescent and Luminescent Probes for Biologícal Activity, Ed. Mason, W. T. London, U. K. Academic Press Limited 12.Klopper, W. J . 1974. Wort composítion, a survey. European Brewery Convention Monograph 1. Wort Symposium, Zeist 8.Korgel, B. A., Rotem, A., Monbouquette, H. G. 1992. Effective diffusivity of galactose in calcium algínate gels containing ímmobilized Zymomonas mobilis. Biotechnology Progress 8 111.Kreger-Van Rij, N. 1984. The Yeasts A Taxonomic Study. Amsterdam Elsevier Science Publishers B. V. Kronlöf, J ., Virkajärvi, 1. 1996. Main ferrnentation with ímmobilized yeast - pilot scale. Proceedings of the European Brewery Convention Brewing Science Group, Berlin 94.Kunze, W. 1996. Technology Brewing and Malting. Berlin VLB.Kuriyama, H., Ishibashi, H., Umeda, I. M. T., Kobayashi, H. 1993. Control of yeast tlocculation activity in Continuous etanol fermentation. Journal of Chemical Engineering Japan 26 (4) 429.Kurosawa, H., Matsamura, M., Tanaka, H. 1989. Oxygen diffusivity in gel beads containing viable cells. Biotechnology and Bioengineering 34 926.Kurosawa, H., Tanaka, H. 1990. Advances in ímmobilized cell culture development of a coimmobilized mixed culture system of aerobic and anaeróbic micro-organísms. Process Biochemistry International 25 189. Kurtzman, C. P., Fell, J. W. 1998. The Yeasts, A Taxonomic Stuaý, Fourth Edition. Amsterdam Elsevier 361. Kyung, K. H., Gerhardt, P. 1984. Continuous production of etanol by yeast ímmobilized in a membranecontained fermentor. Biotechnology and Bioengineering 26 252.Lee, S. S., Robinson, F. M., Wang, H. Y. 1981. Rapid determination of yeast viability. Biotechnolagy and Bioengineering Symposium No. 11, Gatlingburg, USA 641.Lentini, A. 1993. A review of the various methods available for monitoring the physiological status of yeast

MPK / Značky

MPK: C12C 11/02, C12P 7/06, C12C 11/09, C12C 13/00, C12C 11/07

Značky: alkoholických, spôsob, výroby, nápojov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/155-288157-sposob-vyroby-alkoholickych-napojov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby alkoholických nápojov</a>

Podobne patenty