Для чего нужен ферментер
Ферментер: что это и каким должен быть + схема
Ферментер – это ёмкость закрытого типа, обычно цилиндрической формы. Внутри этого резервуара перемешиваются среда (продукт) и бактерии, и происходит процесс брожения (или как по-научному, ферментация). Через среду пропускают насыщенный кислородом воздух, и в ходе перемешивания масса становится однородной.
Очень важным фактором в этом процессе является непрерывное сохранение конкретной температуры, которая контролируется и поддерживается при помощи воды или пара, проходящим по трубкам теплообменника.
Для чего необходим ферментер
Прямое назначение ферментеров – сбраживания различного материала. При этом используется фруктовое, сахарное или зерновое сырьё. Собственно, от ферментного агрегата напрямую зависит качество текущего процесса ферментации.
Характерные особенности устройства аппарата гарантируют непроницаемость ёмкости, стабильность протекания процесса брожения, а кроме всего и практичность в обслуживании.
Из чего делают ферментер
Непосредственное влияние на качество производимого алкогольного напитка оказывает качество резервуара, в котором непосредственно и происходит процесс сбраживания. Для этих целей используются различные материалы, основные из которых:
Качественный пищевой пластик.
Самые большие рекомендации получили ферментеры из нержавеющей стали. А всё потому, что нержавейка очень широко используется в пищевой промышленности и отвечает всем санитарным общепринятым нормам, и, вдобавок к этому, применяется и в медицине.
Стандартные ферментеры представляют собой вертикальные или горизонтальные (в зависимости от надобности заказчика) ёмкости разной вместительности (малые от 1 до 10 л, средние 35–150 л, многотоннажные более 1000 л) с минимальным числом штуцеров и передающих устройств.
Использование ферментера при производстве алкоголя
Ферментер был изобретён с целью получения напитков при натуральном газировании. При помощи результативного процесса брожения получаются такие напитки, как пиво и квас. А ещё ферментеры интенсивно применяются в изготовлении вин, точнее для производства игристых вин. Брожение виноградного сока происходит в резервуарах для ферментации, и после этого полученный материал переливают в бутылки для последующей шампанизации.
Также ферментеры считаются очень важным и значительным атрибутом любого опытного самогонщика. Непосредственно в такого рода ёмкостях происходит процедура ферментации (брожения) для самогона.
Чем должен быть оборудован базовый ферментер
На схеме выше самый качественный ферментер (для покупки готового ориентируйтесь на него), но если денег мало можно обойтись только необходимым набором:
Шкала, ручки и краник – с целью замера и регулировки температуры, количества продуваемого воздуха и давления изнутри.
Цилиндрический резервуар должен быть оборудован крышками сферической формы и вспомогательными охлаждающими рубашками.
Также в крышке необходим гидрозатвор, который даёт возможность освободиться от лишнего газа, и при этом не тревожить будущий напиток, и, кроме того, препятствует попаданию воздуха внутрь. Однако необходимо основательно следить, чтобы влага, которая может скопиться на гидрозатворе, не оказалась в резервуаре. Это может вызвать заражение напитка и, как следствие, ухудшение его качества.
В ферментере при процессе брожения никак не обойтись без такого спецоборудования, как резиновый уплотнитель и резиновая крышка, с отверстием для гидрозатвора.
Для постоянного процесса культивирования бактерий, ферментеры дополнительно оборудуются резервуарами для хранения компонентов питательной среды, а также насосами, с целью их постоянной подачи в устройство.
Взболтай напоминает, что всё данное оборудование обязано быть стерильно чистым, иначе удовольствие от любимых напитков будет испорчено: или привкус станет не тот, или напиток совсем не удастся.
Ферментёр
Полезное
Смотреть что такое «Ферментёр» в других словарях:
ферментёр — ферментёр … Русское словесное ударение
ферментёр — ферментёр, а … Русский орфографический словарь
ферментёр — ферментёр … Словарь употребления буквы Ё
ФЕРМЕНТ — ФЕРМЕНТ, фермента, муж. (лат. fermentum) (биол., хим.). Сложное органическое вещество, вырабатываемое живой клеткой и содействующее различным химическим реакциям, происходящим в организме. Бродильный фермент. Фермент гниения. Фермент окисления.… … Толковый словарь Ушакова
фермент — фермента, м. [латин. fermentum] (биол., хим.). Сложное органическое вещество, вырабатываемое живой клеткой и содействующее различным химическим реакциям, происходящим в организме. Большой словарь иностранных слов. Издательство «ИДДК», 2007.… … Словарь иностранных слов русского языка
фермент — комплемент, (био)катализатор, каталаза, энзим Словарь русских синонимов. фермент сущ., кол во синонимов: 253 • аденилаткиназа (3) • … Словарь синонимов
Фермент — * фермент * enzyme … Генетика. Энциклопедический словарь
ФЕРМЕНТ — ФЕРМЕНТ, а, муж. (спец.). Белковый катализатор, присутствующий во всех живых клетках. | прил. ферментный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
ферментёр — а, м. fermenteur m. Бродильный чан. Пищепром. А вот производственникам тяжелее: при угрозе поворота ветра на город останавливаются ферментеры <завода белково витаминных концентратов>, потом снова запускай маета. Известия 3. 2. 1989 … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Для чего нужен ферментер
Ферментеры, или биореакторы, представляют собой камеры, в которых в жидкой или на твердой среде выращивают микроорганизмы. Процесс, происходящий в ферментере, называется ферментацией. Термин ферментация первоначально применялся только к анаэробным процессам, однако сейчас он используется более широко и включает все процессы, как аэробные, так и анаэробные. На рис. 12.16 изображен типичный ферментер. Это довольно сложное техническое сооружение, поэтому необходимо потратить некоторое время для изучения его устройства. Не забывайте также о проблемах, возникающих при расширении масштабов производства, которые были перечислены в предыдущем разделе. Содержимое ферментеров во время работы, как правило, тем или иным способом перемешивается. Например, при производстве белка одноклеточных прутина компанией IC1 перемешивание достигается с помощью воздуха, подаваемого с высокой скоростью со дна сосуда.
Продуктом являются либо сами клетки (биомасса), либо какой-то полезный клеточный метаболит. Все операции должны проводиться в стерильных условиях, чтобы избежать загрязнения культуры. Кроме того, необходимо обеспечить возможность поддержания в стерильном состоянии всех вводных и выводных отверстий ферментера. Ферментер и среду стерилизуют перед использованием вместе или раздельно. Исходные культуры организма, который должен использоваться в процессе ферментации, хранят в неактивной форме (например, в замороженном состоянии). Пробу активируют, наращивают в достаточном объеме с использованием асептических методов (наращивание) и затем добавляют в ферментер (инокуляция). В ферментере организм растет и размножается, используя питательную среду.
Обычно ферментер изготавливают из высококачественной нержавеющей стали, так что он не подвержен коррозии и не выделяет в среду токсичные соли металлов. Все используемое оборудование, материалы и воздух должны быть стерильными. Оборудование стерилизуют паром под давлением. Пар должен иметь доступ ко всем поверхностям, которые в свою очередь должны быть гладкими и отполированными, насколько это возможно, и не иметь трещин и неровностей, в которых могут скапливаться микроорганизмы. Среду стерилизуют перед инокуляцией, пропуская пар через систему охлаждения. Воздух стерилизуют путем фильтрации.
Существуют два основных типа ферментации, периодическая ферментация (или закрытая система) и непрерывное культинирование (или открытая система). При периодической ферментации, все необходимые ингредиенты вносятся до начала процесса; в ходе культивирования питательные вещества не добавляются и параметры ферментации не меняются. Именно поэтому процесс называется закрытой системой. Когда образуется достаточное количество продукта, процесс останавливают. Затем содержимое ферментера выгружают, выделяют продукт, выбрасывают использованные микроорганизмы, чистят ферментер и загружают его для нового культивирования.
Непрерывное культивирование представляет собой продолжительную, долговременную операцию, занимающую много недель, в ходе которой питательные вещества добавляют в среду по мере их расходования, а излишек культуры отбирают. Несмотря на то, что такая ситуация наиболее близка к естественным условиям, таким, например, как в кишечнике, непрерывное культивирование имеет ограниченное применение. К примеру, компания 1CI использовала этот подход для производства белка одноклеточных прутина (pruteeri) из бактерии Methylophilus methylotrophus (разд. 12.12.3). Ферментер работал непрерывно в течение 100 дней и производительность достигала 150 тонн вдень.
Непрерывное культивирование пока не находит широкого применения, однако в настоящее время все более популярным становится периодическое культивирование с добавлением субстрата, которое представляет собой компромисс между двумя системами. Использование периодического культивирования с добавлением субстрата делает процесс более контролируемым по сравнению с периодическим культивированием. Период роста удлиняется за счет того, что питательные вещества добавляются в низких концентрациях в процессе ферментации, а не вносятся все сразу в начале процесса. Одним из преимуществ метода является возможность регулирования скорости роста, которую можно соизмерять со скоростью подачи кислорода. Этот процесс обычно используется в производстве дрожжевых клеток для пекарной промышленности. Если к дрожжевым клеткам добавляют слишком много сахара, они начинают дышать анаэробно и образуют вместо биомассы спирт. Периодическое культивирование с добавлением субстрата используется также в производстве пенициллина.
Зерновой самогон на ферментах – теория и практика
Зерновой самогон подобен чистозерновому пивоварению. Не столько из-за схожих этапов приготовления, сколько из-за родственной философии – чтобы приготовить что-то стоящее, нужно приложить к этому значительные усилия. Такая философия отпугивает новичков, не готовых вкладывать со старта много сил, времени и денег, а также связывать свою жизнь с часто капризным солодом. С сахаром работать проще, несмотря на то, что это обходится дороже, а напиток лишен сколько-нибудь приятных вкусовых ощущений от исходного сырья. Ферменты в данном случае являются неким промежуточным звеном, связывающим эти два непохожих мира.
В этом материале мы разберемся, что такое ферменты для осахаривания крахмала, как с ними работать, а также рассмотрим все сопутствующие аспекты приготовления зернового самогона. Поехали!
Теория осахаривания микробиологическими ферментами
Ферменты в самогоноварении – это микробиологические препараты, содержащие в себе катализаторы гидролиза (расщепления и растворения в воде) различных веществ, содержащихся в крахмалосодержащем сырье. Всего их четыре:
Из этого следует, что только ферменты А и Г являются обязательными для осахаривания зерна. Фермент А разбивает молекулу крахмала на более мелкие молекулярные соединения (растворимые декстрины, некоторые моно- и дисахариды). Завершает работу фермент Г, который расщепляет «дробленые» ферментом А цепи крахмала до моносахарида, глюкозы, которая является конечным продуктом гидролиза и главным источником пищи для дрожжей.
Применение ферментов П и Ц немного увеличивает выход спирта, снижает содержание в браге сторонних примесей, облегчает доступ ферментов А и Г к крахмалу и благотворно сказывается на работоспособности дрожжей. Также было замечено, что фермент П снижает пенообразование и плотность «шапки» из крупы на поверхности ферментера во время брожения. Однако их использовать не обязательно.
Дозировка ферментных препаратов
У каждого фермента есть очень важный показатель – активность препарата в единицах на грамм (или миллилитр для жидкой формы). Последнее поколение препаратов в порошковой форме поставляется с такими характеристиками:
Также есть рекомендованная норма расхода препарата от производителя, которая выражается в активных единицах фермента на грамм вещества, подвергаемого обработке (крахмал, белок, целлюлоза). К примеру, для фермента А она составляет 1-2 ед. активности на 1 г крахмала. Для определения точной дозировки препаратов существует формула:
F = (P*R*10)/A, где
В таблице ниже приведен расчет дозировки препаратов с учетом данной формулы на 1 кг разного типа сырья с усредненными характеристиками:
Содержание (среднее), %
Расход фермента, г/кг
Сырье
Крахмал
Белок
Целлюлоза
А-1500 ед/г
Г-3000 ед/г
Ц-2000 ед/г
П-120 ед/г
Ситуация с дозировкой следующая: отклонение от нормы расхода в меньшую сторону – срок осахаривания увеличивается, появляется риск недоосахаривания; отклонение в большую сторону – срок осахаривание уменьшается, появляется перерасход препарата. В силу влияния множества переменных, дозировку препаратов рекомендуется всегда немного завышать. В большинстве случаев количество ферментов приводят к усредненному значению для всех видов сырья, появляется универсальный рецепт:
Во время хранения ферментные препараты теряют активность, поэтому дозировку ферментов, срок годности которых подходит к концу, следует увеличить на 15-25%.
Что можно осахаривать ферментными препаратами?
В теории, практически любые продукты, содержащие крахмал (были эксперименты с хлебом, макаронами и т.д.), но лучшие результаты, как по органолептика, так и по комфорту переработки, показывают различные зерновые культуры. Пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, гречка, рис – прекрасные источники крахмала, с высоким выходом спирта и приятной органолептикой исходного сырья. Степень помола влияет на скорость осахаривания – чем он мельче, тем доступней крахмал для ферментов. Но при работе с мукой возникают некоторые трудности, связанные с ее растворением в воде, что, безусловно, нужно учитывать при помоле сырья.
Практика приготовления зерновых браг на ферментах
Существует две принципиально разные технологии осахаривания крахмала ферментами: горячее и холодное. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки, а вот оборудование и инструментарий отличается незначительно:
Для сбраживания рекомендуются обычные хлебопекарные дрожжи, из расчета 20 г сухих или 50 г прессованных на 1 кг сырья. При горячем осахаривании имеет смысл использовать спиртовые дрожжи для зерновых браг – они обеспечат быстрый старт ферментации (минимизируя риски заражения), экстремально быструю ферментацию и приятную органолептику.
Горячее осахаривание (ГОС)
Технология ГОС очень похожа на классическое осахаривание солодом – сырье нагревается, вносятся ферменты, выдерживаются определенные температурные паузы. Отсюда плюсы: осахаривание занимает минимум времени, брага готова к перегонке через 3-4 дня. Минусы тоже есть: много возни с температурными паузами, риск пригорания сырья, риск заражения на этапе осахаривания, существенные трудозатраты. Существует много схем ГОС. Нижеизложенная обеспечивает максимально эффективное использование ферментов и, как следствие, высокий выход продукта.
Ингредиенты на 1 кг сырья:
Технология приготовления браги:
Холодное осахаривание (ХОС)
Технология ХОС практикуется отечественными самогонщиками более десятилетия и нашла свою армию поклонников благодаря невероятной простоте, которая присуща китайским дрожжам кодзи. Осахаривание и ферментация в данном случае идут параллельно, а сам процесс протекает при температуре, близкой к +30 о С. Отсюда плюсы: минимум трудозатрат, отсутствие температурной обработки сырья, минимальный риск заражения на начальных стадиях ферментации (сторонней микрофлоре нечем питаться). Без минусов тоже не обошлось: значительно увеличиваются сроки приготовления браги (от 1 до 4 недель), при нарушении технологии велик риск скисания на поздних стадиях брожения.
Ингредиенты на 1 кг сырья:
Дополнительно:
1 – эффективность работы ферментов, как и минимизация рисков заражения сусла, достигается незначительным подкислением браги примерно до pH 5-5,5. Для этого используется лимонная, ортофосфорная, серная или любая другая кислота. Универсальных рекомендаций нет, ориентироваться нужно на измерительные приборы.
2 – риск заражения сусла при ХОС очень велик, поэтому большинство самогонщиков используют антибиотики. Они не попадут в готовый продукт, останутся в перегонном кубе, поэтому это полностью безопасно. Проверены: Доксициклин – от 100 мг/20 л воды, инактивируется через 5 дней; Амоксициллин – от 100 мг/20 л воды, работает весь период брожения. Количество антибиотика, как и целесообразность его использования, зависит от общей стерильности оборудования и окружающей среды.
3 – зерновые браги имеют свойство сильно пениться. От «убегания» сусла спасут те самые 30% оставшегося места в ферментера, но это не решает всей проблемы. Вместе с пеной на поверхность всплывает крупа, которая без регулярного перемешивания выталкивается за пределы жидкости и, как следствие, не осахаривается (а позже пересыхает и не поддается перемешиванию кантованием). Использование пеногасителей, таких как Bragman Liquid Antifoam и Still Spirits Top Shelf, при ХОС (и ГОС в том числе) всегда оправдано. Народные средства (печенье и т.д.) здесь бессильны.
Технология приготовления браги:
Практика перегонки зерновых браг на ферментах
Лучшим решением для перегонки зерновых браг всегда был и остается самогонный аппарат с парогенератором или пароводяным котлом. При их наличии проблем с перегонкой возникнуть не должно. В ином случае брагу следует подготовить:
В самой перегонке браги на ферментах ни чего инновационного нет. На практике этот процесс не будет отличаться от процесса перегонки бурбона или любого другого зернового самогона.
Основные тезисы:
Дальнейшие действия зависят от используемого сырья и ваших личных предпочтений: самогон можно разбавить до питьевой крепости и через 2-3 недели приступать к дегустации, или облагородить его выдержкой на дубовой щепе или в дубовом бочонке. Удачи!
Что такое ферментер
Среди товаров для самогонщика можно найти такое экзотическое наименование как ферментер. При этом информации о нем практически не представлено. Дабы исправить это мы решили разобраться в вопросе максимально.
Термин «ферментер» пришел к нам из ликероводочной промышленности. Так же он используется и в пивоварении. По факту ферментер это специальный резервуар внутри которого создаются идеальные условия для проращивания (культивирования) полезных микроорганизмов в питательной среде. Промышленные ферментеры довольно отличаются своими размерами, что обусловлено масштабами выпуска продукции. Внутри ферментера используется довольно сложное оборудование. К нему относятся различные клапаны, термометры, манометры, насосы, лопасти и многое другое. Все эти элементы соединены в единый механизм, управляемый с единого пульта.
На бытовом уровне под термином «ферментер» понимается самая обыкновенная бродильная емкость. Правильно ли это? Все зависит от самогонщика и его профессионального уровня. Вообще отличие ферментера от рядовой бродильной емкости заключается в наличии тех самых полезных опций, о которых говорилось выше. В то же самое время ферментер так же отличается наличием автоматики внутри. По этой причине, все то, что продается в магазинах по большей части является простыми баками для брожения. Цена на ферментер довольно высока и вполне сопоставима со стоимостью самогонного аппарата высокого уровня.
При желании можно собрать ферментер и своими руками, однако здесь явно придется поработать болгаркой и паяльником, поэтому лучше 100 раз подумать. Ключевой особенностью херментера является наличие сразу же нескольких сливных клапанов. Они нужны для того, чтобы сливать жидкость с осадка. На профессиональном жаргоне это именуется декантацией.
Нужен ли дома ферментер? В 90% случаев тех возможностей, которые он предоставляет, не требуется. Если только процесс не автоматизирован. Во всех остальных случаях вполне достаточно использовать обыкновенный бак для брожения. Последний можно улучшить, добавив сливной кран, а так же нанеся шкалу. Так же можно установить термометр и систему поддержания температуры. Эти элементы частично автоматизируют процесс. Большего рядовому самогонщику не нужно.