Getränke! Technologie & Marketing 4/2022

Sensor- und Automatisierungslösungen
für die Getränkeindustrie
ZUM TITEL | Multisensor-Messgerät
Foto: Endress+Hauser
8 | Getränke! 04 | 2022
▶ Eine Verlangsamung der
Vergärung im Vergleich zu
vorangegangenen Gärungen.
▶ Unvollständige Vergärung trotz
gutem Nahrungs angebot und
optimaler Temperatur.
▶ Eine Verlängerung der Lag-Phase
vor der tatsächlichen Verstoffwechselung
der angebotenen
Zucker.
▶ Temperaturschocks > 1 Kelvin in
der Angär- und Vermehrungsphase.
Diese führen unter Umständen
zu einer Degeneration des
Hefeansatzes, was mit einer verminderten
Gärgeschwindigkeit
quittiert wird.
▶ Eine Führung des gesamten Hefeansatzes
auch während der Lagerung
kann zu einer verringerten
Adaption der Hefe an die angebotene
Maltose führen und somit
die Lag-Phase und das Erreichen
der Endvergärung verlängern.
▶ Die Wachstumsphase der Hefen
wird durch das bei Standard-Würzen
unvermeidbare Eintreten des
Crabtree-Effekts unter aeroben
Bedingungen negativ beeinflusst,
da weniger Biomasse gebildet
werden kann. Dies führt bei häufiger
Wiederverwendung zu einer
Population älterer Erntehefen.
Wie können nun die Prozessdaten
des Fermentation Monitor QWX43
genutzt werden, um die Anstellhefe
zu charakterisieren? Die detaillierten,
hochgenauen und wiederholbaren
Messwerte sind verlässliche
Indikatoren für die Ethanolbildung
und den Nährstoffabbau. Zusätzlich
kann die Zunahme der Hefezellzahl
am Anfang des Prozesses aus der
beobachteten Viskositätserhöhung
des Mediums abgeleitet werden.
Durch den Vergleich aktueller Prozessdaten
mit Daten der letzten Gärvorgänge
können Schwellenwerte
zur Steuerung der Hefewiederverwendung
definiert werden. Diese
können zum Beispiel auf der Auswertung
der Lag-Phasen oder der Länge
und Intensität des Crabtree-Effektes
beziehungsweise dem tatsächlichen
Start der anaeroben Gärung beruhen.
Dem Braumeister ist es möglich,
die momentanen und vorherigen
Gärkurven verschiedener Chargen
einfach zu vergleichen, unabhängig
vom Tank, in welchem das Bier gebraut
wird. Auf dieser Basis kann er
entscheiden, ob die verwendete Hefe
durch frische ersetzt werden sollte.
Beispielsweise kann eine signifikante
Verlängerung der aeroben
Gärungsphase (Crabtree-Effekt)
und somit eine Verschlechterung
des Sprossungsverhaltens der Anstellhefe
über zwei aufeinanderfolgende
Sude über die Signale
des Fermentation Monitor QWX43
nachgewiesen werden. Diese Entscheidungsfaktoren
lassen sich
dann auch als Schwellenwerte für
eine automatische Benachrichtigung
durch das System hinterlegen.
Der wiederkehrende Crabtree-Effekt
ist anhand der Gärkurven
gut erkennbar und dient so als
Frühwarnstufe für eine mög liche
Überalterung der Anstellhefen.
Als zusätzlicher Indikator für das
Übersichtliche Darstellung der Messwerte. und
Chargen in der Anwendung Netilion Value.
Hefeverhalten kann die hochauflösend
dargestellte und gemessene
Viskosität des Bieres während
der Gärung herangezogen werden:
Bei Gärungen gleicher Biersorten
verhält sich die Viskosität während
der betrachteten Zeiträume ähnlich
und lässt somit einen Vergleich zu.
Da sich am Anfang der Wachstumsphase
die Hefen stark vermehren,
steigt die Viskosität an und erreicht
zu Beginn der Hauptgärung ihr
Plateau. Anschließend fällt sie mit
dem Absinken der Hefe wieder auf
das Ursprungsniveau. Mittels dieses
Indikators kann der Erntezeitpunkt
der Hefen weiter optimiert werden.
Fazit
Durch die Kombination von drei verschiedenen
Messverfahren in nur einem
Gerät lassen sich im Gärprozess
direkt vier Parameter messen. Aus
diesen wird mit Hilfe digitaler Technologien
und der Verknüpfung entsprechender
Algorithmen die Reaktionskinetik
des Gärprozesses abgebildet.
Damit hat man eine Live-Übertragung
des Gärprozesses und kann die
Prozessführung optimal steuern. Das
Messgerät Fermenta tion Monitor
QWX43 ersetzt nicht das Know-how
des Braumeisters, aber es unterstützt
ihn, das Brauhandwerk optimal ausüben
zu können.
Mehr Informationen
www.de.endress.com