4 loại lên men là gì?

4 loại lên men là gì?

Bốn hình thức lên men chính là lên men rượu , lên men axit lactic , lên men axit axetic và lên men hiếu khí (công nghiệp) . Mỗi loại phụ thuộc vào một loại vi sinh vật và con đường trao đổi chất khác nhau, và mỗi loại đều cần có mục đích riêng. bể lên men được thiết kế để kiểm soát nhiệt độ, lượng oxy tiếp xúc và vệ sinh tàu thuyền. Các nhà sản xuất bia, rượu và rượu mạnh phụ thuộc vào quá trình lên men rượu; các nhà sản xuất sữa và chế phẩm sinh học dựa vào quá trình lên men axit lactic; người sản xuất giấm sử dụng quá trình lên men axit axetic; và các cơ sở công nghệ sinh học hoặc enzyme sử dụng quá trình lên men hiếu khí để nhân giống nấm men và phát triển nuôi cấy tế bào.

Hiểu được bốn loại này giúp nhà sản xuất lựa chọn đúng bể lên men — từ bể đơn vị hình trụ đến lò phản ứng sinh học hiếu khí có vỏ bọc — vì hình dạng bể, khả năng làm mát và hoàn thiện vệ sinh phải phù hợp với quá trình sinh học diễn ra bên trong.

Giải thích về quá trình lên men rượu

Lên men rượu là quá trình kỵ khí trong đó nấm men, điển hình là Saccharomyces cerevisiae , chuyển hóa đường thành ethanol và carbon dioxide. Đây là phản ứng đằng sau bia, rượu vang, rượu táo và rượu chưng cất, và nó là quá trình gắn liền nhất với các phương pháp hiện đại. bể lên men trong ngành sản xuất bia.

Sự trao đổi chất của nấm men và các sản phẩm phụ

Trong quá trình lên men rượu, tế bào nấm men chuyển hóa glucose và maltose mà không cần oxy, tạo ra ethanol, CO2 và các hợp chất thứ cấp như este và rượu bậc cao tạo nên hương vị. Kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng: men bia thường lên men giữa 18-24°C , trong khi men lager cần có nhiệt độ mát hơn 7-13°C phạm vi để tránh mất hương vị.

Vai trò của bể lên men trong sản xuất rượu

hình trụ bể lên men là tiêu chuẩn công nghiệp cho quá trình lên men rượu vì đế hình nón cho phép men và ống lạnh lắng xuống và được loại bỏ mà không cần mở bình. Vỏ lõm chính xác tuần hoàn chất làm mát glycol dọc theo thành hình nón và hình trụ, giữ nhiệt độ lên men trong một dải hẹp ngay cả khi phản ứng tỏa nhiệt tạo ra nhiệt.

Lên men axit lactic và ứng dụng công nghiệp của nó

Quá trình lên men axit lactic xảy ra khi vi khuẩn như Lactobacillus loài chuyển hóa đường thành axit lactic thay vì rượu. Con đường kỵ khí này được sử dụng để làm sữa chua, kefir, kombucha, dưa cải bắp và các loại bia chua ngày càng phổ biến.

• Yêu cầu môi trường kín, ít oxy để tránh ô nhiễm bởi nấm men hoang dã hoặc vi khuẩn axetic
• Thông thường lên men ở nhiệt độ ấm hơn, thường 30-42°C , tùy thuộc vào chủng vi khuẩn
• Lợi ích từ các bề mặt bên trong được đánh bóng như gương để ngăn chặn vi khuẩn xâm chiếm các lỗ cực nhỏ trên thành bể

Hệ thống sản xuất bia Kombucha và bể nhân giống nấm men được sử dụng cho các dự án lên men chua hoặc lên men hoang dã thường được xây dựng với lớp hoàn thiện bên trong Ra < 0,4μm , vì bề mặt mịn hơn trực tiếp làm giảm nguy cơ lây nhiễm chéo vi khuẩn không mong muốn giữa các lô.

Lên men axit axetic để sản xuất giấm

Quá trình lên men axit axetic là một hiếu khí quá trình trong đó Vi khuẩn Acetobacter vi khuẩn oxy hóa ethanol thành axit axetic, hợp chất tạo ra vị chua của giấm. Không giống như quá trình lên men rượu và axit lactic, quá trình này cần được cung cấp oxy liên tục, do đó bể lên men được sử dụng để sản xuất giấm được trang bị hệ thống sục khí hoặc thiết kế mở thay vì các bình kín hoàn toàn.

Thiết kế luồng không khí và lên men hàng đầu

Máy lên men mở phía trên cho phép luồng không khí được kiểm soát trên bề mặt chất lỏng, hỗ trợ nuôi cấy vi khuẩn đói oxy trong khi các cổng thở hợp vệ sinh và đường dẫn không có bóng giúp bảo vệ tàu khỏi các chất gây ô nhiễm trong không khí giữa các chu kỳ sản xuất.

Lên men hiếu khí (công nghiệp) để sản xuất nấm men và enzyme

Loại thứ tư, lên men hiếu khí hoặc công nghiệp, được sử dụng ngoài đồ uống. Các nhà sản xuất dược phẩm, enzyme và nhiên liệu sinh học sử dụng con đường này để phát triển sinh khối vi khuẩn, nấm hoặc nấm men trên quy mô lớn, cố tình cung cấp oxy trong suốt chu trình thay vì hạn chế nó.

Các quá trình này dựa vào thép không gỉ bể lên men được trang bị hệ thống rưới, máy khuấy và áo làm mát đa vùng, vì sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí tạo ra nhiệt trao đổi chất đáng kể cần phải loại bỏ liên tục để duy trì môi trường nuôi cấy trong phạm vi tăng trưởng tối ưu.

Cách các bể lên men hỗ trợ từng loại lên men

Bởi vì các yêu cầu về oxy, phạm vi nhiệt độ và nhu cầu vệ sinh rất khác nhau giữa bốn loại lên men nên thông số kỹ thuật của bể không bao giờ là một kích cỡ phù hợp cho tất cả. Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt của thiết bị.

Chọn thùng lên men phù hợp cho dây chuyền sản xuất của bạn

Việc chọn đúng bể lên men bắt đầu bằng việc xác định con đường nào trong bốn con đường lên men mà sản phẩm của bạn phụ thuộc, sau đó kết hợp các tính năng của bể với nhu cầu sinh học đó.

1. Xác nhận xem quy trình là hiếu khí hay kỵ khí trước khi chọn bể đơn vị kín so với thiết kế mở nắp hoặc có rưới
2. Điều chỉnh công suất làm mát phù hợp với phạm vi nhiệt độ dự kiến, vì quá trình lên men rượu và axit lactic đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt chặt chẽ
3. Ưu tiên đường dẫn vệ sinh, cổng thông hơi và bề mặt hoàn thiện có độ nhám thấp để giảm nguy cơ lây nhiễm chéo
4. Xác minh tàu được đóng theo tiêu chuẩn ASME, FDA hoặc GMP nếu sản phẩm được bán vào thị trường thực phẩm, đồ uống hoặc dược phẩm

Việc có được các thông số kỹ thuật này ngay ở giai đoạn thiết kế sẽ giúp tránh việc trang bị thêm tốn kém sau này, vì hình dạng bể lên men rất khó sửa đổi sau khi lắp đặt dây chuyền sản xuất.

Bể lên men kỹ thuật cho cả bốn loại lên men

Là nhà sản xuất bể lên men tích hợp bằng thép không gỉ, chúng tôi chế tạo các bình cho tất cả bốn loại lên men - từ máy lên men hình trụ công suất cao để lên men rượu, đến bể nhân giống nấm men và kombucha kín cho quy trình axit lactic, đến máy lên men mở hàng đầu được chế tạo cho các ứng dụng axit axetic và hiếu khí. Mỗi bình đều được thiết kế với lớp vỏ lõm chính xác, làm mát đa vùng, nội thất được đánh bóng như gương và đường dẫn vệ sinh để giữ cho mỗi quá trình lên men diễn ra ở điều kiện sinh học tối ưu.

Bởi vì nhu cầu sản xuất rất khác nhau giữa quá trình lên men kỵ khí và hiếu khí, nên chúng tôi OEM/ODM khả năng cho phép nhà sản xuất chỉ định thể tích bể, cấu hình vỏ và độ hoàn thiện bên trong cho quy trình lên men chính xác của họ thay vì điều chỉnh quy trình của họ cho phù hợp với một bình chứa thông thường.

Bài học chính

Bốn loại lên men - lên men công nghiệp có cồn, axit lactic, axit axetic và hiếu khí - mỗi nơi có nhu cầu khác nhau về tiếp xúc với oxy, kiểm soát nhiệt độ và vệ sinh tàu thuyền. Chọn các thùng lên men phù hợp với quy trình sinh học cụ thể, thay vì một thùng chứa chung một kích cỡ, là cách đáng tin cậy nhất để bảo vệ chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm ở mọi giai đoạn sản xuất.