FERMENTAREA SECUNDAR

In timpul fermentrii secundare au loc urmtoarele transformri: continuarea fermentrii extractului fermentescibil din berea tanr; saturarea berii cu dioxid de carbon; limpezirea berii; maturarea berii.Fermentarea secundar a berii se realizeaz in dou faze mai importante: in prima faz, procesul de fermentare se face cu vasul deschis, timp de 24 ore de latrecerea berii tinere la fermentarea secundar; a doua faz a fermentrii are loc in aceleai vase, dar inchise.Dup inchidere, vasele de fermentare secundar se cupleaz la dispozitivele de siguran,care menin o anumit presiune a dioxidului de carbon in vas.Berea tanr conine aproximativ 0,2% dioxid de carbon dizolvat, in timp ce coninutul dedioxid de carbon al berii finite este de 0,350,4%. Deci, in timpul fermentrii secundare trebuie sse acumuleze in mediu o cantitate de 0,150,2% dioxid de carbon. Saturarea berii cu CO2 depindede solubilitatea acestuia in bere, solubilitate care crete cu scderea temperaturii berii i, conformlegii lui Henry, cu creterea presiunii exercitate asupra berii.In timpul fermentrii secundare are loc i limpezirea berii, ca urmare a scderii temperaturiii agitrii, produse de bulele de dioxid de carbon care provoac coagularea substanelor azotate, arinilor de hamei i a taninului, celulele de drojdie, substanele proteice i rinile de hamei(coagulate) depunandu-se pe fundul vaselor de fermentare.Fermentarea secundar are loc in vase inchise sub presiune, in incperi cu o temperaturcuprins intre 20C i + 30C, denumite pivnie de fermentare. Secia de fermentare secundar esteamplasat la un nivel inferior seciei de fermentare primar, berea tanr fiind transportat lafermentarea secundar prin cdere liber.Pivniele de depozitare se amplaseaz astzi pe mai multe nivele sub pivnia de fermentareprimar i in apropiere de secia de filtrare umplere, astfel incat s rezulte trasee cat mai scurtede bere.Pivnia de depozitare este rcit cu ajutorul unor rcitoare de aer cu saramur (RAS), sauprin evaporarea direct a agentului frigorific.Pentru fermentaia secundar se folosesc astzi dou tipuri de tancuri: metalice; din beton armat.In fabricile vechi de bere sau in cele unde nu s-a renunat la tradiie (de exemplu, Pilsen)se mai intalnesc i vase din lemn.Tancurile metalice pot fi confecionate din tabl de oel protejat in interior prin smolire,oel inoxidabil, aluminiu i aliaje ale acestuia cu manganul i magneziul. Ele prezint un grad deutilizare a spaiului de fermentare secundar de 50%.Forma tancurilor metalice este de cele mai multe ori cilindric, cu funduri bombate.Asemenea tancuri pot fi orizontale sau verticale. In afar de acestea se mai cunosc astzi itancurile de form cilindro-conic, folosite atat pentru fermentaia primar cat i pentrufermentaia secundar.La noi in ar se folosesc cel mai mult tancurile metalice orizontale i in mai mic msurtancurile din beton Tancurile sunt prevzute cu un racord de umplere-golire, cu o gur de vizitare, un aparatde siguran (pentru meninerea suprapresiunii dorite) i un robinet de luat probe.Tancurile metalice au capaciti de pan la 2000 hl, cu excepia tancurilor amplasate in aerliber. De obicei, se folosesc capaciti de 200, 400, 800 hl, capaciti egale cu cele ale linurilor defermentare.Tancurile din aluminiu nu se preteaz ins decat pan la suprapresiuni de lucru pan la oatmosfer, iar cele din oel emailat au capacitatea limitat pan la 400 hl. Din oel inoxidabil sepot construi tancuri de mare capacitate pan la 4000 hl, ins acest material este scump.Tancurile din beton prezint un grad ridicat de utilizare a spaiului de fermentaresecundar de pan la 85%. Ele sunt de form paralelipipedic, cu colurile rotunjite i suntacoperite in interior cu un strat de smoal ca i linurile de fermentaie primar. Ele se construiescodat cu cldirea, fiind dispuse pe mai multe etaje, datorit rezistenei mecanice ridicate.Asemenea tancuri sunt ins sensibile la suprapresiuni mai mari de o atmosfer i prezint pericolde infiltraii, deci pierderi in dioxid de carbon.Tancurile de fermentaie secundar sunt prevzute cu dispozitive de meninere asuprapresiunii dorite, denumite aparate de siguran (spundaparate), care au rol i de supape desiguran, asigurand securitatea tancurilor de eventualele spargeri ca urmare a dezvoltrii unorpresiuni mai mari datorit degajrii dioxidului de carbon.In ultimul timp, in locul aparatelor de siguran cu mercur se folosesc dispozitivemanometrice cu membran, de diferite tipuri, care pot fi reglate la suprapresiunea dorit.Vasul de fermentare se umple cu bere tanr pe la partea inferioar, lsandu-se un spaiuliber de 1015 cm. Legarea tancurilor la aparatul de siguran se poate face imediat sau dup circa24 ore, cand incepe degajarea unei cantiti mai mari de dioxid de carbon. In curs de 23 zile seajunge la suprapresiunea dorit, iar dioxidul de carbon rezultat din fermentaie se solubilizeaztreptat in bere.In timpul fermentrii secundare se face un control al temperaturii i a suprapresiunii dintancuri, care trebuie s fie de 0,30,4 at. Coninutul in dioxid de carbon al berii se poate determinape cale manometric sau pe cale chimic in laborator.Este necesar de asemenea s se urmreasc procesul de limpezire a berii, prin luarea uneiprobe de bere intr-un pahar de sticl i observarea limpiditii. Dac se las paharul timp de 24 ore,la fundul lui se formeaz un depozit, iar berea de deasupra trebuie s fie limpede. Acest lucrudenot o bun limpezire la fermentarea secundar. Dac la sfaritul fermentrii secundare berearmane tulbure este necesar s se depisteze cauzele acestei tulbureli.In timpul fermentrii secundare mai este necesar i determinarea gradului de fermentare, lainceput sptmanal i apoi mai rar, urmrindu-se obinerea unui grad de fermentare corespunztortipului de bere produs. La circa jumtate din perioada fermentrii secundare este necesar s se faci o degustare a berii, apreciindu-se culoarea, limpiditatea, pH-ul, gustul i spumarea, astfel incat,dac este cazul s se mai poat face coreciile necesare.Durata fermentrii secundare depinde de tipul de bere i concentraia ei in extract, decantitatea de hamei i de gradul de fermentare care trebuie realizat, cat i de temperatur.Tragerea berii la filtrare trebuie s se fac de asemenea in condiii speciale, pentru a se evitapierderile de dioxid de carbon i accesul oxigenului. La tragere se creeaz cu ajutorul aeruluicomprimat o suprapresiune mai mare de 1,01,2 at. in vas, inchizandu-se in acest scop aparatul desiguran.Din vasul de fermentare berea este trecut la o lantern de cupajare la care se pot lega dousau mai multe tancuri cu acelai sortiment de bere i astfel se poate obine o calitate mai uniform aberii care merge la filtrare. Berea este trecut la filtrare cu ajutorul unei pompe centrifugale, care are rolul de a trimiteberea la filtru la o suprapresiune constant. Pentru a se evita contaminrile este necesar splareaperiodic a lanternei de cupajare i a pompei.Sedimentul rmas in vasele de fermentare, format in cea mai mare parte din drojdii iproteine precipitate, este separat de bere cu ajutorul unui filtru-pres i apoi valorificat la furajareaanimalelor.Berea recuperat este pasteurizat i adugat in cantiti mici in bere. Dup golireacomplet, vasele se spal i se dezinfecteaz, pregtindu-se pentru un nou ciclu de fermentaresecundar.

Fermentatoare cu sistem de aerare rotativ. Elementul constructiv de baz laaceste fermentatoare il constituie dispozitivul de amestecare i aerare, care asigur o inaltintensitate a dizolvrii oxigenului cu inalt grad de dispersie a gazelor i a substraturilorinsolubile, precum i o omogenizare perfect a mediului. Dispozitivul de amestecare seexecut sub form de arbore cu unul sau mai multe randuri de palete montate pe el.Cele mai utilizate sisteme de aerare rotative sunt:- aeratorul Vogelbusch, la care aerul strbate paletele agitatorului pe ambele pri;- dispergatorul Vogelbusch, la care aerul ptrunde in mediu pe partea opusdireciei de rotire a paletelor;- inferatorul Escher Wyss sub form de disc cu perforaii periferice, asemntorcelor cu turbine, ce realizeaz 300 rot/min.

Fermentatorul Vogelbusch. Este folosit atat la fabricarea drojdiei furajere cat i adrojdiei de panificaie i se caracterizeaz prin folosirea unui sistem dinamic de aerare, carerealizeaz o dispersie fin a aerului in substrat, ceea ce permite s se lucreze cu plmezi maiconcentrate. Aceasta conduce la creterea productivitii instalaiei i la reducereaconsumului specific de aer.Sistemul de aer este format dintr-un rotor cu palete radiale (dispergator), antrenat deun motor electric prin intermediul unui reductor. Intrucat paletele au o form aerodinamicacestea se rotesc cu o vitez mai mare decat viteza lichidului din vas. Datorit acestordiferene de vitez, aerul care iese din palete se transform imediat in bule foarte fine,crescand solubilitatea oxigenului i micorand consumul specific de aer.Pentru imbuntirea efectului de dispersie a aerului, fermentatorul este prevzut ininterior cu icane dispuse pe suprafaa pereilor sau radial, care acioneaz i un sprgtor devaluri. Datorit fenomenului de cavitaie care apare la rotirea paletelor, acestea au un efectde autoaspiraie a aerului, ceea ce permite folosirea unor suflate cu contrapresiune mai micdecat in cazul aerrii statice. Pentru inlimi mai mici ale fermentatorului este posibil chiarautoaerarea fr s mai fie necesar o surs de aer comprimat. In afar de acestea, datoritieirii aerului comprimat din palete, apare i fenomenul de autopropulsie a acestora peprincipiul moritilor Segner. Antrenarea rotorului se poate face pe la partea superioar,pentru fermentatoare pan la 50-100 m3, sau pe la partea inferioar, in cazulfermentatoarelor cu capacitate de peste 100 m3.In cazul antrenrii rotorului pe la partea superioar, arborele de antrenare estetubular, servind in acelai timp i la trimiterea aerului in paletele agitatorului. Candantrenarea se face pe la partea inferioar, aerul ptrunde printr-un tub vertical, amplasat inaxul geometric al fermentatorului, care comunic la baz cu rotorul.Fermentatoarele Vogelbusch sunt, de obicei, de form cilindric, se construiesc dinoel inoxidabil, cu capacitate total intre 50-150 m3 (gradul de umplere este de 70%), iarturaia agitatorului este de 100-200 rot/min, funcie de mrimea fermentatorului i de loculde amplasare a agitatorului.Fermentatoarele moderne sunt dotate cu dispozitive de automatizare care asigurcontrolul i reglarea pH-ului, a temperaturii i a nivelului spumei, a debitului de lichid i deaer, cat i a procesului de multiplicare a drojdiei.

Fermentatorul Lefranois este folosit in special pentru producerea drojdiei furajeredin diferite materii prime ca: leii bisulfitice, hidrolizate celulozice, borhoturi i melas.El are forma unui turn, cu inlimea de 10-15 m i diametrul de 4,5-7,5 m, in care seintroduce central, pe la partea inferioar, plmad i aer comprimat, care realizeaz atatamestecarea cat i transportul plmezii, in interior, prin cilindrul difuzor spre racordul deevacuare a plmezii cu drojdie.