Care sunt cele 4 tipuri de fermentație?

Care sunt cele 4 tipuri de fermentație?

Cele patru tipuri principale de fermentație sunt fermentatie alcoolica , fermentarea acidului lactic , fermentarea acidului acetic , și fermentație aerobă (industrială). . Fiecare tip se bazează pe un microorganism și o cale metabolică diferită și fiecare necesită o construcție specială rezervoare de fermentare conceput pentru a controla temperatura, expunerea la oxigen și igiena vaselor. Producătorii de bere, vin și băuturi spirtoase depind de fermentația alcoolică; producătorii de lactate și probiotice se bazează pe fermentarea acidului lactic; producătorii de oțet folosesc fermentația cu acid acetic; iar instalațiile biotehnologice sau enzimatice folosesc fermentația aerobă pentru propagarea drojdiei și creșterea culturii celulare.

Înțelegerea acestor patru categorii ajută producătorii să aleagă cea corectă rezervoare de fermentare — de la rezervoare cilindroconice la bioreactoare aerobe cu manta — deoarece geometria rezervorului, capacitatea de răcire și finisajul sanitar trebuie să se potrivească cu procesul biologic care are loc în interior.

Fermentarea alcoolică explicată

Fermentația alcoolică este procesul anaerob în care drojdia, de obicei Saccharomyces cerevisiae , transformă zaharurile în etanol și dioxid de carbon. Aceasta este reacția din spatele berii, vinului, cidrului și băuturilor spirtoase distilate și este procesul cel mai strâns asociat cu modernul rezervoare de fermentare în industria berii.

Metabolismul drojdiei și subproduse

În timpul fermentației alcoolice, celulele de drojdie metabolizează glucoza și maltoza fără oxigen, producând etanol, CO2 și compuși secundari, cum ar fi esterii și alcoolii superiori care modelează aroma. Controlul temperaturii este critic: drojdia de bere fermentează de obicei între ele 18-24°C , în timp ce drojdia lager necesită un răcitor 7-13°C pentru a evita aromele neplăcute.

Rolul rezervoarelor de fermentație în producția de alcool

cilindroconic rezervoare de fermentare sunt standardul industrial pentru fermentația alcoolică, deoarece baza conică permite drojdiei și trubului rece să se depună și să fie îndepărtate fără a deschide vasul. Mantele de precizie cu gropițe circulă lichidul de răcire cu glicol de-a lungul pereților conurilor și cilindrilor, menținând temperatura de fermentație într-o bandă îngustă, chiar dacă reacția exotermă generează căldură.

Fermentarea acidului lactic și utilizările sale industriale

Fermentația acidului lactic are loc atunci când bacterii precum Lactobacillus speciile transformă zaharurile în acid lactic în loc de alcool. Această cale anaerobă este folosită pentru a face iaurt, chefir, kombucha, varză murată și stiluri de bere acidă din ce în ce mai populare.

• Necesită un mediu etanș și cu conținut scăzut de oxigen pentru a preveni contaminarea cu drojdia sălbatică sau bacteriile acetice
• De obicei, fermentează la temperaturi mai calde, adesea 30-42°C , în funcție de tulpina bacteriană
• Beneficiază de suprafețele interioare lustruite cu oglindă pentru a împiedica bacteriile să colonizeze gropile microscopice de pe peretele rezervorului

Sistemele de fabricare a berii Kombucha și rezervoarele de propagare a drojdiei utilizate pentru proiectele de fermentație acru sau sălbatică sunt de obicei construite cu un finisaj intern de Ra < 0,4 μm , deoarece o suprafață mai netedă reduce direct riscul de contaminare încrucișată bacteriană nedorită între loturi.

Fermentarea acidului acetic pentru producția de oțet

Fermentarea acidului acetic este o aerobic proces în care Acetobacter bacteriile oxidează etanolul în acid acetic, compusul responsabil pentru aciditatea oțetului. Spre deosebire de fermentația alcoolică și lactică, această cale are nevoie de aprovizionare continuă cu oxigen, deci rezervoare de fermentare utilizate pentru producția de oțet sunt echipate cu sisteme de aerare sau cu design deschis, mai degrabă decât cu vase complet sigilate.

Fermentatoare deschise și design pentru fluxul de aer

Fermentatoarele deschise permit fluxul de aer controlat pe suprafața lichidului, susținând cultura bacteriană avidă de oxigen, în timp ce orificiile de aerisire sanitare și canalele fără umbră mențin vasul protejat de contaminanții din aer între ciclurile de producție.

Fermentație aerobă (industrială) pentru producția de drojdie și enzime

Al patrulea tip, fermentația aerobă sau industrială, este folosit cu mult dincolo de băuturi. Producătorii de produse farmaceutice, de enzime și de biocombustibili folosesc această cale pentru a crește bacterii, ciuperci sau biomasă de drojdie la scară, furnizând în mod deliberat oxigen pe tot parcursul ciclului, mai degrabă decât să-l restrângă.

Aceste procese se bazează pe oțel inoxidabil rezervoare de fermentare echipat cu sisteme de barbotare, agitatoare și cămașă de răcire cu mai multe zone, deoarece creșterea microbiană aerobă generează căldură metabolică semnificativă care trebuie îndepărtată continuu pentru a menține cultura în intervalul optim de creștere.

Cum susțin rezervoarele de fermentație fiecare tip de fermentație

Deoarece cerințele de oxigen, intervalele de temperatură și cerințele de igienă diferă atât de mult între cele patru tipuri de fermentație, specificațiile rezervorului nu sunt niciodată unice. Tabelul de mai jos rezumă diferențele dintre echipamente.

Alegerea rezervoarelor de fermentație potrivite pentru linia dvs. de producție

Selectarea rezervorului de fermentație corect începe cu identificarea de care dintre cele patru căi de fermentație depinde produsul dvs., apoi potrivirea caracteristicilor rezervorului cu acea nevoie biologică.

1. Confirmați dacă procesul este aerob sau anaerob înainte de a selecta un rezervor etanș față de un design cu top deschis sau barbotat
2. Potriviți capacitatea de răcire la intervalul de temperatură așteptat, deoarece fermentația alcoolică și lactică necesită un control termic strict
3. Prioritizați căile sanitare, orificiile de aerisire și un finisaj cu rugozitate scăzută a suprafeței pentru a reduce riscul de contaminare încrucișată
4. Verificați că vasul este construit conform standardelor ASME, FDA sau GMP dacă produsul este vândut pe piețele alimentare, băuturilor sau farmaceutice

Obținerea corectă a acestor specificații în faza de proiectare previne modernizarea costisitoare ulterioară, deoarece geometria rezervorului de fermentație este dificil de modificat odată ce o linie de producție este instalată.

Rezervoare de fermentație de inginerie pentru toate cele patru tipuri de fermentație

În calitate de producător integrat de rezervoare de fermentație din oțel inoxidabil, fabricăm vase pentru toate cele patru categorii de fermentație - de la fermentatoare cilindroconice de mare capacitate pentru fermentația alcoolică, până la rezervoare sigilate de kombucha și de propagare a drojdiei pentru procesele de acid lactic, până la fermentatoare deschise construite pentru acid acetic și aplicații aerobe. Fiecare vas este proiectat cu cămăși de precizie cu gropițe, răcire în mai multe zone, interioare lustruite cu oglindă și canale sanitare pentru a menține fiecare cale de fermentație în starea sa biologică optimă.

Deoarece nevoile de producție variază atât de mult între fermentația anaerobă și cea aerobă, noastre OEM/ODM capabilitățile permit producătorilor să specifice volumul rezervorului, configurația mantalei și finisajul intern pentru procesul lor exact de fermentație, mai degrabă decât să își adapteze procesul la un vas generic.

Recomandări cheie

Cele patru tipuri de fermentație - alcoolic, acid lactic, acid acetic și fermentație industrială aerobă — fiecare are cerințe diferite privind expunerea la oxigen, controlul temperaturii și igiena vaselor. Alegerea rezervoarelor de fermentare care se potrivesc cu procesul biologic specific, mai degrabă decât un vas unic, este cea mai fiabilă modalitate de a proteja calitatea și consistența produsului în fiecare etapă a producției.