Šī tehnoloģija radīs revolūciju alus ražošanā

Runājot par alu, daudzi lasītāji zinās, kāds varens produkts var būt dzintara nektārs un kāpēc zinātnes progresa spēki ir jākoncentrē uz tā pastāvīgu pilnveidošanu.

Gadu gaitā ir bijuši daudzi sasniegumi mūsu izpratnē par fermentācijas bioķīmiju. Bet pamata alus gatavošanas process nav mainījies simtiem, ja ne tūkstošiem gadu. Ir skaidrs, ka alus darītavu zinātnē ir maz un tālu starp satriecošiem sasniegumiem.

Tāpēc Lorenco Albanese un dažu draugu darbs Biometeoroloģijas institūtā Florencē, Itālijā, ir tik nozīmīgs. Šie uzticīgie cilvēki ir izgudrojuši pilnīgi jaunu alus darīšanas procesu, kas krasi maina tā procesa ķīmiju, inženieriju un ietekmi uz vidi, kurā tiek ražots debesu alus.

Tātad, ko viņi ir izdarījuši? Slepenā mērce viņu jaunajā metodē ir kavitācija, mazu tvaiku burbuļu veidošanās šķidrumā un to sekojošā sabrukšana. To parasti veic, samazinot spiedienu šķidrumā, lai tas uzvārās, un pēc tam to atkal palielinot, lai tvaiki kondensētos.

Kavitāciju var radīt rotējošs lāpstiņritenis, kas rada zemu spiedienu tā ātri kustīgajos galos. Patiešām, kavitācija bieži vien ir nevēlams kuģu un zemūdeņu dzenskrūvju blakusprodukts, jo īpaši tāpēc, ka burbuļu taka un tās radītais troksnis var izmainīt zemūdenes atrašanās vietu.

Kavitācija ir ārkārtējs process. Viena no šiem mazajiem burbuļiem strauja sabrukšana var radīt temperatūru vairāk nekā 1000 kelvinu un radīt spiedienu, kas aptuveni 5000 reižu pārsniedz atmosfēras spiedienu. Šie apstākļi krasi maina fizikālo un ķīmisko vidi ūdenī. Albānieši un draugi ir veikuši plašus eksperimentus, lai noskaidrotu, kā tas ietekmē alus pagatavošanas procesu.

Šajā procesā tiek izmantotas iesala, apiņu, rauga un ūdens pamatsastāvdaļas, un tas vienmēr ir bijis salīdzinoši vienkāršs. Tas notiek četros posmos. Pirmais ir izveidot cukurotu šķidrumu, ko sauc par misu, kurā iesala miežu ciete tiek pārvērsta vienkāršākos cukuros, kas ir fermentējami.

Otrajā posmā misu notecina un iesala miežus mazgā, lai ekstrahētu pēc iespējas vairāk raudzējamo cukuru; šo procesu sauc par izsmidzināšanu.

Pēc tam misu apmēram stundu vāra, lai noņemtu ūdeni un koncentrētu cukuru. Vārīšana iznīcina arī visus fermentus, kas iesaistīti cietes pārvēršanā cukurā, un izvāra gaistošas ​​ķīmiskās vielas, kas var sabojāt maisījumu, īpaši nepatīkamas garšas dimetilsulfīdu. Apiņu pievienošana šajā posmā piešķir maisījumam raksturīgās garšas.

Visbeidzot, maisījumu atdzesē un pievieno raugu, lai sāktu fermentācijas procesu, kas parasti ilgst vairākas dienas. Tas pārvērš cukurus spirtā, radot alu, ko pēc tam var iepildīt pudelēs.

Protams, velns slēpjas detaļās. Iesala mieži ir iepriekš jāsasmalcina, lai palielinātu to virsmas laukumu. Misa jātur noteiktā temperatūrā — parasti no 50 līdz 78 °C —, lai palīdzētu fermentiem noārdīt cieti.

Apvienojumā ar vārīšanu tas ir energoietilpīgs process. Lai pagatavotu 100 litrus alus, nepieciešams aptuveni 32 kilovatstundas. (Salīdzinājumam, televizors ar nominālo 100 vatu jaudu, kas atstāts ieslēgts 10 stundas, izmanto vienu kilovatstundu.)

Tātad, kā kavitācija to visu maina? Lai to noskaidrotu, Albanese un co ir izveidojuši pilnīgi jauna veida alus darīšanas iekārtu, kas rada kavitāciju misā. Pēc tam viņi dažādos apstākļos veica virkni alus darīšanas eksperimentu, lai izpētītu iespējamās priekšrocības un trūkumus, ko rada kavitācija.

Rezultāti rada interesantu lasīšanu. Pirmā priekšrocība ir tāda, ka kavitācijas rezultātā tiek iegūti iesala mieži, tādējādi novēršot nepieciešamību tos iepriekš samalt. Iesala sausā malšana ar jauno iekārtu kļūst nenozīmīga, jo kavitācijas procesā iesals dažu minūšu laikā tiek saberzts līdz mazākam par 100 µm, saka Albanese un co. Tas arī palielina izlietotā iesala bioloģisko noārdīšanos, kas ir alus ražošanas procesa atkritumi.

Kavitācija arī palielina ātrumu, ar kādu ciete no pulverveida iesala miežiem nonāk misā. Šis process ir tik efektīvs, ka procesa beigās iesalā paliek maz cietes.

Tam ir būtiskas sekas. Tas nozīmē, ka izsmidzināšanas process — iesala mazgāšana, lai noņemtu iesprostoto cukuru un cieti — kļūst pilnīgi nevajadzīgs.

Ja ciete tiek atbrīvota efektīvāk, cietes pārvēršana vienkāršākos cukuros var notikt zemākā temperatūrā. To fermentu aktivācijas temperatūra, kuru mērķis ir pārveidot cieti vienkāršos cukuros un aminoskābēs, samazinās par aptuveni 35 °C, saīsinot saharifikācijai nepieciešamo laiku, norāda komanda.

Kavitācija arī palīdz uzlabot ķīmisko procesu efektivitāti, kas parasti notiek misas un apiņu maisījuma parastās vārīšanas laikā. Kavitācija izraisa nepatīkamu gaistošu gāzu ātru degazēšanu, denaturē misā esošos fermentus un ļauj viegli sajaukties apiņu aromātiem. Tas padara vārīšanu pilnīgi nevajadzīgu. Patiešām, viss šis process var notikt aptuveni 78 °C temperatūrā, piemēram, albāņu u.c.

Tas viss nozīmē ievērojamu enerģijas ietaupījumu. Komanda saka, ka jaunajā alus pagatavošanas procesā uz 100 litriem tika izmantotas tikai 24 kilovatstundas, kas ir par aptuveni 30 procentiem mazāk nekā kontroles eksperimentā, ko viņi arī veica. Un tas ir pirms procesa optimizēšanas, lai novērstu nevajadzīgu siltuma izkliedi.

Tomēr viena lieta, ko komanda neņem vērā, ir kavitācijas radīšanai nepieciešamā aprīkojuma un ar to saistītās apkopes izmaksas. Kavitācija ir ļoti kaitīga. Spiediens un temperatūra, ko tas rada, saēd cietāko tēraudu. Tas, kā tas ietekmētu izmaksas, nav skaidrs, taču tas noteikti ir jāņem vērā.

Protams, galvenais pārbaudījums ir pats produkts. Pārbaužu sērijā šī drosmīgā komanda saka, ka iegūtais alus ir tikpat labs kā tradicionāli ražotais. Tas ir kaut kas, kas būs neatkarīgi jāpārbauda pašaizliedzīgiem indivīdiem, kuri zinātnes vārdā vēlas nolikt malā savas intereses.

Ja objektīvi novērotāji piekrīt, ka iegūtais alus ir labs, šķiet, ka kavitācijai būs liela ietekme uz alus darīšanas nozari. Patiešām, tā var izrādīties viena no lielākajām izmaiņām alus darīšanas tehnoloģijā pēdējo gadu desmitu, ja ne gadsimtu laikā.

Atsauce: arxiv.org/abs/1609.06629 : jauns alus pagatavošanas process, izmantojot kontrolētu hidrodinamisko kavitāciju

paslēpties