Kvasný priemysel

Klasickými výrobkami kvasného priemyslu sú pivo, etanol, víno, destiláty ovocných alebo iných cukornatých štiav a ocot. V súčastnosti patria do tohto odvetvia aj výrobky ako kyselina citrónová, maslová, mliečna a niektoré alkoholy a ketóny, butanol, glycerol a acetón. Medzi kvasné výrobky možno zaradiť aj penicilín alebo podobných antibiotík. Pre kvasný priemysel je charakteristické využitie enzýmov ako biochemických katalyzátorov. Enzýmy sú vysokomolekulové organické dusíkaté látky vytvorené živými bunkami. Katalyzujú rozklad zložitých org. látok na jednoduchšie. Ich účinnosť je závislá od teploty a pH prostredia. Pracujú v slabo kyslom prostredí. Klasický kvasný priemysel ale používa na produkciu enzýmov mikroorganizmy:
- kvasinky – katalyzujú rozklad cukrov na etanol a CO2 – anaeróbny proces
- baktérie – katalyzátory kvasenia – octového, mliečneho a maslového
- plesne – výroba syrov a antibiotík

Výroba piva:

Pivo je neúplne dokvasený alkoholický nápoj vyrobený zo sladu, chmeľu a vody a okrem alkoholu a CO2 obsahuje výživné látky – extrakt.
- S l a d sa vyrába zo sladovníckeho jačmeňa v sladovniach – niekoľko hodín sa namáča, kým napučí a zmäkne až obsahuje 40 – 45% vody. Sladovanie sa uskutočňuje len na mlate, tepelne izolovanej, ale vetranej miestnosti /pri 10–12° C/
Sladovaním sa hydrolyticky menia škrobové zrná pomocou enzýmov /amylázy/ na nižšie cukry, t.j. cez dextríny na maltózu až glukózu. Po sladovaní, kedy jačmeň klíči pomaly a škrob hydrolyzuje, sa klíčenie ukončí sušením v teplovzdušných sušiarňach. Suché korienky a klíčky sa mechanicky lámu v rotujúcich bubnoch. V pivovare sa slad šrotuje tak, aby šupa zostala celá. Tá potom tvorí hlavnú časť filtračnej vrstvy v sceďovacej kadi. Sladový šrot putuje do varne. Tu sú 4 typy kotlov – kadí:
- vystieracia kaďa – tu sa dávkuje šrot v voda
- rmutovací kotol – spolu s vystieraciou kaďou dokončujú hydrolitycké scukornatenie škrobu a vylúhujú zo sladu cukry a dextríny.
- sceďovacia kaďa – z plievok a varom zrážaných bielkovín sa vytvorí filter cez ktorý sa sladina – sladký roztok filtruje
- sladinový kotol – sladina sa varí s chmeľom, ten sa pridáva sušený alebo ako extrakt. Dodáva pivu horkú chuť svojimi horčinami a živinami
Zo vzniknutej m l a d i n y sa filtráciou odstraňujú horúce kaly a potom sa rýchlo ochladí na 6°C. Kvasenie sa uskutočňuje v miestnostiach nazývané spliky v kvasných otvorených kadiach.

Do vychladnutej mladiny sa pridávajú čisté kultúry pivovarníckych kvasiniek. Pri asi 6°C trvá základné kvasenie 6-12 dní. Mladé nedokvasené pivo sa stáča do uzavretých ležiackych tankov, kde sa počas niekoľko týždňov dokvasuje. Vzniká CO2, ktorý tvorí mierny pretlak, pod ktorým sa pivo dosycuje. Ležiakové pivo sa filtruje a pod tlakom plní do nádob.

STUPNE PIVA sa určujú pri sladine. Je to obsah extraktu v sladine v %.

Výroba etylalkoholu

Suroviny:
- Najčastejšie sa vyrába kvasením zriedenej a okyslenej melasy. - Inou surovinou je enzymaticky scukornatená zemiaková zápara.
A. M e l a s a :
Melasa je ako odpad z cukrovaru pre liehovar výhodná. Liehovarnícke kvasinky v nej môžu vegetovať pre vysoký obsah bielkovín a iných živných látok. Pri kvasení katalyzujú enzýmy kvasiniek premenu cukru na etylalkohol a CO2. Konc. etanolu môže teoreticky dosiahnuť až 14%, ale pri tejto koncentrácii kvasenie prestáva a kvasinky odumierajú. Preto sa melasa riedi tak, aby po premene všetkého cukru na etanol neobsahoval roztok viac ako 10% etanolu.
Okyslením pred kvasením sa podporí hydrolýza sacharózy a z roztoku sa odstraňujú nežiadúce mikroorg. Kvasenie sa uskutočňuje v uzavretých kadiach pomocou liehovarníckych kvasiniek, účinných pri 27-28°C. CO2 odchádzajúci z kvasných kadí je pri tejto t dostatočne nasýtený parami etanolu. Preto sa plyny a pary, nechajú prejsť cez kolónu s aktív. Uhlím kde sa etanol absorbuje. Ak je akt. Uhlie nasýtené parami regeneruje sa vodnou parou. Kondenzáciu regenerátu vzniká z r i e d e n ý roztok etanolu. Po skvasení sa zo zápary odstredia kvasinky a destiluje sa v kolóne. Najkoncentrovanejší d e s t i l á t je azeotropická zmes etanolu a H2O. Pri kvasení vzniká viac vedľajších produktov, napr.: acetaldehyd, octan etylnatý, alkoholy C3 – C5 , Preto sa destil. rozdeľovanie tejto zmesi robí vo vysoko účinných rektifikačných kolónach
- Bezvodý lieh sa tech. vyrába z azeotropickej zmesi etanol – voda, ku ktorej sa pridáva tretia zložka benzén. Pri destilácii vzniká nízkovriaca ternárna zmes alkohol – benzén voda, zvyšný benzén sa vydestiluje s alkoholom v podobe binárnej zmesi a zvyšok tvorí bezvodý lieh
B. Z e m i a k y :
Používajú sa tie kt., majú vysoký obsah škrobu alebo znehodnotené /namrznuté/.Po rozvarení v tlakovom kotle musí kaša scukornatieť v zaparovacej kadi pomocou suspenzie sladového šrotu vo vode. Slad svojimi hydrolytickými enzýmami premení pri zvýšenej t škrob na skvasiteľné nižšie cukry. Zápara sa skvasuje a destiluje sa lieh ako pri melase.

Pri tejto výrobe sa používajú zneutralizované sulfitové výluhy z celulózok.