La fermentation de la bière est un processus de changement biochimique très complexe. La boue de levure utilisée pour la production de bière est généralement stockée dans un bassin de levure et conservée dans de l'eau glacée à 0,5~2℃. Après avoir ajouté la levure au moût refroidi, la fermentation de la bière commence. Tout au long du processus de fermentation, la levure subit d'abord une respiration aérobie, puis une fermentation anaérobie. Ces deux étapes sont interconnectées et constituent ensemble un processus complexe de fermentation de la bière. Sous l'action du système enzymatique contenu dans la levure de bière, le principal changement est que le sucre fermentable du moût est fermenté et décomposé en alcool et en CO₂, et qu'une série de sous-produits de décomposition sont générés, tels que les alcools, les aldéhydes, les acides, les esters, les cétones et les sulfures. La levure, un organisme minuscule, n'est pas seulement la force motrice de la fermentation de la bière, mais aussi l'âme qui donne à la bière une saveur et un goût uniques. En maîtrisant la bonne méthode d'ajout de levure, il est possible de brasser une bière unique et de grande qualité. Cet article présente en détail les connaissances brassicoles relatives à l'ajout et à la récupération de la levure, résumées par Tiantai Beer Equipment, afin d'aider les brasseurs à mieux maîtriser cette technologie et à améliorer la qualité et le goût de la bière.
Méthode d'ajout de levure
(1) Méthode d'ajout à sec - mettre une quantité appropriée de moût refroidi dans l'inoculateur de levure, puis verser l'eau propre sur la boue de levure lavée et conservée, mesurer la quantité de levure nécessaire (0,6%~0,8%), l'ajouter à l'inoculateur, mélanger uniformément le moût et la levure, puis utiliser de l'air comprimé stérile pour envoyer la levure dans la cuve de fermentation afin de la mélanger au moût à fermenter.
(2) Méthode d'addition humide - ajouter une partie du moût à 10℃~15℃ dans l'inoculateur de levure, puis ajouter la levure nécessaire, et maintenir cette température pendant 10~12 heures pour permettre à la levure de restaurer complètement son activité. Après le bourgeonnement et la reproduction, utiliser de l'air comprimé stérile pour presser la levure dans la cuve de fermentation et la mélanger complètement avec le moût froid.
(3) Méthode de division - cette méthode est principalement utilisée pour cultiver et développer la première génération de levure lorsque l'approvisionnement en levure est insuffisant sur le site de production. La méthode est la suivante : ajouter toute la levure dans le réservoir d'élevage en une seule fois, ajouter du moût en quantité suffisante, et après 20 à 24 heures d'élevage, diviser le réservoir en deux et ajouter du moût en quantité suffisante dans chaque réservoir. La température du moût ajouté par la méthode de division doit être égale ou légèrement supérieure à la température du liquide de fermentation d'origine afin d'éviter l'inhibition de l'activité de la levure. Afin d'éviter la contamination par des bactéries étrangères, le fractionnement doit être effectué après que la levure a atteint une certaine densité [(5~10)×1000000 cellules/ml]. D'une manière générale, la méthode d'addition par voie humide est plus propice à la réduction de la période d'adaptation de la levure au début de la fermentation que la méthode d'addition par voie sèche, de sorte que la levure peut entrer plus rapidement dans la période de croissance logarithmique.
(4) Méthode d'ajout continu - la ventilation et l'ajout de levure peuvent être effectués dans un seul appareil. Afin de répartir uniformément la levure dans la cuve de fermentation, la levure doit être ajoutée de manière régulière pendant tout le processus d'entrée du moût. La quantité de levure ajoutée est contrôlée par une pompe à fréquence variable. Les paramètres suivants sont principalement contrôlés dans la production : ① Le nombre attendu de cellules de levure. ② La quantité d'air/ml de moût.
(5) Méthode additionnelle - La méthode additionnelle consiste à ajouter du moût à la cuve de fermentation qui a commencé à fermenter. En raison de l'entrée de moût frais, la levure sera immédiatement activée et la fermentation se poursuivra directement. La méthode complémentaire permet de réduire le temps de fermentation. Toutefois, il convient de noter que la température du moût supplémentaire doit être à peu près la même que celle de la bière jeune dans la fermentation, sinon la stimulation à froid de la levure ralentira ou interrompra complètement la fermentation. Les avantages de cette méthode sont les suivants : raccourcissement de la période d'adaptation de la levure et accélération de la vitesse de fermentation. La méthode d'opération spécifique est la suivante : retirer une partie de la jeune bière de la cuve de fermentation pendant la période de forte mousse et la pomper dans d'autres cuves de fermentation pour poursuivre la fermentation conventionnelle ; en même temps, pomper le moût refroidi à la même température (8,5℃) dans la cuve de fermentation pendant la période de forte mousse, et la quantité de moût dans la cuve de fermentation reste constante. Le moût non fermenté est mélangé à la jeune bière fermentée dans la cuve de fermentation pendant la période de mousse élevée, et la levure prolifère et continue à rester au stade de la prolifération. Cette méthode est souvent utilisée dans les processus de fermentation traditionnels. L'essentiel est de ventiler fortement le moût froid pour assurer la prolifération de la levure. Il convient de noter qu'une ventilation insuffisante prolonge la durée de la fermentation.
Quantité de levure ajoutée
La quantité de levure ajoutée varie en fonction de l'activité de la levure, de la concentration du moût et du processus de fermentation. En principe, elle est basée sur la capacité à démarrer rapidement la fermentation. Il n'est pas conseillé d'en ajouter trop ou pas assez. Si l'on en ajoute trop peu, la fermentation sera lente, le temps de prolifération de la levure sera prolongé, et il est facile de provoquer une infection bactérienne et de prolonger le temps de fermentation ; si l'on en ajoute trop, il est facile de provoquer la dégradation et l'autolyse de la levure, ce qui donne à la bière un goût de levure désagréable. D'une manière générale, plus la concentration du moût est élevée, plus la température de fermentation est basse, plus la production de levure est élevée et plus la quantité de levure à ajouter est importante. Selon ce principe, la quantité de levure ajoutée au moût de 10~12°P dans mon pays est généralement de 0,4%~0,6% (0,3%~0,4% pour le moût de 7~9°P, 0,5%~0,7% pour le moût de 13~15°P), et la concentration de cellules dans le moût après l'ajout de levure est de (1,5~1,8)×10^7 cellules/mL. Ces dernières années, certaines brasseries ont augmenté la quantité de levure ajoutée à 0,6%~0,8% afin d'augmenter la vitesse de fermentation, d'accélérer le renouvellement des équipements et de réduire la teneur en diacétyle de la bière, sans que cela n'entraîne de conséquences négatives.
Récupération des levures
La levure qui se dépose au fond de la cuve de fermentation peut être divisée en trois couches. La couche supérieure est principalement constituée de cellules de levure légères, principalement composées du chapeau de bulle tombé et des cellules de levure qui se déposent en dernier, mélangées à des précipités de protéines et de résine de houblon et à d'autres impuretés. Après séparation, elle peut être utilisée comme aliment pour animaux ou pour d'autres utilisations. La couche intermédiaire est la levure centrale, composée de cellules de levure fortes et fermentaires, représentant 65%~70%. Elle doit être retirée séparément et réservée au prochain lot de levure. La couleur est plus claire. La couche inférieure est constituée de cellules faibles et de cellules mortes, composées de particules qui se déposent en premier, telles que la résine de houblon, les particules coagulantes, etc., mélangées à une grande quantité d'impuretés sédimentaires, qui peuvent être utilisées comme aliments pour animaux ou jetées.
Principe de récupération :
Dans la phase finale de la fermentation en cuve conique, la boue de levure déposée au fond du cône est généralement soumise à une pression de 0,19~0,24MPa. Afin de protéger la levure, la boue de levure doit être déchargée sous pression. Si la levure est déchargée sous une pression normale, les cellules de levure seront souvent endommagées ou même rompues en raison de la chute soudaine de la pression, ce qui augmentera le taux de mortalité de la levure. En outre, en raison de la chute soudaine de la pression, une grande quantité de dioxyde de carbone dans la boue de levure s'échappe, ce qui produit une grande quantité de mousse et donne souvent à la boue de levure blanche une couleur brune. La boue de levure déchargée lorsque le sucre résiduel tombe à 3,6~3,8°P ou avant le deuxième refroidissement est la plus active. La levure récupérée doit être propre et exempte d'impuretés, exempte de bactéries étrangères à l'examen microscopique, avec des cellules nettes et une morphologie normale, et une coloration au bleu de méthylène inférieure à 5%.
Méthode de récupération des levures :
(1) Récupération manuelle - la récupération de la levure consiste généralement à décharger d'abord la levure de fond et les sédiments et à les jeter ; puis à décharger la couche intermédiaire de boue de levure de haute qualité pour la production. Après la récupération de la levure dans un réservoir de stockage de levure avec une pression de réserve de 0,1~0,15MPa, la pression du réservoir de stockage de levure est lentement réduite à la pression normale, et de l'air stérile est introduit par le fond du réservoir pour l'aération et l'agitation. La levure est stockée à 2℃~3℃ ; la couche supérieure de la levure n'est pas recyclée.
Le mode opératoire pour la récupération des levures est le suivant : 1. Nettoyer le réservoir de stockage de la levure et le raccorder au moût refroidi pour diluer la levure (ce qui représente environ 10%~20% de la suspension de levure). 2. Nettoyer et stériliser la canalisation de récupération de la levure. 3. Observez par le regard que la levure présente dans la canalisation pendant les 2~5 premières minutes est évacuée dans l'égout, puis ouvrez la vanne d'entrée pour permettre à la levure de pénétrer dans le réservoir de levure. 4. Le réservoir de levure est pressurisé avec de l'air stérile à 0,1~0,15MPa. Lorsque la levure entre dans le réservoir, la pression est maintenue en cohérence avec la pression constante du réservoir de fermentation par le biais de la vanne de régulation de pression. 5. Une fois la récupération de la levure terminée, utilisez de l'eau pour pousser la levure dans le pipeline vers le réservoir de levure. 6. Nettoyer la canalisation de récupération de la levure avec de l'eau.
(2) Utiliser une centrifugeuse pour récupérer la levure - la densité relative de la levure et du liquide de fermentation étant différente, une centrifugeuse peut être utilisée pour séparer le liquide et la levure. Il existe de nombreux types de centrifugeuses, et la centrifugeuse utilisée pour séparer la levure est généralement une centrifugeuse à disque à ouverture automatique. Cette méthode est utilisée pour maintenir la concentration de levure dans le vin au moment de le servir. Une partie du vin n'est pas centrifugée et est directement mélangée à d'autres vins centrifugés afin de maintenir la concentration de levure à (5~10)×10^6 cellules par millilitre. La levure après centrifugation est traitée dans un réservoir de stockage. Cette méthode est facile à mettre en œuvre, mais la centrifugeuse et ses équipements ne sont pas faciles à stériliser. En outre, pendant le processus de centrifugation, le vin absorbe facilement l'oxygène (0,2mg/L), la température du vin augmente de 0,4℃~0,8℃, la température de la levure s'élève à plus de 10℃, et le taux de mortalité de la levure augmente de manière significative. C'est le plus grand inconvénient de la récupération des levures par centrifugation.
Méthodes de traitement et de stockage de la levure récupérée :
Aujourd'hui, la levure est le plus souvent récupérée directement dans des cuves de récupération de la levure. La capacité de la cuve peut accueillir 2 à 3 lots de levure de la même génération. La cuve de récupération est équipée d'un agitateur et de dispositifs de refroidissement. Après la récupération de la levure, celle-ci peut être lavée ou non (les grandes boîtes de boue de levure n'ont généralement pas besoin d'être lavées. Certains procédés exigent que la levure soit lavée avec de l'eau froide propre d'une dureté appropriée pour éliminer les impuretés. Si une petite quantité de bactéries contaminantes apparaît, la levure peut être lavée à l'acide). Une fois la récupération de la levure terminée, il faut la refroidir immédiatement à une température de 5,0℃, puis la refroidir indirectement pour réduire la température à 2℃. Pendant le refroidissement, la levure est mise en circulation. À cette température, la levure est pratiquement dormante et ne se réchauffe plus. Afin de mélanger la levure de manière homogène, on peut la faire circuler une fois par jour, 5 à 10 minutes à chaque fois. Pendant le refroidissement de la levure récupérée, le réservoir de levure doit être immédiatement dépressurisé lentement pour éviter le débordement de la mousse.
Activation des levures récupérées
La levure récupérée peut être réutilisée pour l'inoculation après un simple traitement. Bien que l'opération soit pratique et commode, le dosage n'est pas facile à appréhender avec précision. En outre, au cours du processus de fermentation, la levure se trouve dans un environnement à haute pression (pression atmosphérique, pression hydraulique), anaérobie (teneur élevée en CO₂) et à haute teneur en alcool, et ses performances sont inhibées. Par conséquent, après la récupération de la levure, avant l'inoculation, il est nécessaire de prendre des mesures pour restaurer l'activité de la levure. Après la fermentation, la levure est récupérée dans un dispositif spécial d'activation. Ce dispositif a des fonctions telles que l'agitation centrale et excentrique, l'oxygénation et le dégazage, le nettoyage CIP, le refroidissement et le lavage acide de la levure.
Points techniques de l'activation des levures :
(1) Si la levure doit être utilisée dans les jours qui suivent la récupération, elle doit être refroidie immédiatement à une température de 5,0℃ et ventilée immédiatement pour éliminer le CO2 et favoriser le métabolisme de la levure.
(2) Si la levure n'est pas utilisée immédiatement après la récupération, elle doit être lentement dépressurisée et stockée à 2℃. Sinon, la performance de la levure diminuera. Une fois la levure récupérée stockée, elle doit être fermée et refroidie pendant 4 à 8 heures avant d'être inoculée, et le tuyau de circulation doit être ouvert pour faire circuler la levure pendant 10 minutes et s'arrêter pendant 50 minutes. Pendant que la levure circule, elle doit être ventilée par intermittence, en ventilant et en oxygénant pendant 10 secondes et en s'arrêtant pendant 120 secondes. Cela permet de volatiliser le CO2 et l'alcool, d'améliorer l'environnement externe de la levure, de restaurer progressivement les performances de la levure, d'entrer dans l'état de consommation d'oxygène, et la levure peut se reproduire immédiatement après l'inoculation.
(3) Une fois la levure récupérée stockée, si vous souhaitez utiliser une partie de la levure récupérée, vous pouvez faire circuler la levure pendant 30 minutes 4 heures avant l'inoculation, l'arrêter pendant 30 minutes, continuer à la refroidir, puis ajouter la partie requise de la levure directement au moût. La levure restante dans le réservoir de levure ne doit pas être conservée pendant une longue période. Il est préférable de l'inoculer dans les 15 heures, sinon la levure s'autolyse.
Avantages de l'activation des levures :
La récupération sous pression garantit la qualité de la récupération de la levure ; le dioxyde de carbone peut être fondamentalement éliminé ; la levure est activée de manière à entrer dans l'état de fermentation le plus tôt possible avant l'ajout ; la possibilité de décapage de la levure est assurée ; la qualité de la levure activée est uniforme. Une fois la levure activée, le délai après l'inoculation est réduit et le moût peut être rapidement fermenté, ce qui raccourcit le temps de fermentation, améliore le taux d'utilisation de la cuve de fermentation et augmente indirectement le rendement.
En comprenant le contenu relatif à l'ajout de levure ci-dessus, je pense que vous pourrez mieux contrôler le processus de fermentation de la bière et améliorer la qualité et le goût de la bière. Chez Tiantai, nous nous engageons toujours à vous fournir les technologies et les équipements les plus avancés et les plus pratiques.
