Piwo bezalkoholowe – na początku było to rozwiązanie awaryjne dla kierowców samochodów, z czasem stało się modnym, stylowym napojem, wpasowującym się w panujące na rynku spożywczym trendy. Dzięki technologii SIGMATEC firmy API Schmidt-Bretten powstaje piwo o zawartości alkoholu na poziomie „absolutnego zero”… 0,0% – i o doskonałym smaku.

Piwo bezalkoholowe zyskuje popularność

W ostatnich latach zarówno dostępność, jak i popularność piwa bezalkoholowego wzrasta. Współcześni konsumenci poszukują zdrowszych napojów, o czym świadczy znaczny spadek spożycia napojów gazowanych typu oranżada ze względu na dużą zawartość cukru i powiązanie z otyłością. Bardziej popularne stały się butelkowana woda i sok, zwłaszcza wśród pokolenia millennialsów, czyli ludzi młodych, urodzonych pomiędzy rokiem 1984 a 1997. Ta grupa napędza również sprzedaż piwa o zerowej lub małej zawartości alkoholu. Jak wynika z ogólnokrajowego badania przeprowadzonego w USA, dotyczącego stosowania leków/narkotyków oraz zdrowia za 2015 r., ponad 40% osób w wieku od 18 do 25 lat nie piło napoju alkoholowego w miesiącu poprzedzającym badanie. Oznacza to tylko jedno – popularność piwa bezalkoholowego rośnie, ponieważ przywołuje ono wizerunek życia ciekawszego i odważniejszego, a przy tym kreuje postawy prozdrowotne i mocniej niż napoje gazowane oraz soki wpisuje się we współczesne trendy żywieniowe. Piwo bez zawartości alkoholu odpowiada wizerunkowi społecznemu, jaki wielu ludzi ma w odniesieniu do siebie samych.

Procesy służące dealkoholizacji piwa, wina oraz cydru stosowane są od ponad 30 lat, lecz konsumenci nie zawsze akceptowali produkty bezalkoholowe. Napoje o małej zawartości alkoholu nie miały ani wysokiej jakości ani przyjemnego smaku. Jednak lepsza technologia, eksperymenty z recepturami oraz składnikami kreującymi nowe piwne smaki, pod silnym wpływem browarnictwa rzemieślniczego, zmieniły to nieprzychylne nastawienie konsumentów. Dzięki właściwej technologii usunięcie alkoholu już nie oznacza utraty smaku.

Na rynku istnieje wiele różnych technologii usuwania alkoholu z piwa metodami obróbki termicznej, takich jak: rektyfikacja próżniowa, odparowywanie poprzez suszenie, odparowywanie poprzez wirowanie, w kolumnie obrotowej lub metodami obróbki opartymi na procedurach oddzielania membranowego, np. dializy i odwróconej osmozy.

Historia marki Schmidt

API Schmidt-Bretten GmbH & Co. KG jest liderem na rynku obróbki termicznej produktów spożywczych dzięki bogatej wiedzy i doświadczeniu, nabytych przez dziesięciolecia – działalności dostarczania swoim klientom kompleksowych rozwiązań opartych na najnowszych technologiach.

Zalety procesu SIGMATEC

Opracowany przez API Schmidt-Bretten GmbH & Co. KG proces o nazwie SIGMATEC to technologia usuwania alkoholu z napojów alkoholowych, w których pojawia się on w wyniku procesu fermentacji.

Proces usuwania alkoholu gwarantuje bardzo łagodne oddzielenie alkoholu na zasadzie ciągłej rektyfikacji próżniowej. Zasadniczo zalety procesu rektyfikacji próżniowej wynikają z faktu, że instalacja pracuje w sposób ciągły i efekt rozdzielania składników piwa i alkoholu jest znacznie lepszy w stosunku do innych metod, takich jak destylacja, odwrócona osmoza, dializa itd. Korzyści ekonomiczne osiąga się poprzez włączenie do procesu kolumny rektyfikacyjnej, ponieważ jest to technicznie mniej kosztowne i sprzyja oszczędności energii w porównaniu z innymi procedurami. Jednak nie tylko efekty ekonomiczne są znaczące. W procesie rektyfikacji, w wyniku stosowania minimalnych temperatur parowania przy niskim ciśnieniu, procedura usuwania alkoholu jest bardzo łagodna i nie powoduje zmiany smaku i jakości piwa lub innego produktu poddawanego procesowi.

Badania procesu SIGMATEC przeprowadzone na Uniwersytecie Weihenstephan nie wykazały podwyższonej zawartości HMF i furfurolu, nie wykazały również zmiany barwy piwa podczas procesu. Podczas procesu SIGMATEC nie występuje wymierne obciążenie cieplne piwa.

Inne zalety:

• Usuwanie alkoholu do poziomu poniżej 0,05% vol.
• Łagodna obróbka produktu w niskiej temperaturze.
• Brak zjawisk zatężania piwa.
• Utrata zaledwie 5% na objętości partii produktu.
• Możliwość zmieszania z piwem pierwotnym.

• Odzysk związków aromatycznych.
• Praca ciągła w systemie 24 godziny na dobę, 5 dni w tygodniu, po czym instalację należy umyć w procesie CIP.
• W pełni automatyczne działanie niezależne od wydajności projektowej instalacji, nie tylko podczas produkcji, ale także podczas rozruchu i zatrzymywania instalacji.
• Niskie koszty eksploatacji.
• Uzyskane stężenie alkoholu nie przekraczające 75–80% vol. oznacza, że produkt końcowy można sprzedawać na rynku.

Zakres dostaw API Schmidt-Bretten GmbH & Co. KG obejmuje instalacje do usuwania alkoholu o wydajności od 3 hl/h do 200 hl/h.

Tryb pracy instalacji SIGMATEC

Usuwanie alkoholu z piwa następuje łagodnie pod działaniem próżni przy ciśnieniu ok. 100 mBar i rozpoczyna się etapem odgazowywania. Piwo podawane jest z miejsca magazynowania pod ciśnieniem CO₂ przez płytowy wymiennik ciepła. W wymienniku ciepła piwo jest podgrzewane na zasadzie regeneracji przez wychodzące piwo bezalkoholowe do temperatury ok. 36°C i rozpylane do zbiornika odgazowującego. Podczas rozpylania z piw uwalnia się CO₂, które następnie przechodzi bezpośrednio od etapu odgazowywania do pompy próżniowej. Za pomocą pompy próżniowej, CO₂ jest sprężany i odprowadzany na zewnątrz przez komin lub wyłapane na tym etapie piwo odgazowane przepompowuje się do pierwszej kolumny. W tej kolumnie następuje częściowe usunięcie alkoholu. Następnie piwo przepompowuje się do drugiej kolumny, gdzie następuje dokończenie procesu całkowitego usunięcia alkoholu. Maksymalna temperatura pracy instalacji wynosi ok. 46°C. Ta maksymalna temperatura osiągana jest w wyparce (piwo wychodzące). W dalszej części procesu temperatura spada do poziomu zaledwie 33°C w górnej części kolumny.

Piwo bezalkoholowe przepływa na tym etapie przez płytowy wymiennik ciepła, gdzie, za pomocą podgrzanej pary zasysanej do próżni wytwarza się energię potrzebną do utrzymania procesu usuwania alkoholu. Aby uzyskać lepszy rezultat rozdzielenia, wykorzystuje się wymianę substancji i energii. W wyparce niewielka część piwa bezalkoholowego jest uwalniana do kolumny. Pozostała część piwa bezalkoholowego jest ciągle buforowana w separatorze. W kolumnach piwo zawierające alkohol jest przenoszone w kierunku odwrotnym do unoszących się oparów piwa (destylacja z przepływem odwrotnym). Intensywna wymiana substancji w kolumnach umożliwia usunięcie alkoholu z piwa do poziomu 0,05% v/v. Unoszące się pary piwa są przenoszone z góry kolumny do skraplacza rurowego, w którym pary alkoholu ulegają skropleniu przy stężeniu ok. 30% v/v, a następnie są pompowane do zbiornika magazynowego.

Instalacja posiada opcję odzysku związków aromatycznych. W procesie odzysku związków aromatycznych, bardzo lotne związki aromatyczne, które zostały usunięte z piwa podczas procesu, można w pewnym stopniu odzyskać i zawrócić do produktu bezalkoholowego. Odzysk związków aromatycznych następuje w pompie próżniowej przy użyciu wody odgazowanej i w płuczce związków aromatycznych.

Na końcu piwo bezalkoholowe przepompowuje się przez wymiennik ciepła produktu, schładza, nasyca dwutlenkiem węgla i transportuje do wyznaczonego zbiornika magazynowego.

Optymalizacja procesu

Od początku założenia firmy przez Wilhela Schmidta w 1879 roku firma API Heat Transfer kontynuuje dobre tradycje marki Schmidt z powodzeniem zajmując pozycje lidera na rynku w dziedzinie innowacyjnych i energowydajnych urządzeń. Inżynierowie z działu projektowego firmy wciąż rozwijają i optymalizują proces SIGMATEC. Przykładowo, w nowym, dwustopniowym procesie chłodzenia 80% glikolu zastąpiono woda chłodzącą, zmniejszając tym samym koszty eksploatacji. W przypadku instalacji o wydajności 100 hl/h oszczędności wynoszą ok. 1000 kW.

30 hl/h do piwa, wina i cydru, zmontowana na ramie

Dzięki postępom w technologii sterowania operatorzy zyskują coraz większą elastyczność w pracy instalacji. Maja oni możliwość ciągłej regulacji parametrów pracy instalacji za pomocą interfejsu HMI (interfejs człowiek-maszyna) sterownika z ekranem dotykowym PLC (sterownik programowalny) w przedziale mocy od 50 do 100% bez konieczności przeprowadzenia choćby jednej czynności nastawu mechanicznego. Sterowanie za pomocą PLC z funkcja Ethernetu i wyświetlaczami danych w czasie rzeczywistym pozwala operatorom na monitorowanie parametrów i unikanie przedwczesnego mycia stacji, co wydłuża przerwy pomiędzy czynnościami mycia instalacji oraz obniża koszty energii, produktów do czyszczenia CIP, wody i przestojów.

Ponadto, automatyczne układy sterowania pozwoliły na optymalizację procedur konserwacji oraz utrzymani ruchu. Nastąpiło usprawnienie uruchomienia, mycia i wyłączenia instalacji, dzięki czemu oszczędza się setki, a nawet tysiące litrów wody w każdym cyklu mycia.

Aby dowiedzieć się więcej na temat unikalnego procesu SIGMATEC prosimy o kontakt:
E-mail: jmr@ceti.pl
www.sigmatec.eu

Artykuł jest częścią opracowania - FoodFakty NAWIGATOR  - Piwo bezalkoholowe - rynek, surowce, technologie