Papers by Krzysztof Kucharczyk
Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 2016
Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 2017
Obecnie prawie cały proces fermentacji brzeczki i dojrzewania piwa w browarach przebiega w tankof... more Obecnie prawie cały proces fermentacji brzeczki i dojrzewania piwa w browarach przebiega w tankofermentorach zwanych unitankami lub skrótowo cKT (cylindryczno-koniczny tank, rys.1). Na rysunku zaznaczone są strefy chłodnicze zlokalizowane na stożkowej i cylindrycznej części tankofermentora. Zasada tej metody polega na pionowym ustawieniu cylindrycznego zbiornika zakończonego u dołu stożkiem, w którym po fermentacji głównej osiadają drożdże. Można je usunąć bez jego opróżniania, co sprawia, że proces dojrzewania piwa przebiega w tym samym tankofermentorze, przy udziale komórek drożdży pozostających jeszcze w odfermentowanej brzeczce ]. Dr inż. Krzysztof KUchaRcZYK Prof. dr hab. inż. Tadeusz TUSZYŃSKI Krakowska Wyższa Szkoła Promocji Zdrowia w Krakowie reguLacja temperatury W procesach Fermentacji i dojrzeWania piWa W tankoFermentorze ® temperature control in processes fermentation and maturation of beer in fermentation tank ® Słowa kluczowe: tankofermentor, chłodzenie, proces fermentacji i dojrzewania. Do produkcji piwa używa się tankofermentory, tzw. tanki cylindryczno-koniczne (CKT) lub unitanki. To nowoczesne zbiorniki o różnorodnej wielkości, dostosowanej do zdolności wytwórczej browaru, które zapewniają ułatwiony przebieg procesu -wytwarzanie piwa w sterylnych warunkach. Uzyskiwanie optymalnych parametrów technologicznych wymaga zastosowania nowoczesnej techniki zwłaszcza w obszarze sterowania temperaturą. Jednym z ważnych elementów wyposażenia tenkofermentorów są instalacje chłodnicze, zapewniające właściwą temperaturę wewnątrz zbiornika. Do regulacji temperatury stosowane są zewnętrzne płaszcze chłodzące z automatycznym sterowaniem. Tankofermentory w zależności od sposobu zabudowy są odpowiednio izolowane w celu eliminacji wpływu czynników zewnętrznych na przebieg procesu technologicznego. Nowoczesna technika w połączeniu z zastosowaniem optymalnych parametrów przebiegu fermentacji i dojrzewania, stwarza możliwość wyprodukowania piwa wysokiej jakości.
Zywnosc Nauka Technologia Jakosc/Food Science Technology Quality
Podczas fermentacji alkoholowej drożdże piwowarskie syntetyzują oprócz etanolu i dwutlenku węgla ... more Podczas fermentacji alkoholowej drożdże piwowarskie syntetyzują oprócz etanolu i dwutlenku węgla szerokie spektrum różnych ubocznych produktów przemiany materii, z których większość wydzielana jest do środowiska. W różnych gatunkach piwa można stwierdzić ponad 1000 komponentów, w tym ok. 200 związków karbonylowych. Ilość i jakość produktów i metabolitów pośrednich wydzielanych z komórek ma wpływ na cechy sensoryczne gotowego piwa. Obok składników chmielu związki te nadają mu specyficzny i charakterystyczny smak oraz aromat. Jedną z grup takich związków są diketony wicynalne (VDK – vicinal diketons). To ważne składniki bukietu smakowo-zapachowego młodego piwa. W piwie wyróżnia się dwa podstawowe składniki z grupy tych diketonów: diacetyl i 2,3-pentanodion. Ich wpływ na smak i aromat piwa jest na ogół negatywny, ale uważane są za „wyznaczniki dojrzałości piwa”. W wyższych stężeniach nadają piwu słodkawy, nieczysty, czasem niewłaściwy smak, a aromat przypomina zapach masła. Powstają z ...
Przez wiele stuleci stosowano w browarach drewniane kadzie fermentacyjne i kufy do leżakowania pi... more Przez wiele stuleci stosowano w browarach drewniane kadzie fermentacyjne i kufy do leżakowania piwa. Prace nad zamkniętym tankiem cylindryczno-konicznym prowadził szwajcarski uczony dr Leopold Nathan, który w roku 1908 opatentował w Niemczech sposób fermentacji w systemie wielkozbiornikowym [10]. Dopiero po wielu latach wprowadzono automatyczny system mycia i dezynfekcji CIP (clean in place) i od tego czasu wzrosło zainteresowanie tym systemem fermentacji. Obecnie prawie cały proces fermentacji brzeczki i dojrzewania piwa w browarach przebiega w tankofermentorach zwanych unitankami lub skrótowo CKT (cylindryczno-koniczny tank, rys.1). Zasada tej metody polega na pionowym ustawieniu cylindrycznego zbiornika zakończonego u dołu Dr inż. Krzysztof KUCHARCZYK Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Prof. dr hab. inż. Tadeusz TUSZYŃSKI Krakowska Wyższa Szkoła Promocji Zdrowia w Krakowie Dr inż. Tadeusz KUCHCIAK Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Ł...
Piwo według klasycznej technologii otrzymywane jest z wody i słodu jęczmiennego z dodatkiem chmie... more Piwo według klasycznej technologii otrzymywane jest z wody i słodu jęczmiennego z dodatkiem chmielu przy udziale drożdży. Przez setki lat zmieniały się techniki jego produkcji, a w konsekwencji skład chemiczny i cechy sensoryczne. Drożdże fermentacji dolnej przystosowane są do niższych temperatur (5–15°C), a pod koniec procesu łatwiej sedymentują w dolnej strefie fermentora. Brzeczka zarówno fermentuje, jak i leżakuje w niskich temperaturach, co powoduje dłuższy proces dojrzewania i wyższą trwałość piwa [1]. W piwach górnej fermentacji występują zwykle większe ilości składników lotnych piwa i CO2, które mają istotny wpływ na cechy sensoryczne napoju [15]. Zdecydowana większość piw polskich i niemieckich warzonych jest przy udziale drożdży dolnej fermentacji, które podzielić można na kłaczkujące i pyliste. Pierwsze z nich mają większą zdolność do sedymentacji (flokulacji). Z kolei drugie, fermentują intensywniej i powodują szybsze zakończenie procesu, umożliwiając uzyskanie wysokiego...
Czech Journal of Food Sciences, 2020
Fermentation indices of a bottom-fermented lager brew from high gravity wort (15.5 °P) were analy... more Fermentation indices of a bottom-fermented lager brew from high gravity wort (15.5 °P) were analysed using the response surface methodology (RSM, Box-Behnken design). Fermentation parameters like pitching rates (6–10 mln cells mL–1), wort aeration (8–12 mg O2 mL–1), different times (4.5–13.5 h) of filling CCTs (cylindroconical fermentation tanks; 3 850 hL) and fermentation temperatures (8.5–11.5 °C) were modulated to assess their impact on the fermentation indices. Within the studied ranges of fermentation parameters the experimental factors had a significant influence (R2 for the model 73%) on alcohol content, pH (83%), extract drop (86%), FAN consumption (70%), bitterness loss (73%) and sensory analysis (71%). Based on the multiple response optimisation analysis, the values of independent factors that optimised alcohol content at the level of 6.94% (v/v), extract drop at 1.77 °P per day with maximization of FAN consumption (ca. 128 mg L–1) and pH drop to the level of 4.69 with min...
Processes, 2020
Contents of selected volatile esters and fusel alcohols and their relation to the sensory quality... more Contents of selected volatile esters and fusel alcohols and their relation to the sensory quality of a bottom-fermented lager beer fermented under high-gravity conditions (15.5 °P) were analyzed using response surface methodology (RSM, Box–Behnken design). The influence of various pitching rates (6–10 mln cells/mL), aeration levels (8–12 mgO2/mL), times (4.5–13.5 h) of filling CCTs (cylindroconical fermentation tanks; 3850 hL), and fermentation temperatures (8.5–11.5 °C) on the contents of selected esters, as well as on concentrations of amyl alcohols and on the sum of higher alcohols in beer, was determined in a commercial brewery fermentation plant. Beers produced throughout the experiments met or exceeded all criteria established for a commercial, marketed beer. Statistical analyses of the results revealed that within the studied ranges of process parameters, models with diversified significance described the concentrations of volatiles in beer. The multiple response optimization...
Czech Journal of Food Sciences, 2020
The aim of the study was to determine the effect of yeast generations on fermentation and maturat... more The aim of the study was to determine the effect of yeast generations on fermentation and maturation processes, the content of volatile compounds of beer and viability and vitality of yeast biomass on an industrial scale. The experiments with fermentation and maturation were performed in fermentation tanks. The wort was aerated with sterile air. Yeast (S. pastorianus) bottom fermentation was used in fermentation. For pitching four generations (passages) of yeast were used as follows: 1st, 2nd, 3rd and 4th generation. The processes of fermentation and maturation were carried out in the same technological conditions (temperature and pressure). During fermentation and maturation, the changes in the content of the extract, yeast growth and vitality and selected volatile compounds like esters, alcohols and carbonyl compounds were investigated. With the increase in the number of yeast generations, especially from the 2nd generation used in the fermentation process, the content of acetalde...
Journal of the Institute of Brewing, 2018
The aim of this work was to determine the impact of temperature on fermentation and maturation, a... more The aim of this work was to determine the impact of temperature on fermentation and maturation, and the volatile composition of beer and yeast viability on an industrial scale. Fermentations were conducted at 8.5, 10 and 11.5°C with maturation at À1°C. During fermentation and maturation, the changes in extract, yeast growth and esters, alcohols and carbonyl compounds were investigated. Experiments confirmed that the temperature of fermentation had a significant impact on the course of fermentation and maturation. As the wort fermentation temperature increased, the content of acetaldehyde and vicinal diketones decreased whilst the content of esters and higher alcohols increased.
Czech Journal of Food Sciences, 2018
The aim of this study was to determine the effect of yeast harvest timing on the process performa... more The aim of this study was to determine the effect of yeast harvest timing on the process performance, total yeast count and the content of volatile components in beer. The experiments were performed on an industrial scale with fermentation and maturation conducted in three fermentation tanks with a capacity of 3800 hl (cylindro-conical tanks – CCT). All processes were carried out using the same technological conditions. The worts were aerated with sterile air and yeast after the second fermentation (third generation) was added. The duration of the maturation phase and the processes of the yeast harvest were conducted at different times (1<sup>st</sup>, 4<sup>th</sup> and 6<sup>th</sup> day) after finishing the primary fermentation process. During fermentation and maturation, changes in the contents of the extract, yeast, and volatile components were investigated. These experiments showed that the use of different times during yeast harvest had a s...
Journal of the Institute of Brewing, 2017
The aim of the study was to determine the effect of the initial beer wort aeration on the process... more The aim of the study was to determine the effect of the initial beer wort aeration on the process of fermentation, maturation, content of the volatile components of beer and abundance and vitality of yeast biomass. The experiments were performed on an industrial scale, with fermentation and maturation performed in fermentation tanks with a capacity of 3800 hL. The wort was aerated with sterile air in quantities as follows: 7, 10 and 12 mg/L. During fermentation and maturation, the changes in the content of the extract, yeast growth and vitality and more importantly volatile components were investigated. The experiments showed that differentiated aeration has a significant impact on the course of fermentation and metabolic changes. With the increase in wort aeration, the content of acetaldehyde decreased and the concentration of higher alcohols increased. On the other hand, the contents of esters and vicinal diketones did not change. The level of aeration did not affect the final quality of beer.
Czech Journal of Food Sciences, 2016
The effect of wort filling time on the process of fermentation, maturation, and acetaldehyde cont... more The effect of wort filling time on the process of fermentation, maturation, and acetaldehyde content in beer was determined. The experiments were performed on an industrial scale, the fermentation and maturation took place in fermentation tanks. Three tanks were filled using three different intervals. Worts were aerated with sterile air and yeast was added after the second fermentation (third passage). During fermentation and maturation, changes in the content of the apparent extract and the amount of acetaldehyde were investigated. Experiments have shown that different filling times have a significant impact on the course of fermentation and the amount of acetaldehyde. With the increase of wort filling time, fermentation speed improved and acetaldehyde content decreased.
The effect of pitching rate on fermentation, maturation and flavour compounds of beer produced on an industrial scale
Journal of the Institute of Brewing, 2015
The aim of the study was to determine the effect of the initial number of yeast cells in the wort... more The aim of the study was to determine the effect of the initial number of yeast cells in the wort on the process of fermentation, maturation and the content of the volatile components of beer, as well as the viability and vitality of the yeast biomass. The experiments were performed on an industrial scale, with fermentation and maturation in cylindro-conical fermentation tanks with a capacity of 3800 hL. Yeast for pitching was collected after secondary fermentation (third passage) and wort pitching levels were 5 × 106, 7 × 106 and 9 × 106 cells/mL. During fermentation and maturation, the changes in the content of the extract, yeast growth, yeast vitality and selected volatile components were investigated. Experiments showed that the yeast inoculum had a significant impact on the course of the fermentation and metabolic changes. With increasing numbers of cells introduced into the wort, the content of the esters and fusel alcohols increased, while the acetaldehyde concentration decreased. These changes affected the final quality of the beer. Copyright © 2015 The Institute of Brewing & Distilling
Foods, 2020
The levels of selected volatile components that affected the sensory properties of a lager beer w... more The levels of selected volatile components that affected the sensory properties of a lager beer were optimized under high-gravity brewing conditions (15.5 °P) in an industrial plant. The influence of different pitching rates (6–10 million cells/mL), aeration levels (8–12 mg/L), times (4.5–13.5 h) of filling CCTs (cylindroconical tanks, 3850 hl), and fermentation temperatures (8.5–11.5 °C) on the contents of acetaldehyde, diacetyl, acetone, 2,3-pentanedion, dimethyl sulfide (DMS), and on the sensory properties of beer were investigated. Response surface methodology (RSM, Box–Behnken design) was used to research the possibilities for optimizing the concentration of selected volatile components and sensory properties of bottom-fermented lager beers. Statistical analyses of the results showed that the experimental factors had a significant influence (R-squared for the original model with no significant lack-of-fit) on some of the volatile components. Based on the Multiple Response Optim...
Uploads
Papers by Krzysztof Kucharczyk