Hielscher ultraljud teknik

Ultraljud mältning och malt grobarhet

 

  • Malting är en tids krävande process: blöt läggning och hydrering av spannmål frön tar mycket tid och uppnår mesta dels ojämna resultat.
  • Genom ultraljud, grobarheten hastighet, hastighet och avkastning av korn kan förbättras avsevärt.

 

 

Malt produktion

Malt/mältat spannmål används ofta för att göra öl, whisky, mältat shakes, malt vinäger, samt livsmedelstillsats. Under malnings processen dränks den torkade kornet (t. ex. korn) i vatten för att starta grobarheten. Under grobarheten frigörs befintliga enzymer, nya enzymer produceras, och endosperscellväggarna bryts för att frigöra deras cell innehåll samt för att bryta ner en del av det lagrade proteinet till aminosyror. När en viss grobarhet har uppnåtts stoppas grobarheten av en torknings process. Genom att maltkorn, enzymer – det vill säga α-amylas och β-amylas – som krävs för att modifiera spannmålens stärkelse till socker utvecklas. De olika typerna av socker inkluderar monosackarid glukos, disackarid maltos, trisaccharide Maltotriose, och högre socker arter som kallas maltodextriner. Den stöpning och grobarhet av spannmål är ganska tids krävande, med tanke på att stöpning tar 1-2 dagar och grobarheten tar ytterligare 4-6 dagar. Detta gör malt produktionen tids krävande och dyrt.

Ultraljudsbehandling förbättrar grobarheten kapacitet

Germinating korn

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultrasonically förbättrat Malting

Lösningen: ultraljudsbehandling

  • Ultraljudsbehandling förbättrar grobarheten kapacitet och hastighet korn korn.

Effekterna av ultraljud:

  • Snabbare och bättre blöt läggning
  • Snabbare grobarhet
  • Mer fullständig grobarhet
  • Aktivering av enzymer
  • Högre Extraktionsfrekvens
  • Hög kvalitet malt

Dessa ultraljud initierade effekter orsakas av en förbättrad enzymatisk aktivitet och mikro sprickor induceras av ultraljud kavitation på fröet. Korn fibrerna kan absorbera mer vatten på kortare tid, vilket leder till en signifikant förbättrad hydrering av fröna. En snabb återfuktning och till och med grobarhet är viktiga för en god malnings kvalitet, eftersom ungersfrön är benägna till bakterie-och svamp skador.
Malting är en komplicerad process som involverar många enzymer; viktiga är α-amylas, β-amylas, α-glukosidas, och begränsa dextrin. Under mältning genomgår korn en ofullständig naturlig grobarhet process som innebär en rad enzym degraderingar av korn kärna Endosperm. Som ett resultat av detta enzym nedbrytning bryts endosperscellväggarna ned, och stärkelsegranulat frigörs från matrisen för de endospermier i vilka de är inbäddade. Ultraljud aktiverar enzymer och förbättrar utvinning hastighet av intracellulära material, e.g. stärkelse, proteiner. Arabinoxylan molekyler tenderar att bilda makro molekyl ära aggregat i de utspädda polysackorat lösningar. Ultrasonication hjälper till att minska aggregaten av polysackarider effektivt. Genom nedbrytning av polysackastin stärkelse, fermentabel kolhydrater produceras. Sådana kolhydrater omvandlas till alkohol i jäsnings steget av öl tillverkning.

Alla dessa ultraljud effekter på den bio-kemiska processer under malning resultera i en kortare grobarhet tid och en högre grobarhet hastighet/avkastning. Förkorta grobarheten resulterar i betydande kommersiella fördelar för maltnings-och bryggnings industrin.

Yaldagard et al. (2008) har visat att Ultrasonics “har potential att användas i malnings processer som en metod för att behandla frön för att minska grobarheten och förbättra procent andelen av den totala grobarheten.”

Yaldagard et al. 2008 undersökt ultraljud förbättrad grobarheten av korn frön.

Snabbare grobarhet av ultraljudsbehandling

Ultraljud korn utsäde priming Protocol

Material
Kornfrön Auktor (9% fukthalt, inlagrade vid rums temperatur i 3 månader efter skörd)
Ultrasonic enhet UP200H (200W, 24kHz) utrustad med sonotrode S3 (radiell form, 3mm diameter, Max nedsänkning djup 90mm)

Protokollet:
Spetsen på hornet var nedsänkt ca 9 mm i processen lösning som består av vatten och korn frön. Alla experiment utfördes på prover (10 g korn frön) spridda i 80 mL kran vatten med direkt ultraljudsbehandling (sond system) vid en effekt ingång på 20, 60, och 100%, med ytterligare agitation eller skakningar. Detta var anställd för att undvika stående vågor eller bildandet av solida fria regioner för en enhetlig fördelning av ultraljud vågor. Ultraljud enheten var inställd på pulsering läge, med hjälp av en tull cykel kontroll, för att minska bildandet av fria radikaler. Cykeln sattes på 50% för alla experiment. Lösningen behandlades vid en konstant temperatur på 30 ° c för 5, 10 och 15 min. [Yaldagard et al. 2008]

Resultat:
Ultraljuds behandlingarna resulterar i högre återfuktning och snabbare grobarhet på kortare tid.
Den högsta frö grobarheten (cirka 100%) registrerades vid 100% effekt inställning. För frön sonicated för 5, 10, och 15 min vid full effekt (100% effekt inställning av anordningen), grobarheten höjdes från ~ 93,3% (icke-sonicated frön) till 97,2%, 98% och 99,4%, respectively. Dessa resultat kan hänföras till mekaniska effekter på grund av ultraljud inducerad kavitation ökar vatten upptaget av cell väggarna. Ultraljudsbehandling förbättrar Mass överföring och underlättar inträngning av vatten genom cell väggen i cell interiör. Kollapsen av kavitation bubblor nära cell väggarna stör cell strukturen och möjliggöra en bra Mass överföring på grund av ultraljud flytande jets.
Metoden reducerade avsevärt den tid som krävs för att initiera grobarheten av frön. Hår rötterna verkade snabbare i de behandlade proverna och växte rikligt i jämförelse med icke-sonicated frön. Vid användning av korn behandlas som ovan, grobarheten perioden för kortas till 4 till 5 dagar (beroende på ultraljud makt och exponerings tid) från den vanliga 7 dagar. Dessutom sjönk den genomsnittliga grobarheten tiden från 6,66 dagar för 20% effekt inställningen till 4,04 dagar för ultraljud effekt inställningen av 100% efter en handläggnings tid på 15 min. Analysen av de resulterande data visar att omfattningen av grobarheten och den genomsnittliga grobarheten tid påverkades avsevärt av de olika ultraljud effekt inställningar under grobarheten testet. Alla experiment resulterade i ökad grobarhet av Kornfrön jämfört med icke-sonicated kontroll (Fig. 1). Maximal genomsnittlig grobarhet tid registrerades för 20% effekt inställning och minsta genomsnittliga grobarheten tid registrerades för 100% effekt inställning (Fig. 2).

Högre avkastning genom ultraljud malning.

Högre grobarhet hastighet och avkastning med ultraljud

Ultraljudsbehandling är också visat sig förbättra frö grobarheten av kikärter, vete, tomat, peppar, morot, rädisor, majs, ris, vattenmelon, sol ros och många andra.

Ultraljud utrustning

Hielscher Ultrasonics levererar pålitlig hög effekt ultrasonicators för Lab, bänk och industriell användning. För utsäde priming och malning i en kommersiell skala, rekommenderar vi dig våra industriella ultraljud system såsom UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10 kW) eller UIP16000 (16kW). gren rör flöde-cell reaktorer och tillbehör kompletterar vårt sortiment. Alla Hielscher system är extremt robust och byggd för 24/7 drift.
För att testa och optimera ultraljud utsäde priming och grobarhet, erbjuder vi dig möjligheten att besöka vår fullt utrustade ultraljud process Lab och tekniskt centrum!
Kontakta oss idag! Vi är glada att diskutera er process med er!

Den UIP

UIP1000hdT

Förbättrad grobarhet genom
Ultrasonics

  • Accelererad grobarhet
  • högre utbyte

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Litteratur / Referenser



Fakta om korn & Malt

Malting processen

I malning spannmål gror och det handlar om tre steg: stöpning, grobarhet och kilning. Under stöpning tillsätts vatten till de korn som aktiverar enzymerna. Den konventionella stöpning tar 1-2 dagar. Efter 1-2 dagar har korn kornen nått en vatten halt på 40-45%. Vid denna punkt, är kornet bort från stöpning vatten och grobarheten börjar.
Under grobarheten bildas flera enzymer eller aktive ras, som senare i mosa processen är nödvändiga. β-glukaner bryts ned av endo-β-1, 4-glukanas och endo-β-1, 3-glukanas. Endo-β-1, 4-glukanas finns redan i korn, men endo-β-1, 3-glukanas är endast närvarande i malt. Eftersom β-glukaner är gel formning och därmed kan jaga problem i filtrering, är ett högt innehåll av β-glukanas och ett lågt innehåll av β-glukan önskvärt i malt. Stärkelsehalten minskar och sockerhalten ökar under grobarheten och stärkelsen bryts ned av α-amylas och β-amylas. Det finns ingen α-amylas närvarande i korn; den framställs under grobarheten, medan β-amylas redan finns i korn. Proteiner bryts också ned under grobarheten. Peptidases försämra 35 – 40% av proteinerna i lösligt material. Efter 5 till 6 dagar grobarheten är klar och dess livs processer inaktive ras av kilning. I rökningen skedde vattnet avlägsnas genom att passera varmluft genom malt. Detta stoppar grobarheten och modifieringarna, och istället bildas färg och arom föreningar av Maillards reaktioner.

Enzymer i Malting & Bryggnings process

De viktigaste enzymerna för hydrolys av stärkelse i korn är α-amylas och β-amylas enzymer som katalyserar hydrolys av stärkelse till socker. Amylas försämrar polysackarider, nämligen stärkelse, till maltos. β-amylas förekommer i inaktiv form före grobarheten, medan α-amylas och proteaser uppträder när grobarheten har påbörjats. Eftersom α-amylas kan agera var som helst på substratet tenderar det att vara snabbare än β-amylas. β-amylas katalyserar hydrolys av den andra α-1, 4 glykosidic bindningen och klyver två glukos enheter/maltos på en gång.
Andra enzymer, såsom proteaser, bryta ner proteiner i säden i former som kan användas av jäst. Beroende på när malnings processen stoppas, får man ett önskat stärkelse/enzym förhållande och delvis omvandlad stärkelse till jätbara socker arter. Malt innehåller också små mängder av annat socker, såsom sackaros och fruktos, som inte är produkter av stärkelse modifiering men som redan fanns i säden. Ytterligare omvandling till fermentabel socker uppnås under mosa processen.

Stärkelse hydrolys

Under den enzymatiska hydrolys, enzymer katalysera försockringen processen vilket innebär att kolhydraterna (stärkelse) bryts in i dess komponent socker molekyler. Genom hydrolys omvandlas energi resursen (stärkelse) till socker arter som förbrukas av grodden för odling.

Proteiner i korn

Korn har en protein halt på 8 till 15%. Korn proteiner bidrar i huvudsak till kvaliteten på malt och öl. Lösliga proteiner är viktiga för öl huvudet retention och stabilitet.

Arabinoxylaner och β-glukan i korn

Arabinoxylans och β-glukan är lösliga kost fibrer. Malt extrakt kan innehålla höga halter av arabinoxylans som kan orsaka svårigheter under filtreringen eftersom viskösa extrakt kan avsevärt försämra prestandan hos bryggnings processerna. För bryggningen kan ett högt innehåll av β-glukan i korn leda till otillräcklig nedbrytning av cell väggarna, vilket i sin tur hindrar diffusion av enzymer, grobarhet, och mobilisering av kärn reserver, och därmed minskar malt extrakt. Resterande β-glukan kan också leda till mycket trög flytande Wort, vilket ger upphov till ett filtrerings problem i bryggeriet, och det kan delta i mognads lagring av öl, orsakar Chill Haze. Arabinoxylans finns i cell väggarna av korn, havre, vete, råg, majs, ris, sorghum, och hirs. Den extraherbarhet av både arabinoxylans och β-glukan ökas signifikant av ultraljudsbehandling.

Antioxidanter i korn

Korn innehåller mer än 50 proantocyanidiner inklusive oligomeriska och polymera flavan-3-OL, catechin, och gallocatechin. Dimeric proantocyanin B3 och Procyanidin B3 är de vanligast förekommande i korn.
Antioxidanter är kända för sin förmåga att fördröja eller förhindra oxidations reaktioner och syre fria radikaler reaktioner, vilket gör dem viktiga i malning och bryggnings processen. Antioxidanter (t. ex. sulfiter, formaldehyd, askorbat) används som tillsatser i bryggnings processen för att förbättra ölsmaken stabilitet. Omkring 80% av fenolföreningar i öl kommer från kornmalt.