Come le soffianti per la fermentazione supportano la produzione di lievito

Quando il lievito ha bisogno di ossigeno per crescere forte e rimanere attivo, una fornitura costante di aria pulita a bassa pressione diventa parte integrante del processo stesso. In questo senso, l'aria non è solo un'utilità di sfondo. È una delle componenti che contribuiscono al buon funzionamento del processo.

Questo è importante perché il lievito viene utilizzato in prodotti ben conosciuti, come pane, birra e vino, ed è anche coltivato industrialmente per un ulteriore impiego nei processi alimentari e delle bevande. Nelle applicazioni focalizzate sul lievito, il flusso d'aria deve essere stabile, affidabile e pulito. Se non lo è, il processo può rapidamente diventare meno efficiente e meno prevedibile. 

Fermentazione è un processo biologico naturale in cui i microrganismi trasformano gli zuccheri in altre sostanze.

I lieviti si trovano naturalmente in molti luoghi, specialmente sulle superfici delle piante e in ambienti zuccherini come il nettare di fiori e frutti. Tra le molte varietà di lievito, ceppi selezionati della famiglia Saccharomyces cerevisiae sono i più conosciuti nella produzione di alimenti e nella produzione di bevande. Questi ceppi sono ampiamente utilizzati nella panificazione, nella produzione di birra e vino perché sono affidabili ed efficienti. Una cellula di lievito può fermentare circa il proprio peso di glucosio all'ora, il che spiega perché il lievito è così prezioso nella produzione industriale.

Le soffianti per fermentazione forniscono un flusso costante di aria a bassa pressione dove è necessario l'ossigeno per la crescita del lievito. Nei processi industriali del lievito, questa aria aiuta a mantenere il giusto livello di ossigeno, supporta condizioni stabili nel serbatoio e contribuisce a mantenere il processo in movimento in modo controllato.

Nella produzione di lievito, l'aria deve essere fornita con pressione e flusso costanti affinché l'ossigeno raggiunga il lievito in modo affidabile. Se l'erogazione dell'aria viene interrotta, l'effetto può essere serio: la qualità del prodotto può risentirne, le fasi successive del processo possono essere compromesse e può verificarsi una perdita di prodotto.

L'aria di fermentazione non è un servizio ausiliario di poco conto. È una delle parti del processo che richiede più energia. La fermentazione del lievito può utilizzare il 45-55% dell'energia totale di un impianto. Questo rende la scelta del soffiatore importante non solo per le prestazioni del processo, ma anche per la gestione dell'uso dell'energia e dei costi nel tempo.

Un sistema di propagazione del lievito è il luogo in cui l'aria svolge alcune delle sue funzioni più importanti. Questa è la fase in cui una coltura di lievito più piccola viene sviluppata in una più grande e più forte sotto condizioni controllate. Poiché l'obiettivo è la crescita attiva, la domanda di ossigeno è elevata e il processo dipende da un apporto continuo di aria a bassa pressione.

Una fornitura d'aria affidabile è fondamentale durante questa fase. L'aria deve essere fornita alla giusta pressione e portata senza interruzioni, affinché l'ossigeno raggiunga il lievito in modo costante. Se il flusso d'aria diminuisce o si interrompe, la crescita diventa meno stabile, il controllo del processo più difficile e possono verificarsi perdite di prodotto. Pertanto, le soffianti vengono selezionate non solo in base al volume del flusso d'aria, ma anche per affidabilità, controllabilità ed efficienza. 

Nella produzione della birra, la fase legata all'aria che conta di più qui è l'aerazione del mosto. Questa avviene dopo che il mosto è stato raffreddato e prima che inizi la fermentazione. A questo punto, viene aggiunto ossigeno affinché il lievito possa costruire i componenti cellulari necessari per un'attività sana nella fase successiva.

Questa fase è delicata perché il mosto raffreddato è altamente suscettibile a contaminazioni, motivo per cui l'aria o l'ossigeno utilizzati devono essere puliti e privi di germi. È anche per questo che è utile mantenere questo passaggio separato dalla fermentazione vera e propria.

In questi processi, la qualità dell'aria è importante tanto quanto la quantità d'aria. Se l'aria entra in contatto con il prodotto o con una parte sensibile del processo, il rischio di contaminazione diventa una preoccupazione reale. Per questo motivo, l'aria priva di olio è così importante nelle applicazioni alimentari e delle bevande legate alla fermentazione. L'aria pulita aiuta a proteggere la qualità del prodotto, l'integrità del processo e la sua coerenza.

Questo è particolarmente vero in fasi come l'aerazione del mosto, dove il prodotto è vulnerabile e l'aria in ingresso deve essere priva di germi, e nei processi di supporto alla fermentazione dove anche piccole tracce di contaminazione possono influenzare l'attività biologica. In parole semplici: quando l'aria diventa parte del processo, il processo deve poter fidarsi dell'aria.

Quando si seleziona una soffiante per la produzione di lievito o per processi correlati nell'industria alimentare e delle bevande, di solito emergono quattro fattori principali:

• Stabilità del flusso d'aria, perché la fornitura di ossigeno deve rimanere costante durante tutto il processo.
• Efficienza energetica, perché l'aerazione può utilizzare una grande parte dell'energia dell'impianto.
• Purezza dell'aria, perché il rischio di contaminazione è strettamente legato alla qualità del prodotto.
• Affidabilità, perché le interruzioni possono influenzare un intero lotto, non solo una fase del processo.

Un modo utile per pensarci è questo: la soffiante serve ad aiutare la biologia a prosperare. Se il processo necessita che il lievito rimanga sano, allora il sistema d'aria deve essere sufficientemente stabile da supportare questo risultato ogni volta.

Possono essere utilizzate diverse tipologie di tecnologie per soffianti a bassa pressione nelle applicazioni legate all'aerazione e alla fermentazione. Queste includono tecnologie a spostamento positivo, come soffianti a vite e a lobi, e tecnologie centrifughe, come soffianti turbo ad alta velocità e multistadio. La scelta più adatta dipende dalla domanda di portata d'aria, dai requisiti di pressione, dagli obiettivi energetici e dal livello di controllo necessario al processo.

Nelle applicazioni legate al lievito, la scelta della tecnologia è solitamente determinata da alcune domande pratiche.

• Il fabbisogno del processo cambia durante il ciclo?
• Quanto è importante una fornitura stabile di ossigeno?
• Quanto è sensibile il processo alle interruzioni?

Alcune fabbriche sono passate dalla tecnologia a lobi a quella a vite, in particolare i prodotti Atlas Copco, riconosciuti per la loro affidabilità nella trasmissione continua di aria compressa, l'efficienza energetica e la certificazione Classe 0, che garantisce il 100% di assenza di olio.

Per le applicazioni di fermentazione, la tecnologia della soffiante a vite può essere implementata come sistema di alimentazione d'aria centralizzato o decentralizzato. Un approccio decentralizzato offre agli operatori un controllo indipendente del flusso d'aria per ogni serbatoio di fermentazione, aumentando la flessibilità e permettendo di adattare l'alimentazione d'aria più precisamente alla domanda del processo. Inoltre, la manutenzione o i tempi di fermo di un'unità hanno un impatto minore sulla produzione complessiva rispetto a un sistema centralizzato.

Atlas Copco può supportare il dimensionamento e la progettazione sia di sistemi di soffiaggio centralizzati che decentralizzati, aiutando i clienti a determinare quale configurazione si adatta meglio al loro processo, alla disposizione dell'impianto e ai requisiti operativi.

Le soffianti per fermentazione aiutano il lievito a svolgere il proprio lavoro facilitando prima il processo stesso. Supportano le condizioni di flusso d'aria necessarie per la crescita, il trasferimento di ossigeno e la stabilità del processo nella produzione di lievito e nelle applicazioni correlate nel settore alimentare e delle bevande.

Nella propagazione del lievito, supportano la crescita attiva sotto elevata aerazione. Nell'aerazione del mosto, appartengono alla fase di immissione dell'ossigeno prima dell'inizio della fermentazione. In entrambi i casi, un concetto rimane invariato: quando l'aria svolge un ruolo diretto nel processo, deve essere stabile, pulita e adatta allo scopo.