Piwo jest obecnie jednym z najpopularniejszych napojów na świecie. W samej Unii Europejskiej wyprodukowano 34 miliardy litrow tego napoju. Popyt na piwo utrzymuje się na w miarę stałym poziomie, lecz konsumenci coraz częściej wybierają produkty bezalkoholowe lub niskoalkoholowe. Obecnie istniejące metody produkcji piwa bezalkoholowego można podzielić na dwa rodzaje: metody biologiczne i fizyczne. Metody biologiczne polegają na niedopuszczeniu do wytworzenia etanolu poprzez ingerencję w biochemię procesu. Metody fizyczne skupiają się na usunięciu etanolu z gotowego produktu. Wśród najczęściej stosowanych metod biologicznych wyróżnia się zmiany w metodzie zacierania, przerwaną fermentację, ciągłą fermentację jak i zmianę stosowanych mikroorganizmów fermentujących brzeczkę. Wśród metod fizycznych najczęściej stosuje się metody membranowe takie jak perwaporacja oraz metody termiczne takie jak odparowanie czy rektyfikacja próżniowa.
EN
Beer is one of the most popular drinks in the world. In 2019, 34 billion liters of beer were produced in European Union. The demand for beer remains stable, but consumers choose non-alcoholic and low-alcohol beers more often than in previous years. Modern methods of producting non-alcoholic beer can be divided into two groups: biological and physical. Biological methods focus on the biochemistry of brewing, which disrupts formation of ethanol. Among the biological methods, the following should be listed: changes in the mashing regime, interrupted fermentation, continuous fermentation, change of fermentation microorganism. Physical methods are designed to remove ethanol from the standard beer. Such methods are membrane techniques like pervaporation and thermal techniques like evaporation or vacuum rectification.
Piwo towarzyszy człowiekowi już od czasów starożytnych, początkowo produkowane na niewielką skalę, by w czasach następujących po rewolucji przemysłowej mogło być wytwarzane masowo i stać się jednym z najpopularniejszych napojów na świecie. Do produkcji piwa wykorzystuje się cztery główne surowce: słód, chmiel, wodę i drożdże. Wytwarzanie piwa jest procesem wieloetapowym, a jego kluczowe elementy to zacieranie (połączenie ześrutowanego słodu z gorącą wodą), warzenie (gotowanie z użyciem chmielu), fermentacja z użyciem drożdży, leżakowanie i rozlew. Na każdym z tych etapów wykorzystywane są znaczące zasoby energii, przede wszystkim ze względu na duże uzależnienie wydajności procesu od odpowiedniej temperatury. Piwo, przechodząc przez kolejne etapy jego powstawania, musi zostać najpierw podgrzane do wysokich temperatur (m.in. do temperatury wrzenia na kilka godzin), a następnie schłodzone do zakresu 8–30℃, aby mogły w nim funkcjonować drożdże podczas fermentacji. Energia jest zatem wykorzystywana głównie w postaci dostarczanego do obiektów browaru ciepła i chłodu (niemal połowa całkowitego zużycia), ale również do zmechanizowanego procesu rozlewania, butelkowania i pakowania (ok. jedna trzecia energii). Aktualnie w browarnictwie coraz popularniejsze staje się wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii. Po znaczącym wzroście zużycia energii w czasach udoskonaleń technologicznych, wprowadzonych w browarach po rewolucji przemysłowej, zapotrzebowanie na energię zaczęło powoli maleć w ramach wprowadzenia energooszczędnych komponentów i cyrkularnego gospodarowania ciepłem. W połączeniu z dodatkową możliwością ponownego wykorzystania niektórych odpadów browarniczych, proces wytwarzania piwa staje się coraz bardziej przyjazny środowisku.
Celem pracy jest analiza parametrów prażenia zboża w celu uzyskania surowca możliwego do wykorzystania przez branżę browarniczą oraz przeprowadzenie analizy procesu z punktu widzenia energetyki i paliw alternatywnych. W ramach przygotowania do badań wykonano próbne prażenie, podczas którego zaobserwowano niepomijalny wpływ obecności pyłu na stopień wyprażenia zboża. Na podstawie analizy barwy i ekstraktywności próbek z próbnego prażenia ustalono, że przy czasie przebywania 30 min najbardziej obiecujący materiał otrzymuje się w przedziale 260–300°C, dla którego uzyskuje się barwę słodów karmelowych i barwiących oraz podwyższoną do około 10°BRIX ekstraktywność. Właśnie w tym przedziale wykonano pełnowymiarowe prażenia i zbadano produkowany gaz. Wyniki wskazują, że gaz ten jest niepalny, gdyż jego głównym składnikiem okazał się dwutlenek węgla, stanowiący balast. Również w pełnowymiarowej próbie skład gazu przy prażeniu mieszaniny zboża z pyłem był zauważalnie bogatszy w części palne, a barwa uzyskanego produktu ciemniejsza, niż dla samej pszenicy, sugerując głębsze wyprażenie. Próbowano to wyjaśnić poprzez bardziej intensywne odgazowanie pyłu, lecz analiza techniczna wykazała, że zboże odgazowuje głębiej od pyłu. Uznano, że efekt może wynikać z dostarczania dodatkowego ciepła w trakcie częściowego utleniania się pyłu. Dodatkowo zauważono, że odgazowanie w temperaturze 260°C było bardzo nieznaczne, a zauważalnie przyspieszyło dopiero w wyższych temperaturach.
Piwo jest napojem, którego konsumpcja w krajach OECD utrzymuje się na stałym poziomie. W wyniku działalności przemysłu piwowarskiego powstają odpady, takie jak wysłodziny, które można racjonalnie wykorzystać. Jednym z możliwych sposobów ich wykorzystania są cele energetyczne. Piroliza jest atrakcyjna z uwagi na możliwości produkcji paliw ciekłych lub substratów dla biorafinerii. Jednakże problemem w przypadku wysłodzin jest ich stosunkowo wysoka wilgotność. Rozwiązaniem może być waloryzacja przy zastosowaniu hydrotermalnej karbonizacji. W takim przypadku ważny jest wpływ tego sposobu waloryzacji na kinetykę procesu pirolizy. Niniejsza praca prezentuje wyniki badań eksperymentalnych, przeprowadzonych przy użyciu termograwimetru. Wynikiem przeprowadzonych eksperymentów są parametry kinetyczne. Uzyskano energie aktywacji zbliżone co do wartości do innych mokrych materiałów poddanych intensywnemu działaniu biologicznemu, takich jak np. osad ściekowy.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.