Studies on Operation and Carbohydrate Yield in a Microbrewery

Abstract

The recent craft beer trend has given rise to several novel breweries in Finland. It is expected that the need for quality analysis, among other laboratory tests of beer, may also rise. Metropolia University of Applied Sciences has acquired an educational brewhouse from Tankki Oy to be able to offer thorough education on beer manufacture, but also to possibly be able to offer quality analysis services in the future.

Since the brewhouse had neither been properly tested nor used in any experiments and it was also lacking a user’s operation manual, a series of tests was carried out and an operation manual produced. To fully understand the reactions occurring during various process stages, a literature review on the subjects of malting and production of wort was also conducted.

The experiments were arranged to study brewhouse efficiency and fermentable carbohydrate yield. Tests were also conducted on the subject whether the selection of mash profile or sample storage method had any relevance to carbohydrate concentration in the wort.

Batches of wort were prepared, and samples taken from each batch. The samples were then analyzed with HPLC, and the results were studied.

The results point out that the brewhouse was operated at the average efficiency level of 60%, and fermentable carbohydrates were yielded at a 40% efficiency from the malt. These relatively low values may be due to unrecognized, yet detected, carbohydrate fractions present in the samples. This, and also the spoilage of some samples, seemed to have an unfavourable effect on the results of statistical analysis.

Although not statistically viable, the results are balanced and rigid enough to display some solid understanding of the equipment. This encourages new and more concentrated studies to be conducted on the brewhouse.

Viime vuosina Suomeen on perustettu runsaasti pienpanimoita. Voidaan olettaa, että näillä panimoilla tulee olemaan erilaisia analyyttisia tarpeita. Metropolia Ammattikorkeakoulu on hankkinut Tankki Oy:ltä Leiritien yksikköön pienpanimolaitteiston, jota on tarkoitus käyttää niin panimotekniikan opetuksessa kuin mahdollisesti myös analyysipalveluiden tarjoamisessa.

Panimolaitteistoa ei ole kuitenkaan aiemmin kunnolla tutkittu eikä laitteen mukana toimitettu riittävän hyvää käyttöohjetta. Tämän johdosta järjestettiin sarja kokeita, joiden tuloksena selvitettiin laitteistoon liittyviä teknisiä edellytyksiä sekä kirjoitettiin laitteen käyttöohje. Jotta eri prosessivaiheissa tapahtuvia ilmiöitä ymmärrettäisiin kunnolla, panimoalaan liittyvää kirjallisuutta ja ajankohtaisia tutkimuksia hyödynnettiin monipuolisesti.

Koejärjestelyissä tutkittiin panimolaitteiston hyötysuhdetta sekä uutesaantoa. Työssä tutkittiin myös sitä, onko mäskäysprofiilin valinnalla vaikutusta uutesaantoon, sekä näytteiden säilytykseen liittyviä yksityiskohtia.

Työssä valmistettiin useita eriä vierrettä, joista otettiin näytteet. Näytteet analysoitiin nestekromatografialaitteistolla, ja tuloksille tehtiin tilastollinen analyysi.

Tulosten perusteella panimolaitteisto toimi kokeiden aikana noin 60 %:n hyötysuhteella, ja käymiskelpoisia hiilihydraatteja saatiin uutettua noin 40 % maltaiden kuivapainosta. Tulokset ovat suhteellisen matalat, ja johtuvat osittain tuntemattomiksi jääneistä, mutta nestekromatografiassa havaituista komponenteista. Tämän ohella myös joidenkin näytteiden pilaantuminen vaikutti epäsuotuisasti tilastollisen analyysin luotettavuuteen.

Vaikka tulokset eivät ole laadukkaita, ne ovat keskenään tasapainossa ja tarjoavat pohjan tuleville tutkimuksille. Tarkempia ja tiettyihin osa-alueisiin keskittyneitä tutkimuksia suositellaan.