WO2021160458A1 - Method for propagating yeast cells - Google Patents

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WO2021160458A1
WO2021160458A1 PCT/EP2021/052343 EP2021052343W WO2021160458A1 WO 2021160458 A1 WO2021160458 A1 WO 2021160458A1 EP 2021052343 W EP2021052343 W EP 2021052343W WO 2021160458 A1 WO2021160458 A1 WO 2021160458A1
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WO
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yeast
oxygen
enriched air
propagation process
propagator
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Application number
PCT/EP2021/052343
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Inventor
August KRINNER
Original Assignee
Krinner Drucklufttechnik Gmbh
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
    • C12N1/18—Baker's yeast; Brewer's yeast
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C11/00—Fermentation processes for beer
    • C12C11/003—Fermentation of beerwort
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for propagating yeast cells in a yeast propagation process.
  • the invention also relates to a control device and a system for supplying air to a yeast propagation process.
  • yeast cells produced in sufficient quantities for food fermentation can be taken from the yeast propagator and added to a fermentation tank for food fermentation.
  • the invention relates to a method for multiplying yeast cells in a yeast propagation process which is carried out before a fermentation process for food production.
  • the multiplication of the yeast cells can involve the production or cultivation of yeast cells for a fermentation process following the yeast propagation process.
  • the fermentation process following the yeast propagation process can have an inoculation.
  • the fermentation process can be any biotechnological or biological process that involves fermentation or fermentation.
  • the fermentation process can be fermentation control for beer production.
  • the yeast cells can be brewer's yeast cells or Saccharomyces cerevisiae, in particular from pure breeding.
  • the yeast cells can also have yeast cells which are derived from at least one yeast strain.
  • the yeast propagation process is carried out before the fermentation process. There can thus be a time interval between carrying out the yeast propagation process and carrying out the fermentation process following the yeast propagation process.
  • the yeast propagation process can be carried out separately from the fermentation process.
  • the yeast propagation process can be carried out in a yeast propagator and the fermentation process in a fermentation tank, with the yeast propagator and the fermentation tank being able to form separate facilities for food production in terms of process technology.
  • the yeast propagation process can also take place in the yeast propagator under essentially sterile conditions.
  • the steps of the method for growing yeast cells in the yeast propagation process can be carried out during the yeast propagation process.
  • the steps of the method can be carried out before the fermentation process.
  • the steps of the method can be carried out spatially separately from the fermentation process.
  • the yeast propagation process can therefore be a process upstream of food fermentation for producing a food.
  • the method can comprise, as a step carried out during the yeast propagation process, the provision of a yeast nutrient medium in a yeast propagator.
  • the yeast nutrient medium can be added to the yeast propagator.
  • the yeast nutrient medium can be a yeast nutrient solution, yeast nutrient suspension or a yeast nutrient substrate.
  • the yeast nutrient medium can, for example, comprise a maltose solution and / or a glucose solution. If the yeast propagation process shows an increase in brewer's yeast cells, the yeast nutrient environment can be, for example, wort.
  • the method can have, as a further step carried out during the yeast propagation process, inoculation of the yeast nutrient medium with yeast cells.
  • yeast cells can be added to the yeast nutrient medium stored in the yeast propagator in a number sufficient for the yeast propagation process.
  • the yeast cells used for inoculation can come from pure breeding.
  • the method can comprise, as a further step carried out during the yeast propagation process, generating oxygen-enriched air.
  • the oxygen-enriched air can be generated in a device separate from the yeast propagator for providing oxygen-enriched air.
  • the oxygen-enriched air can be generated from ambient air.
  • the oxygen-enriched air can therefore be oxygen-enriched ambient air.
  • the oxygen-enriched air can be obtained from sterile air.
  • the oxygen-enriched air can thus be oxygen-enriched sterile air.
  • this has, as a further step, the storage of the oxygen-enriched air generated in an air reservoir.
  • the storage can be an intermediate storage and the air storage can be a buffer container, wherein the oxygen-enriched air generated can be temporarily stored in the buffer container at reduced pressure.
  • the air reservoir can be permanently or temporarily connected to the device for providing the oxygen-enriched air for carrying out the method.
  • the storage can also be carried out in a storage container which is separate from the device for providing the oxygen-enriched air, for example in a compressed air cylinder.
  • the method can comprise, as a further step carried out during the yeast propagation process, a supply of the oxygen-enriched air to the yeast nutrient medium when it is steamed.
  • the step of supplying can include supplying the stored oxygen-enriched air.
  • the inoculated yeast nutrient milieu can be supplied with the air temporarily stored in the buffer container, the buffer container being permanently interposed between the device for providing the oxygen-enriched air and the yeast propagator for carrying out the method.
  • the air stored in the separate storage container can also be supplied to the inoculated yeast nutrient environment until the air stored in it is exhausted.
  • This further step of the method can be carried out to supply the yeast cells inoculated into the yeast nutrient medium with oxygen.
  • the step of adding the oxygenated air to the inoculated yeast nutrient environment can be therefore ventilate the inoculated yeast nutrient environment with oxygen-enriched air.
  • the step can thus be carried out to induce aerobic metabolism for the yeast cells to multiply.
  • By supplying the oxygen-enriched air the addition of oxygen to the yeast nutrient environment can be maintained even with a reduced gas volume flow.
  • the metabolism, growth and multiplication of the yeast cells stored in the yeast nutrient environment can be influenced.
  • Generating oxygen-enriched air may include scaling from oxygen enrichment.
  • the supply of oxygen-enriched air into the yeast propagator can thus include a metering of the oxygen supplied to the yeast nutrient medium with the oxygen-enriched air.
  • the invention is also based on the knowledge that at least one process-related parameter of the yeast propagation process can be regulated based on the step of supplying the oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient medium.
  • the process engineering parameter can relate to the growth and / or the multiplication of the yeast cells.
  • the process engineering parameter can also relate to the biotechnological or chemical process of the yeast propagation taking place in the yeast propagator. With the invention, an increase or optimization of process efficiency in yeast propagation management can therefore be achieved.
  • the oxygen-enriched air supplied to the inoculated yeast nutrient medium is a gas mixture with an oxygen content of up to 40%.
  • the oxygen-enriched air supplied is therefore not ambient air, which can have an oxygen content of approximately 21%.
  • the oxygen-enriched air supplied is therefore not pure oxygen either.
  • the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied can be adjusted to an oxygen content of up to 40%.
  • the step of generating oxygen-enriched air comprises passing air through a separating device.
  • the air can be ambient air.
  • the air can also be sterile air.
  • the separating device can have a membrane, the permeability of which for oxygen can be higher than for nitrogen.
  • the membrane can be a selective or specific membrane, the permeability of which is higher for oxygen than for nitrogen under certain or defined conditions.
  • the permeability of the membrane can be adjustable by adjusting a parameter relating to the air passed through.
  • the parameter can be a fluid mechanical parameter, for example a passage pressure of the air.
  • the parameter can also be a physical property of the air, for example a temperature of the air.
  • the step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied to the inoculated yeast nutrient medium with the separating device.
  • the separating device can also be designed as a control device for controlling at least one process parameter of the yeast propagation process.
  • the step of generating oxygen-enriched air comprises at least one of compressing, dehumidifying and heating air.
  • the compression, dehumidification and / or heating can be carried out before being passed through the separating device.
  • the compression can be carried out with a compressor for providing compressed air.
  • Dehumidification can be carried out with a refrigerant dryer to humidify the compressed air.
  • the separating device can thus be supplied with compressed and / or dehumidified air.
  • the compressed and / or ent humidified air can be guided through a heating device, in particular an electrically operated heating device, to heat the compressed and / or dehumidified air.
  • the heating device can be operated using the waste heat from the refrigeration dryer.
  • the step of generating oxygen-enriched air can thus advantageously be operated independently of fluctuating ambient conditions, in particular the ambient temperature and the air humidity.
  • the step of generating oxygen-enriched air comprises cooling the compressed air.
  • the cooling can be carried out with a pre-cooling device for cooling the compressed air.
  • the pre-cooling device can be designed as an air / water heat exchanger, in particular as an air / water tube bundle heat exchanger. Cooling can be done before dehumidifying. Process efficiency when generating oxygen-enriched air can thus be improved in an advantageous manner.
  • the temperature of the compressed air can be regulated or controlled below a predetermined limit temperature.
  • the predetermined limit temperature can be specified on the basis of operating parameters of the refrigeration dryer. In particular, operating parameters of the refrigeration dryer or predetermined design parameters of the refrigeration dryer can be used.
  • the temperature of the compressed and / or dehumidified ambient air is regulated to a predetermined temperature or within a predetermined temperature range.
  • the temperature range for the compressed and / or dehumidified ambient air can be 20 to 50 ° C, preferably 40 ° C ⁇ 2K.
  • the step of generating oxygen-enriched air includes filtering or cleaning the air, in particular the compressed and / or dehumidified air.
  • the filtering or cleaning can be performed with a filter device to remove foreign matter.
  • the filter device can comprise at least one filter unit. If the filter device comprises several filter units, these can be arranged in series.
  • the at least one filter unit can be an activated carbon filter unit, wherein the at least one filter unit can have an activated carbon bed and / or an activated carbon fleece.
  • the step of generating oxygen-enriched air comprises setting or reducing a pressure on the separating device. Setting or reducing the pressure can be carried out after filtering and / or before heating.
  • this has, as a further step, regulating at least one process-related parameter of the yeast propagation process based on the step of supplying the oxygen-enriched air.
  • a manipulated variable relating to the supply of oxygen-enriched air and / or a manipulated variable relating to the supplied oxygen-enriched air can thus influence the process parameters of the yeast propagation process as the controlled variable in the yeast propagation process.
  • the step of regulating can therefore include regulating or controlling the separating device for controlling or adjusting the oxygen-enriched air generated. In this way, the composition and / or flow rate of oxygen-enriched air can be controlled or adjusted.
  • the process-related parameters of the yeast propagation process can therefore be regulated in a control loop based on the generation of the oxygen-enriched air.
  • the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on a gas content of the oxygen-enriched air supplied.
  • the gas content can be the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied.
  • the gas content of the oxygen-enriched air supplied can therefore be a manipulated variable for regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process.
  • the step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the gas content of the oxygen-enriched air.
  • the step of generating oxygen-enriched air can furthermore be based on a control-technical feedback of an actual variable relating to the at least one process-related parameter in the yeast propagation process in order to control the supply of the oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient environment.
  • the oxygen supply of the yeast cells inoculated into the yeast nutrient milieu can thus be varied or adjusted to regulate the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process.
  • the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air.
  • the at least one Fluid mechanical parameters can include a volume flow or a flow rate of the supplied oxygen-enriched air.
  • the at least one fluid mechanical parameter can thus have a ratio between a volume of the oxygen-enriched air supplied and a defined period of time.
  • the at least one fluid mechanical parameter can also have a flow velocity of the oxygen-enriched air supplied.
  • the at least one fluid mechanical parameter can thus have a relationship between a change in location of the oxygen-enriched air supplied and a defined period of time.
  • the at least one fluid mechanical parameter can also have a flow profile over time.
  • the flow curve over time can be a flow curve that changes over time, for example a termittenden flow curve.
  • the fluid mechanical parameter can be detected by sensors, for example with a flow sensor.
  • the flow sensor can be, for example, an inline sensor or an ultrasonic sensor.
  • the fluidic mechanical parameter of the oxygen-enriched air supplied can be a manipulated variable for regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process.
  • the step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the flow mechanics of the oxygen-enriched air.
  • the step of generating oxygen-enriched air can furthermore be based on a closed-loop feedback control of an actual variable in the yeast propagation process that relates to the at least one process-related parameter in order to control the supply of oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient environment.
  • the at least one process-related parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to foam formation in the yeast nutrient environment.
  • the at least one variable can be a controlled variable to be regulated in the regulating step. Based on the gas content and / or the at least one flow mechanical parameter of the oxygen-enriched air supplied, the foaming of the yeast nutrient milieu can thus be influenced, adjusted or respectively be monitored.
  • the variable which relates to the foaming of the yeast nutrient milieu can be a current foam volume in the yeast propagator, a current foam level in the yeast propagator or a current foam consistency in the yeast propagator.
  • the invention is based on the knowledge that the supply of oxygen-enriched air can reduce the foaming of the yeast nutrient environment during the growth and reproduction of the yeast cells.
  • a higher filling level of the yeast nutrient milieu can thus advantageously be kept.
  • a smaller yeast propagator with less free space for foam formation with the same absorption capacity for the yeast nutrient environment can be used in an advantageous manner.
  • the effort required for cleaning and the disposal of waste products when operating a yeast propagator can also be reduced.
  • the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to a rate of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient milieu.
  • the rate of multiplication of the yeast cells can be a control variable to be regulated in the regulation step. Based on the gas content and / or the at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air, the rate of propagation of the yeast cells can thus be influenced, adjusted or monitored.
  • the size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells can be a number of yeast cells or a number of cells.
  • the size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells can also be a numerical or weight ratio of the multiplied yeast cells to the yeast cells inoculated into the yeast nutrient environment or a yeast cell concentration change in the yeast nutrient environment.
  • the size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells can also be the temperature of the environment in the yeast nutrient environment.
  • the invention is based on the finding that the supply of oxygen-enriched air can increase the yeast vitality of the yeast cells during the growth and reproduction of the yeast cells. The multiplication of the yeast cells can thus advantageously be accelerated in the yeast propagator.
  • the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to the oxygen content in the yeast nutrient medium.
  • the oxygen in the yeast nutrient environment is available to the yeast cells for their growth and multiplication.
  • the variable which relates to the oxygen content in the yeast nutrient medium can be a dissolved oxygen content in the yeast nutrient medium.
  • the at least one variable can be a controlled variable to be regulated in the regulation step.
  • the oxygen content in the yeast nutrient environment can be regulated below a threshold value. Based on the gas content and / or the at least one fluid mechanics parameter of the oxygen-enriched air supplied, the oxygen content in the yeast nutrient environment can thus be influenced, adjusted or monitored.
  • the invention is based on the knowledge that maintaining a constant oxygen content, for example a value between 20% and 30%, in the yeast nutrient medium can promote the growth and multiplication of the yeast cells. Furthermore, the invention is based on the knowledge that the foam formation or the rate of propagation can be influenced directly by regulating the oxygen content in the yeast nutrient environment.
  • the step of regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process comprises sensory detection of at least one actual variable relating to the at least one process-related parameter in the yeast propagation process.
  • the actual size can refer to the size related to the foaming of the yeast nutrient milieu.
  • the actual size can relate to the size related to the rate of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment.
  • the actual size can also relate to the size related to the oxygen content in the yeast nutrient medium.
  • the at least one actual variable can be detected with a sensor provided on or in the yeast propagator.
  • the quantity related to the foaming of the yeast nutrient milieu can be detected with a foaming detection sensor.
  • the size can be recorded with an image-based sensor or a camera.
  • the variable related to the speed of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment can be recorded with a speed of multiplication sensor.
  • the size can be measured with a chemosensor to detect at least one substance degraded and / or produced during the growth or multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment.
  • the chemosensor can be a gas sensor, for example.
  • the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on a fuzzy control system.
  • the fuzzy control system can have a fuzzy controller for controlling the at least one process-related parameter of the yeast propagation process.
  • the at least one actual variable can be an input measured variable of the fuzzy control system.
  • At least one of the described manipulated variables for influencing at least one of the described controlled variables can be determined with the fuzzy control system in order to control the at least one process-related parameter of the yeast propagation process.
  • the invention relates to a control device for controlling a device for providing oxygen-enriched air for a yeast propagation process.
  • the control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspect.
  • the device for providing oxygen-enriched air can have the separating device described in relation to the preceding aspect.
  • the device for providing oxygen-enriched air can have the compressor, the refrigeration dryer, the heating device, the pre-cooling device and / or the filter device, as described in relation to the previous aspect.
  • the control device can have an interface for reading in at least one variable relating to a yeast propagation process.
  • the size can be the actual size described for the previous aspect. As described in relation to the previous aspect, the actual size can be detected by sensors.
  • the control device can have a regulator for providing at least one parameter, which relates to a supply of oxygen-enriched air to the yeast propagation process, based on the read-in variable.
  • the parameter can be one related to the previous aspect described manipulated variable, for example the gas content and / or the flow mechanical parameters act.
  • the control device can have an interface for outputting a signal for controlling the device for providing oxygen-enriched air for the yeast propagation process based on the parameter provided by the controller.
  • the signal can be a control signal.
  • the invention relates to a system for providing oxygen-enriched air for a yeast propagation process.
  • the system can be a control system for regulating at least one process engineering parameter of the yeast propagation process.
  • the process engineering parameter of the yeast propagation process can be a parameter described in relation to the previous aspects.
  • the system can have at least one sensor for detecting at least one variable relating to a yeast propagation process.
  • the sensor can be a sensor described in relation to the preceding aspects.
  • the size can be the actual size described for the previous aspects.
  • the system can have a control device according to the preceding aspect.
  • the control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspects.
  • the system can have a device for providing oxygen-enriched air for the yeast propagation process, which device can be a device corresponding to the preceding aspects.
  • the control device can be set up to control the device for providing oxygen-enriched air.
  • the invention relates to a method for retrofitting a yeast propagator.
  • the method can comprise, as a step, equipping a yeast propagator with a system according to the preceding aspect.
  • a yeast propagator can thus be retrofitted with the system in order to regulate at least one process-related parameter of a yeast propagation process taking place in the yeast propagator.
  • the yeast propagator can thus be used separately from a fermentation tank for food production, in particular for fermentation for beer production, be operable with the system.
  • the retrofitting can also include a control implementation of the system on the fleet propagator.
  • the invention relates to a system for propagating flefe cells.
  • the system can be a fleece propagation system.
  • the system can have a fleece propagator for maintaining a fleece nutrient medium.
  • the meat propagator can be operated separately from a fermentation tank for food production, in particular for fermentation for beer production.
  • the fle fepropagator can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least one of the method steps described for the preceding aspects.
  • the system can have at least one sensor for detecting a variable which relates to a fleece propagation process taking place in the fleece propagator.
  • the sensor can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least one of the method steps described for the preceding aspects.
  • the system can have a control device according to one of the preceding aspects.
  • the control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspects.
  • the system can have a device for providing oxygen-enriched air for the meat propagation process taking place in the meat propagator.
  • the device can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least
  • Figure 1 shows schematically a control device and a system according to a respective embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram to explain a method for multiplying Flefe cells according to an embodiment of the invention. Detailed description of designs
  • FIG. 1 shows schematically and in a simplified manner a system 400 for propagating yeast cells 2.
  • FIG. 1 shows schematically and in a simplified manner a further system 300 for providing oxygen-enriched air 12.
  • the system 400 has a yeast propagator 10 for holding a yeast nutrient medium 4.
  • Yeast cells 2 are located in the yeast nutrient medium 4, the yeast nutrient medium 4 having been inoculated with them.
  • the yeast propagator 10 can be operated separately from a fermentation tank 30. In the yeast propagator 10, a yeast propagation process P takes place. In the separate fermentation tank 30, a fermentation process G that is separate from the yeast propagation process P and that is downstream in terms of process technology can take place.
  • the systems 400, 300 have at least one sensor 40 for detecting a variable relating to the yeast propagation process P taking place in the yeast propagator 10.
  • the sensor 40 can be designed and directed to detect the foam formation 3 in the yeast propagator 10 qualitatively and / or quantitatively.
  • the sensor 40 can be a camera which can detect the foam formation 3 qualitatively and / or quantitatively using image processing methods.
  • the systems 400, 300 have a device 200 for providing oxygen-enriched air 12.
  • the oxygen-enriched air 12 generated and provided by the device 200 can be passed through an air supply 13 from the device 200 to the yeast propagator 10 and supplied thereto.
  • the oxygen-enriched air 12 generated and provided by the device 200 can be temporarily stored in a buffer container 15.
  • the oxygen-enriched air 12 generated by the device 200 can also be stored in a separate compressed air bottle, from which it can then be fed to the yeast propagator 10.
  • a flow control 14 can be arranged with which the supply of oxygen-enriched air 12 to the yeast propagator 10 can be controlled.
  • the flow controller 14 can, for example, have a throttle valve. So the oxygen-enriched air 12 can dem Yeast nutrient environment 4 can be supplied adjustable.
  • the supply can also take place, for example, with a nozzle not shown in the figures.
  • the oxygen enriched air 12 can thus influence the growth and multiplication of the yeast cells 2 in the yeast nutrient environment 4.
  • the supply of the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 can accelerate the growth and multiplication of the yeast cells 2.
  • the supply of the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 can also reduce the formation of foam 3.
  • the device 200 for providing oxygen-enriched air 12 can have a supply line 21 for supplying ambient air 11 to a separating device 20.
  • the device 200 for providing oxygen-enriched air 12 can, in addition to the feed line 21, have a discharge line 23 for discharging ambient air 11 from the separating device 20.
  • a flow resistance element 24, for example a throttle valve, can be arranged in the discharge line 23.
  • the ambient air 11 can flow through the separating device 20 with an adjustable pressure, wherein the pressure can be adjusted with the flow resistance element 24.
  • the separation device 20 has a membrane 22 for enriching the ambient air 11 with oxygen.
  • the ambient air flowing through the separating device 20 can be present at the membrane 22 at the set pressure.
  • the direction of flow of the ambient air 11 flowing through the separating device 20 is shown schematically with arrows.
  • oxygen-enriched air 12 can be generated from the supplied ambient air 11, since the membrane 22 has a permeability for ambient air 11 flowing through which is higher for oxygen than for nitrogen.
  • the membrane 22 can have a plurality of tubular or capillary-shaped elements. The generation of oxygen-enriched air 12 can thus be based on passing ambient air 11 through membrane 22, with ambient air 11 being able to flow through the tubular or capillary-shaped elements.
  • the oxygen-enriched air 12 can be generated by passing ambient air 11 through the membrane 22.
  • the systems 400, 300 have a control device 100 for controlling the device 200 for providing the oxygen-enriched air 12 for the yeast propagation process P.
  • the control device 100 has an interface 110 for reading in the size detected by the sensor 40 with regard to the foam formation 3 in the Yeast propagator 10.
  • the control device 100 also has a regulator 120 for providing at least one manipulated variable which relates to the generation of the oxygen-enriched air 12 and / or the supply of the oxygen-enriched air 12 produced from the separating device 20 to the yeast propagator 10.
  • the control device 100 has an interface 130 for outputting a control signal for activating the device 200 for providing and supplying the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 of the yeast propagator 10.
  • the interface 130 can also control the flow controller 14.
  • the foam formation 3 in the yeast propagator 10 can be regulated by the supplied oxygen-enriched air 12, the foam formation 3 can be kept at a constant level.
  • FIG. 2 shows a schematic flow chart with method steps for explaining a method for multiplying the yeast cells 2 located in the yeast propagator 10.
  • the yeast cells 2 are multiplied in a yeast propagation process P.
  • the yeast propagation process P is carried out in the fermentation tank 30 before a fermentation process G.
  • the yeast propagation process P is carried out temporally before and spatially separated from the fermentation process G.
  • the method has a provision S1 of the yeast nutrient medium 4 in the yeast propagator 10.
  • the method has an inoculation S2 of the stored yeast nutrient medium 4 with the yeast cells 2.
  • the yeast nutrient medium 4 inoculated with yeast cells 2 in the yeast propagator 10, in which the yeast cells 2 can multiply and on which foam formation 3 occurs as a result of the metabolism of the multiplying yeast cells 2 adjusts.
  • the method has generation S3 of the oxygen-enriched air 12 with the device 200 for providing the oxygen-enriched air 12.
  • the oxygen-enriched air 12 is made available by passing the ambient air 11 through the membrane 22 of the separating device 20 of the device 200 and can thus be fed to the yeast nutrient environment 4 in which the yeast cells 2 multiply.
  • the method has a supply S4 through the air supply 13 from the oxygen-enriched air 12 to the inoculated yeast nutrient environment 4.
  • the yeast nutrient environment 4 and the yeast cells 2 which are inoculated and multiplying therein are thus supplied with oxygen.
  • the method can have a control S5 of at least one process-technical parameter of the yeast propagation process P as a further step.
  • the technical process parameter can be the current level of foam formation 3. This can be carried out based on the oxygen content of the supplied oxygen-enriched air 12 and / or at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air 12.
  • the step of regulating S5 can be based on the qualitative and / or quantitative detection of the foam formation 3 on the yeast nutrient medium 4 with the sensor 40.

Abstract

The invention relates to a method for propagating yeast cells (2) in a yeast propagation process (P), which is performed prior to a fermentation process (G) for foodstuff production, particularly a fermentation stage in beer production, comprising the steps performed during the yeast propagation process (P): providing (S1) a yeast nutrient milieu (4) in a yeast propagator (10), seeding (S2) the provided yeast nutrient milieu (4) with yeast cells (2), generating (S3) oxygen-enriched air (12), and feeding (S4) the oxygen-enriched air (12) to the seeded yeast nutrient milieu (4) to supply the yeast cells (2) seeded into the yeast nutrient milieu (4) with oxygen.

Description

Verfahren zum Vermehren von Hefezellen Method of propagating yeast cells
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Vermehren von Hefe zellen in einem Hefepropagationsprozess. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Steuereinrichtung und ein System zum Zuführen von Luft zu einem Hefepropagations prozess. The invention relates to a method and a system for propagating yeast cells in a yeast propagation process. The invention also relates to a control device and a system for supplying air to a yeast propagation process.
Stand der Technik State of the art
In der Lebensmittelproduktion ist es bekannt, vor einer Gärung zum Herstellen eines Lebensmittels die dafür notwendige Menge an Hefezellen zunächst in einem Hefepro- pagator durch Vermehrung der Hefezellen zu erzeugen. Die so für eine Lebensmittelgä rung in ausreichender Menge erzeugten Hefezellen können dem Hefepropagator ent nommen und für die Lebensmittelgärung einem Gärtank zugegeben werden. In food production, it is known to first generate the necessary amount of yeast cells in a yeast propagator by multiplying the yeast cells before fermentation to produce a food. The yeast cells produced in sufficient quantities for food fermentation can be taken from the yeast propagator and added to a fermentation tank for food fermentation.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Vermehren von Hefezellen in einem Hefepropagationsprozess, welcher vor einem Gärprozess für eine Lebensmittel produktion durchgeführt wird. Das Vermehren der Hefezellen kann ein Herführen bezie hungsweise Züchten von Hefezellen für einen dem Hefepropagationsprozess nachfol genden Gärprozess aufweisen. Der dem Hefepropagationsprozess nachfolgende Gär prozess kann eine Inokulation aufweisen. Bei dem Gärprozess kann es sich um jeden biotechnologischen beziehungsweise biologischen Prozess handeln, welcher eine Gä rung beziehungsweise Fermentation aufweist. In one aspect, the invention relates to a method for multiplying yeast cells in a yeast propagation process which is carried out before a fermentation process for food production. The multiplication of the yeast cells can involve the production or cultivation of yeast cells for a fermentation process following the yeast propagation process. The fermentation process following the yeast propagation process can have an inoculation. The fermentation process can be any biotechnological or biological process that involves fermentation or fermentation.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann es sich bei dem Gärprozess um eine Gärführung für eine Bierproduktion handeln. Bei den Hefezellen kann es sich um Bierhefezellen beziehungsweise Saccharomyces cerevisiae, insbesondere aus Rein zucht, handeln. Die Hefezellen können ferner Hefezellen aufweisen, welche von min destens einem Hefestamm abstammen. Der Hefepropagationsprozess wird zeitlich vor dem Gärprozess durchgeführt. Zwischen einem Durchführen des Hefepropagationsprozesses und einem Durchführen des auf den Hefepropagationsprozess nachfolgenden Gärprozesses kann somit ein zeitlicher Abstand liegen. Der Hefepropagationsprozess kann räumlich separat zum Gärprozess durchgeführt werden. Hierfür kann der Hefepropagationsprozess in einem Hefepropa- gator und der Gärprozess in einem Gärtank durchgeführt werden, wobei der Hefepropa- gator und der Gärtank prozesstechnisch separate Einrichtungen für eine Lebensmittel produktion ausbilden können. Der Hefepropagationsprozess kann zudem in dem Hefe- propagator unter im Wesentlichen keimfreien Bedingungen stattfinden. According to one embodiment of the method, the fermentation process can be fermentation control for beer production. The yeast cells can be brewer's yeast cells or Saccharomyces cerevisiae, in particular from pure breeding. The yeast cells can also have yeast cells which are derived from at least one yeast strain. The yeast propagation process is carried out before the fermentation process. There can thus be a time interval between carrying out the yeast propagation process and carrying out the fermentation process following the yeast propagation process. The yeast propagation process can be carried out separately from the fermentation process. For this purpose, the yeast propagation process can be carried out in a yeast propagator and the fermentation process in a fermentation tank, with the yeast propagator and the fermentation tank being able to form separate facilities for food production in terms of process technology. The yeast propagation process can also take place in the yeast propagator under essentially sterile conditions.
Die Schritte des Verfahrens zum Vermehren von Hefezellen in dem Hefepropagations prozess können während dem Hefepropagationsprozess durchgeführt werden. Somit können die Schritte des Verfahrens zeitlich vor dem Gärprozess durchgeführt werden. Die Schritte des Verfahrens können räumlich separat zum Gärprozess ausgeführt wer den. Bei dem Hefepropagationsprozess kann es sich daher um einen einer Lebensmit telvergärung zum Produzieren eines Lebensmittels vorgelagerten Prozess handeln. The steps of the method for growing yeast cells in the yeast propagation process can be carried out during the yeast propagation process. Thus, the steps of the method can be carried out before the fermentation process. The steps of the method can be carried out spatially separately from the fermentation process. The yeast propagation process can therefore be a process upstream of food fermentation for producing a food.
Das Verfahren kann als einen während des Hefepropagationsprozesses durchgeführten Schritt ein Vorhalten von einem Hefenährstoffmilieu in einem Hefepropagator aufwei sen. Das Hefenährstoffmilieu kann dem Hefepropagator zugegeben werden. Bei dem Hefenährstoffmilieu kann es sich um eine Hefenährstofflösung, Hefenährstoffsuspen sion beziehungsweise ein Hefenährstoffsubstrat handeln. Das Hefenährstoffmilieu kann beispielsweise eine Maltoselösung und/oder eine Glukoselösung aufweisen. Weist der Hefepropagationsprozess eine Vermehrung von Bierhefezellen auf, kann es sich bei dem Hefenährstoffmilieu beispielsweise um Würze handeln. The method can comprise, as a step carried out during the yeast propagation process, the provision of a yeast nutrient medium in a yeast propagator. The yeast nutrient medium can be added to the yeast propagator. The yeast nutrient medium can be a yeast nutrient solution, yeast nutrient suspension or a yeast nutrient substrate. The yeast nutrient medium can, for example, comprise a maltose solution and / or a glucose solution. If the yeast propagation process shows an increase in brewer's yeast cells, the yeast nutrient environment can be, for example, wort.
Das Verfahren kann als einen weiteren während des Hefepropagationsprozesses durchgeführten Schritt ein Beimpfen von dem vorgehaltenen Hefenährstoffmilieu mit Hefezellen aufweisen. Im Schritt des Beimpfens können dem in dem Hefepropagator vorgehaltenen Hefenährstoffmilieu Hefezellen in einer für den Hefepropagationsprozess ausreichenden Anzahl hinzugefügt werden. Die für das Beimpfen verwendeten Hefezel len können aus Reinzucht stammen. Das Verfahren kann als einen weiteren während des Hefepropagationsprozesses durchgeführten Schritt ein Erzeugen von sauerstoffangereicherter Luft aufweisen. Die sau erstoffan ge reicherte Luft kann in einer zu dem Hefepropagator separaten Einrich tung zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft erzeugt werden. Die sauer stoffangereicherte Luft kann aus Umgebungsluft erzeugt werden. Bei der sauerstoffan gereicherten Luft kann es sich somit um sauerstoffangereicherte Umgebungsluft han deln. Die sauerstoffangereicherte Luft kann aus Sterilluft gewonnen werden. Bei der sauerstoffangereicherten Luft kann es sich somit um sauerstoffangereicherte Sterilluft handeln. The method can have, as a further step carried out during the yeast propagation process, inoculation of the yeast nutrient medium with yeast cells. In the inoculation step, yeast cells can be added to the yeast nutrient medium stored in the yeast propagator in a number sufficient for the yeast propagation process. The yeast cells used for inoculation can come from pure breeding. The method can comprise, as a further step carried out during the yeast propagation process, generating oxygen-enriched air. The oxygen-enriched air can be generated in a device separate from the yeast propagator for providing oxygen-enriched air. The oxygen-enriched air can be generated from ambient air. The oxygen-enriched air can therefore be oxygen-enriched ambient air. The oxygen-enriched air can be obtained from sterile air. The oxygen-enriched air can thus be oxygen-enriched sterile air.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Speichern von der erzeugten sauerstoffangereicherten Luft in einem Luftspeicher auf. Bei dem Speichern kann es sich um ein Zwischenspeichern und bei dem Luftspei cher um einen Pufferbehälter handeln, wobei die erzeugte sauerstoffangereicherte Luft in dem Pufferbehälter mit reduziertem Druck zwischengespeichert werden kann. Der Luftspeicher kann mit der Einrichtung zum Bereitstellen der sau erstoffan ge reicherten Luft zum Durchführen des Verfahrens dauerhaft oder temporär verbunden sein. Das Speichern kann auch in einem zur Einrichtung zum Bereitstellen der sauerstoffangerei cherten Luft separaten Speicherbehälter, beispielsweise in einer Druckluftflasche, durchgeführt werden. According to one embodiment of the method, this has, as a further step, the storage of the oxygen-enriched air generated in an air reservoir. The storage can be an intermediate storage and the air storage can be a buffer container, wherein the oxygen-enriched air generated can be temporarily stored in the buffer container at reduced pressure. The air reservoir can be permanently or temporarily connected to the device for providing the oxygen-enriched air for carrying out the method. The storage can also be carried out in a storage container which is separate from the device for providing the oxygen-enriched air, for example in a compressed air cylinder.
Das Verfahren kann als einen weiteren während des Hefepropagationsprozesses durchgeführten Schritt ein Zuführen von der sauerstoffangereicherten Luft zu dem bei mpften Hefenährstoffmilieu aufweisen. Der Schritt des Zuführens kann ein Zuführen von der gespeicherten sauerstoffangereicherten Luft aufweisen. Dem beimpften Hefenähr stoffmilieu kann die in dem Pufferbehälter zwischengespeicherte Luft zugeführt werden, wobei der Pufferbehälter zwischen der Einrichtung zum Bereitstellen der sauerstoffan gereicherten Luft und dem Hefepropagator zum Durchführen des Verfahrens dauerhaft zwischengeschaltet sein kann. Dem beimpften Hefenährstoffmilieu kann auch die in dem separaten Speicherbehälter gespeicherte Luft solange zugeführt werden bis die in ihm gespeicherte Luft erschöpft ist. The method can comprise, as a further step carried out during the yeast propagation process, a supply of the oxygen-enriched air to the yeast nutrient medium when it is steamed. The step of supplying can include supplying the stored oxygen-enriched air. The inoculated yeast nutrient milieu can be supplied with the air temporarily stored in the buffer container, the buffer container being permanently interposed between the device for providing the oxygen-enriched air and the yeast propagator for carrying out the method. The air stored in the separate storage container can also be supplied to the inoculated yeast nutrient environment until the air stored in it is exhausted.
Dieser weitere Schritt des Verfahrens kann zum Versorgen der in das Hefenährstoffmi lieu geimpften Hefezellen mit Sauerstoff durchgeführt werden. Der Schritt des Zufüh rens von der sauerstoffangereicherten Luft zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu kann daher ein Belüften des beimpften Hefenährstoffmilieus mit sauerstoffangereicherter Luft aufweisen. Der Schritt kann so zum Herbeiführen eines aeroben Metabolismus für das Vermehren der Hefezellen durchgeführt werden. Durch das Zuführen der sauerstoffan gereicherten Luft kann eine Sauerstoffzugabe zum Hefenährstoffmilieu auch bei einem verringerten Gasvolumenstrom aufrechterhalten werden. This further step of the method can be carried out to supply the yeast cells inoculated into the yeast nutrient medium with oxygen. The step of adding the oxygenated air to the inoculated yeast nutrient environment can be therefore ventilate the inoculated yeast nutrient environment with oxygen-enriched air. The step can thus be carried out to induce aerobic metabolism for the yeast cells to multiply. By supplying the oxygen-enriched air, the addition of oxygen to the yeast nutrient environment can be maintained even with a reduced gas volume flow.
Mit der Erfindung kann durch das Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft zu dem Hefepropagator und somit zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu der Stoffwechsel, das Wachstum und das Vermehren der im Hefenährstoffmilieu vorgehaltenen Hefezellen beeinflusst werden. Das Erzeugen von sauerstoffangereicherter Luft kann ein Skalieren von einer Sauerstoffanreicherung aufweisen. Das Zuführen von sauerstoffangereicher ter Luft in den Hefepropagator kann somit ein Dosieren von dem dem Hefenährstoffmi lieu mit der sauerstoffangereicherten Luft zugeführten Sauerstoff aufweisen. Der Erfin dung liegt zudem die Erkenntnis zugrunde, dass mindestens ein prozesstechnischer Parameter des Hefepropagationsprozesses basierend auf dem Schritt des Zuführens von der sauerstoffangereicherten Luft zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu geregelt werden kann. With the invention, by supplying oxygen-enriched air to the yeast propagator and thus to the inoculated yeast nutrient environment, the metabolism, growth and multiplication of the yeast cells stored in the yeast nutrient environment can be influenced. Generating oxygen-enriched air may include scaling from oxygen enrichment. The supply of oxygen-enriched air into the yeast propagator can thus include a metering of the oxygen supplied to the yeast nutrient medium with the oxygen-enriched air. The invention is also based on the knowledge that at least one process-related parameter of the yeast propagation process can be regulated based on the step of supplying the oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient medium.
Der prozesstechnische Parameter kann sich auf das Wachstum und/oder die Vermeh rung der Hefezellen beziehen. Der prozesstechnische Parameter kann sich auch auf den biotechnologischen beziehungsweise chemischen Prozess der in dem Hefepropa gator ablaufenden Hefepropagation beziehen. Mit der Erfindung kann daher eine Stei gerung beziehungsweise Optimierung von einer Prozesseffizienz in einem Hefepropa gationsmanagement erzielt werden. The process engineering parameter can relate to the growth and / or the multiplication of the yeast cells. The process engineering parameter can also relate to the biotechnological or chemical process of the yeast propagation taking place in the yeast propagator. With the invention, an increase or optimization of process efficiency in yeast propagation management can therefore be achieved.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der zu dem beimpf ten Hefenährstoffmilieu zugeführten sauerstoffangereicherten Luft um ein Gasgemisch mit einem Sauerstoffanteil von bis zu 40%. Bei der zugeführten sauerstoffangereicher ten Luft handelt es sich daher nicht um Umgebungsluft, welche einen Sauerstoffgehalt von ungefähr 21% aufweisen kann. Bei der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft handelt es sich daher auch nicht um reinen Sauerstoff. Gemäß einer weiteren Ausfüh rungsform ist der Sauerstoffanteil der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft ein stellbar, auf einen Sauerstoffanteil von bis zu 40% einstellbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Erzeu gens von sauerstoffangereicherter Luft ein Durchleiten von Luft durch eine Trennvor richtung auf. Bei der Luft kann es sich um Umgebungsluft handeln. Bei der Luft kann es sich auch um Sterilluft handeln. Die Trennvorrichtung kann eine Membran aufweisen, deren Durchlässigkeit für Sauerstoff höher als für Stickstoff sein kann. Bei der Membran kann es sich um eine selektive beziehungsweise spezifische Membran, deren Durchläs sigkeit unter bestimmten beziehungsweise definierten Bedingungen für Sauerstoff hö her als für Stickstoff ist. Die Durchlässigkeit der Membran kann durch ein Einstellen von einem sich auf die durchgeleitete Luft beziehenden Parameter einstellbar sein. Bei dem Parameter kann es sich um einen strömungsmechanischen Parameter handeln, bei spielsweise um einen Durchleitungsdruck der Luft. Bei dem Parameter kann es sich auch um eine physikalische Eigenschaft der Luft handeln, beispielsweise um eine Tem peratur der Luft. Der Schritt des Erzeugens von sauerstoffangereicherter Luft kann da her ein Einstellen des Sauerstoffanteils der zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu zuge führten sauerstoffangereicherten Luft mit der Trennvorrichtung aufweisen. Die Trenn vorrichtung kann zudem als eine regelungstechnische Stelleinrichtung zum Regeln von mindestens einem prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationsprozesses ein gerichtet sein. According to one embodiment of the method, the oxygen-enriched air supplied to the inoculated yeast nutrient medium is a gas mixture with an oxygen content of up to 40%. The oxygen-enriched air supplied is therefore not ambient air, which can have an oxygen content of approximately 21%. The oxygen-enriched air supplied is therefore not pure oxygen either. According to a further embodiment, the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied can be adjusted to an oxygen content of up to 40%. According to a further embodiment of the method, the step of generating oxygen-enriched air comprises passing air through a separating device. The air can be ambient air. The air can also be sterile air. The separating device can have a membrane, the permeability of which for oxygen can be higher than for nitrogen. The membrane can be a selective or specific membrane, the permeability of which is higher for oxygen than for nitrogen under certain or defined conditions. The permeability of the membrane can be adjustable by adjusting a parameter relating to the air passed through. The parameter can be a fluid mechanical parameter, for example a passage pressure of the air. The parameter can also be a physical property of the air, for example a temperature of the air. The step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied to the inoculated yeast nutrient medium with the separating device. The separating device can also be designed as a control device for controlling at least one process parameter of the yeast propagation process.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Erzeu gens von sauerstoffangereicherter Luft mindestens eines von einem Verdichten, einem Entfeuchten und einem Aufheizen von Luft auf. Das Verdichten, das Entfeuchten und/oder das Aufheizen kann vor dem Durchleiten durch die Trennvorrichtung durchge führt werden. Das Verdichten kann mit einem Verdichter zum Bereitstellen von verdich teter Luft durchgeführt werden. Das Entfeuchten kann mit einem Kältetrockner zum Ent feuchten der verdichteten Luft durchgeführt werden. Der Trennvorrichtung kann somit verdichtete und/oder entfeuchtete Luft zugeführt werden. Die verdichtete und/oder ent feuchtete Luft kann zum Aufheizen der verdichteten und/oder entfeuchteten Luft durch eine Heizvorrichtung, insbesondere eine elektrisch betreibbare Heizvorrichtung, geleite ten werden. Die Heizvorrichtung kann unter Nutzung der Abwärme des Kältetrockners betrieben werden. Der Schritt des Erzeugens von sauerstoffangereicherter Luft kann so in vorteilhafter Weise unabhängig von schwankenden Umgebungsbedingungen, insbe sondere der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit, betrieben werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Erzeu gens von sauerstoffangereicherter Luft ein Kühlen der verdichteten Luft auf. Das Kühlen kann mit einer Vorkühleinrichtung zum Kühlen der verdichteten Luft durchgeführt wer den. Die Vorkühleinrichtung kann als ein Luft-/Wasser-Wärmetauscher, insbesondere als ein Luft-/Wasser-Rohrbündelwärmetauscher, ausgebildet sein. Das Kühlen kann vor dem Entfeuchten durchgeführt werden. Ein verfahrenstechnischer Wirkungsgrad beim Erzeugen von sauerstoffangereicherter Luft kann so in vorteilhafter Weise verbessert werden. According to a further embodiment of the method, the step of generating oxygen-enriched air comprises at least one of compressing, dehumidifying and heating air. The compression, dehumidification and / or heating can be carried out before being passed through the separating device. The compression can be carried out with a compressor for providing compressed air. Dehumidification can be carried out with a refrigerant dryer to humidify the compressed air. The separating device can thus be supplied with compressed and / or dehumidified air. The compressed and / or ent humidified air can be guided through a heating device, in particular an electrically operated heating device, to heat the compressed and / or dehumidified air. The heating device can be operated using the waste heat from the refrigeration dryer. The step of generating oxygen-enriched air can thus advantageously be operated independently of fluctuating ambient conditions, in particular the ambient temperature and the air humidity. According to a further embodiment of the method, the step of generating oxygen-enriched air comprises cooling the compressed air. The cooling can be carried out with a pre-cooling device for cooling the compressed air. The pre-cooling device can be designed as an air / water heat exchanger, in particular as an air / water tube bundle heat exchanger. Cooling can be done before dehumidifying. Process efficiency when generating oxygen-enriched air can thus be improved in an advantageous manner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Temperatur der ver dichteten Luft unterhalb einer vorbestimmten Grenztemperatur geregelt oder gesteuert werden. Die vorbestimmte Grenztemperatur kann auf der Grundlage von Betriebsgrö ßen des Kältetrockners vorgegeben werden. Insbesondere können Betriebsgrößen des Kältetrockners oder vorgegebene Auslegungsgrößen des Kältetrockners verwendet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Temperatur der verdichteten und/oder entfeuchteten Umgebungsluft auf eine vorbestimmte Tempe ratur oder innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs geregelt. Der Tempera turbereich für die verdichtete und/oder entfeuchtete Umgebungsluft kann 20 bis 50°C, vorzugsweise 40°C ± 2K, betragen. So kann mit der Trennvorrichtung ein hoher Wir kungsgrad zum Erzeugen der sauerstoffangereicherten Luft erzielt werden. According to a further embodiment of the method, the temperature of the compressed air can be regulated or controlled below a predetermined limit temperature. The predetermined limit temperature can be specified on the basis of operating parameters of the refrigeration dryer. In particular, operating parameters of the refrigeration dryer or predetermined design parameters of the refrigeration dryer can be used. According to a further embodiment of the method, the temperature of the compressed and / or dehumidified ambient air is regulated to a predetermined temperature or within a predetermined temperature range. The temperature range for the compressed and / or dehumidified ambient air can be 20 to 50 ° C, preferably 40 ° C ± 2K. Thus, a high degree of efficiency for generating the oxygen-enriched air can be achieved with the separating device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Erzeu gens von sauerstoffangereicherter Luft ein Filtern beziehungsweise Reinigen der Luft, insbesondere der verdichteten und/oder entfeuchteten Luft auf. Das Filtern beziehungs weise Reinigen kann mit einer Filtereinrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen durch geführt werden. Die Filtereinrichtung kann mindestens eine Filtereinheit umfassen. Um fasst die Filtereinrichtung mehrere Filtereinheiten, können diese in Reihe angeordnet sein. Die mindestens eine Filtereinheit kann eine Aktivkohle-Filtereinheit sein, wobei die mindestens eine Filtereinheit eine Aktivkohleschüttung und/oder ein Aktivkohleflies auf weisen kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Erzeugens von sauerstoffangereicherter Luft ein Einstellen beziehungsweise Ver ringern eines Drucks an der Trennvorrichtung auf. Das Einstellen beziehungsweise Ver ringern des Drucks kann nach dem Filtern und/oder vor dem Aufheizen durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Regeln von mindestens einem prozesstechnischen Parameter des Hefepro pagationsprozesses basierend auf dem Schritt des Zuführens von der sauerstoffange reicherten Luft auf. Eine sich auf das Zuführen von der sau erstoffan ge reicherten Luft und/oder eine sich auf die zugeführte sau erstoffan ge reicherte Luft beziehende Stell größe kann somit den prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationsprozesses als die im Hefepropagationsprozess zur regelnde Regelgröße beeinflussen. Der Schritt des Regeins kann daher ein Regeln oder Steuern von der Trennvorrichtung zum Steu ern beziehungsweise Einstellen von der erzeugten sau erstoffan ge reicherten Luft auf weisen. So kann die Zusammensetzung und/oder Flussmenge an sauerstoffangerei- cherter Luft gesteuert beziehungsweise eingestellt werden. Der prozesstechnische Pa rameter des Hefepropagationsprozesses kann daher in einem auf dem Erzeugen der sau erstoffan ge reicherten Luft basierenden Regelkreis eingeregelt werden. According to a further embodiment of the method, the step of generating oxygen-enriched air includes filtering or cleaning the air, in particular the compressed and / or dehumidified air. The filtering or cleaning can be performed with a filter device to remove foreign matter. The filter device can comprise at least one filter unit. If the filter device comprises several filter units, these can be arranged in series. The at least one filter unit can be an activated carbon filter unit, wherein the at least one filter unit can have an activated carbon bed and / or an activated carbon fleece. According to a further embodiment of the method, the step of generating oxygen-enriched air comprises setting or reducing a pressure on the separating device. Setting or reducing the pressure can be carried out after filtering and / or before heating. According to a further embodiment of the method, this has, as a further step, regulating at least one process-related parameter of the yeast propagation process based on the step of supplying the oxygen-enriched air. A manipulated variable relating to the supply of oxygen-enriched air and / or a manipulated variable relating to the supplied oxygen-enriched air can thus influence the process parameters of the yeast propagation process as the controlled variable in the yeast propagation process. The step of regulating can therefore include regulating or controlling the separating device for controlling or adjusting the oxygen-enriched air generated. In this way, the composition and / or flow rate of oxygen-enriched air can be controlled or adjusted. The process-related parameters of the yeast propagation process can therefore be regulated in a control loop based on the generation of the oxygen-enriched air.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt des Regeins von dem mindestens einen prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses basierend auf einem Gasgehalt der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft durchgeführt. Bei dem Gasgehalt kann es sich um den Sauerstoffgehalt der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft handeln. Der Gasgehalt der zugeführten sauerstoffange reicherten Luft kann daher eine Stellgröße zum Regeln von dem mindestens einen pro zesstechnischen Parameter des Hefepropagationsprozesses sein. Der Schritt des Er zeugens von sau erstoffan gereicherter Luft kann daher ein Einstellen von dem Gasgeh alt der sauerstoffangereicherten Luft aufweisen. Der Schritt des Erzeugens von sauer- stoffangereicherter Luft kann ferner auf einem regelungstechnischen Rückkoppeln von einer sich auf den mindestens einen prozesstechnischen Parameter beziehenden Ist- Größe in dem Hefepropagationsprozess basieren, um das Zuführen von der sauerstoff angereicherten Luft zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu zu steuern. Die Sauer stoffversorgung der in das Hefenährstoffmilieu geimpften Hefezellen kann somit zum Regeln des mindestens einen prozesstechnischen Parameters des Hefepropagations prozesses variiert beziehungsweise eingestellt werden. According to a further embodiment of the method, the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on a gas content of the oxygen-enriched air supplied. The gas content can be the oxygen content of the oxygen-enriched air supplied. The gas content of the oxygen-enriched air supplied can therefore be a manipulated variable for regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process. The step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the gas content of the oxygen-enriched air. The step of generating oxygen-enriched air can furthermore be based on a control-technical feedback of an actual variable relating to the at least one process-related parameter in the yeast propagation process in order to control the supply of the oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient environment. The oxygen supply of the yeast cells inoculated into the yeast nutrient milieu can thus be varied or adjusted to regulate the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt des Regeins von dem mindestens einen prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses basierend auf mindestens einem strömungsmechanischen Parameter der zuge führten sauerstoffangereicherten Luft durchgeführt. Der mindestens eine strömungsmechanische Parameter kann einen Volumenstrom beziehungsweise eine Durchflussrate der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft aufweisen. Der mindes tens eine strömungsmechanische Parameter kann somit ein Verhältnis zwischen einem Volumen der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft und einer definierten Zeit spanne aufweisen. Der mindestens eine strömungsmechanische Parameter kann auch eine Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft aufwei sen. Der mindestens eine strömungsmechanische Parameter kann somit ein Verhältnis zwischen einer Ortveränderung der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft und einer definierten Zeitspanne aufweisen. Der mindestens eine strömungsmechanische Para meter kann ferner auch einen zeitlichen Strömungsverlauf aufweisen. Der zeitliche Strö mungsverlauf kann ein sich zeitlich ändernder Strömungsverlauf, beispielsweise ein in termittierender Strömungsverlauf, sein. According to a further embodiment of the method, the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air. The at least one Fluid mechanical parameters can include a volume flow or a flow rate of the supplied oxygen-enriched air. The at least one fluid mechanical parameter can thus have a ratio between a volume of the oxygen-enriched air supplied and a defined period of time. The at least one fluid mechanical parameter can also have a flow velocity of the oxygen-enriched air supplied. The at least one fluid mechanical parameter can thus have a relationship between a change in location of the oxygen-enriched air supplied and a defined period of time. The at least one fluid mechanical parameter can also have a flow profile over time. The flow curve over time can be a flow curve that changes over time, for example a termittenden flow curve.
Der strömungsmechanische Parameter kann zum Regeln von dem mindestens einen prozesstechnischen Parameter sensorisch, beispielsweise mit einem Durchflusssensor erfasst werden. Bei dem Durchflusssensor kann es sich beispielsweise um einen Inline- Sensor oder einen Ultraschallsensor handeln. For regulating the at least one process-related parameter, the fluid mechanical parameter can be detected by sensors, for example with a flow sensor. The flow sensor can be, for example, an inline sensor or an ultrasonic sensor.
Der strömungsmechanische Parameter der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft kann eine Stellgröße zum Regeln von dem mindestens einen prozesstechnischen Para meter des Hefepropagationsprozesses sein. Der Schritt des Erzeugens von sauerstoff- angereicherter Luft kann daher ein Einstellen von der Strömungsmechanik der sauer stoffangereicherten Luft aufweisen. Der Schritt des Erzeugens von sauerstoffangerei- cherter Luft kann ferner auf einem regelungstechnischen Rückkoppeln von einer sich auf den mindestens einen prozesstechnischen Parameter beziehenden Ist-Größe in dem Hefepropagationsprozess basieren, um das Zuführen von der sauerstoffangerei cherten Luft zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu zu steuern. The fluidic mechanical parameter of the oxygen-enriched air supplied can be a manipulated variable for regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process. The step of generating oxygen-enriched air can therefore include adjusting the flow mechanics of the oxygen-enriched air. The step of generating oxygen-enriched air can furthermore be based on a closed-loop feedback control of an actual variable in the yeast propagation process that relates to the at least one process-related parameter in order to control the supply of oxygen-enriched air to the inoculated yeast nutrient environment.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der mindestens eine prozesstechnische Parameter des Hefepropagationsprozesses mindestens eine Größe, welche sich auf eine Schaumbildung des Hefenährstoffmilieus bezieht. Bei der mindes tens einen Größe kann es sich um eine im Schritt des Regeins zu regelnde Regelgröße handeln. Basierend auf dem Gasgehalt und/oder dem mindestens einen strömungsme chanischen Parameter der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft kann somit die Schaumbildung des Hefenährstoffmilieus beeinflusst, eingestellt beziehungsweise überwacht werden. Bei der Größe, welche sich auf die Schaumbildung des Hefenähr stoffmilieus bezieht, kann es sich um ein aktuelles Schaumvolumen in dem Hefepropa- gator, eine aktuelle Schaumniveau in dem Hefepropagator oder eine aktuelle Schaum konsistenz in dem Hefepropagator handeln. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu grunde, dass das Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft die Schaumbildung des Hefenährstoffmilieus beim Wachstum und der Vermehrung der Hefezellen reduzieren kann. In dem Hefepropagator kann so in vorteilhafter weise eine höherer Füllstand des Hefenährstoffmilieus vorgehalten werden. Es kann ferner in vorteilhafter Weise ein klei nerer Hefepropagator mit geringerem Freiraum für eine Schaumbildung bei gleicher Aufnahmekapazität für das Hefenährstoffmilieu eingesetzt werden. Es kann ferner auch ein Reinigungsaufwand und ein Entsorgen von Abfallprodukten beim Beitreiben eines Hefepopagators verringert werden. According to a further embodiment of the method, the at least one process-related parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to foam formation in the yeast nutrient environment. The at least one variable can be a controlled variable to be regulated in the regulating step. Based on the gas content and / or the at least one flow mechanical parameter of the oxygen-enriched air supplied, the foaming of the yeast nutrient milieu can thus be influenced, adjusted or respectively be monitored. The variable which relates to the foaming of the yeast nutrient milieu can be a current foam volume in the yeast propagator, a current foam level in the yeast propagator or a current foam consistency in the yeast propagator. The invention is based on the knowledge that the supply of oxygen-enriched air can reduce the foaming of the yeast nutrient environment during the growth and reproduction of the yeast cells. In the yeast propagator, a higher filling level of the yeast nutrient milieu can thus advantageously be kept. Furthermore, a smaller yeast propagator with less free space for foam formation with the same absorption capacity for the yeast nutrient environment can be used in an advantageous manner. Furthermore, the effort required for cleaning and the disposal of waste products when operating a yeast propagator can also be reduced.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der mindestens eine prozesstechnische Parameter des Hefepropagationsprozesses mindestens eine Größe, welche sich auf eine Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen in dem Hefenährstoff milieu bezieht. Bei der Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen kann es sich um eine im Schritt des Regeins zu regelnde Regelgröße handeln. Basierend auf dem Gas gehalt und/oder dem mindestens einen strömungsmechanischen Parameter der zuge führten sauerstoffangereicherten Luft kann somit die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen beeinflusst, eingestellt beziehungsweise überwacht werden. Bei der Größe, welche sich auf die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen bezieht, kann es sich um eine Anzahl der Hefezellen beziehungsweise um eine Zellzahl handeln. Bei der Größe, welche sich auf die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen bezieht, kann es sich auch um ein Zahlenverhältnis oder Gewichtsverhältnis von den sich vermehrten Hefezellen zu den in das Hefenährstoffmilieu geimpften Hefezellen oder um eine Hefe zellenkonzentrationsveränderung in dem Hefenährstoffmilieu handeln. Bei der Größe, welche sich auf die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen bezieht, kann es sich ferner um die Milieutemperatur in dem Hefenährstoffmilieu handeln. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft die He fevitalität der Hefezellen beim Wachstum und der Vermehrung der Hefezellen erhöhen kann. In dem Hefepropagator kann so in vorteilhafter die Vermehrung der Hefezellen beschleunigt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der mindestens eine prozesstechnische Parameter des Hefepropagationsprozesses mindestens eine Größe, welche sich auf den Sauerstoffgehalt in dem Hefenährstoffmilieu bezieht. Der Sauer stoff in dem Hefenährstoffmilieu steht den Hefezellen zu deren Wachstum und Vermeh- rung zur Verfügung. Bei der Größe, welche sich auf den Sauerstoffgehalt in dem He fenährstoffmilieu bezieht, kann es sich um einen gelösten Sauerstoffgehalt in dem He fenährstoffmilieu handeln. Bei der mindestens einen Größe kann es sich um eine im Schritt des Regeins zu regelnde Regelgröße handeln. Der Sauerstoffgehalt in dem He fenährstoffmilieu kann unterhalb von einem Schwellwert eingeregelt werden. Basierend auf dem Gasgehalt und/oder dem mindestens einen strömungsmechanischen Parame ter der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft kann somit der Sauerstoffgehalt in dem Hefenährstoffmilieu beeinflusst, eingestellt beziehungsweise überwacht werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Vorhalten von einem konstanten Sauerstoffgehalt, beispielsweise ein Wert zwischen 20% und 30%, in dem Hefenähr- Stoffmilieu das Wachstum und die Vermehrung der Hefezellen begünstigen kann. Fer ner liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass die Schaumbildung beziehungs weise die Vermehrungsgeschwindigkeit durch ein Einregeln des Sauerstoffgehalts in dem Hefenährstoffmilieu direkt beeinflusst werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt des Regeins von dem mindestens einen prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses ein sensorisches Erfassen von mindestens einer sich auf den mindestens einen prozesstechnischen Parameter beziehenden Ist-Größe in dem Hefepropagationspro zess auf. Die Ist-Größe kann sich auf die auf die Schaumbildung des Hefenährstoffmili- eus bezogene Größe beziehen. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Ist-Größe auf die auf die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen in dem Hefenährstoffmilieu be zogene Größe beziehen. Weiter alternativ oder zusätzlich kann sich die Ist-Größe auf die auf den Sauerstoffgehalt in dem Hefenährstoffmilieu bezogene Größe beziehen. Die mindestens eine Ist-Größe kann mit einem an oder in dem Hefepropagator vorgesehe- nen Sensor erfasst werden. Die sich auf die Schaumbildung des Hefenährstoffmilieus bezogene Größe kann mit einem Schaumbildungserfassungssensor erfasst werden. Beispielsweise kann die Größe mit einem bildbasierten Sensor beziehungsweise einer Kamera erfasst werden. Die sich auf die Vermehrungsgeschwindigkeit der Hefezellen in dem Hefenährstoffmilieu bezogene Größe kann mit einem Vermehrungsgeschwindig- keitssensor erfasst werden. Beispielsweise kann die Größe mit einem Chemosensor zum Erfassen von mindestens einem beim Wachstum beziehungsweise der Vermeh rung der Hefezellen im Hefenährstoffmilieu abgebauten und/oder produzierten Stoff er fasst werden. Bei dem Chemosensor kann es sich beispielsweise um einen Gassensor handeln. According to a further embodiment of the method, the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to a rate of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient milieu. The rate of multiplication of the yeast cells can be a control variable to be regulated in the regulation step. Based on the gas content and / or the at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air, the rate of propagation of the yeast cells can thus be influenced, adjusted or monitored. The size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells, can be a number of yeast cells or a number of cells. The size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells, can also be a numerical or weight ratio of the multiplied yeast cells to the yeast cells inoculated into the yeast nutrient environment or a yeast cell concentration change in the yeast nutrient environment. The size, which relates to the rate of multiplication of the yeast cells, can also be the temperature of the environment in the yeast nutrient environment. The invention is based on the finding that the supply of oxygen-enriched air can increase the yeast vitality of the yeast cells during the growth and reproduction of the yeast cells. The multiplication of the yeast cells can thus advantageously be accelerated in the yeast propagator. According to a further embodiment of the method, the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process comprises at least one variable which relates to the oxygen content in the yeast nutrient medium. The oxygen in the yeast nutrient environment is available to the yeast cells for their growth and multiplication. The variable which relates to the oxygen content in the yeast nutrient medium can be a dissolved oxygen content in the yeast nutrient medium. The at least one variable can be a controlled variable to be regulated in the regulation step. The oxygen content in the yeast nutrient environment can be regulated below a threshold value. Based on the gas content and / or the at least one fluid mechanics parameter of the oxygen-enriched air supplied, the oxygen content in the yeast nutrient environment can thus be influenced, adjusted or monitored. The invention is based on the knowledge that maintaining a constant oxygen content, for example a value between 20% and 30%, in the yeast nutrient medium can promote the growth and multiplication of the yeast cells. Furthermore, the invention is based on the knowledge that the foam formation or the rate of propagation can be influenced directly by regulating the oxygen content in the yeast nutrient environment. According to a further embodiment of the method, the step of regulating the at least one process-related parameter of the yeast propagation process comprises sensory detection of at least one actual variable relating to the at least one process-related parameter in the yeast propagation process. The actual size can refer to the size related to the foaming of the yeast nutrient milieu. Alternatively or additionally, the actual size can relate to the size related to the rate of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment. As an alternative or in addition, the actual size can also relate to the size related to the oxygen content in the yeast nutrient medium. The at least one actual variable can be detected with a sensor provided on or in the yeast propagator. The quantity related to the foaming of the yeast nutrient milieu can be detected with a foaming detection sensor. For example, the size can be recorded with an image-based sensor or a camera. The variable related to the speed of multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment can be recorded with a speed of multiplication sensor. For example, the size can be measured with a chemosensor to detect at least one substance degraded and / or produced during the growth or multiplication of the yeast cells in the yeast nutrient environment. The chemosensor can be a gas sensor, for example.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt des Regeins von dem mindestens einen prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses basierend auf einem Fuzzy-Regelungssystem durchgeführt. Das Fuzzy-Rege- lungssystem kann einen Fuzzy-Regler zum Regeln des mindestens einen prozesstech nischen Parameters des Hefepropagationsprozesses aufweisen. Bei der mindestens ei nen Ist-Größe kann es sich um eine Eingangs-Messgröße des Fuzzy-Regelungssys- tems handeln. Mindestens eine der beschriebenen Stellgrößen zum Beeinflussen von mindestens einem der beschriebenen Regelgrößen kann mit dem Fuzzy-Regelungssys- tems bestimmt werden, um den mindestens einen prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationsprozesses einzuregeln. According to a further embodiment of the method, the step of regulating the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process is carried out based on a fuzzy control system. The fuzzy control system can have a fuzzy controller for controlling the at least one process-related parameter of the yeast propagation process. The at least one actual variable can be an input measured variable of the fuzzy control system. At least one of the described manipulated variables for influencing at least one of the described controlled variables can be determined with the fuzzy control system in order to control the at least one process-related parameter of the yeast propagation process.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung zum Steuern von einer Einrichtung zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft für einen Hefepro pagationsprozess. Die Steuereinrichtung kann zum Durchführen oder Auslösen von mindestens einem der zum vorhergehenden Aspekt beschriebenen Verfahrensschritte eingerichtet sein. Die Einrichtung zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft kann die zum vorhergehenden Aspekt beschriebene Trennvorrichtung aufweisen. Zu sätzlich zur Trennvorrichtung kann die Einrichtung zum Bereitstellen von sauerstoffan gereicherter Luft den Verdichter, den Kältetrockner, die Heizvorrichtung, die Vorkühlein richtung und/oder die Filtereinrichtung, wie zum vorhergehenden Aspekt beschrieben, aufweisen. In a further aspect, the invention relates to a control device for controlling a device for providing oxygen-enriched air for a yeast propagation process. The control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspect. The device for providing oxygen-enriched air can have the separating device described in relation to the preceding aspect. In addition to the separating device, the device for providing oxygen-enriched air can have the compressor, the refrigeration dryer, the heating device, the pre-cooling device and / or the filter device, as described in relation to the previous aspect.
Die Steuereinrichtung kann eine Schnittstelle zum Einlesen von mindestens einer sich auf einen Hefepropagationsprozess beziehenden Größe aufweisen. Bei der Größe kann es sich um die zu dem vorhergehenden Aspekt beschriebene Ist-Größe handeln. Die Ist-Größe kann wie zum vorhergehenden Aspekt beschrieben sensorisch erfasst wor den sein. Die Steuereinrichtung kann einen Regler zum Bereitstellen von mindestens einem Parameter, welcher sich auf ein Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft zu dem Hefepropagationsprozess bezieht, basierend auf der eingelesenen Größe aufwei sen. Bei dem Parameter kann es sich um eine zum vorhergehenden Aspekt beschriebenen Stellgröße, beispielsweise den Gasgehalt und/oder den strömungsme chanischen Parameter, handeln. Die Steuereinrichtung kann eine Schnittstelle zum Ausgeben von einem Signal zum Ansteuern von der Einrichtung zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft für den Hefepropagationsprozess basierend auf dem von dem Regler bereitgestellten Parameter aufweisen. Bei dem Signal kann es sich um ein Steuersignal handeln. The control device can have an interface for reading in at least one variable relating to a yeast propagation process. The size can be the actual size described for the previous aspect. As described in relation to the previous aspect, the actual size can be detected by sensors. The control device can have a regulator for providing at least one parameter, which relates to a supply of oxygen-enriched air to the yeast propagation process, based on the read-in variable. The parameter can be one related to the previous aspect described manipulated variable, for example the gas content and / or the flow mechanical parameters act. The control device can have an interface for outputting a signal for controlling the device for providing oxygen-enriched air for the yeast propagation process based on the parameter provided by the controller. The signal can be a control signal.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein System zum Bereitstellen von sauer- stoffangereicherter Luft für einen Hefepropagationsprozess. Bei dem System kann es sich um ein Regelungssystem zum Regeln von mindestens einem prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationsprozesses handeln. Bei dem prozesstechnischen Pa rameter des Hefepropagationsprozesses kann es sich um einen zu den vorhergehen den Aspekten beschriebenen Parameter handeln. In a further aspect, the invention relates to a system for providing oxygen-enriched air for a yeast propagation process. The system can be a control system for regulating at least one process engineering parameter of the yeast propagation process. The process engineering parameter of the yeast propagation process can be a parameter described in relation to the previous aspects.
Das System kann mindestens einen Sensor zum Erfassen von mindestens einer sich auf einen Hefepropagationsprozess beziehenden Größe aufweisen. Bei dem Sensor kann es sich um einen zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen Sensor han deln. Bei der Größe kann es sich um die zu den vorhergehenden Aspekten beschrie bene Ist-Größe handeln. Das System kann eine Steuereinrichtung nach dem vorherge henden Aspekt aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Durchführen oder Auslösen von mindestens einem der zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen Verfah rensschritte eingerichtet sein. Das System kann eine Einrichtung zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft für den Hefepropagationsprozess aufweisen, bei welcher es sich um eine zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen entsprechenden Ein richtung handeln kann. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Einrich tung zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft anzusteuern. The system can have at least one sensor for detecting at least one variable relating to a yeast propagation process. The sensor can be a sensor described in relation to the preceding aspects. The size can be the actual size described for the previous aspects. The system can have a control device according to the preceding aspect. The control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspects. The system can have a device for providing oxygen-enriched air for the yeast propagation process, which device can be a device corresponding to the preceding aspects. The control device can be set up to control the device for providing oxygen-enriched air.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Nachrüsten eines He- fepropagators. Das Verfahren kann als einen Schritt ein Ausstatten von einem Hefepro- pagator mit einem System nach dem vorhergehenden Aspekt aufweisen. Ein Hefepro- pagator kann so nachträglich mit dem System versehen werden, um mindestens einen prozesstechnischen Parameter eines in dem Hefepropagator stattfindenden Hefepropa gationsprozesses zu regeln. Der Hefepropagator kann so separat zu einem Gärtank für eine Lebensmittelproduktion, insbesondere für eine Gärführung für eine Bierproduktion, mit dem System betreibbar sein. Das Nachrüsten kann ferner ein regelungstechnisches Implementieren von dem System an dem Flefepropagator aufweisen. In a further aspect, the invention relates to a method for retrofitting a yeast propagator. The method can comprise, as a step, equipping a yeast propagator with a system according to the preceding aspect. A yeast propagator can thus be retrofitted with the system in order to regulate at least one process-related parameter of a yeast propagation process taking place in the yeast propagator. The yeast propagator can thus be used separately from a fermentation tank for food production, in particular for fermentation for beer production, be operable with the system. The retrofitting can also include a control implementation of the system on the fleet propagator.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein System zum Vermehren von Flefe zellen. Bei dem System kann es sich um ein Flefepropagationssystem handeln. In a further aspect, the invention relates to a system for propagating flefe cells. The system can be a fleece propagation system.
Das System kann einen Flefepropagator zum Vorhalten von einem Flefenährstoffmilieu aufweisen. Der Flefepropagator ist separat zu einem Gärtank für eine Lebensmittelpro duktion, insbesondere für eine Gärführung für eine Bierproduktion, betreibbar. Der Fle fepropagator kann wie zu den vorhergehenden Aspekten beschrieben ausgebildet und zum Durchführen von mindestens einem der zu den vorhergehenden Aspekten be schriebenen Verfahrensschritte eingerichtet sein. Das System kann mindestens einen Sensor zum Erfassen von einer Größe, welche sich auf einen in dem Flefepropagator stattfindenden Flefepropagationsprozess bezieht, aufweisen. Der Sensor kann wie zu den vorhergehenden Aspekten beschrieben ausgebildet und zum Durchführen von min destens einem der zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen Verfahrensschritte eingerichtet sein. Das System kann eine Steuereinrichtung nach einem der vorherge henden Aspekte aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Durchführen oder Auslö sen von mindestens einem der zu den vorhergehenden Aspekten beschriebenen Ver fahrensschritte eingerichtet sein. Das System kann eine Einrichtung zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft für den im Flefepropagator stattfindenden Flefepropa gationsprozess aufweisen. Die Einrichtung kann wie zu den vorhergehenden Aspekten beschrieben ausgebildet und zum Durchführen von mindestens einem der zu den vor hergehenden Aspekten beschriebenen Verfahrensschritte eingerichtet sein. The system can have a fleece propagator for maintaining a fleece nutrient medium. The meat propagator can be operated separately from a fermentation tank for food production, in particular for fermentation for beer production. The fle fepropagator can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least one of the method steps described for the preceding aspects. The system can have at least one sensor for detecting a variable which relates to a fleece propagation process taking place in the fleece propagator. The sensor can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least one of the method steps described for the preceding aspects. The system can have a control device according to one of the preceding aspects. The control device can be set up to carry out or trigger at least one of the method steps described in relation to the preceding aspects. The system can have a device for providing oxygen-enriched air for the meat propagation process taking place in the meat propagator. The device can be designed as described for the preceding aspects and set up to carry out at least one of the method steps described for the preceding aspects.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Figur 1 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung und ein System gemäß einer je weiligen Ausführungsform der Erfindung. Figure 1 shows schematically a control device and a system according to a respective embodiment of the invention.
Figur 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfah rens zum Vermehren von Flefezellen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Detaillierte Beschreibung von Ausführunqsformen FIG. 2 shows a schematic flow diagram to explain a method for multiplying Flefe cells according to an embodiment of the invention. Detailed description of designs
Figur 1 zeigt schematisch und vereinfacht ein System 400 zum Vermehren von Hefezel len 2. Figur 1 zeigt schematisch und vereinfacht ein weiteres System 300 zum Bereit stellen von sau erstoffan gereicherter Luft 12. Das weitere System 300 kann an einem Hefepropagator 10 nachgerüstet werden. FIG. 1 shows schematically and in a simplified manner a system 400 for propagating yeast cells 2. FIG. 1 shows schematically and in a simplified manner a further system 300 for providing oxygen-enriched air 12.
Das System 400 weist einen Hefepropagator 10 zum Vorhalten von einem Hefenähr stoffmilieu 4 auf. In dem Hefenährstoffmilieu 4 befinden sich Hefezellen 2, wobei das Hefenährstoffmilieu 4 mit diesen beimpft worden ist. Der Hefepropagator 10 ist separat zu einem Gärtank 30 betreibbar. In dem Hefepropagator 10 findet ein Hefepropagati onsprozess P statt. In dem separaten Gärtank 30 kann ein zum Hefepropagationspro zess P separater und prozesstechnisch nachgelagerter Gärprozess G stattfinden. The system 400 has a yeast propagator 10 for holding a yeast nutrient medium 4. Yeast cells 2 are located in the yeast nutrient medium 4, the yeast nutrient medium 4 having been inoculated with them. The yeast propagator 10 can be operated separately from a fermentation tank 30. In the yeast propagator 10, a yeast propagation process P takes place. In the separate fermentation tank 30, a fermentation process G that is separate from the yeast propagation process P and that is downstream in terms of process technology can take place.
Die Systeme 400, 300 weisen mindestens einen Sensor 40 zum Erfassen von einer sich auf den in dem Hefepropagator 10 stattfindenden Hefepropagationsprozess P be ziehenden Größe auf. Beim Vermehren der Hefezellen 2 in dem Hefepropagator 10 kommt es zu einer Schaumbildung 3. Der Sensor 40 kann dazu ausgebildet und einge richtet sein, die Schaumbildung 3 in dem Hefepropagator 10 qualitativ und/oder quanti tativ zu erfassen. Bei dem Sensor 40 kann es sich in einer Ausführungsform um eine Kamera handeln, welche die Schaumbildung 3 qualitativ und/oder quantitativ mit Metho den der Bildverarbeitung erfassen kann. The systems 400, 300 have at least one sensor 40 for detecting a variable relating to the yeast propagation process P taking place in the yeast propagator 10. When the yeast cells 2 multiply in the yeast propagator 10, there is foam formation 3. The sensor 40 can be designed and directed to detect the foam formation 3 in the yeast propagator 10 qualitatively and / or quantitatively. In one embodiment, the sensor 40 can be a camera which can detect the foam formation 3 qualitatively and / or quantitatively using image processing methods.
Die Systeme 400, 300 weisen eine Einrichtung 200 zum Bereitstellen von sauerstoffan- gereicherter Luft 12 auf. Die von der Einrichtung 200 erzeugte und bereitgestellte sauer stoffangereicherte Luft 12 kann durch eine Luftzuführung 13 von der Einrichtung 200 zum Hefepropagator 10 geleitet und diesem zugeführt werden. Die von der Einrichtung 200 erzeugte und bereitgestellte sauerstoffangereicherte Luft 12 kann in einem Puffer behälter 15 zwischengespeichert werden. Alternativ zum Pufferbehälter 15 kann die von der Einrichtung 200 erzeugte sau erstoffan gereicherter Luft 12 auch in einer separaten Druckluftflasche gespeichert werden, aus welcher diese dann dem Hefepropagator 10 zugeführt werden kann. In der Luftzuführung 13 kann eine Durchflusssteuerung 14 an geordnet sein, mit welcher das Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft 12 zu dem Hefepropagator 10 gesteuert werden kann. Die Durchflusssteuerung 14 kann beispiels weise ein Drosselventil aufweisen. So kann die sauerstoffangereicherte Luft 12 dem Hefenährstoffmilieu 4 einstellbar zugeführt werden. Das Zuführen kann ferner beispiels weise mit einer in den Figuren nicht gezeigten Düse erfolgen. Die Sauerstoff an ge rei cherte Luft 12 kann so das Wachstum und das Vermehren der Hefezellen 2 in dem He fenährstoffmilieu 4 beeinflussen. Das Zuführen der sau erstoffan ge reicherten Luft 12 zu dem Hefenährstoffmilieu 4 kann das Wachstum und das Vermehren der Hefezellen 2 beschleunigen. Das Zuführen der sau erstoffan ge reicherten Luft 12 zu dem Hefenähr stoffmilieu 4 kann zudem die Schaumbildung 3 verringern. The systems 400, 300 have a device 200 for providing oxygen-enriched air 12. The oxygen-enriched air 12 generated and provided by the device 200 can be passed through an air supply 13 from the device 200 to the yeast propagator 10 and supplied thereto. The oxygen-enriched air 12 generated and provided by the device 200 can be temporarily stored in a buffer container 15. As an alternative to the buffer container 15, the oxygen-enriched air 12 generated by the device 200 can also be stored in a separate compressed air bottle, from which it can then be fed to the yeast propagator 10. In the air supply 13, a flow control 14 can be arranged with which the supply of oxygen-enriched air 12 to the yeast propagator 10 can be controlled. The flow controller 14 can, for example, have a throttle valve. So the oxygen-enriched air 12 can dem Yeast nutrient environment 4 can be supplied adjustable. The supply can also take place, for example, with a nozzle not shown in the figures. The oxygen enriched air 12 can thus influence the growth and multiplication of the yeast cells 2 in the yeast nutrient environment 4. The supply of the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 can accelerate the growth and multiplication of the yeast cells 2. The supply of the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 can also reduce the formation of foam 3.
Die Einrichtung 200 zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft 12 kann eine Zuleitung 21 zum Zuleiten von Umgebungsluft 11 zu einer Trennvorrichtung 20 aufwei sen. Die Einrichtung 200 zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft 12 kann zusätzlich zur Zuleitung 21 eine Ableitung 23 zum Ableiten von Umgebungsluft 11 aus der Trennvorrichtung 20 aufweisen. In der Ableitung 23 kann ein Strömungswiderstand selement 24, beispielsweise ein Drosselventil angeordnet sein. So kann die Umge bungsluft 11 mit einstellbarem Druck die Trennvorrichtung 20 durchströmen, wobei der Druck mit dem Strömungswiderstandselement 24 eingestellt werden kann. Die Trenn vorrichtung 20 weist eine Membran 22 zum Anreichern von der Umgebungsluft 11 mit Sauerstoff auf. An der Membran 22 kann die durch die Trennvorrichtung 20 strömende Umgebungsluft mit dem eingestellten Druck anstehen. Die Strömungsrichtung der durch die Trennvorrichtung 20 strömenden Umgebungsluft 11 ist schematisch mit Pfeilen ge zeigt. Mit der Verwendung der Membran 22 kann aus der zugeleiteten Umgebungsluft 11 sau erstoffan ge reicherte Luft 12 erzeuget werden, da die Membran 22 für durchströ mende Umgebungsluft 11 eine Durchlässigkeit aufweist, welche für Sauerstoff höher als für Stickstoff ist. Gemäß einer Ausführungsform kann die Membran 22 eine Vielzahl von rohrförmigen oder kapillarförmigen Elementen aufweisen. Das Erzeugen von sauerstoff- angereicherter Luft 12 kann somit auf einem Durchleiten von der Umgebungsluft 11 durch die Membran 22 basieren, wobei die Umgebungsluft 11 die rohrförmigen oder ka pillarförmigen Elemente durchströmen kann. So kann mit der Trennvorrichtung 20 die sauerstoffangereicherte Luft 12 durch ein Durchleiten von Umgebungsluft 11 durch die Membran 22 erzeugt werden. The device 200 for providing oxygen-enriched air 12 can have a supply line 21 for supplying ambient air 11 to a separating device 20. The device 200 for providing oxygen-enriched air 12 can, in addition to the feed line 21, have a discharge line 23 for discharging ambient air 11 from the separating device 20. A flow resistance element 24, for example a throttle valve, can be arranged in the discharge line 23. Thus, the ambient air 11 can flow through the separating device 20 with an adjustable pressure, wherein the pressure can be adjusted with the flow resistance element 24. The separation device 20 has a membrane 22 for enriching the ambient air 11 with oxygen. The ambient air flowing through the separating device 20 can be present at the membrane 22 at the set pressure. The direction of flow of the ambient air 11 flowing through the separating device 20 is shown schematically with arrows. With the use of the membrane 22, oxygen-enriched air 12 can be generated from the supplied ambient air 11, since the membrane 22 has a permeability for ambient air 11 flowing through which is higher for oxygen than for nitrogen. According to one embodiment, the membrane 22 can have a plurality of tubular or capillary-shaped elements. The generation of oxygen-enriched air 12 can thus be based on passing ambient air 11 through membrane 22, with ambient air 11 being able to flow through the tubular or capillary-shaped elements. Thus, with the separating device 20, the oxygen-enriched air 12 can be generated by passing ambient air 11 through the membrane 22.
Die Systeme 400, 300 weisen eine Steuereinrichtung 100 zum Steuern von der Einrich tung 200 zum Bereitstellen von der sauerstoffangereicherten Luft 12 für den Hefepropa gationsprozess P auf. Die Steuereinrichtung 100 weist eine Schnittstelle 110 zum Einle sen von der mit dem Sensor 40 erfassten Größe bezüglich der Schaumbildung 3 in dem Hefepropagator 10 auf. Die Steuereinrichtung 100 weist zudem einen Regler 120 zum Bereitstellen von mindestens einer Stellgröße, welche sich auf das Erzeugen der sauer stoffangereicherten Luft 12 und/oder das Zuführen der erzeugten sauerstoffangerei cherten Luft 12 von der Trennvorrichtung 20 zum Hefepropagator 10 bezieht, auf. Die Steuereinrichtung 100 weist hierfür eine Schnittstelle 130 zum Ausgeben von einem Steuersignal zum Ansteuern von der Einrichtung 200 zum Bereitstellen und Zuführen der sauerstoffangereicherten Luft 12 zu dem Hefenährstoffmilieu 4 des Hefepropaga- tors 10 auf. Die Schnittstelle 130 kann ferner die Durchflusssteuerung 14 ansteuern. The systems 400, 300 have a control device 100 for controlling the device 200 for providing the oxygen-enriched air 12 for the yeast propagation process P. The control device 100 has an interface 110 for reading in the size detected by the sensor 40 with regard to the foam formation 3 in the Yeast propagator 10. The control device 100 also has a regulator 120 for providing at least one manipulated variable which relates to the generation of the oxygen-enriched air 12 and / or the supply of the oxygen-enriched air 12 produced from the separating device 20 to the yeast propagator 10. For this purpose, the control device 100 has an interface 130 for outputting a control signal for activating the device 200 for providing and supplying the oxygen-enriched air 12 to the yeast nutrient medium 4 of the yeast propagator 10. The interface 130 can also control the flow controller 14.
Die Schaumbildung 3 in dem Hefepropagator 10 kann so durch die zugeführte sauer stoffangereicherte Luft 12 geregelt werden, wobei die Schaumbildung 3 auf einem kon stanten Niveau gehalten werden kann. The foam formation 3 in the yeast propagator 10 can be regulated by the supplied oxygen-enriched air 12, the foam formation 3 can be kept at a constant level.
In Figur 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zum Erläutern eines Verfahrens zum Vermehren der sich in dem Hefepropagator 10 befindenden He fezellen 2 gezeigt. Die Hefezellen 2 werden in einem Hefepropagationsprozess P ver mehrt. Der Hefepropagationsprozess P wird vor einem Gärprozess G in dem Gärtank 30 durchgeführt. Der Hefepropagationsprozess P wird zeitlich vor und räumlich getrennt zum Gärprozess G durchgeführt. FIG. 2 shows a schematic flow chart with method steps for explaining a method for multiplying the yeast cells 2 located in the yeast propagator 10. The yeast cells 2 are multiplied in a yeast propagation process P. The yeast propagation process P is carried out in the fermentation tank 30 before a fermentation process G. The yeast propagation process P is carried out temporally before and spatially separated from the fermentation process G.
Das Verfahren weist in einem Schritt ein Vorhalten S1 von dem Hefenährstoffmilieu 4 in dem Hefepropagator 10 auf. Das Verfahren weist in einem weiteren Schritt ein Beimp fen S2 von dem vorgehaltenen Hefenährstoffmilieu 4 mit den Hefezellen 2 auf. Basie rend auf den Schritten des Vorhaltens S1 und Beimpfens S2 befindet sich in dem Hefe propagator 10 ein mit Hefezellen 2 beimpftes Hefenährstoffmilieu 4, in welchem sich die Hefezellen 2 vermehren können und auf welchem sich als Folge des Stoffwechsels der sich vermehrenden Hefezellen 2 die Schaumbildung 3 einstellt. In one step, the method has a provision S1 of the yeast nutrient medium 4 in the yeast propagator 10. In a further step, the method has an inoculation S2 of the stored yeast nutrient medium 4 with the yeast cells 2. Based on the steps of supply S1 and inoculation S2, there is a yeast nutrient medium 4 inoculated with yeast cells 2 in the yeast propagator 10, in which the yeast cells 2 can multiply and on which foam formation 3 occurs as a result of the metabolism of the multiplying yeast cells 2 adjusts.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Erzeugen S3 von der sauerstoffange reicherten Luft 12 mit der Einrichtung 200 zum Bereitstellen der sauerstoffangereicher ten Luft 12 auf. Die sau erstoffan ge reicherte Luft 12 wird durch ein Durchleiten der Um- gebungsluft 11 durch die Membran 22 der Trennvorrichtung 20 der Einrichtung 200 be reitgestellt und kann so dem Hefenährstoffmilieu 4, in welchem sich die Hefezellen 2 vermehren, zugeleitet werden. Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Zufüh ren S4 durch die Luftzuführung 13 von der sauerstoffangereicherten Luft 12 zu dem beimpften Hefenährstoffmilieu 4 auf. Somit wird das Hefenährstoffmilieu 4 und die in dieses geimpften und sich vermehrenden Hefezellen 2 mit Sauerstoff versorgt. Das Ver fahren kann als einen weiteren Schritt ein Regeln S5 von mindestens einem prozess technischen Parameter des Hefepropagationsprozesses P aufweisen. Bei dem prozess- technischen Parameter kann es sich um das aktuelle Niveau der Schaumbildung 3 han deln. Dies kann basierend auf dem Sauerstoffgehalt der zugeführten sauerstoffangerei cherten Luft 12 und/oder mindestens einem strömungsmechanischen Parameter der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft 12 durchgeführt werden. Der Schritt des Re- gelns S5 kann dabei auf dem qualitativen und/oder quantitativen Erfassen von der Schaumbildung 3 auf dem Hefenährstoffmilieu 4 mit dem Sensor 40 basieren. As a further step, the method has generation S3 of the oxygen-enriched air 12 with the device 200 for providing the oxygen-enriched air 12. The oxygen-enriched air 12 is made available by passing the ambient air 11 through the membrane 22 of the separating device 20 of the device 200 and can thus be fed to the yeast nutrient environment 4 in which the yeast cells 2 multiply. As a further step, the method has a supply S4 through the air supply 13 from the oxygen-enriched air 12 to the inoculated yeast nutrient environment 4. The yeast nutrient environment 4 and the yeast cells 2 which are inoculated and multiplying therein are thus supplied with oxygen. The method can have a control S5 of at least one process-technical parameter of the yeast propagation process P as a further step. The technical process parameter can be the current level of foam formation 3. This can be carried out based on the oxygen content of the supplied oxygen-enriched air 12 and / or at least one fluid mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air 12. The step of regulating S5 can be based on the qualitative and / or quantitative detection of the foam formation 3 on the yeast nutrient medium 4 with the sensor 40.
Bezuaszeichen Bezuaszeichen
2 Hefezellen 2 yeast cells
3 Schaumbildung 3 Foaming
4 Hefenährstoffmilieu 4 yeast nutrient environment
10 Hefepropagator 10 yeast propagator
11 Umgebungsluft 11 Ambient air
12 sauerstoffangereicherte Luft12 oxygen enriched air
13 Luftzuführung 13 Air supply
14 Durchflusssteuerung 14 Flow Control
15 Pufferbehälter 15 buffer tanks
20 Trennvorrichtung 20 Separator
21 Zuleitung 21 supply line
22 Membran 22 membrane
23 Ableitung 23 derivation
24 Strömungswiderstandselement24 flow resistance element
30 Gärtank 30 fermentation tank
40 Sensor 40 sensor
100 Steuereinrichtung 100 control device
110 Schnittstelle 110 interface
120 Regler 120 controllers
130 Schnittstelle 130 interface
200 Einrichtung 200 establishment
300 System 300 system
400 System 400 system
P Hefepropagationsprozess P yeast propagation process
G Gärprozess G fermentation process
51 Vorhalten 51 Hold up
52 Beimpfen 52 Inoculation
53 Lufterzeugen 53 air generators
54 Luftzuführen 54 Air supply
55 Regeln 55 rules

Claims

Kri\vo 202i/i60458technik GmbH PCT/EP2021/052343 WBH-Ref.: 245.0008WO Patentansprüche Kri \ vo 202i / i60458technik GmbH PCT / EP2021 / 052343 WBH-Ref .: 245.0008WO patent claims
1. Verfahren zum Vermehren von Hefezellen (2) in einem Hefepropagationsprozess (P), welcher vor einem Gärprozess (G) für eine Lebensmittelproduktion, insbesondere einer Gärführung für eine Bierproduktion, durchgeführt wird, mit den während des Hefepropa gationsprozesses (P) durchgeführten Schritten: 1. A method for propagating yeast cells (2) in a yeast propagation process (P), which is carried out before a fermentation process (G) for food production, in particular a fermentation process for beer production, with the steps carried out during the yeast propagation process (P):
Vorhalten (S1 ) von einem Hefenährstoffmilieu (4) in einem Hefepropagator (10), Beimpfen (S2) von dem vorgehaltenen Hefenährstoffmilieu (4) mit Hefezellen (2), Erzeugen (S3) von sauerstoffangereicherter Luft (12), und Provision (S1) of a yeast nutrient medium (4) in a yeast propagator (10), inoculation (S2) of the stored yeast nutrient medium (4) with yeast cells (2), generation (S3) of oxygen-enriched air (12), and
Zuführen (S4) von der sau erstoffan ge reicherten Luft (12) zu dem beimpften Hefenähr stoffmilieu (4) zum Versorgen der in das Hefenährstoffmilieu (4) geimpften Hefezellen (2) mit Sauerstoff. Supply (S4) of the oxygen-enriched air (12) to the inoculated yeast nutrient medium (4) to supply the yeast cells (2) inoculated into the yeast nutrient medium (4) with oxygen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Schritt des Erzeugens (S3) von sauerstoffangereicherter Luft (12) ein Durch leiten von Luft, insbesondere von Umgebungsluft (11 ), durch eine Trennvorrichtung (20) aufweist, welche eine Membran (22) aufweist, deren Durchlässigkeit für Sauerstoff hö her als für Stickstoff ist. 2. The method according to claim 1, wherein the step of generating (S3) oxygen-enriched air (12) comprises passing air, in particular ambient air (11), through a separating device (20) which has a membrane (22), whose permeability for oxygen is higher than for nitrogen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Erzeugens (S3) von sauerstoffangereicherter Luft (12) mindestens eines von einem Verdichten, einem Entfeuchten und einem Aufheizen von Luft aufweist. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the step of generating (S3) oxygen-enriched air (12) comprises at least one of compressing, dehumidifying and heating air.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: Regeln (S5) von mindestens einem prozesstechnischen Parameter des Hefepropagati onsprozesses (P) basierend auf dem Schritt des Zuführens (S4) von der sauerstoffan gereicherten Luft (12). 4. The method according to any one of the preceding claims, with the further step: regulating (S5) of at least one process-related parameter of the yeast propagation process (P) based on the step of supplying (S4) of the oxygen-enriched air (12).
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Regeins (S5) von dem mindestens einen prozesstechnischen Pa rameter des Hefepropagationsprozesses (P) basierend auf einem Gasgehalt, insbeson dere dem Sauerstoffgehalt, der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft (12) durchge führt wird. 5. The method according to claim 4, wherein the step of regulating (S5) of the at least one process-related parameter of the yeast propagation process (P) based on a gas content, in particular the oxygen content, of the oxygen-enriched air supplied (12) is carried out .
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Schritt des Regeins (S5) von dem mindestens einen prozesstechnischen Pa rameter des Hefepropagationsprozesses (P) basierend auf mindestens einem strö mungsmechanischen Parameter der zugeführten sau erstoffan ge reicherten Luft (12), insbesondere einem Volumenstrom der zugeführten sauerstoffangereicherten Luft (12), durchgeführt wird. 6. The method according to claim 4 or 5, wherein the step of regulating (S5) of the at least one process-related parameter of the yeast propagation process (P) based on at least one flow-mechanical parameter of the supplied oxygen-enriched air (12), in particular a volume flow the supplied oxygen-enriched air (12) is carried out.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der mindestens eine prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses (P) mindestens eine Größe umfasst, welche sich auf eine Schaumbildung (3) des Hefenährstoffmilieus (4) bezieht. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process (P) comprises at least one size which relates to a foam formation (3) of the yeast nutrient environment (4).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der mindestens eine prozesstechnischen Parameter des Hefepropagationspro zesses (P) mindestens eine Größe umfasst, welche sich auf eine Vermehrungsge schwindigkeit der Hefezellen (2) in dem Hefenährstoffmilieu (4) bezieht. 8. The method according to any one of claims 4 to 7, wherein the at least one process-related parameter of the yeast propagation process (P) comprises at least one size which relates to a Vermehrungsge speed of the yeast cells (2) in the yeast nutrient environment (4).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der mindestens eine prozesstechnische Parameter des Hefepropagationsprozes ses (P) mindestens eine Größe umfasst, welche sich auf den Sauerstoffgehalt in dem Hefenährstoffmilieu (4) bezieht. 9. The method according to any one of claims 4 to 8, wherein the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process (P) comprises at least one variable which relates to the oxygen content in the yeast nutrient environment (4).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der Schritt des Regeins (S5) von dem mindestens einen prozesstechnischen Pa rameter des Hefepropagationsprozesses (P) ein sensorisches Erfassen von mindestens einer sich auf den mindestens einen prozesstechnischen Parameter beziehenden Ist- Größe in dem Hefepropagationsprozess (P) aufweist. 10. The method according to any one of claims 4 to 9, wherein the step of regulating (S5) of the at least one process engineering parameter of the yeast propagation process (P) is a sensory detection of at least one actual size related to the at least one process engineering parameter in the Has yeast propagation process (P).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10 wobei der Schritt des Regeln (S5) von dem mindestens einen prozesstechnischen Pa rameter des Hefepropagationsprozesses (P) basierend auf einem Fuzzy-Regelungssys- tem durchgeführt wird. 11. The method according to any one of claims 4 to 10, wherein the step of regulating (S5) of the at least one process-related parameter of the yeast propagation process (P) is carried out based on a fuzzy control system.
12. Steuereinrichtung (100) zum Steuern von einer Einrichtung (200) zum Bereitstellen von sau erstoffan gereicherter Luft (12) für einen Hefepropagationsprozess (P), mit einer Schnittstelle (110) zum Einlesen von mindestens einer sich auf einen Hefepropa gationsprozess (P) beziehenden Größe, einem Regler (120) zum Bereitstellen von mindestens einem Parameter, welcher sich auf ein Zuführen von sauerstoffangereicherter Luft (12) zu dem Hefepropagationspro zess (P) bezieht, basierend auf der eingelesenen Größe, und einer Schnittstelle (130) zum Ausgeben von einem Signal zum Ansteuern von der Ein richtung (200) zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft (12) für den Hefepro pagationsprozess (P) basierend auf dem von dem Regler (120) bereitgestellten Para meter. 12. Control device (100) for controlling a device (200) for providing oxygen-enriched air (12) for a yeast propagation process (P), with an interface (110) for reading in at least one related to a yeast propagation process (P) related variable, a controller (120) for providing at least one parameter which relates to a supply of oxygen-enriched air (12) to the yeast propagation process (P) based on the input variable, and an interface (130) for outputting a signal for controlling the device (200) for providing oxygen-enriched air (12) for the yeast propagation process (P) based on the parameters provided by the controller (120).
13. System (300) zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft (12) für einen He fepropagationsprozess (P), mit mindestens einem Sensor (40) zum Erfassen von mindestens einer sich auf einen Hefe propagationsprozess (P) beziehenden Größe, einer Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 12, und einer Einrichtung (200) zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft (12) für den Hefepropagationsprozess (P). 13. System (300) for providing oxygen-enriched air (12) for a yeast propagation process (P), with at least one sensor (40) for detecting at least one variable relating to a yeast propagation process (P), a control device (100) according to claim 12, and a device (200) for providing oxygen-enriched air (12) for the yeast propagation process (P).
14. Verfahren zum Nachrüsten eines Hefepropagators (10), mit dem Schritt des Aus- stattens von einem Hefepropagator (10) mit einem System (300) nach Anspruch 13, wobei der Hefepropagator (10) mit dem System (300) separat zu einem Gärtank (30) für eine Lebensmittelproduktion, insbesondere für eine Gärführung für eine Bierproduktion, betreibbar ist. 14. A method for retrofitting a yeast propagator (10), comprising the step of equipping a yeast propagator (10) with a system (300) according to claim 13, wherein the yeast propagator (10) with the system (300) is separate from a fermentation tank (30) can be operated for food production, in particular for fermentation control for beer production.
15. System (400) zum Vermehren von Hefezellen (2), mit einem Hefepropagator (10) zum Vorhalten von einem Hefenährstoffmilieu (4), welcher separat zu einem Gärtank (30) für eine Lebensmittelproduktion, insbesondere für eine Gärführung für eine Bierproduktion, betreibbar ist, mindestens einem Sensor (40) zum Erfassen von einer Größe, welche sich auf einen in dem Hefepropagator (10) stattfindenden Hefepropagationsprozess (P) bezieht, einer Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 12, und einer Einrichtung (200) zum Bereitstellen von sauerstoffangereicherter Luft (12) für den im Hefepropagator (10) stattfindenden Hefepropagationsprozess (P), wobei die Einrichtung (200) mit dem Hefepropagator (10) zum Zuführen (S4) der sauerstoffange- reicherter Luft (12) strömungstechnisch verbunden ist. 15. System (400) for multiplying yeast cells (2), with a yeast propagator (10) for holding a yeast nutrient medium (4), which can be operated separately from a fermentation tank (30) for food production, in particular for fermentation for beer production is, at least one sensor (40) for detecting a variable which relates to a yeast propagation process (P) taking place in the yeast propagator (10), a control device (100) according to claim 12, and a device (200) for providing oxygen-enriched Air (12) for the yeast propagation process (P) taking place in the yeast propagator (10), the Device (200) is fluidically connected to the yeast propagator (10) for supplying (S4) the oxygen-enriched air (12).
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