Piwo wyższego sortu

Prof. Piotr Zapotoczny
Recepta na dobre piwo jest bardzo prosta: jęczmień, woda, drożdże. Jęczmień jest tu najważniejszy. Ze złego ziarna nie zrobi się dobrego piwa. Dr hab. Piotr Zapotoczny, prof. UWM z Katedry Inżynierii Systemów na Wydziale Nauk Technicznych UWM wraz z naukowcami PWr i PŁ opracował metodę i urządzenie do poprawy jego jakości.

Przemysł browarniczy potrzebuje wielkich ilości jęczmienia, na słód. Do produkcji piwa potrzeba przede wszystkim słodu o wyrównanych właściwościach technologicznych, a ten może powstać tylko z ziarna jednolitego. Żaden browar nie może sobie pozwolić na to, aby ten sam gatunek piwa miał różny smak i dlatego cała partia ziaren przeznaczona do warzenia piwa musi skiełkować w tym samym czasie. Inaczej proces warzenia piwa się przedłuża, rosną koszty, a piwo traci na smaku.

– Pomysł, żeby zająć się właśnie oceną jakości ziarna i jego segregacją przyszedł mi do głowy pewnego razu, gdy nad szklanką piwa omawiałem z prof. Ireneuszem Białobrzewskim i prof. Markiem Markowskim, kierownikiem naszej katedry program do analizy ziaren pszenicy – wyjaśnia dr hab. Piotr Zapotoczny, prof. UWM.

Teraz klasyfikacją ziarna jęczmiennego zajmują się doświadczeni klasyfikatorzy w elewatorach. Człowiek, nawet najbardziej doświadczony, jest jednak omylny. Zdarza się więc, że technolog w słodowni kwestionuje klasę ziarna i odmawia jego użycia w produkcji w obawie przed zepsuciem słodu. Takie zdarzenie wywołuje wielkie zamieszanie i koszty, bo 1 warka, np. w słodowni „Soufflet Polska" z Poznania, z którą prof. Zapotoczny współpracuje, to 60 ton!

Prof. Zapotoczny przygotował więc projekt, który złożył w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju i na który dostał w 2015 r. grant w wysokości 1,7 mln zł. Realizował go 3 lata z kolegami z katedry i we współpracy z naukowcami z politechnik Łódzkiej i Wrocławskiej oraz ze słodownią „Soufflet Polska" z Poznania. Dostarcza ona słód do produkcji m.in. piwa Lech, Tyskie i Żubr. To największy w Polsce dostawca słodu. Rocznie przerabia 130 tys. ton ziarna.

Zadaniem prof. Zapotocznego i jego współpracowników było opracowanie wskaźników oceny jakości i systemu klasyfikacji ziaren jęczmienia z wykorzystaniem systemów wizyjnych. Kortowscy specjaliści ustalili, że do pełnego opisu jednego ziarna można użyć aż 1800 cech! Z tej liczby wydzielili 30, które powtarzają się zawsze niezależnie od tego, gdzie jęczmień rósł i jaka była pogoda w czasie jego wegetacji. To takie kryteria, jak np.: wielkość ziarna, jego kształt, kolor, ślady po deszczu, pleśń czy wybity zarodek.

– Ten ostatni jest najtrudniejszy do zaobserwowania, a najwięcej od niego zależy. Jeśli jest zniszczony, to ziarno nie skiełkuje, czyli słodu nie będzie – wyjaśnia prof. Zapotoczny.

Kiedy już prof. Zapotoczny opracował i sprawdził wyznaczone kryteria oceny i klasyfikacji ziarna, jego współpracownicy z Politechniki Łódzkiej napisali program komputerowy. Z kolei naukowcy z Politechniki Wrocławskiej skonstruowali urządzenie, bazujące na dorobku naukowców z Olsztyna i Łodzi.

Jest to skrzynka mieszcząca się na biurku. Musi być skonfigurowana z wagą i komputerem. Najpierw ziarno się waży, potem wsypuje do pojemnika. Z niego podajnik ślimakowy przesuwa ziarno na specjalną listwę. Listwa lekko wibruje, ziarenka układają się na niej jedno za drugim i powoli wędrują na obrotowy, szklany talerz. Talerz obraca się i podsuwa każde ziarno pod oświetlony układ 3 kamer. Kamery fotografują je ze wszystkich stron i przesyłają obraz do komputera. Ten porównuje go ze wzorcem i decyduje o klasie. Komputer może wyróżnić od 2 do aż 11 klas jakościowych ziarna.

Następnie ziarno trafia przed system 11 dysz, naprzeciw których znajdują się pojemniki na ziarno. Komputer wysyła sygnał do jednej z dysz odpowiadającej za klasę ziarna, do której je zakwalifikował. Ta dmucha i ziarno wpada do pojemnika. Urządzenie na 1 sekundę klasyfikuje 8 ziaren.

– Nasz sortownik do ziaren jęczmienia jest pierwszym takim urządzeniem na świecie. Są fotometryczne systemy oceny jakości ziarna, ale sortownika, który wykorzystując te systemy posortuje ziarno na odpowiednie klasy jakościowe dotąd nie było. Nasz sortownik może ponadto przez Internet przesłać wyniki klasyfikacji ziarna. Pracownik odpowiedzialny za skup jęczmienia nie musi wtedy być obecny w miejscu skupu – wyjaśnia dalej prof. Zapotoczny.

Błąd pomiaru prof. Zapotoczny szacuje na 3-4%. Błąd pomiaru doświadczonego klasyfikatora to 0,3-0,4%. Maszyna jest bardziej omylna niż człowiek?

– Z początku też się tego przestraszyłem. Po przeanalizowaniu sprawy odkryłem, że to wynika z dużej dokładności wizyjnego badania ziarna. Człowiek nie jest w stanie tak szybko i dokładnie zbadać ziarna i nie dostrzeże jego ukrytych wad, spowodowanych np. zagrzybieniem. Dlatego człowiek wyznacza mniej dokładnie daną klasę jakościową a jego ocena jest bardziej płynna – tłumaczy prof. Zapotoczny.

Laboratoryjna ocena jakości ziarna jęczmienia trwa obecnie tydzień i kosztuje nieporównanie więcej. Prototyp prof. Zapotocznego jest już na tyle dopracowany, że może pracować w browarnictwie i dlatego niedawno pojechał na testy.

Prof. Piotr Zapotoczny prowadzi już rozmowy z pewną firmą, która chce produkować sortownik. Wieść o sortowniku powoli rozchodzi się w branży i kolejna firma zleciła mu opracowanie podobnego urządzenia do klasyfikacji i sortowania ziaren ryżu.

Dzięki sortownikowi prof. Zapotocznego słodownie mogą jakość jęczmienia przeznaczonego na słód wyśrubować na nieznany dotąd poziom. A to oznacza, że jakość piwa jeszcze się poprawi.

Zpobacz, jak działa sortownik prof. Zapotocznego.

Lech Kryszałowicz