Reciclaje de residuos BSG para producir valor

Green Cell Technologies (GCT) y RWH Holdings (RWH) han trabajado con varios cerveceros globales durante un período de ocho años para comprender los desafíos en torno a qué hacer con sus sobras. Imagen cortesía de Green Cell Technologies

Green Cell Technologies (GCT) y RWH Holdings (RWH) han trabajado con varios cerveceros globales durante un período de ocho años para comprender los desafíos en torno a qué hacer con sus sobras: grano gastado de los cerveceros (BSG) y levadura gastada de los cerveceros (BSY). y la respuesta, como sucedería, es desbaratarlo.

Alrededor de 39 millones de toneladas de grano gastado cervecero (BSG) se producen anualmente en todo el mundo. Eso es lo mismo que aproximadamente 3.900.000 camiones de recogida de residuos que, de extremo a extremo, darán la vuelta al ecuador de la Tierra 6,8 veces. BSG es el flujo de desechos residuales que queda después de la elaboración de la cerveza. BSG es notablemente alto en proteínas y fibra, tiene algo de energía residual y es una ingesta de alimentos saludable para humanos, animales y la tierra, si se prepara correctamente.

Desafortunadamente, el BSG generalmente se echa a perder en un día debido a su alto contenido de agua, azúcar y proteínas.

Este breve período hace que el BSG sea difícil de transportar y procesar en alimentos u otros productos de grado humano. Por lo tanto, se utiliza predominantemente en el sector de los piensos, ya que no está disponible para el consumo humano. (Valle de Alimentos, 2022)

Las moléculas que se encuentran en las estructuras celulares de la carne, la fruta, las verduras, las bayas, los frutos secos, los cereales, las semillas, etc. proporcionan una nutrición de apoyo para lograr una buena salud y bienestar. Esas moléculas representan una variedad integral, en todo el espectro, de todos los macro y micronutrientes necesarios para que los seres humanos (incluidos los animales y la tierra) prosperen.

Sin embargo, los métodos actuales de procesamiento de alimentos y bebidas dañan muchas de estas "moléculas de interés" y anulan su eficacia. Con una nutrición reducida en el procesamiento y una pérdida de fibra, solo hay una sensación de saciedad pero no hay muchos beneficios nutricionales o para la salud. Los métodos de procesamiento existentes no pueden procesar con facilidad y eficacia pieles, semillas y granos (que contienen propiedades nutricionales o valiosas significativas) o reducir radicalmente el tamaño de las partículas de fibra a un nivel que no altere las sensibilidades organolépticas del consumidor.

Por lo tanto, un procesador convencional termina cada día no solo con una gran cantidad de desechos, lo que afecta el medio ambiente, sino también con un producto final que se vende a los consumidores con un perfil nutricional muy reducido en comparación con lo que podría ser. Irónicamente, los "residuos" representan la mayoría de las moléculas de materia prima que se requieren para una nutrición óptima. El "residuo" también representa la mayor parte de la fibra, que si se ingiere, ayudaría a otros beneficios nutricionales y de salud. En cambio, los consumidores quedan en su mayoría deficientes en fibra.

La tecnología disruptiva se utilizó en varios ensayos para implementar un proceso no químico (disrupción celular dinámica o DCD) para abrir más del 99 % de todas las estructuras celulares de la masa de "residuos" de BSG. Es importante tener en cuenta que la tecnología DCD y Disruptor se puede aplicar a cualquier material orgánico y algunos inorgánicos.

Durante el proceso de DCD, aparte de la pérdida de tubería, que es el mismo volumen independientemente del tamaño de la producción, no se genera ningún desperdicio ya que el material de la planta se puede utilizar en su totalidad.

DCD también hace biodisponibles todas las moléculas para que el cuerpo las utilice y asegura la digestibilidad de los materiales insolubles. DCD no fabrica moléculas, sino que extrae lo que está disponible dentro de la estructura celular, de manera más eficiente. Esto es del material de origen y, por lo tanto, los resultados dependen totalmente del material de origen en sí.

DCD también reduce los contaminantes microbiológicos, las levaduras y los mohos que se encuentran en los materiales de origen: el producto que pasa a través del Disruptor mostrará una limpieza microbiológica mejorada.

En resumen, el proceso DCD y la tecnología Disruptor aumentan la nutrición disponible por porción y reducen el tamaño de las partículas y el desperdicio, lo que tiene un impacto positivo tanto en el consumidor como en el medio ambiente. La mayor extracción de moléculas significa un aumento en el rendimiento y la nutrición, y con la utilización de lo que normalmente se consideraría un desecho, tiene un impacto económico positivo en la cadena de valor del procesamiento, así como un impacto ambiental: economía circular.

La fabricación convencional de BSG generalmente implica el secado y la molienda en polvo. El análisis del polvo mostrará que el tamaño de las partículas sigue siendo grande, lo que influye en el sabor de los productos finales (son comunes los comentarios de "cartón" y "arenosidad").

Los métodos convencionales de secado y molienda no garantizan ningún aumento en el rendimiento o la nutrición, la digestibilidad o la limpieza microbiana.

El procesamiento de extractos DCD y Disruptor permite que las partículas se reduzcan a menos de 100 micras, sean microbianamente limpias, aumenten la nutrición disponible y sean biodisponibles, todo en un solo paso.

La emulsión resultante puede secarse y luego molerse en un polvo muy fino, completo con beneficios para la salud, listo para su uso posterior en la fabricación si es necesario.

Esto abre posibilidades de líneas de productos extendidas y generación de ingresos adicionales para los cerveceros.

Demostrando que la tecnología DCD y Disruptor agrega valor a la fabricación de BSG, se procesaron 200 kg de BSG. Se tomaron muestras de material para análisis pre y post DCD y se enviaron para análisis de laboratorio independiente.

Fitoquímica: Aminoácidos (Proteína) El informe muestra un aumento promedio de proteína del 29%. Esto es clínicamente muy significativo si se considera que la fuente de cebada o almidón utilizada para la fabricación de cerveza antes de que se convirtiera en BSG, se sometió a una ebullición sustancial para realizar la extracción para el proceso de fabricación de la cerveza, del cual gran parte de la proteína ya se habrá solubilizado en la líquido de cerveza. Esto se demuestra por el paso que se requiere para minimizarlo y evitar que la cerveza se vuelva turbia.

Microbiológico El informe encontró que hubo una disminución de 1.600.000 veces (99,999 % de mejora) en el recuento total de placas de 16000000 ufc/g a 10 ufc/g entre las muestras antes y después de DCD. El proceso DCD también redujo las levaduras y los mohos a "no detectados" de 16 800 ufc/g y 28 000 ufc/g, respectivamente.

Metales pesadosLa prueba mide los metales pesados ​​que normalmente se examinan para la seguridad en la producción de alimentos y bebidas, como el mercurio, el cadmio, el plomo y el arsénico. Todos los resultados son <0,01 mg/kg donde la producción normal (dependiendo de la fuente) permitirá <3 mg/kg, <1 mg/kg, <0,1 mg/kg y <3 mg/kg, respectivamente. No hay diferencia entre pre-DCD y post-DCD, lo que demuestra que la tecnología DCD y Disruptor no aumenta la prevalencia de metales pesados, sino que los reduce significativamente.

Residuos de pesticidas Se encontró cloruro de benzalconio a una tasa de residuos de 5,5 mg/kg después de DCD y una cantidad anómala de butóxido de piperonilo antes de DCD y después de DCD, respectivamente, en las muestras de prueba.

H&K también analizó aproximadamente otros 250 compuestos pesticidas residuales, de los cuales ninguno se detectó por encima de sus límites de notificación, como se puede ver en los informes de laboratorio (disponibles a pedido).

El cloruro de benzalconio es un compuesto que se encuentra en los desinfectantes, desinfectantes y detergentes aprobados por SABS cuyo uso es obligatorio según los requisitos de certificación ISO 22000:2018 para lograr una limpieza in situ (CIP) efectiva en los espacios de procesamiento. Las hojas de datos de seguridad del material están disponibles a pedido.

La mediana de la dosis letal (LD50) para el cloruro de benzalconio es de 240 mg/kg, lo que significaría que un consumidor necesitaría ingerir 600 kg de BSG de una sola vez para que haya una probabilidad de 0,5 de cualquier efecto tóxico. Se muestra que esto es más improbable si se considera que la harina BSG se diluirá más como parte de un producto final de ingrediente más complejo.

El butóxido de piperonilo es un ingrediente de muy bajo efecto tóxico que se encuentra en productos de "control de plagas", pero en este caso resultó anómalo. No obstante, en una instalación apta para su uso este control estaría mejor monitorizado y reducido.

Esto demuestra que la tecnología DCD y Disruptor no libera ni aumenta ningún residuo de pesticida adicional y que la BSG posterior a DCD es segura para el consumo humano.

No más necesidad de maceradores: la tecnología Disruptor ha demostrado que la cerveza se puede fabricar procesando el material de origen del almidón con parte del agua de procesamiento, a través del Disruptor para efectuar una extracción inmediata de almidones, anulando así la necesidad de hervir en maceradores para realizar una extracción. Los ensayos anteriores mostraron un aumento del 8 % al 12 % de almidones extraíbles de la misma fuente de almidón, aumentando proporcionalmente el rendimiento de la fabricación de cerveza.

Esto significa más cerveza a partir de la misma materia prima, con una rotación más rápida para que se pueda producir más cerveza por planta con poco gasto de capital adicional y la eliminación de los costos masivos asociados con la compra de un macerador.

Procesamiento dual de subproductos de valor agregado de cerveza y BSG: las temperaturas necesarias para facilitar la conversión de almidón a azúcar y de azúcar a alcohol son una función del proceso DCD. Las fibras insolubles (BSG) se separan del líquido mediante decantador. El líquido puede pasar al fermentador y las fibras insolubles, que ya se han roto a menos de 100 micrones, se pueden secar hasta obtener una harina estable como ingrediente alimentario. Esto mostrará los beneficios de la economía circular, ahorros masivos en la cadena de valor y beneficios ambientales en el procesamiento porque no habría necesidad de procesar primero la cerveza y luego la BSG, ya que se procesarían efectivamente al mismo tiempo.

Mayores rendimientos y reducción de desperdicios: el procesamiento convencional de productos de consumo de alimentos y bebidas no extrae de manera eficiente los compuestos nutricionales y produce desperdicios excesivos, que generalmente es donde se encuentra la verdadera bondad. Los métodos convencionales también reducen la fibra en el producto final, en comparación con la tecnología DCD y Disruptor, que utiliza el producto "entero".

La tecnología DCD y Disruptor reduce la carga microbiana. Esto significa que DCD BSG promueve la seguridad alimentaria a partir de un flujo de desechos de manera más efectiva que los medios convencionales.

Las pruebas de la harina BSG han demostrado que hay una liberación sustancial de proteínas, de lo que se puede deducir que otros fitoquímicos también aumentarán proporcionalmente. El BSG post-DCD está limpio de microbios y metales pesados ​​y es apto para el consumo humano. También se puede concluir que la tecnología DCD y Disruptor no libera metales pesados ​​ni residuos de plaguicidas adicionales.

Quizás la consideración más importante es que al implementar la tecnología DCD y Disruptor en una etapa más temprana de la cadena de valor (en la fase de fabricación de la cerveza), esto dará como resultado que toda la materia prima se utilice para la cerveza y un ingrediente alimentario sin desperdicio con un impacto ambiental y económico adicional. beneficio.

Para solicitar los resultados de las pruebas, envíe un correo electrónico a: [email protected]

Roy Henderson es director ejecutivo de Green Cell Technologies.

Jan Vlok es director de investigación y desarrollo de Green Cell Technologies.