Технологічний процес виробництва пива

Ферментативний гідроліз білків являється також головним біохімічним процесом при затиранні. Розкладаються білки під дією протеолітичних ферментів. При цьому утворюються розчинні білки, пептиди, амінокислоти.

Білок - Пептони - Поліпептиди - Дипептиди - -Амінокислоти

Продути розпаду білка впливають на смак та колір пива, сприяють кращому утворенню піни та її стійкість. Амінокислоти потрібні для життєдіяльності дріжджів.

Оптимальна температура для накопичення у суслі загальної кількості азоту 50-52°С, а для азоту амінокислот 45-50°С. Тому розщеплення білків проводять при 50-52°С. Витримку затору для розщеплення білків називають білковою паузою. Її тривалість залежить від ступеня розчинення солоду та зазвичай триває 10-30 хвилин.

Для протеолітичних ферментів оптимальне значення pH 5-5,2. Солод має невелику природну кислотність, яка дозволяє отримати затори з pH 5,8-6,0. Щоб створити сприятливі умови для розщеплення білків та інших ферментативних процесів, затор іноді підкислюють молочною кислотою[2].

Світле пиво виготовляють одновідварочним способом, при цьому способі створюються сприятливі умови для отримання сусла з високим ступенем зброджування, підвищується вихід екстракту.

У заторному апараті затирають 1/3 подрібненого солоду і весь несолоджений матеріал при температурі 40°С - цю стадію називають витримкою. Температуру підвищують до 52°С (1°С в хвилину) і витримують протягом 15-30 хв. За цей період, який називають білкова пауза, діють протеолітичні ферменти солоду, розщеплюючи білок. Далі із заторного апарату 1/2 - 1/3 заторної маси перекачують в інший заторний апарат де встановлюється температура 63°С, витримують при цій температурі протягом 20-30 хв. За цей час (мальтозна пауза) відщеплюється мальтоза та розщеплюється крохмаль. Після цього затор повільно підігрівають до 70-72°С, витримують 20 хв, нагрівають до кипіння і кип'ятять 15-20 хв. Б-амілаза діє на ендосперм зерна. Крохмаль розщеплюється на декстрини. Відбувається повний гідроліз крохмалю солоду. Цю частину затору називають відваркою. Відварку перекачують до загального затору. Температуру підвищують до 70°С і витримують 30 хв, перевіряють оцукрювання, і якщо воно неповне, затор підігрівають до 72°С і витримують до повного оцукрювання, після чого знову підігрівають до 76-77°С і перекачують в фільтраційний апарат[ 33].

На наступному етапі пиво проходить фільтрацію, завдяки якій досягається його прозорість і стійкість.

Для відділення сусла використовують фільтраційні апарати.

В заторі перед фільтруванням усі ферменти інактивовані, окрім б-амілази, яка використовується для дооцукрення залишків крохмалю. При фільтруванні і промиванні дробини температуру фільтруючого слою зберігають не вище 78°С (підвищення температури призведе до втрати активності б-амілази та інших негативних наслідків).

Перед самим процесом фільтрування затор відстоюють. Спочатку достатньо швидко осаджуються крупні частини, яку включають в себе оболонку зерен із залишками ендосперму, крупку та частинки коагуляту. Далі на поверхню важких крупних части накопичуються більш м'які частинки. Зверху осаджується тонка суспензія, яка складається із скоагульованих білків та ін. Після відстоювання затору висота дробини складає 30-40 см[2].

Фільтрація затору складається із двох основних операцій: фільтрація першого сусла і промивання дробини водою. Фільтрація першого сусла триває 1,5-2 год. Для того, щоб отримати залишок екстракту із дробини, її промивають гарячою водою (75-78°С). Промивні води також подаються в суслловарочний апарат.

У сусловарочному апараті сусло кип'ятять з хмелем. Кип`ятіння сусла з хмелем необхідне для упарювання сусла, інактивації ферментів, осадження високомолекулярних білків, а також для переходу у розчин гірких і ароматичних речовин хмелю, для придання суслу, а в результаті і пиву, гіркого смаку і хмельового аромату[19].

При кип`ятінні гинуть мікроорганізми і досягається біологічна чистота сусла. Стерильність сусла має велике значення для чистоти зброджування і стійкості пива. Сусло стерилізують 20-25 хв, однак звертання білків і перехід в розчин складових частин хмелю відбувається значно повільніше, тому кип`ятіння сусла триває 1,5-2 год.

Одним із важливих процесів при кип`ятінні сусла з хмелем являється перехід в розчин гірких, ароматичних і дубильних речовин хмелю. Гіркі кислоти хмелю (б- і в-кислоти) володіють незначною розчинністю, але під час кип`ятіння окислюються гіркі кислоти, які перетворюються в більш розчинні гіркі смоли (б- і в-смоли). Гіркі речовини надають пиву специфічну приємну гіркоту і попереджують розвиток мікроорганізмів[1].

При кип'ятінні сусла з хмелем велика частина ароматичних речовин вивільняються і втрачаються, тому хміль добавляють у декілька прийомів. Для кращої ароматизації сусла останню порцію хмелю добавляють в кінці кип'ятіння. Хмельове ефірне масло надає пиву характерний хмельовий аромат[15]..

Використання хмельових екстрактів замість хмелю підвищує колоїдну стійкість пива, покращує смак, зменшує чутливість пива до холоду, підвищує коефіцієнт використання гірких речовин хмелю. При заміні 75% хмілю екстрактом отримують економію хмелю до 30%, а при 100% заміні - до 43%.

Кип`ятіння сусла з хмелем продовжується 1,5-2 год. При виготовленні світлих сортів пива варка скорочується до 1-1,5 год. Головним показником готовності сусла являється густина, звертання білків, прозорість. Після доведення до готовності, сусло подається на охолодження[23].

Так як дріжджі зброджують сусло за низьких температур, сусло поступово знижують до 60°С, а потім швидко охолоджують до 5-6°С. Під час цього процесу прозоре сусло мутніє за рахунок зброджування зважених частин холодного сусла. Тому ці частинки потрібно ретельно видаляти.

При охолодженні сусла відбуваються ряд процесів, які впливають на швидкість подальшого бродіння та дозрівання. Сусло швидко доводиться до температурі 5-7°С. Це має велике значення так як при більш тривалому перебуванні за проміжних температур збільшується ризик розмноження небажаних для пива мікроорганізмів[25]..

Зважені частинки холодного сусла складаються із комплексних з'єднань білкових і дубильних речовин. При охолодженні до 5°С в суслі міститься 14% зважених частин холодного сусла в розчиненому вигляді. Видалення цих частин проводять частково, так як повна їх відсутність приведе до погіршення смаку пива.

Аерація сусла при більш високих температурах приводить до окислення, що викликає появу нехарактерної гіркоти. Але наявність кисню необхідна умова для розвитку дріжджів. При анаеробних умовах розмноження дріжджів уповільнюється[20].

Після охолодження сусло подають в сепаратор на освітлення. Із сепаратора виходить освітлене сусло, яке потім подається знову на охолодження до 6°С. При використанні сепаратора швидше відбувається освітлення сусла, виключається можливість потрапляння в сусло мікроорганізмів із середовища. Після процесу освітлення сусло подається на бродіння[31].

Процес бродіння сусла протікає в дві стадії: головне бродіння та доброджування.

Головне бродіння відбувається в бродильних чанах при 5-8°С та триває 7-10 діб. В результаті головного бродіння отримують молоде пиво. В процесі спиртового бродіння мальтоза розщепляється на глюкозу, яка перетворюється в спирт і вуглекислий газ. В перший період бродіння після внесення дріжджів зброджування екстракту протікає слабо. З добу екстрактивність сусла зменшується на 0,1-0,2%. В цей період проходить розмноження дріжджів. Починаючи з 2 по 5 добу вміст екстракту поступово зменшується (зниження екстракту 1,0-1,5% за добу). Ближче до кінця бродіння кількість екстракту зменшується повільно (0,2-0,5%)[12].

Процес спиртового бродіння являється екзотермічним. При зброджуванні 1 г-моль моносахаридів виділяється 28 ккал.

Окрім зброджування цукрів, при головному бродінні протікають і інші процеси, які впливають на якість пива. Значні зміни проходять в білковому складі сусла. Це сприяє підвищенню активної кислотності при бродінні.

В дріжджових клітинах протікає обмін речовин. В результаті цього обміну в пиво переходять органічні кислоти і вищі спирти. Присутність в молодому пиві кислот, сивушних масел, ефірів придає йому неприємний смак і запах, які зникають при доброджу ванні та витримці[14].

Доброджування проходить за температури 1-3°С на протязі 21-90 діб в залежності від сорту пива. Під час процесу протікають складні фізико-хімічні процеси. Пиво насичується вуглекислотою, освітлюється, збагачується специфічними смаковими та ароматичними властивостями.

В молодому пиві присутні незброджені цукри, які поступово зброджуються. Вуглекислота, що виділяється при цьому, накопичується у пиві та насичує його[4].

Під час доброджування пиво освітлюється. У пиві утворюються складні ефіри, зменшується кількість альдегідів, підвищується кислотність. В результаті цих процесів покращуються смакові і ароматичні властивості.

При доброжуванні і дозріванні пиво освітлюється недостатньо. Тому воно піддається освітленню фільтруванням за допомогою сепарації. Хімічний склад пива після цього змінюється незначно: дещо зменшується забарвлення, тому що фарбуючи речовини адсорбуються на фільтруючих матеріалах, втрачається частина двоокису вуглецю, а в'язкість знижається за рахунок видалення деяких колоїдних речовин[37].

Тільки тоді, як пиво стало прозорим, його відправляють на розлив. Освітлене пиво охолоджується, додатково насичується вуглекислотою і розливається в тару. Пиво розливають в скляну та поліетиленову тару місткістю 0,33-2 л і в металеві банки і бочки місткістю 50-100 л.

За сучасними стандартами пивоваріння, пиво не повинно контактувати з повітрям під час його виготовлення і розливу, оскільки кисень згубно діє на смак хмільного напою. Тому, при розливі пива в пляшки і кеги, їх попередньо заповнюють вуглекислим газом. Напій заливається поступово, витісняючи вуглекислий газ. Розлив і упаковка пива в тару відбувається на автоматичних лініях[15].

Стійкість пива зберігається на протязі 7-8 діб, що ускладнює його транспортування на великі відстані. При довгому зберіганні в пиві розвиваються мікроорганізми, в результаті чого змінюються смак, запах, колір, пиво стає непридатним до вживання[20].

Підвищити стійкість пива можливо пастеризацією. Пастеризація - нагрівання пива до 65-67°С та витримка його за цієї температури 30 хв. При цьому гине більшість вегетативних форм мікроорганізмів, а ті, що залишилися, слабнуть і довгий час не можуть розвиватися. При цьому змінюється смак пива, колір.

При пастеризації стійкість пива значно підвищується і досягає декількох місяців. [36]

2.2.2 Вимоги щодо якості готової продукції. Стандарти на готову продукцію

Готове пиво повинно відповідати загальним технічним вимогам ДСТУ 3888-99, де зазначено органолептичні та фізико-хімічні показники, вміст пестицидів.

По органолептичним показникам пиво повинно відповідати вимогам, що наведені в таблиці 2.4.



Таблиця 2.4 - «Органолептичні показники пива»

Показник	Тип пива
	Фільтроване світле пиво	Нефільтроване світле пиво
Прозорість	Прозора харчова рідина без осаду і зайвих включень, що не властиві пиву. В процесі зберігання не допускається утворення частинок білково-дубильних з'єднань.	Непрозора або прозора з опалесценцією рідина без сторонніх включень, що не властиві пиву. В процесі зберігання допускається утворення частинок білково-дубильних з'єднань. Допускається дріжджовий осад.
Аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом, без сторонніх запахів.	Зброджений солодовий, з хмельовим ароматом, допускається дріжджовий відтінок, без сторонніх запахів.
Смак	Чистий, зброджений, солодовий, з хмельовою гіркотою.	Зброджений солодовий, з хмельовою гіркотою, допускається дріжджовий присмак.
	В пиві з екстрактивністю початкового сусла 15% і вище присутній винний присмак

По фізико-хімічним показникам світле пиво повинно відповідати вимогам, що наведені в таблиці 2.5

Органолептичні, фізико-хімічні показники пива, харчова цінність, термін придатності, обумовлені особливостями сировини, яка використовується, технологіє виробництва і умовами розливу, встановлює виробник в технологічній інструкції на пиво конкретного найменування, затвердженій в установленому порядку. [41]

Таблиця 2.5 - «Фізико-хімічні показники світлого пива»

Масова доля сухих речовин в початковому суслі, %	Масова доля спирту, не менше, %	Кислотність, см3 1 моль/дм3гідроксиду натрію на 100 см3 пива	Цвет, см3 0,1 моль/дм3 розчину йоду на 100 см3 води	Масовая доля діоксиду вуглецю, не менше, %	Стійкість, не менше, сут
					фільтроване	нефільтроване
					пастеризоване	непастеризоване	освітлене	неосвітлене
8,0	2,0	1,3--2,8	0,4--1,8	0,30	30	7	5	3
9,0	2,0	1,3--2,8	0,4--1,8	0,30	30	7	5	3
10,0	2,7	1,3--2,8	0,4--1,8	0,30	30	7	5	3
10,5	2,7	1,3-2,8	0,4-1,8	0,30	30	7	5	3
11,0	2,8	1,3--2,8	0,4--1,8	0,30	30	7	5	3
11,0	3,0	1.7-3,2	0,4-1,8	0,33	30	8	5	3
12,0	3,4	1,7--3,2	0,4--1,8	0,33	30	8	5	3
12,5	3,4	1,7-3,2	0,4-1,8	0,33	30	8	5	3
13,0	3,5	1,7--3,2	0,4--1,8	0,33	30	8	5	3
13.5	3,5	2,1--3,6	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
14,0	3,6	2,1--3,6	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
14,5	3.6	2,1--3,6	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
15,0	3,8	2,1--3,6	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
15.5	3.8	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
16,0	4,2	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
16,5	4,2	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
17,0	4,6	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
17,5	4,6	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
18,0	5,0	2,5--5,0	0,4--1,8	0,35	30	10	5	3
18.5	5,0	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	12	5	3
19,0	5,5	2,5--5,0	0,4--1,8	0,35	30	12	5	3
19.5	5,5	2,5--4,5	0,4--1,8	0,35	30	12	5	3
20,0	6,0	2,5--5,0	0,4--1,8	0,35	30	12	5	3

Концентрація дріжджових клітин в не фільтрованому пиві, млн/см³, не більше:

- Неосвітленому - 2,0;

- Освітленому - 0,5.

Вміст токсичних елементів, радіонуклидів, а також мікробіологічні показники пива не повинні перевищувати норм, встановлених нормативними ктами[41].

2.2.3 Характеристика хімічного складу та екологічної чистоти

У готовому пиві містяться у середньому близько 90% води, 0,3-0,4% вуглекислоти, 1,5-6% мас спирту та 3-10% екстрактивних речовин.

Склад екстракту змінюється в залежності від концентрації початкового сусла та ступеня його зброджування. Екстракт складається із вуглеводів, азотовмісних, мінеральних, дубильних, гірких, фарбувальних речовин, ферментів, вітамінів, невеликої кількості органічних кислот і гліцерину.

Із вуглеводів в пиві містяться мальтоза, глюкоза, фруктоза, невелика кількість незброджуючих пентоз і достатньо велика кількість мальтодекстринів[9].

До азотовмісних речовин пива відносять білки, альбумози, пептони, амінокислоти та інші. Склад азотовмісних речовин коливається від 0,9 до 1,5% всього екстракту і розподіляються так:

Аміачний азот………………………………..5,77

Амінний азот…………………………………9,61

Азот альбумоз………………………………...22,50

Азот пептонів…………………………………15,55

Азот ксантинових основ……………………...1,56

Азот білку……………………………………...33,96

Азот інших речовин…………………………...10-12

Велика кількість екстрактивних речовин пива знаходиться у колоїдному стані і створює так звану повноту смаку.

Вміст золи у пиві коливається від 0,15 до 0,3%. Склад її змінюється в залежності від складу води, солоду.

В пиві приблизно 0,3-0,4% вуглекислоти, що знаходиться у вільній формі СО₂, зв'язаній формі у вигляді кислоти Н₂СО₃, а також солей NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂ та у формі нестійких ефірів вугільної кислоти[19].

По мікробіологічним показникам пиво повинно відповідати нормам, які вказані в таблиці 2.6.



Таблиця 2.6 - «Мікробіологічні показники пива»

Найменування показника	Норма
	непастеризоване	пастеризоване
	пиво в пляшках з масовою долею сухих речовин, %	пиво разливне фільтроване і нефільтроване	пиво в пляшках, металевих банках та інших видах споживчої тари
	8--11.5	12--20
Бактерії групи кишечних паличок (коліформи), БГКП	Не допускаються в 3 см3	Не допускаються в 10 см3	Не допускаються в 1 см3	Не допускаються в 10 см3
Кількість мезофільних аеробних і факультативно-анаеробних мікроорганізмів, не більше, КОЕ/см3	-	-	-	5*102
Патогенні мікроорганізми, в тому числі бактерії роду Сальмонелла	Не допускаються в 25 см3	Не допускаються в 25 см3	Не допускаються в 25 см3	Не допускаються в 25 см3

Масова концентрація дріжджових клітин у нефільтрованому неосвітленому пиві - не більше 2 млн. кл/см3, у освітленому - не більше 0,5 млн. кл/см3.

Вміст токсичних металів та N-нітрозамінів у пиві повинен відповідати нормам, що встановлені «Медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов» №5061, які наведені в таблиці 2.7.

Вміст пестицидів регламентується у сировині. [22]

Таблиця 2.7 - «Вміст токсичних металів у пиві»

Назва токсичного металу	Допустимі рівні, не більше, мг/кг
Ртуть	0,005
Залізо	15.0
Мишьяк	0,2
Мідь	5,0
Свинець	0,3
Кадмій	0,03
Цинк	10,0
N--нітрозаміни	0,003

2.3 Продуктовий розрахунок світлого пива

Розрахунки проводять на 100 кг зернопродуктів, що витрачаються на виробництво кожного найменування пива, з наступним перерахунком одержаних даних на 1 дал (10 л) та річний випуск продукції.

Описовий алгоритм розрахунку продуктів виробництва пива складається з таких етапів:

1. Визначення екстрактивних речовин у сировині;

2. Визначення напівпродуктів;

3. Визначення витрат хмелю, ферментативних препаратів, молочної кислоти;

4. Визначення кількості відходів;

5. Зведена таблиця продуктів.

Проведемо продуктовий розрахунок на прикладі. Розрахуємо продукти для виробництва 1тис. дал «Жигулівського» пива.

1. Визначення екстрактивних речовин у сировині.

«Жигулівське» пиво виготовляють з використанням 80% солоду і 20% несолодженої сировини (ячмінного борошна), тобто на 100 кг сировини припадає 80 кг солоду і 20 кг ячмінного борошна.

При колеруванні втрати солоду становлять 0,1% від його маси, або G₁ = 80 * 0,001 = 0,08 кг. (табл. 2.8). На подрібнення надійде G₂ = 80 - 0,08 = 79,92 кг солоду. При вологості солоду 5,6%, ячмінного борошна - 15% (табл. 2.9) кількість сухих речовин у заторі становить:

у солоді:

СР_с = 79,92 * (1 - 0,056) = 75,44 кг;

у ячмінному борошні:

СР_я = 20 * (1 - 0,15) = 17 кг.

Разом сухих речовин (СР) у сировині:

СР = 75,44 + 17 = 92,44 кг.

Таблиця 2.8 - «Втрати при виробництві пива»

Втрати	«Жигулівське»
Солоду при поліруванні, % мас, від солоду, що надійшов на пивзавод	0,1
Екстракту в пивній дробині, % мас до маси зернопродуктів	1,75
У хмельовій дробині, шламі при сепаруванні, стиску, змочуванні трубопроводів, % до об'єму холодного сусла	5,8
У бродильному цеху, % до об'єму холодного сусла	2,5
У цеху бродіння і фільтрації, % до об'єму холодного сусла	2,3
При розливі, % до об'єму відфільтрованого пива У пляшки У діжки У пивовози	2,5 0,5 0,35
Втрати при пастеризації пива, % до об'єму пастеризованого пива	2,2

Згідно з табл. 2.9 екстрактивність солоду становить 76%, ячмінного борошна - 72% від маси СР. Тоді вміст екстрактивних речовин у сировині:

у солоді:

ЕР_с = 75,44 * 0,76 = 57,33 кг;

у ячмінному борошні:

ЕР_я = 17 * 0,72 = 12,24 кг.

Разом екстрактивних речовин:

ЕР = 57,33 + 12,24 = 69,57 кг.

Частина екстракту (1,75% від всієї маси зерно продуктів, що йдуть на затирання (табл.2.8)) втрачається в дробині, тому в сусло перейде екстрактивних речовин:

G_с = 69,57 * (1 - 0,0175) = 68,35 кг.

Кількість СР, що залишилась у дробині, визначається як різниця між масою сухих речовин зернопродуктів і масою екстрактивних речовин, що перейшли в сусло:

СР_др. = 92,44 - 68,35 = 24,09 кг.

2. Визначення напівпродуктів.

Початковими даними для розрахунків напівпродуктів є початкова концентрація сусла та об'ємні втрати на кожній стадії виробництва пива.

Гаряче сусло. Відповідно до проведеного розрахунку в сусло переходять 68,35 кг екстрактивних речовин. Врахувавши, що сусло для «Жигулівського» пива готують з концентрацією сухих речовин 11% (табл. 2.10), маса одержаного сусла:

m = 68,35 * 100/11 = 621,35 кг.

Об'єм «Жигулівського» пива при температурі 20°С та відносній густині 1,0442 кг/л (табл. 2.10):

V = 621,36/1,0442 = 595,06 л.

Об'єм гарячого сусла з урахуванням його теплового розширення у 1,04 рази:

V = 595,06 * 1,04 = 618,86 л.

Холодне сусло. Втрати сусла в хмельовій дробині, відстої при сепарації, стиску, на змочуванні трубопроводів приймаються відповідно до норм технологічних витрат (табл. 2.8) для «Жигулівського» пива 5,8% від об'єму гарячого сусла, приведеного до об'єму при 20°С.

Отже, об'єм холодного сусла:

V = 595,06 * (1 - 0,058) = 560,55 л.

Молоде пиво. При втратах у бродильному відділенні «Жигулівського» пива 2,5% від об'єму холодного сусла об'єм молодого пива:

V = 560,55 * (1 - 0,025) = 546,54 л.

Фільтроване пиво. При втратах у відділеннях добродіння і фільтрування 2,3% до об'єму молодого пива кількість фільтрованого пива:

V = 545,54 * (1 - 0,023) = 533,97 л.



Таблиця 2.9 - «Нормативні показники якості сировини»

Сировина	Вміст вологи, %	Екстрактивність	Вихід екстракту	Маса одиниці об'єму, кг/м3
		% на сухі речовини
Солод світлий	5,6	76	70,75	530
Солод темний	5,5	74	68,88	520
Борошно ячмінне	15	72	58,61	400
Цукор-пісок	0,15	100	99,85	-
Глюкоза	-	100	100	-
Колер	20	80	80	-

Товарне готове пиво. Втрати товарного пива відносно відфільтрованого при розливі у пляшки становлять 2,5%, у діжки - 0,5%, а пивовози - 0,35% (табл. 2.8). За умов, що 65% «Жигулівського» пива розливають у пляшки, 15% - в діжки, 20% - в пивовози, середньозважені втрати пива:

V = 65 * 0,025 + 15 * 0,005 + 20 * 0,0035 = 1,77%

Тоді кількість товарного пива:

V = 533,97 * (1 - 0,0177) = 524,52 л.

Сумарні витрати по рідкій фазі визначаються як різниця об'ємів гарячого сусла і товарного пива:

V = 618,86 - 524,52 = 94,34 л.

Або у процентах до об'єму гарячого сусла:

V = 94,34 * 100/618,86 = 15,24%.

3. Визначення витрат хмелю, ферментних препаратів і молочної кислоти.

Витрати хмелю на 1 дал пива приймаються за діючими у промисловості нормами (табл. 2.11). Норма хмелю для «Жигулівського» пива - 22 г, тоді витрати хмелю:

V = 524,52 * 0,022/10 = 1,154 кг.

Ферментні препарати. Витрати ферментних препаратів залежать від кількості ячмінного борошна в рецептурі пива. Їх можна розрахувати за формулою:



G_ф=(10000 * G_с)/ОЗ,

Де G_с - маса затертої сировини, т; ОЗ - оцукрювана здатність 100 г ферментного препарату, амілазних одиниць.

G_ф=(10000 * 0,1) / (100 / 100) = 1 кг.

Якщо оцукрю вальна здатність ферментного препарату становить 100 одиниць, то його витрачають 1% від маси засипки, тобто

G_ф=100 * 0,01 = 1 кг.

Таблиця 2.10 - «Фізико-хімічні показники пива»

Найменування	Концентрація СР	Алкоголь, не менше мас. %	Вміст СР в початковому суслі	Густина початкового сусла, кг/л	Ступінь збродження, %	Вуглекислота, %
«Жигулівське»	11	2,8	11	1,0442	50	0,35
«Ризьке»	12	3,4	12	1,0484	55	0,33
«Львівське»	12	3,3	12	1,0484	55	0,30
«Московське»	13	3,5	13	1,0526	52	0,33
«Ленінградське»	20	6,0	20	1,0830	55,5	0,33
«Портер»	20	5,0	20	1,0830	46	0,35
«Оксамитове»	-	2,5	12	1,0484	40	0,30

Молочна кислота. Використовується для підкислення затору з розрахунку 0,08 кг 100% молочної кислоти на 100 кг зернової сировини, або 0,2% 40% молочної кислоти до маси зернової сировини.

Таблиця 2.11 - «Втрати хмелю»

Сорт пива	Витрати хмелю на 1 дал пива, г
«Жигулівське»	22
«Ризьке»	30
«Львівське»	30
«Московське»	36
«Ленінградське»	50
«Портер»	45
«Оксамитове»	10

4. Визначення кількості відходів

Пивна дробина. Кількість утворюваної дробини вологістю 86% (табл. 2.12) визначається множенням кількості сухих речовин, що залишились у дробині, на коефіцієнт 100/(100 - 86) = 7,14. Отже, кількість пивної дробини при варінні сусла «Жигулівського» пива:

G = 24,09 * 7,14 = 172 кг.

Хмельова дробина. Безводної хмельової дробини отримують 60% від маси витраченого хмелю. Дробина вологістю 85% (табл. 2.12) отримують в 6,67 рази більше, тобто 100/(100 - 85) = 6,67.

На кожен 1 дал пива отримують вологої дробини:

G = 1,154 * 0,6 * 6,67 = 4,62 кг.

Таблиця 2.12 - «Відходи виробництва пива для різних сортів»

Відходи	Одиниця виміру	На 100 кг зернопродуктів
		«Жигулівське»	«Московське»
Дробина пива (W = 86%)	кг/100 кг зернопродуктів	172	151,7
Дробина хмельова (W = 85%)	-//-	4,62	6,44
Шлам сепараторний (W = 80%)	-//-	1,75	1,75
Надлишкові дріжджі (W = 86%) періодична схема батарейно-безперервний спосіб разом з бродінням ЦКБА	л/10 дал пива, що бродить	1,0 1,5 1,53	- - -
Двоокис вуглецю, що виділяється при головному бродінні	г/дал товарного пива	277	354

Шлам сепараторний. Залежно від найменування пива з 100 кг витрачених зернопродуктів одержують 1,75 шламу вологістю 80% (табл. 2.12).

Відстій у танках доброджування. Кількість відстою при витримці «Жигулівського» пива одержують 1,71 л на 100 кг витрачених зерно продуктів.

Надлишкові дріжджі. Витрати дріжджів з вологістю 86% на 10 дал пива, що бродить за класичною схемою, - 1,0 л; у батареї безперервного бродіння - 1,5 л; бродіння в циліндроконічному апараті ЦКБА - 1,53 (табл. 2.12).

Одна половина надлишкових дріжджів використовується як засівні, а друга - є відходом. Цю частину визначають множенням кількості товарного пива у літрах на 0,01:

V = 524,52 * 0,01 = 5,24 л.

Двоокис вуглецю. Згідно з розрахунками до бродильного відділення надходить 560,55 л холодного сусла. Маса його при густині 1,0442 становить:

G = 560,55 * 1,0442 = 585,33 кг.

При концентрації «Жигулівського» сусла 11% у ньому екстрактивних речовин міститься:

G = 585,33 * 0,11 = 64,39 кг.

Для розрахунків умовимося, що ці екстрактивні речовини являють собою мальтозу, оскільки в умовах бродіння пивоварного виробництва мальтоза зброджується найкраще. Зброджування мальтози можна виразити таким рівнянням:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = 2С₆Н₁₂О₆

2С₆Н₁₂О₆ = С₂Н₅ОН + 4СО₂ + 235 Дж.

Справжній ступінь зброджування для «Жигулівського» пива становить 50%. Отже, збродить екстрактивних речовин:

G = 64,39 * 0,5 = 32,2 кг.

Під час бродіння виділиться вуглекислого газу:

G = (32,2 * 44 * 4)/342 = 16,57 кг,

де 342 і 44 - відповідно молекулярна маса мальтози і вуглекислоти; 4 - стехіометричний коефіцієнт при СО₂.

Вміст вуглекислоти становить у пиві 0,35% (табл. 2.12) від маси холодного сусла незалежно від найменування пива, тоді кількість зв'язаної вуглекислоти:

G = 585,33 * 0,0035 = 2,05 кг.

Отже, в атмосферу вуглекислого газу виділиться:

G = 16,57 - 2,05 = 14,52 кг.

Маса 1 м³ вуглекислого газу при 20°С і тиску 0,4 МПа дорівнює 1,832 кг, тоді об'єм вуглекислого газу, що виділиться в атмосферу:

V = 14,52/1,832 = 7,93 м³.

Кількість вуглекислого газу, що виділяється при головному бродінні на 1 дал товарного пива:

G = 14520/52,452 = 276,8, що приблизно дорівнює 277 г/дал

5. Зведена таблиця продуктів.

У наведених розрахунках для «Жигулівського» пива визначені кількості напівпродуктів, готового пива і відходів, які отримують з 100 кг зернової сировини. Для зручності використання даних цього розрахунку доцільно їх перерахувати на 1 дал готового пива і на 1000 дал. Для цього кількість кожного продукту ділять на кількість пива (дал), що одержують з 100 кг зернопродуктів. Результати наведені в таблиці 2.13. [3, 33, ]

Таблиця 2.13 - «Зведена таблиця»

Сировина	На 100 кг зернової сировини	На 1 дал пива	На 1000 дал пива
Зернова сировина, кг світлий солод ячмінне борошно разом, кг	80 20 100	1,525 0,381 1,906	1525 381 1906
Хміль, кг	1,154	0,022	22
Ферментні препарати	1,0	0,019	19
Напівпродукти, л гаряче сусло холодне сусло молоде пиво фільтроване пиво готове пиво	618,86 560,55 546,54 533,97 524,52	11,80 10,69 10,42 10,18 10,00	11800 10690 10420 10180 10000
Відходи пивна дробина, кг хмельова дробина, кг шлам, л надлишкові дріжджі, кг вуглекислий газ, кг	172 4,62 1,75 5,24 14,52	3,28 0,088 0,034 0,100 0,277	3280 88 34 100 277
Відходи полірування, кг	0,08	0,0015	1,5



Висновки за розділом 2

Для виготовлення світлого пива як основна сировина використовують:

· ячмінь (який у ході технологічного процесу перетворюють на солод);

· хміль, або хмельові екстракти;

· вода;

· дріжджі та ферментативні препарати.

Сировина, що використовується повинна відповідати вимогам діючих стандартів.

Пиво повинно виготовлятися у відповідності до вимог діючого стандарту по технологічним інструкціям та рецептурам, з дотриманням санітарних норм та правил, утверджених у встановленому порядку.

Готове пиво приймається партіями, транспортується всіма видами транспорту відповідно до правил транспортних організацій. Зберігається при температурі, яка відповідає затвердженим нормам.

Технологічний процес виробництва світлого пива складається з операцій: отримання солоду, подрібнення солоду та ячменю, приготування затору, фільтрування затору, кип'ятіння сусла з хмелем, освітлення і охолоджування, зброджування сусла, доброджування та дозрівання, освітлення та розлив.

Контроль при виробництві пива здійснений з метою підвищення якості сировини, правильного проведення виробничих процесів, суворого дотримання технологічних нормативів, зниження втрат у виробництві і випуску високоякісного пива.

Готова продукція світлого пива повинна відповідати вимогам ДСТУ 3888-99. Згідно якого продукт контролюють за органолептичними та фізико-хімічними показниками.



Розділ 3. Експерементальна частина

3.1 Об'єкти, методи досліджень

Як об'єкти досліджень було використано 10 зразків пива світлого, вітчизняних та закордонних виробників, які реалізуються у м. Харкові та області. Вони представлені такими:

1. Виробник: ПАТ «САН ИнБев Украина»;

2. Виробник: ЗАТ «Оболонь»;

3. Виробник: ООО САБМиллер РУС К Росія;

4. Виробник: ПАТ ПБК «Славутич» «Львівська пивоварня»;

5. Виробник: ПАТ «САН ИнБев Украина»;

6. Виробник: Brasserie St Bernard Nv Бельгія;

7. Виробник: «Н. В. ИнБев Бельгия С. А.» Бельгія;

8. Виробник: «А ле Кок» Естонія;

9. Виробник: «Paderbornen N.C.» Германія;

10. Виробник: «Warsteiner» Германія;

11. Виробник: САН Інбев Україна «Рогань».

Було використано методи досліджень:

1. ГОСТ 12788-87 «Пиво. Методы определения кислотности». Суть методу полягає у нейтралізації всіх кислот та кислих солей, що знаходяться у пиві, розчином гідроксиду натрію, закінчення якої встановлюється по зміні забарвлення фенолфталеїну;

2. ГОСТ 30060-93 «Пиво. Методы определения органолептических показателей и объема продукции». Стандарт розповсюджується на пиво і встановлює методи визначення органолептичних показників, таких як зовнішній вигляд (якість оформлення та прозорість), аромат та смак, висота піни та піностійкості.

3. ГОСТ 12789-87 «Пиво. Методы определения цвета». Метод полягає на візуальному порівнюванні інтенсивності кольору випробовуваного пива з кольором розчинів йоду різної концентрації.

3.2 Вивчення асортименту світлого пива вітчизняного та закордонного виробництва, що реалізуються у м. Харкові

Вивчення асортименту світлого пива, що реалізується в м. Харкові показало, що він в основному представлений продукцією: САН Інбев Україна «Рогань», м. Харків; ЗАТ «Оболонь», м. Київ; ПАТ "ПБК "Славутич", м. Запоріжжя та інші. Також асортимент світлого пива представлено закордонними виробниками з Росії (ООО «САБМиллер РУС К»), Чехії (Budweiser Budvar N.C.), Бельгії (Brasserie St bernard Nv), Германії («Paderbornen N.C.», «Warsteiner») та інші.

3.3 Вивчення відповідності вимогам стандартів органолептичних показників світлого пива, що реалізуються у м. Харкові

На основі проведених досліджень органолептичних показників світлого пива різних виробників, що реалізується у м. Харкові, отримані наступні результати, які приведені у таблиці 3.1

Таблиця 3.1 - «Органолептичні показники дослідних зразків світлого пива»

Назва продукту	Назва показника	Характеристика	Відповідність вимогам НД
1. Пиво світле «Чернігівське», 11% ПАТ «САН Інбев Україна»	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
2. Пиво світле «Жигулівське», 11% ЗАТ «Оболонь»	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
3. Пиво світле «Миллер», 11,4% ООО САБМиллер РУС К Росія.	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,0 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
4. Пиво світле «Львівське живе», 11,8% ПАТ ПБК «Славутич» «Львівська пивоварня».	Смак і аромат	Чистий, солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
5. Пиво світле «Stella Artois», 11,4% ПАТ «САН Інбев Україна»	Смак і аромат	Чистий, солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
Назва продукту	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
6. Пиво світле «st. Bernardus Triple», 11,6% Brasserie St Bernard Nv Бельгія	Смак і аромат	Чистий, солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	6,0 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
7. Пиво світле «Hoeegaarden», 11,7% «Н. В. Інбев Бельгія С. А.» Бельгія	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	6,0 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
8. Пиво світле «SpeCial 1807», 11,9% «А ле Кок» Естонія	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
9. Пиво світле «Paderbornen Pilsen», 11,2% «Paderbornen N.C.» Германія	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	6,0 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
10. Пиво світле «Warsteiner», 11,8% «Warsteiner» Германія	Смак і аромат	Чистий, зброджений солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	6,0 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99
11. Пиво світле «Рогань традиційне», САН Інбев Україна «Рогань», 11,5%	Смак і аромат	Чистий, солодовий, з хмельовим ароматом та хмельовою гіркотою, без сторонніх запахів.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Прозорість	Прозора рідина без осаду і зайвих включень.	Відповідає ДСТУ 3888-99
	Піностійкість	5,5 хв.	Відповідає ДСТУ 3888-99

Проведена органолептична оцінка за дослідженими показниками свідчить, що всі взяті на аналіз зразки пива світлого відповідають вимогам ДСТУ 3888-99. За власними сподобаннями особливу увагу привернули зразки світлого пива Німецького («Warsteiner») та Бельгійського («st. Bernardus Triple») виготовлення.

3.4 Вивчення відповідності вимогам стандартів фізико-хімічних показників світлого пива, що реалізуються у м. Харкові

На основі проведених досліджень фізико-хімічних показників пива світлого різних виробників, що реалізуються у м. Харкові, отримані наступні результати, які наведені в таблиці 3.2

Таблиця 3.2 - «Фізико-хімічні показники дослідних зразків світлого пива»

Назва продукту	Кислотність, см3 1 моль/дм3 гідроксиду натрію на 100 см3 пива	Колір, см3 1 моль/дм3 розчину йоду на 100 см3 води	Відповідність вимогам НД
	У дослідному зразку	Норма за стандартом	У дослідному зразку	Норма за стандартом
1. Пиво світле «Чернігівське», 11% ПАТ «САН Інбев Україна»	1,7	1,3-2,8	1,0	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
2. Пиво світле «Жигулівське», 11% ЗАТ «Оболонь»	1,9	1,3-2,8	0,8	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
3. Пиво світле «Миллер», 11,4% ООО САБМиллер РУС К Росія.	2,2	1,3-2,8	1,1	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
4. Пиво світле «Львівське живе», 11,8% ПАТ ПБК «Славутич» «Львівська пивоварня».	2,5	1,7-3,2	1,3	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
5. Пиво світле «Stella Artois», 11,4% ПАТ «САН Інбев Україна»	2,0	1,3-2,8	1,0	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
6. Пиво світле «st. Bernardus Triple», 11,6% Brasserie St Bernard Nv Бельгія	2,1	1,7-3,2	0,9	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
7. Пиво світле «Hoeegaarden», 11,7% «Н. В. Інбев Бельгія С. А.» Бельгія	2,5	1,7-3,2	1,3	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
8. Пиво світле «SpeCial 1807», 11,9% «А ле Кок» Естонія	2,4	1,7-3,2	1,4	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
9. Пиво світле «Paderbornen Pilsen», 11,2% «Paderbornen N.C.» Германія	1,9	1,3-2,8	1,3	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
10. Пиво світле «Warsteiner», 11,8% «Warsteiner» Германія	2,6	1,7-3,2	1,2	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99
11. Пиво світле «Рогань традиційне», САН Інбев Україна «Рогань», 11,5%	2,0	1,7-3,2	1,0	0,4-1,8	Відповідає ДСТУ 3888-99

Таким чином проведена фізико-хімічна оцінка досліджуваних зразків пива світлого свідчить, що всі взяті на аналіз зразки відповідають вимогам ДСТУ 3888-99 за кислотністю та кольором.

Висновки за розділом 3

Асортимент світлого пива в м. Харкові представлений як вітчизняними виробниками, так і закордонними. Найбільш представлений асортимент продукцією сучасних виробників САН Інбев Україна «Рогань», м. Харків, та ЗАТ «Оболонь», м. Київ.

Проведена оцінка якості органолептичних та фізико-хімічних показників показала, що досліджувані зразки світлого пива, що були взяті на аналіз, відповідають вимогам ДСТУ 3888-99.



Висновки

Пиво - це ігристий освіжаючий напій з характерним ароматом і приємним гіркуватим смаком, насичений двооксидом вуглецю. Він вгамовує спрагу, підвищує тонус організму, сприяє правильному обміну речовин. У ньому містяться вуглеводи, білки, вітаміни, органічні кислоти. Роблять його на великих заводах, що знаходяться в містах; продуктивність таких заводів 1-12 мільйонів декалітрів (1 декалітр = 10 літрів) у рік. Поряд з ними існують невеликі підприємства - пивоварні, що орієнтовані на невеликий асортимент і малу продуктивність.

Випускають пиво світлих і темних сортів з малим і високим вмістом спирту, з легким або яскраво вираженим хмельовим смаком і ароматом. Охмілення пиву надає ...