Виробництво пива з використанням нетрадиційної сировини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анотація

пиво сусло сировина рецептура

У роботі на основі аналізу науково-технічної літератури розглянуто виробництво пива з використанням нетрадиційної (використання натуральних рослинних добавок). Наведено характеристику основної сировини для виробництва пива та чинники, які формують смак і аромат готового продукту. З'ясовано, що в умовах існуючого дефіциту хмелепродуктів вітчизняного виробництва одним із способів забезпечення пивоварних компаній якісною сировиною є вибір додаткового компонента, що передбачає можливість часткової заміни хмелю на нетрадиційну рослинну сировину. Визначено, що її додавання до рецептури пива є ефективним напрямом вирішення проблеми збагачення напою БАР та подовження терміну його зберігання.

Розроблена апаратурно-технологічна схема.

Виконані продуктові розрахунки та розроблена схема технохімічного і мікробіологічного контролю виробництва.

Курсова робота складається з аркушів формату А4, графічна частина А1- 1 аркуш.

Ключові слова: пиво, сусло, конопля(нетрадиційна сировина).

Вступ

На сьогоднішній день пиво являється популярним ігристим, освіжаючим слабоалкогольним напоєм із характерним хмелевим ароматом і приємним смаком. Кожний сорт пива характеризується певним своїм смаком, ароматом, кольором, наявністю екстрактивних речовин, вмісту алкоголю і ступенем зброджування. Для приготування пива будь-якого сорту необхідно насамперед знати, які ж аромат та смак воно повинне мати і які його основні фізико-хімічні показники. Найважливішими процесами при його приготуванні є перетворення нерозчинних компонентів солоду і його замінників (ячмінь, пшениця, рис, кукурудза, сорго та інші зернові культури) у результаті ферментативних реакцій у розчинний екстракт та кип'ятіння сусла з хмелем та іншими компонентами, в процесі чого формується букет майбутнього пива.

Метою роботи є обгрунтування застосування у промисловості рецептури пива з використанням нетрадиційної сировини.

Важливим процесом у приготуванні пива є кип'ятіння сусла з хмелем.

Метою цього етапу є стабілізація складу сусла та ароматизація його хмелем чи хмельовими препаратами. Кип'ятінням досягають упарювання сусла до потрібної концентрації, інактивації ферментів, коагуляції білків, екстрагування з хмелю ароматичних і гірких речовин, розчинення дубильних речовин, зміни кольору та стерилізації сусла.

При використанні в цьому процесі нетрадиційної сировини рослинного походження майбутнє пиво може набувати різні додаткові органолептичні показники, покращення стійкості та інше.

Прикладом є пиво з покращеними антиоксидантними властивостями із додаванням кори дуба з метою запобігання колоїдному помутнінню.

Застосування антиоксиданту засноване на його здатності миттєво реагувати з пероксидними радикалами, що утворюються під час ланцюгового вільнорадикального окиснювання компонентів пива, а також із чутливими пивними білками, утворюючи більше пластівців, які випадають в осад і видаляються внаслідок фільтрації. Технологія дозволяє покращити антиоксидантні властивості, які позитивно впливають на колоїдну стабільність і смак пива.

Як смакову добавку можна використати девясил, буркун лікарський і звіробій звичайний, а як тонізуючу - пантогематоген на стадії кип'ятіння з хмелем. Це пом'якшує найбільш різкі відтінки аромату і смаку кожного компонента, у результаті чого отримане пиво має гармонійний повний смак.

Також розроблений спосіб виробництва пива, при якому рекомендується частину смакоароматичної добавки замінити на черемховий компонент (до 40%). Напій має оригінальний смак і аромат, а часткова заміна хмелепродуктів приводить до значної економії дорогого хмелю й, отже, до зменшення собівартості готового продукту

Незважаючи на велику кількість варіантів, способів приготування пива з конопель всього два:

1. Класична технологія варіння пива з традиційних компонентів з додаванням до практично готового напою на фінальних стадіях екстракту або масла технічної конопель. Такий спосіб простий і дозволяє отримати незвичайний яскраво виражений конопляний аромат. Смак напою при цьому нерівномірний - в ньому немов чергуються традиційні пивні ноти і трав'яниста гіркоту конопель.

2. Технологія, за якою листя і насіння технічного канабісу проходять ферментацію разом з хмелем. Тобто, пиво спочатку вариться з коноплею. Смак такого напою виходить більш м'яким, гармонійним. Ноти конопель в ароматі також звучать м'яко, іноді ледь вловиме.

1.Аналітична частина

1.1 Асортимент і характеристика основної і допоміжної сировини та готової продукції

Пиво -- це стародавній освіжаючий напій з характерним хмелевим ароматом і приємним гіркуватим смаком, насичений діоксидом вуглецю та вмістом невеликої кількості етилового спирту.

Таблиця 1.1 - Органолептичні показники пива згідно ДСТУ 3888-2015

Назва показника	Характеристика показника
	Фільтроване	Нефільтроване: освітлене,неосвітлене
	Світле	Напівтемне	Темне	Світле	Напівтемне	Темне
Зовнішній вигляд	Прозора піниста рідина, без осаду та сторонніх включень не властивих пиву. Для пшеничного пива допустима опалесценція	Непрозора піниста рідина або прозора з опалесценцією без сторонніх включень не властивих пиву. Допускається наявність дріжджового осаду та часточок білково-дубильних сполук.
Смак	Чистий, зброджений, солодовий з хмельовою гіркотою, що відповідає сорту пива, без сторонніх присмаків.	Чистий, зброджений, солодовий з помірним присмаком карамельного або паленого солоду, з хмельовою гіркотою, що відповідає сорту пива, без сторонніх присмаків.	Чистий, зброджений, солодовий з вираженим присмаком карамельного або паленого солоду, з хмельовою гіркотою, що відповідає сорту пива, без сторонніх присмаків.	Чистий смак збродженого солодового напою з хмельовою гіркотою та з присмаком дріжджів. Сторонній присмак не допускається
Аромат	Чистий, зброджений, солодовий, хмельовий без сторонніх запахів.	Чистий, зброджений, солодовий, хмельовий без сторонніх запахів.Допустимий слабкий дріжджовий аромат.
	Для пшеничного пива властивий пряний (фенольний) аромат.
Піноутворення	Пиво з массовою часткою сухих речовин у початковому суслі від 8% до 11,5% висота піни, не менше, мм - 20,0 піностійкість, не менше, хв - 2,0 Пиво з массовою часткою сухих речовин у початковому суслі від 12,0% до 20,0% висота піни, не менше, мм- 30,0 піностійкість, не менше, хв - 2,0

Таблиця 1.2- Фізико-хімічні показники пива згідно ДСТУ 3888-99

Тип пива	Масова частка сухих речовин у початковому суслі. %	Масова частка спирту, %.	Кислотність, см3 1 моль/дм3 розчину гідроксиду натрію на 100 см3 пива	Кольоровість, см3 0,1 моль/дм3 розчину йоду на 100 см3 пива	Масова частка діоксиду вуглецю, %
Світле	8,0-20,0	2,0-6,0	1,3-5,0	0,4-1,8	0,30-0,35
Напівтемне	10,0-20,0	2,6-6,0	1,9-5,0	1,9-3,9	0,30-0,33
Темне	11,0-22,0	2,8-7,0	1,5-5,5	4,0-8,0 і більше	0,30-0,33

Табл. 1.4. - Мікробіологічні показники пива згідно ДСТУ 3888-99

Назва показника	Норма	Метод випробування
	непастеризоване	пастеризоване
	пиво в пляшках з массовою часткою сухих речовин, %	пиво розливне фільтроване та нефільтроване	пиво в пляшках, металевих банках та інших видах споживчої тари
	8 - 11,5	12 - 20
Бактерії групи кишкових паличок (коліформи), БГКП	не допускаються в 3 см3	не допускаються в 10 см3	не допускаються в 1 см3	не допускаються в 10 см3	Згідно з ГОСТ 30518
Патогенні мікроорганізми, в тому числі бактерії роду Сальмонела	не допускаються в 25 см3	не допускаються в 25 см3	не допускаються в 25 см3	не допускаються в 25 см3	Згідно з п.7.6 ДСТУ

Для виробництва солоду використовують ячмінь, який відповідає вимогам ДСТУ 3769- 98

Таблиця 1.3- Органолептичні та фізико-хімічні показники ячменю згідно ДСТУ 3769-98

Показники	Вимоги до зерна ячменю, яке використовують
	для пивоваріння
	1 класу	2 класу
Колір	Світложовтий або жовтий	Світложовтий,жовтий або сірувато-жовтий
Вологість, %, не більше	14,5	15,0
Натура, г/л, не менше	Не регламентується
Маса 1000 зерен, грам, не менше	40,0	38,0
Масова частка білка, %, не більше	11,0	11,5
Смітна домішка, %, не більше	1,0	2,0
Зернова домішка, %, не більше	2,0	5,0
Дрібні зерна, %, не більше	5,0	7,0
Крупність, %, не менше	85,0	70,0
Здатність до проростання, %, не менше (для зерна, поставленого не раніше як за 45 днів після його збирання)	95,0	92,0
Життєздатність, %, не менше (для зерна, поставленого раніше як за 45 днів після його збирання)	95,0	95,0
Зараженість шкідниками	Не допускається, крім зараженості кліщем не вище І ступеня

Таблиця 1.4 - Органолептичні показники світлого та темного солоду згідно ДСТУ 4282-2004

Назва показника	Характеристики світлого і темного солоду
Зовнішній вигляд Колір Запах Смак	Однорідна зернова маса, що не містить пліснявих та пошкоджених зерен. Для солоду високої якості - від світло-жовтого до жовтого. Для солоду І та ІІ класу дозволено сірувато-жовтий. Солодовий, більш концентрований у темного солоду. Не дозволено кислий, запах плісняви та інші не властиві солодовому. Солодовий, солодкуватий. Не дозволено сторонній присмак.

Таблиця 1.5 Фізико- хімічні показники світлого й темного солоду згідно ДСТУ 4382-2004

Назва показника	Норма для типів солоду
	Світлого	Темного
	Високої якості	І класу	ІІ класу
Просів через сито (2,2 мм, %, не більше	2,0	3,0	7,0	7,0
Масова частка смітної домішки, %, не більше	Не дозволено	0,3	0,5	0,3
Кількість зерен, %: -мучнистих, не менше -склоподібних, не більше -темних,не більше	90,0 2,0 Не дозволено	85,0 4,0 Не дозволено	80,0 8,0 4,0	90,0 5,0 10,0
Масова частка вологи (вологість), %, не більше	4,0	5,0	5,8	5,0
Масова частка екстракту в СР солоду тонкого помелу, %, не менше	80,0	78,5	76,0	74,0
Різниця масових часток екстрактів у СР солоду тонкого і грубого помелів,	1,0-1,5	1,6-2,5	Не більше 3,5	Не більше 3,5
Масова частка білкових речовин у СР солоду, %	10,5	11,0	11,5	-
Відношення масової частки розчинного білка до масової частки білкових речовин у сухій речовині солоду (число Кольбаха), %	39-41	37-41	-	-
Розчинний азот у солоді (на сухій основі), %	0,75-0,7	0,69-0,65	0,64-0,55	-
Тривалість оцукрювання, хв., не більше	10	15	25	-
Лабораторне сусло Колір, розчину йоду концентрацією 0,1 на 100 води або в одиницях ЕВС	Не більше 0,16 Не більше 3,2	Не більше 0,23 Не більше 4,0	Не більше 0,4 Не більше 6,6	0,49-1,40 8-20
Кислотність, розчину гідроксиду натрію концентрацією 1,0 на 100 сусла
	0,9-1,1	0,9-1,2	0,9-1,3	-
Прозорість (візуально)	Прозоре	прозоре	Дозволена незначна опалесценція	-
Кінцева ступінь зброджування, %	79-81	75-78	74-70	-
В'язкість, МПа, за 20°С	1,45-1,54	1,55-1,60	1,61-1,78	-

Примітка: рекомендовані вимоги до якості солоду пивоварного ячмінного за показником - вміст в-глюкана - не більше для солоду високої якості-145 мг/л, І класу-200 мг/л, ІІ класу-250 мг/л - установлюють у договорі між постачальником і покупцем.

Таблиця 1.6 - Органолептичні показники води згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10

Назва показника	Характеристика солоду
	карамельного	паленого
Зовнішній вигляд	Однорідна зернова маса, що не містить пліснявих зерен і зернових шкідників
Колір	Від світло-жовтого до брунатного з глянцевим відливом	Темно-коричневий. Не дозволено чорний
Запах (як самого солоду, так і холодної і гарячої витяжок)	Солодовий. Не дозволено пригорілий, затхлий і пліснявий та інші не властиві солодовому	Запах, що нагадує каву. Не дозволено пригорілий
Смак (як самого солоду, так і холодної та гарячої витяжок)	Солодкуватий. Не дозволено гіркий і пригорілий	Кавовий. Не дозволено пригорілий і гіркий
Вид зерна на зрізі	Запечена коричнева маса. Не дозволено обвуглілу масу	Темно-коричнева маса. Не дозволено чорну масу

Таблиця 1.7 - Фізико - хімічні показники карамельного солоду згідно ДСТУ 4282-2004

Назва показника	Норма для типів солоду
	карамельного	паленого
	І класу	ІІ класу
Масова частка вологи (вологість), %, не більше	5,0	6,0	6,0
Масова частка екстракту в сухій речовині солоду, %, не менше	75,0	70,0	70,0
Кількість карамельних зерен, %, не менше	93,0	25,0	-
Масова частка смітної домішки, %, не більше	0,5	0,5	0,5
Колір (величина Лінтнера-Лн), не менше	20,0	20,0	100,0

Таблиця 1.8 Органолептичні та фізико-хімічні показники гранул хмелю [8]

Назва показника	Значення для гранул з хмелю:	Метод випробовування
	тонкоароматичного та ароматичного	гіркого
Колір	Від світло-зеленого до зеленого на поверхні гранул і на їхньому зламі	12.4
Аромат	Чисто хмельовий	12.5
Масова частка вологи, %	7,0-10,0	12.6
Кондуктометричний показник гіркоти (масова частка б-кислот, % у повітряно-сухій речовині), не менший			12.8
	2,5	4,0

Таблиця 1.9 - Органолептичні показники води згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10

Назва показника	Норматив	Метод випробовування
Запах при 20°С і при нагріванні до 60°С, бали, не більше Смак і присмак при 20°С, бали, не більше Колірність, градуси, не більше Мутність за стандартною шкалою, , не більше	2 2 20 1,5	За ГОСТ 3351-74 За ГОСТ 3351-74 За ГОСТ 3351-74 За ГОСТ 3351-74

Таблиця 1.10 - Мікробіологічні показники води води згідно з ДСанПіН 2.2.4171-10

Назва показника	Норматив	Метод випробовування
Число мікроорганізмів в 1 води, не більше Число бактерій групи кишкової палички в 1 води (колі-індекс), не більше	100 3	За ГОСТ 18963-73 За ГОСТ 18963-73

Таблиця 1.11 - Фізико-хімічні показники води згідно з ДСанПіН 2.2.4-171-10

Назва показника	Норматив	Метод випробовування
Водневий показник, рН Залізо, , не більше Загальна жорсткість,, не більше Марганець, , не більше Мідь, , не більше Поліфосфати, , не більше Сульфати, , не більше Сухий залишок, , не більше Хлориди, , не більше Цинк, , не більше	6,0-9,0 0,3 7,0 0,1 1,0 3,5 500 1000 350 5,0	Вимірюється рН-метром зі скляним електродом з похибкою не більше 0,1 рН За ГОСТ4011-72 За ГОСТ 4151-72 За ГОСТ 4974-72 За ГОСТ 4388-72 За ГОСТ 18309-72 За ГОСТ 4389-72 За ГОСТ 18164-72 За ГОСТ 4245-72 За ГОСТ 18293-72

Ферментні препарати

При використанні великого обсягу несолодженої сировини (більше 20% або солоду невисокої якості) необхідно використовувати ферментні препарати.

Застосовують амілолітичні (амілосубтилін ПІ Ох, Амілорізін Пх та ін), протеолітичні (протосубтилін ГЮх, протосубтилін Г20х, Проторізін П25х та ін), цитолітичні (Цітороземін ПЮх, Целлоконінгін ПЮх, пектофоетадин ПЮх, Целлолігнорін ПЮх та ін) ферментні препарати, а також їх суміші у вигляді мультиензимних композицій.

Таблиця 1.12 Ферментні препарати

Нетрадиційна сировина(конопля)

Таблиця 1.13 - Характеристика насіння конопель та сипких конопляних продуктів з нього

№ з/п	Назва показника	Насіння коноплі	«Протеїн»	Борошно	Висівки
1	Масова частка вологи, %	8,36	7,00	6,50	7,17
2	Сирий протеїн, %	22,63	48,49	41,15	21,03
3	Сирий жир, %	30,81	14,58	10,89	9,43
4	Сира зола, %	4,57	8,88	8,27	4,69
5	Сира клітковина, %	33,77	5,12	12,98	41,72

Як видно з даних таблиці, фракція «конопляний протеїн» найбільш багата на вміст протеїну, жиру, мінеральних речовин, що робить її найбільш цінною для вживання серед представлених сипких продуктів.

Вміст мінеральних речовин (табл. 1.14) в насінні промислових конопель та сипких конопляних продуктах визначали згідно:

ГОСТ 26657-85 «Корми, комбікорми, комбікормова сировина. Методи визначення вмісту фосфору»;

- ГОСТ 30692-2000 «Корми, комбікорми, комбікормова сировина. Атомно-абсорбційний метод визначення вмісту міді, свинцю, цинку і кадмію»;

- ГОСТ 27997-88 «Корми рослинні. Методи визначення марганцю»;

- ГОСТ 30502-97 «Корми, комбікорми, комбікормова сировина. Атомно-абсорбційний метод визначення вмісту магнію»;

- ГОСТ 26929-94 «Сировина і продукти харчові. Підготовка проб. Мінералізація для визначення вмісту токсичних елементів».

Аналіз даних, наведених в табл.1.13 та 1.14 показує значну схожість за окремими хімічними показниками між конопляним борошном і «протеїном»: зокрема, за вмістом сирої золи і досліджених мінеральних елементів. Їх вміст виявився високим в усіх досліджених фракціях, отриманих після виробництва олії, а максимальні значення виявлено саме у сипких конопляних продуктах, отриманих з сита 0,02 мм. Він виявився у 2-10 разів вищим від крупи гречаної, що вважається однією з культур, які мають найбільшу харчову цінність

Таблиця 1.14 - Результати визначення вмісту мінеральних речовин в конопляних продуктах

№ з/п	Назва показника	Насіння	«Протеїн»	Борошно	Висівки
1	Фосфор, г/кг	7,65	15,30	18,20	6,46
2	Кальцій, г/кг	0,75	2,00	2,04	1,35
3	Магній, г/кг	2,35	3,74	3,49	1,75
4	Ферум, мг/кг	80,35	121,14	161,97	78,06
5	Цинк, мг/кг	53,30	179,15	170,21	51,88
6	Кобальт, мг/кг	0,47	1,39	1,21	0,67
7	Манган, мг/кг	63,70	97,92	88,91	67,43

Таблиця 1.15- Вміст амінокислот в конопляних сипких продуктах, мг/100 г

№ з/п	Назва показника	Насіння	«Протеїн»	Борошно	Висівки
1	Аланін	735	1556	1462	671
2	Аргінін	1647	3589	3411	1336
3	Аспаргінова кислота	1359	2263	2224	1286
4	Валін, %	445	885	910	371
5	Гістидин	413	870	806	335
6	Гліцин	740	1272	1319	717
7	Глутамінова кислота	2870	4445	4625	2593
8	Ізолейцин	374	782	813	331
9	Лейцин	913	1951	1877	813
10	Лізин	788	1458	1300	843
11	Метіонін	302	686	630	184
12	Пролін	673	1358	1305	604
13	Серин	824	1597	1514	725
14	Тирозин	469	1078	955	376
15	Треонін	555	1056	1029	485
16	Фенілаланін	653	1350	1271	570
17	Цистеїн	197	594	545	160

1.2 Принципова технологічна схема виробництва пивного сусла

1.3 Вибір та обгрунтування технологічних способів та режимів

Транспортування зерно продукті. Механічні засоби транспортування. Ці засоби переміщують матеріал механічним шляхом. Розрізняють:

1. норії, чи елеватори для вертикального переміщення;

2. шнекові транспортери;

3. скребкові ланцюгові транспортери;

4. стрічкові транспортери для горизонтального переміщення.

Норія. Працює норія наступним чином: стрічка з наповненими ячменем ковшами рухається з максимальною швидкістю 4 м/с (з солодом - 2,5 м/с). Ківш зачерпує транспортований матеріал з жолоба і піднімає його вгору, спорожняючи при повороті навколо верхнього ролика. Через випуск сипкий матеріал виходить назовні. Для транспортування солоду застосовують ланцюгові елеватори або стрічкові елеватори з гратчастим приводом, котрий необхідний для того, щоб виключити сповзання стрічки через налипання вологого пророщеного матеріалу.

Переваги норії полягають в тому, що це найбільш рентабельний транспортний засіб і саме тому норії отримали широке поширення. Їх легко обслуговувати і потребують мінімального догляду та ремонту.

До недоліків норії можна віднести те, що нижня частина норії (черевик) ніколи повністю не спорожняється. Це особливо негативно позначається, коли одним і тим же підйомником піднімають різні види сипучих матеріалів. Крім того, якщо проходить збій в електропостачанні, то норія під вагою наповнених ковшів почне рух у зворотний бік. У зв'язку з цим монтують спеціальний блокуючий пристрій.

Стрічковий транспортер .Для стрічкових транспортерів характерні «дбайливість» при переміщенні матеріалу і низьке енергоспоживання. Конструкція станції приймання і вивантаження матеріалу повинні виключати втрати сировини та пилоутворення. Вивантаження може бути організована в декількох точках.

Транспортна стрічка переважно виготовляється на тканинній основі і може бути плоскою або коритоподібний в залежності від переміщуваного матеріалу.

Коритоподібні стрічки характеризуються більшою продуктивністю в порівнянні з плоскими, так як можуть приймати більше матеріалу без його втрат.

Шнековий транспортер .Найбільш поширеним засобом для горизонтальної транспортування ячменю і солоду до цих пір залишається шнековий транспортер.

У жолобі з сталевого листа, закритому від несанкціонованого проникнення, рухається сталевий шнек (гвинт). Через кожні 2-3 метри для виключення провисання передбачені проміжні опори. Привід вала здійснюється від двигуна, а число обертів валу - нижче 200 об. / в.., І тому необхідний двигун з редуктором. При обертанні шнек дбайливо переміщує ячмінь або солод до розташованих знизу шиберів для спорожнення, яке здійснюється шляхом простого відкривання одного з шиберів. Щоб уникнути перевантаження шнека жолоб повинен заповнюватися не більше ніж на одну третину.

До переваг шнекового транспортера відноситься те, що незважаючи на досить високе енергоспоживання, він є цілком рентабельним видом горизонтального (або з підйомом до 30 °) транспорту. Тому для переміщення на короткі відстані в солодовнях застосовують здебільшого саме шнекові транспортери.

Недоліком його є те, що між жолобом і гвинтом шнека завжди повинен залишатись зазор від 3 до 5 мм (інакше шнек зачіпатиме за жолоб), і тому повне спорожнення жолобу неможливо. Це особливо несприятливо позначається при транспортуванні солоду.

Пневматичні засоби транспортування.Для переміщення безтарних сипучих матеріалів поряд з механічним транспортом на солодових і пивоварних підприємствах широко використовується пневматичне обладнання. У цих пристроях ячмінь або солод переміщуються по трубопроводах потужним повітряним потоком. Щоб підняти транспортується матеріал, потрібна швидкість повітря близько 11 м / с, однак щоб сировина переміщалося надійно, зазвичай застосовують значно більші швидкості потоку повітря - близько 20м / с. Такий повітряний потік отримують вентиляторів високого тиску.

Подрібнення солоду. Щоб при затирання дати ферментам солоду можливість впливати на речовини солоду та їх розщепити, солод слід подрібнити. Кількість солоду, що застосовується для варіння, називається засипом.

Подрібнення - це процес механічного подрібнення, при якому, однак, слід по мірі можливості зберегти оболонки для подальшого їх використання як фільтруючого матеріалу при фільтруванні затору.

При подрібненні слід враховувати ряд параметрів, але перш ніж дробити солод, засип зважують на вагах.

У дробарці солод подрібнюють. За характером процесу розрізняють:

1. дробарки сухого помелу;

2. дробарки мокрого помелу;

3. дробарки кондиційованого помелу.

Сухе подрібнення. На пивоварних підприємствах використовують дробарки для сухого подрібнення. У них сухий солод подрібнюється між попарно розташованими вальцями. За кількістю вальців розрізняють дробарки:

1. шестивальцьові;

2. п'ятивальцові;

3. чотирьохвальцьові.

Шестивальцьові дробарки . Найбільш добре зарекомендували і найчастіше зустрічаються шестивальцьові дробарки.

Три пари вальців називаються відповідно:

1. вальці для попереднього дроблення;

2. вальці для відділення полови оболонок ;

3. вальці для отримання крупки.

Між ними завжди підвішений набір вібросит і з двома розмірами отворів в кожному. Вони поділяють проходить через пари вальців помел на три частини:

1. груба складова частина - лушпиння з прилипла крупкою або лушпиння;

2. середня складова частина - крупка;

3. тонка складова частина - тонка крупка та борошно.

Борошно відводиться безпосередньо в бункер для помелу, так як її більше не подрібнюють. Оболонки розламуються на другій парі вальців, і при цьому намагаються можливо краще їх зберегти. На третій парі вальців подрібнюється крупка (до будь-яких розмірів).

Сучасні дробарки зазвичай працюють з істотно видозміненим компонуванням вальців при збільшеній площі сит.

Після вальців попереднього дроблення помел не повинен містити цілих зерен. Після вальців для полови оболонок крупка, що прилипла до оболонок, повинна бути розмелена, а самі оболонки не повинні отримувати сильних пошкоджень

П'ятивальцьові дробарки .П'ятивальцьова дробарка є різновидом шестивальцьової, у якої один валець виконує подвійну функцію.

Валець для попереднього дроблення одночасно працює як валець для оболонок. Решта виробничих операцій відповідають шестивальцовій дробарці.

Чотирьохвальцьові дробарки . Чотирьохвальцьові дробарки з двома парами розташованих один над одним вальців часто застосовуються на підприємствах середньої величини. Попередньо подрібнений на першій парі вальців помел розсортировується в проміжних ситах, і тільки груба складова частина дробиться на другій парі вальців.

Для отримання однакового ефекту дроблення тонка складова частина (борошно і дрібна крупка) відсіюється на вертикально розташованих нерухомих ситах, на які вона відкидається за допомогою хрестоподібних молоткових валиків.

Кондиційоване подрібнення. Сухі оболонки дуже крихкі і легко руйнуються при подрібненні, але вони потрібні при фільтруванні затору як матеріал для створення фільтруючого шару. Для збереження оболонок у багатьох випадках перед сухим дробленням солод злегка зволожують. Цей процес називається кондиціюванням.

При кондиційованому сухому подрібненні солод зволожується за 1 -2 хв перед подрібненням з допомогою насиченої пари або води при температурі 30-35 ° С. Зволоження підвищує вологість в оболонках:

1. на 1,2-1,5% при обробці парою;

2. на 2,0-2,5% при використанні теплої води, тоді як вологість у серцевині зерна підвищується тільки на 0,3-0,5%.

3. Переваги даного методу полягають у тому, що:

4. оболонки стають значно еластичнішою і краще зберігаються;

5. обсяг оболонок збільшується на 10-20%; тому виходить більш пухкий шар, що фільтрує і досягається підвищена швидкість фільтрування затору;

6. зростає вихід і кінцева ступінь зброджування;

7. швидше досягається повнота оцукрювання, яка визначається за йодної пробі при затиранні.

Недоліком є ??лише деяке збільшення витрат на придбання та обслуговування обладнання, особливо це відноситься до необхідності більш частого очищення дробарок.

Мокре подрібнення . М'якинні оболонки при подрібненні солоду навіть у сприятливих умовах в тій чи іншій мірі пошкоджуються і не можуть при фільтрації повністю виконувати свою фільтруючу функцію. Але якщо солод перед подрібненням замочити, то оболонки, а також серцевина зерна поглинають вологу і стають еластичними. Тоді зерно легко відділяється від оболонки, яка при цьому майже не пошкоджується і тому може краще забезпечувати більш швидке фільтрування, а серцевина зерна подрібниться тонше і тому може краще використовуватися.

Дробарка мокрого помелу складається з корпусу солододробарки, над яким встановлено бункер з конічним випуском. У цьому бункері здійснюється зволоження солоду.

Найважливішою частиною дробарки для мокрого помелу є пара дробильних вальців з дуже вузьким зазором між ними (0,45 мм). Перед цими вальцями знаходиться розподільний валик. Затираємий матеріал збирається шнеком і підводиться до заторного насосу. Складна система зрошувальних і розпилювальних форсунок забезпечує замочування солоду, а також промивання установки.

Приготування затору. Затирання - найважливіший процес при виробництві сусла. При затирання помел і вода перемішуються (затираються), компоненти солоду переходять в розчин і стають екстрактивними речовинами. Отже, головна мета затирання - переведення у розчин якомога більше екстрактивних речовин у приготування сусла бажаного складу.

По виду підвищення температури розрізняють дві групи способів затирання:

1. настійний спосіб;

2. відварний спосіб.

При настійному способі весь затор при витримці пауз послідовно нагрівається до температури закінчення затирання, причому частини затору не кип'ятять.

При способі з відварками, температура підвищується завдяки тому, що частина затору (відварку) відокремлюють і кип'ятять. За зворотного перекачування до решти затору температура всього затору підвищується на наступний щабель температурної обробки.

Настійні способи .Простою групою серед способів затирання є настійні, тому що при застосуванні цих способів весь затір ніколи не розділяється. Нагрівання всього затору здійснюють поступово, з витримуванням температурних пауз, необхідних для дії ферментів.

Для настійного способу затирання потрібна лише одна ємність, що обігрівається. Так як затор не перекачується, поглинання повітря мінімальне, що є позитивним чинником, оскільки кисень при затирання веде до окислення поліфенолів, а з ними - і до розмивання смаку і більш високою кольоровості готового пива.

При настійному способі велику роль відіграє ефект перемішування. Мішалка повинна мати можливість пристосовуватися до відповідної стадії процесу затирання завдяки електродвигуну приводу мішалки з перемиканням полюсів і двома швидкостями чи повинна бути можливість для плавного регулювання.

Якщо переробляється дуже добре розчинений солод, то достатньо того, щоб температура послідовно піднімалася по наростаючій шкалі, оптимальна для дії амілаз температура підтримувалася близько 20 хв і після оцукрювання затор перекачувався б у фільтраційний апарат.

Це означає, що дуже добре розчинений солод можна затирати при 62 ° С, не побоюючись, що сусло буде містити занадто багато високомолекулярних в-глюканів (проблема з фільтруванням) і при цьому не буде досягнуто бажану кількість вільного амінного азоту на рівні 200?220 мг/.

Одновідварочні способи. Одновідварочні способи - це в принципі ті ж настійні способи, в яких підвищення температури - частіше всього до 65 і 75 ° С - досягають шляхом відбору, кип'ятіння і зворотної перекачки відварки. Схема такого одновідварочного способу може бути наступною: початок затирання при 35 ° С і повільне нагрівання до 50 ° С (або початок затирання відразу при цій температурі); пауза при 50 ° С і нагрівання всього затору до 64 ° С, подальша більш довга пауза ( мальтозо утворення). Відділення і кип'ятіння відварки 15-30 хв. Потім слід з'єднання відварки із залишком затору з подальшим підвищенням температури до 75 ? С і оцукрювання.

Відварки можна також робити між паузами від 35 до 50 ° С або між 50 і 64 ? С, але слід враховувати, що в цих випадках нерозчинні частини відварки менше осідають і тим самим досягається менший ефект.

Двохвідварні способи.. Класичний двохвідварний спосіб починається з затирання при 50 ° С.

Після спільної для всього затору короткої температурної паузи відбирається густий затор і після послідовного витримування необхідних коротких температурних пауз він нагрівається до кипіння, 15-20 хв кип'ятиться, і шляхом його примішування температура всього затору підвищується до 64 ° С і витримується пауза. Через короткий час відбирається вдруге густий затор і нагрівається до кипіння. Друга відварка кип'ятиться дещо менше, ніж перша, і з її допомогою загальний затор нагрівається приблизно до 75 ° С і перекачується в фільтраційний апарат. Двохвідварний спосіб займає близько 3-3,5 годин. [4]

Трьохвідварний спосіб. При трьохвідварному способі підвищення температури відбувається між основними температурами затирання завдяки відбору відварок, їх кип'ятіння і з'єднанню відварки з рідкою частиною затору.

До цих основних температур відносяться:

35 ° С - температура початку затирання;

50 ° С - білкова пауза / розщеплення гуммі-речовин;

64 ° С - мальтозна пауза;

75 ° С - пауза оцукрювання.

Так як основна частина затору при цьому способі дуже довго перебуває при основних температурах затирання, а густий затор дуже інтенсивно обробляється, трьохвідварний спосіб дає пиво з дуже сильно вираженим солодовим ароматом. Оскільки процес триває 5-6 год і при цьому споживається дуже багато енергії, то застосовують його дуже рідко і тільки для виготовлення спеціальних сортів темного пива.

Фільтрування затору . В кінці процесу затирання затор складається з суміші розчинених і нерозчинених у воді речовин.

Водний розчин екстрактивних речовин називається суслом, а нерозчинену частину називають дробиною. Дробина в основному складається з оболонок, зародків і інших речовин, не розчинених при затиранні.

Для виробництва пива використовують тільки сусло, яке має бути відділене від дробини можливо ретельніше. Подібний процес розділення фаз називають фільтруванням затору.

Фільтрування проводять на фільтр-апаратах та фільтрпресах різної конструкції.

Перевагами фільтр-преса є традиційно висока оборотність апарат та економія простору для його розміщення порівняно з фільтр-апаратом.

Фільтраційний апарат є найбільш старим і найбільш поширеним апаратом фільтрації, використовуваним при приготуванні пивного сусла. Фільтр-апарат складається з циліндричної ємності, на перфорованому подвійному дні якої знаходиться дробина і фільтрується сусло.

Кип'ятіння сусла з хмелем. Метою кип'ятіння сусла з хмелем є стабілізація його складу та ароматизація хмелем. Кип'ятінням досягають упарювання сусла до встановленої концентрації, екстрагування з хмелю ароматичних і гірких речовин, інактивації ферментів, коагуляції білків та стерилізації сусла.

Норма внесення хмелю в сусло при його кип'ятінні коливається в широких межах і залежить від типу пива, хімічного складу води.

Інтенсивність хмельової гіркоти й довгочасність смакового відчуття цієї гіркоти значною мірою залежить від способу й часу внесення хмелю в сусло.

Кип'ятіння відбувається за низького надлишку тиску з виносним кип'ятильником( п.1 ).

Освітлення та охолодження сусла . Суспензії гарячого сусла слід видаляти, тому що для подальшого виробництва пива вони не тільки не потрібні, але й шкодять якості. Суспензії гарячого сусла

1. перешкоджають освітленню сусла;

2. «обклеюють» дріжджі;

3. збільшують кількість білкового відстою і з ним втрати;

4. містять жирні кислоти солоду;

5. ускладнюють фільтрування пива, якщо їх вчасно не відокремити.

Кількість суспензій гарячого сусла складає 6000-8000 мг/ після перекачування гарячого охмеленого сусла, і воно повинно бути зменшено після їх видалення до 100 мг/. Але метою є повне видалення суспензій гарячого сусла.

Видалення суспензій гарячого сусла здійснювалося раніше з допомогою холодильної тарілки або відстійного чана, а сьогодні більшою частиною за допомогою апарата типу «Вірпул», а іноді також центрифуги (сепаратора) або шляхом фільтрування.

Холодильна тарілка. Холодильна тарілка є «класичним» апаратом для видалення суспензій гарячого сусла (білкового відстою). Це плоска відкрита посудина, в яку зливається сусло шаром висотою 15-25 см. Протягом 0,5-2 годин, коли сусло знаходиться в холодильній тарілці, суспензії осідають і тим краще, чим тонше рівень сусла в тарілці. Раніше сусло у тарілці залишали на всю ніч. Білковий відстій від холодильних тарілок містить ще велику кількість сусла, крім того, ця частина сусла в значній мірі інфікована. Тому білковий відстій після холодильних тарілок вимагає додаткової обробки. Цей вид обладнання нині майже не застосовують.

Відстійний чан. Замість холодильної тарілки, що вимагає для розміщення дуже великої площі, в минулому часто використовували більш економічний по площі відстійний чан.

На відміну від тарілки, відстійний чан має кришку, яка повинна зменшувати небезпеку контамінації. Сусло перекачують у відстійний чан до висоти шару 1-2 м, через труби охолодження або сорочку охолодження подається виробнича вода. Сусло при цьому кілька охолоджується, а холодна вода нагрівається і може далі застосовуватися як тепла вода, наприклад, для миття бочок.

Через великої висоти шару сусла суспензії в відстійному чані осідають гірше. Так як верхні шари сусла містять менше частинок суспензій гарячого сусла, ніж нижні, освітлене сусло відводиться з відстійного чана через поплавковий циклони, який відбирає сусло з верхнього шару.

Відстійні чани з охолодженням і без охолодження на сьогоднішній день застаріли, і їх більше не виготовляють.

Вірпул . Вірпул являє собою закриту циліндричну ємність з плоским днищем і ухилом в 1% до випуску.

Співвідношення «діаметр вірпула: висота сусла» може складати від 1: 1 до 5: 1, але в даний час вважають за краще співвідношення 3:1. Вірпул ізольований зовні від охолодження. Дно вірпула з так званої чашкою для збору суспензій - заглибленням у центрі чана, не дає переваг, крім того чашка для збору суспензій знижує ефект вірпула, оскільки вона створює істотне порушення утворення прикордонного донного шару. До того ж ця чашка заважає необхідному стіканню сусла з утворенням сухого конуса суспензій.

Впуск сусла здійснюють тангенціально, причому часто він проводиться через два отвори.

Сепаратори . Серед відцентрових сепараторів розрізняють: камерно-барабанні сепаратори і тарілчато-барабанні сепаратори.

Під камерно-барабанними відцентровими сепараторам розуміють пристрої, в яких відцентрові сили, що використовуються для розділу середовищ, діють у просторі (камерах) обертових барабанів. При цьому сусло змушене протікати через ряд барабанів.

Так як барабани після кожної варки повинні розбиратися і митися, для освітлення сусла їх тепер майже не застосовують.

Під тарілчато-барабаними відцентровими сепараторами розуміють машини з одним барабаном, який обладнаний конічними вставками (тарілками), що служать для скорочення часу осадження; вони оснащені пристроями для самостійної вивантаження суспензій і відображають сучасний рівень розвитку техніки.

Ці сепаратори випускаються з числом оборотів барабана від 2500 до 10000 об/хв. при його діаметрі до 800 мм. Діаметр барабана і можливе число оборотів завжди взаємозв'язані і не можуть довільно збільшуватися, оскільки зростаюча відцентрова сила висуває дуже високі вимоги до міцності сталі на розрив, що і обмежує їх можливості.

Технологічні рішення прийняті у роботі. В рамках курсової роботи було прийнято наступні технологічні рішення:

1. Транспортування зернопродуктів за допомогою норії;

2. Подрібнення солоду кондиційованим способом;

3. Затір готується двовідварним способом;

4. Фільтрування відбувається на фільтр-апараті;

5. Кип'ятіння сусла з хмелем в апараті з виносною поверхнею нагріву;

6. Освітлення сусла в апараті типу “Вірпул”, охолодження в пластинчастому теплообміннику.

1.4 Опис апаратурно-технологічної схеми

Із зерноскладу на механічному транспорті зернопродукти надходять завдяки норії 2 на винтовий транспортер 1 , звідки вони подаються у бункера для солодів 4 та бункер 6 для несолодженої сировини. Далі солод потрапляє у бункер для сировини 6, з нього надходить у магнітну колону 7 та переноситься на автоматичні ваги 3.

Перед подачею в дробильне відділення солод потрапляє до бункеру очищеного солоду 8. Після чого подають в кондиційований дробильний апарат 9,де змішується з водою. Далі подається в предзаторний аппарат 10, де змішується з несолодженою сировиною та водою, що подається з валкової дробарки 5 та відправляється у заторні апарати 13 за допомогою насосу 12 .

Далі з додаванням гарячої та холодної води розчин надходить на фільтраційний апарат 14, якщо після виходу з апарату сусло має мутний вигляд, то його через насос 12 знову подають в фільтраційний апарат 14.

Після фільтрування суміш подається у сусло-варильний апарат 19.Потім із збірників 20 подається хмель та конопля до позиції 19. Охмелене сусло насосом передається до гідроциклонного апарату типу Вірпул 21, через певний час суслоподається на охолодження в теплообмінний аппарат 17 . Охолоджене сусло поступає в ЦКБА на бродіння.

3. Розрахункова частина

Потужність заводу Q = 8 млн дал/рік

Таблиця 2.1.Рецептура проектованих сортів пива

Сорт пива	Масова частка сухих речовин у початковому суслі, %	Витрата зернопродуктів на 1 дал.	Примітка
		%	кг
Студентське світле	11	Солод світлий -- 100	1,795	Світле
Класичне темне	13	Солод світлий -- 55 Солод темний -- 35 Солод карамельний -- 10	1,30 0,7 0,2	Темне
Світле особливе	11	Солод світлий -- 85 Ячмінь -- 15	1,55 0,26	Світле, з використанням нетрадиційної сировини

Таблиця 2.2 Втрати при виробництві пива

Величина втрат	Пиво з масовою часткою початкового сусла, %
	11% -го світлого	13%-го темного
Солоду при поліруванні, % мас., від солоду, що надійшов у варильне відділення	0,1	0,1
Екстракту в пивній дробині, % мас. до маси зернопродуктів	1,75	2,2
Втрати з рідкою фазою за нормами становлять у цеху ферментації (на охолодження, при бродінні і доброджуванні)	8,3	11,8
При розливі у пляшки, % до об'єму відфільтрованого пива	1,4	1,4
При розливі у бочки, кеги, % до об'єму відфільтрованого пива	0,5	-

3.1Визначення кількості екстрактивних речовин у сировині

Пиво світле особливе. Виробляють із 85 % світлого солоду і 15 % ячменю, таким чином в 100 кг зернопродуктів міститься 85 кг світлого солоду і 15 кг ячменю. При поліруванні солоду втрати становлять 0,1 % від його маси, тобто 85·0,001=0,085 кг. На подрібнення солоду поступає 85 - 0,085 = 84,915 кг.

Сухих речовин в зернопродуктах, що поступають на подрібнення, міститься:

в світлому солоді -- 84,915·(1- 0,05) = 80,67 кг;

в ячмінному борошні -- 15·(1- 0,15) = 12,75 кг.

Всього -- 80,67 + 12,75 = 93,42кг.

Відповідно вміст екстрактивних речовин в сировині:

в світлому солоді -- 80,67·0,76 = 61,3092 кг;

в ячмінному борошні -- 12,75·0,72 = 9,18 кг.

Всього -- 61,3092 + 9,18 = 70,489 кг=70,5кг..

Втрати екстракту в дробині -- 2,5 % від маси екстрактивних речовин сировини, що затирається. Отже, в сусло перейде екстрактивних речовин 70,5·(1- 0,025)= 68,74 кг. В дробині залишиться сухих речовин:

93,42 - 68,74=24,68 кг.

Пиво студентське світле. Виробляють із 100 % світлого солоду. При поліруванні солоду втрати становлять 0,1% від маси, тобто 100·0,001=0,1кг.На подріблення солоду поступає 100-0,1=99,9кг.

Сухих речовин в зернопродуктах, що поступають на подрібнення, міститься:

в світлому солоді --99,9·(1-0,05)=94,905кг.

Відповідно вміст екстрактивних речовин в сировині:

в світлому солоді -- 94,905·0,76=72,1278кг=72,13кг.

Втрати екстракту в дробині -- 2,5 % від маси екстрактивних речовин сировини, що затирається. Отже, в сусло перейде екстрактивних речовин 72,13·(1-0,025)=70,32675=70,33кг. . В дробині залишиться сухих речовин:

99,9-70,33=29,57кг.

Пиво класичне темне. Виробляють із солоду сві...