Способи інтенсифікації процесів бродіння у пивоварінні

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКА ШНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГІЧНА АКАДЕМІЯ

КАФЕДРА ХАРЧОВИХ ТА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з технології та організації харчових виробництв

на тему: Способи інтенсифікації процесів бродіння у пивоварінні

Студенки II курсу ДТ-ПОХ17 пр. групи

напряму підготовки: Технологічний

спеціальності: Харчові технології

Слуцької К.М.

м. Харків - 2018 рік

Анотація

В даній курсовій роботі ми розкриємо способи інтенсифікації процесів бродіння у пивоварінні. Ми розглянемо і проведемо характеристику пива, процесів бродіння, його класифікацію, принципи приготування, вимоги до якості, а також охарактеризуємо класифікацію технологій бродіння пива та їх апаратурне забезпечення. Тобто ми розглянемо та проаналізуємо сам процес бродіння в пивоварінні, склад пива, і проведемо характеристику сировини, що входить до складу нашого напою.

Крім того, ми проведемо аналіз та охарактеризуємо технологічні процеси виробництва наших українських видів пива. Далі ми проаналізуємо показники якості бродіння пива на виробництві та розглянемо його харчову та енергетичну цінність. Наприкінці нашої роботи розглянемо сучасні тенденції і напрями вдосконалення процесу бродіння у виробництві даного напою.

Ключові слова: способи інтенсифікації, інтенсифікація процесів бродінння, процеси бродіння у пивоварінні, пивоваріння, сировина, пиво, асортимент, рецептурний склад, технологічні процеси, показники якості.

Summary

In this course paper, we will explore ways to intensify the processes of fermentation in brewing. We will review and analyze the characteristics of beer, processes of fermentation, its classification, principles of preparation, requirements for quality, and also characterize the classification of technologies of beer fermentation and their hardware support. That is, we will consider and analyze the process of fermentation in brewing, the composition of beer, and we will characterize the raw materials that are part of our drink.

In addition, we will analyze and characterize the technological processes of production of our Ukrainian beer types. Next, we will analyze the quality of beer fermentation in the production and consider its nutritional and energy value. At the end of our work we will consider modern trends and directions of perfection of the process of fermentation in the production of this drink.

Key words: ways of intensification, intensification of breeding processes, breeding processes in beverage, beverage, raw material, beverage, assortment, recycling, technological processes, quality indices.

Вступ

Пивоваріння - одне із древніх виробництв, заснованих на спиртовому бродінні. Основною сировиною для виробництва пива служить ячмінь, з якого спочатку готують солод.

До середини XVIII ст. в усіх країнах виробляли пиво тільки верхового бродіння. Секрет виробництва пива низового бродіння винайшли баварські пивовари, тому і пиво назвали Мюнхенським. Пізніше пиво низового бродіння було виготовлене баварським монахом у м. Пльзень (Чехія) і відтоді це місто стало центром пивоваріння.

Чиста культура дріжджів (ЧКД) вперше була застосована в кінці XIX ст. на Копенгагенському пивоварному заводі. Пивні дріжджі (ПД) володіють цілим рядом специфічних властивостей, які відрізняються від дріжджів, що використовуються при виробництві вина, спирту, квасу.

Пиво -- слабоалкогольний, насичений діоксином вуглецю, тонізуючий, пінистий напій. Воно добре тамує спрагу, легко засвоюється і поліпшує засвоєння їжі, але надмірне споживання його призводить до різних захворювань.Процес виробництва пива називається броварством або пивоварінням.

Об`єкт: процес бродіння у пивоварінні.

Предмет: сировина і технологія бродіння.

Мета: визначення особливостей технології виробництва бродіння , а також закріплення теоретичних знань, одержаних під час навчання дисципліни «Технологія та організація харчових виробництв».

Завдання: Визначити загальну характеристику галузі пивоваріння, класифікацію та асортимент пива, теоретичне обґрунтування технологій бродіння у пивоварінні та охарактеризувати апаратурне забезпечення технології виробництва. Проаналізувати вимоги до якості готової продукції, а також, визначити сучасні напрями вдосконалення виробництва пива.

1. Класифікація та асортимент пива

Пиво -- слабоалкогольний, насичений діоксидом вуглецю, тонізуючий, пінистий напій, який отримують під час бродіння окисленого сусла пивними дріжджами. Воно добре тамує спрагу, має приємну гіркість і своєрідний аромат. Напій легко засвоюється і поліпшує засвоєння їжі, але надмірне споживання його призводить до різних захворювань.

Пиво виробляється трьох типів: світле, напівтемне і темне.

Залежно від масової частки сухих речовин у початковому суслі його поділяють на групи: світле 8%, 9%, 10%, 10,5%, 11% і з інтервалом 0,5% - до 23%; напівтемне аналогічно світлому, крім 8 і 9%, і темне аналогічно напівтемному, крім 10 і 10,5%.

За способом механічної обробки вирізняють пиво фільтроване і нефільтроване. Останнє буває освітлене і неосвітлене.

За способом теплової обробки фільтроване випускають пастеризованим і непастеризованим.

За тривалістю зброджування виділяють пиво звичайне і оригінальне.

З урахуванням особливостей рецептури пиво буває звичайне і спеціальне.

За використаною тарою пиво випускають пляшкове, бочкове і в банках.

За вмістом спирту виготовляють слабоалкогольне і безалкогольне пиво.

За призначенням готують пиво звичайного споживання і лікувально-профілактичного.

Назви пива часто прив'язані до місцевості, національного колориту або історії. Наприклад, Оболонь, Чернігівське, Славутич, Львівське, Чорномор, Гетьман, Рогань. Серед дорогих видів пива можна виділити SunInterbrew Чернігівського пивкомбінату, який організував випуск міжнародної марки StellaArtois.

Світлі типи пива вирізняються янтарним кольором із солодовим і хмелевим смаком з гіркотою, що відповідає сорту пива, колір їх не перевищує 1,8 см³ 0,1 моль/дм³ розчину йоду на 100 см³ води.

До асортименту світлих типів пива входить Оболонь, Любительське, Львівське, Київське, Одеське, Переяславське, Українське, Слобожанське, Славутич, Столичне та інші. Масову частку сухих речовин у початковому суслі передбачено чинним стандартом від 8 до 23%, а масову частку спирту - від 2 до 7,2%. Світлі типи пива містять вуглеводів від 3,4 до 8,3 г/100 г.

Пиво Оболонь світле (11% СР сусла, 4,2% масова частка спирту) має приємний солодовий смак, помірну гармонійну хмелеву гіркоту, легке.

Оболонь особливе - це світле пиво з особливо гармонійним смаком і ароматом. У ньому міститься 18% СР сусла і 7,5% спирту.

Пиво Оболонь Преміум - світле, з вмістом спирту 5,2% об., початкова густина - 12°, пастеризоване. Крім солоду і хмелю доброї якості, використовують рис, цукор і аскорбінову кислоту. Рекомендується зберігати за температури від 5 до 20°С. Етикетка має овальну форму із спеціальною висічкою.

Досить вагому частку в Україні посідає виробництво пива ВАТ "Пивзавод "Рогань". Воно пропонує такий асортимент світлого пива з масовою часткою СР у початковому суслі: 4% - Безалкогольне, 10% - Оригінальне, 11% - Українське світле, 11,5 % - Слобожанське, 12% - Європейське, 13% - Золотисте і Монастирське світле, 14% - Золота ера, 15% - Журналістське, 16% - Веселий монах, 18% - Парламентське. Масова частка спирту в цих видах пива відповідно становить, %: 0,6; 3,4; 3,7; 3,8; 3,4; 3,5; 3,5; 3,8; 4,5; 4,5; 5,6. Безалкогольне пиво за своїми органолептичними властивостями не відрізняється від деяких традиційних видів. Воно містить не більше 0,5% алкоголю, його можуть споживати навіть водії автотранспорту. У перспективі передбачено розробити нові види слабоалкогольного пива з максимальним вмістом спирту 2-2,5%.

ВАТ "Славутич" пропонує широкий асортимент пива з масовою часткою СР у початковому суслі, %: Славутич світле - 10, Хмільне і Славутич класичне - 11, Славутич - 12, Славутич Екстра - 13, Міцне - 16. Масова частка спирту у пиві Славутич світле - 3,5%. Пиво Славутич має чисту золотисту іскру, без червонуватого, коричнюватого або зеленкуватого відтінку. Піна насичена, густа, стійка, прилипає до стінок посуду.

ВАТ "Львівська пивоварня" випускає пиво Львівське, Львівське світле, Львівське літнє, Львівське ювілейне, Високий Замок, Золотий колос. Масова частка сухих речовин у початковому суслі становить, %: Львівське літнє - 10; Львівське світле, Українське світле; Львівське, Львівське оригінальне - 12; Високий замок - 13; Золотий колос - 15.

Пиво світле Львівське преміум характеризується світло-янтарним кольором, тонким хмелевим ароматом, з хмелевою гірчинкою смаком. Вміст алкоголю 4,7% і густина 12%.

Пиво Золотий лев має м'яку гіркість і тонкий аромат хмелю. Випускають пастеризованим з терміном зберігання 3 міс. Масова частка сухих речовин у початковому суслі - 13%, а спирту - 5,3%.

Темне пиво характеризується порівняно нижчим вмістом спирту, рубіновим кольором, приємним ячмінно-солодовим смаком і ароматом, яких надають йому барвні речовини, внаслідок спеціального ферментативного та високотемпературного оброблення ячмінного солоду.

В Україні частка темного пива становить 15-20%.

ЗАТ "Оболонь" випускає кілька темних видів пива.

Оболонь Оксамитове має приємний аромат і смак темного і карамельного солодів. СР у суслі міститься 14%, спирту - 4,5%.

ВАТ "Пивзавод "Рогань" виробляє асортимент пива з масовою часткою СР у початковому суслі, %: Студент - 12, Монастирське - 13, Княже - 18. Масова частка спирту в цих видах пива становить відповідно, %: 3,4; 3,5 і 5,6.

Пиво Славутич темне містить 14% СР у суслі, а Хмельницьке оригінальне - 12%, з масовою часткою спирту 3,2%.

ВАТ "Львівська пивоварня" пропонує пиво Львівське темне і Портер з масовою часткою сухих речовин у початковому суслі відповідно 12 і 20%.

Для виготовлення Українського темного пива додають 4-5% паленого і 2-3% карамельного солоду. Солодкий смак пива "Мартовское" зумовлений великою концентрацією карамельного солоду (8-10%). Цукровий колер або палений солод вносять під час другого варіння.

Пиво Оксамитове отримують за верхового бродіння й обмеженого зброджування, завдяки якому частка спирту не перевищує 2,5%. Солодкий смак пива зумовлений внесенням великої частки карамельного солоду (5-8%).

Пиво Портер вирізняється солодовим ароматом, винним присмаком, хмелевою приємною гіркотою. Масова частка спирту у пиві 5%. Основною сировиною для пива є, кг/дал: солод світлий - 3,82, карамельний - 0,46, палений - 0,19, колер цукровий - 0,01, хміль - 0,04-0,05. Вперше таке пиво розробили англійські пивовари спеціально для вантажників лондонського порту. Похідне від портеру пиво Stout. Обидва види пива з високою густиною, піна у них дуже стійка, не осідає 30 хв. Вторинна ферментація Stout відбувається безпосередньо у пляшці (після первинного витримування у бочці), тому на дні помітний своєрідний наліт (дріжджі в осаді). Для заливки устриць або риби спеціально випускають пиво Stoutoster.

2. Теоретичне обґрунтування технологій бродіння у пивоварінні

Бродіння пивного сусла складається з таких технологічних операцій: розброджування робочих дріжджів, приймання сусла в бродильні апарати і внесення в них дріжджів, зброджування сусла і охолоджування молодого пива, знімання (перекачування) дріжджів з осаду і підготовка їх до наступного бродіння, перекачування молодого пива на доброджування і дозрівання в лагерні апарати. Принципова технологічна схема виробництва пива відображена в Рис. 1

У пивоварінні розрізняють верхове і низове бродіння, які різняться між собою застосуванням рас дріжджів і температурним режимом.

При обох типах бродіння розрізняють дві стадії: перша називається головним бродінням, а друга - доброджуванням і дозріванням пива.

Класичний спосіб. Головне бродіння протікає в закритих бродильних апаратах, виготовлених із нержавіючої сталі, діаметром 1,8-2,4 м, коефіцієнт заповнення яких становить 0,9.

Дріжджі зібрані з осаду після першого і наступних виробничих бродінь, називаються засівними першої і наступної генерацій. Кількість внесених дріжджів становить 0,04-0,05 дм³ на 1 дал сусла, призначеного для бродіння. Дріжджі з суслом ретельно перемішують у спеціальному резервуарі для розброджування продуванням стерильного повітря, діоксидом вуглецю або механічної мішалки або розброджують протягом 1-3 год. при температурі 5-6^о С. Бродильний апарат заповнюють суслом із кількох варок знизу, розброджені дріжджі вводять у потік сусла, внаслідок чого відбувається активне змішування. Через 12 год. сусло перекачують в основні бродильні апарати. Можна заповнювати бродильні апарати і безпосередньо, але для цього необхідно використовувати флотацію сусла, яка полягає в тому, що в потік сусла спочатку вдувають стиснене і роздрібнене до дрібних частинок стерильне повітря, завдяки чому сусло утворює високий і стійкий шар піни, а через 2 год. у потік сусла вводять дріжджі.

Зброджування сусла класичним способом ділиться на: холодне при температурі до 9^о С або тепле - до 12-19^о С, рН не вище 5,8. При бродінні внаслідок розщеплення цукру виділяється теплота, тому для зниження температури сусла, що бродить, його охолоджують водою або ропою, які циркулюють по змійовикам у бродильному апараті. Головне бродіння протікає у 4 стадії.

Перша стадія (забіл) на поверхні сусла утворюється ніжно-біла піна, яка триває протягом 1-1,5 доби, характеризується розмноженням дріжджів, екстракт зменшується на 0,2-0,5 % за добу.

Друга стадія - період низьких завитків: триває 2-3 доби, за кожну добу зброджується 0,5-1 % екстрактних речовин з інтенсивним виділенням діоксиду вуглецю. Утворюється густа, компактна піна, виділяються і окислюються хмельові смоли.

Третя стадія - стадія високих завитків - характеризується найбільшою інтенсивністю бродіння. Тривалість 3 доби, за кожну добу зброджується 1-1,5 % екстракту з інтенсивним виділенням діоксиду вуглецю. Виділення хмельових смол помітне, під кінець піна стає коричневою.

Четвертий період - утворення деки - завитки опадають, дріжджі утворюють пластівці і випадають в осад, пиво освітлюється, видалення діоксиду вуглецю майже припиняється, тривалість 2 доби, екстракт зброджується на 0,5-0,2 % на добу. Одержаний продукт називають молодим пивом.

Головне бродіння триває 6-14 діб залежно від концентрації сусла і температури бродіння, раси і кількості засівних дріжджів.

Під кінець головного бродіння молоде пиво має температуру 5-6^о С, тому перед перекачуванням на доброджування його охолоджують до температури 2^о С.

Речовини, які формують букет молодого пива (діацетил) альдегіди, сірчисті сполуки, надають пиву незрілого смаку і аромату і при підвищенні концентрації негативно впливають на його якість. Ці речовини під час доброджування і дозрівання повинні бути видалені із пива біохімічним шляхом, що і складає мету дозрівання пива.

Головне бродіння закінчують з вмістом 1% зброджуваних цукрів і виражається рівнянням

С₆Н₁₂О₆=2С₂Н₆ОН+2СО₂+118кДж

Бродіння пива сорту «Розливне Фірмове»

Бродіння та доброджування пивного сусла проводять згідно приведених нижче технологічних режимів (Табл 1):

Табл 1

Сорт пива	Температура головного бродіння, °С	Температура доброджування, °С	Температура максимального охолодження в ЦТК, °С	Температура перед буфером, °С
Жигулівське Запорізького Розливу	9,0 - 13,0	4	-1,5 ч 0	-2,5 ч -1,0

Засівні дріжджі задають в першу варку, яка поступає на бродіння в ЦКТ у кількості 0,7-0,8 кілограм біомаси дріжджів на гектолітр охолодженого сусла. У виробництві дозволяється використовувати не більше 10-ти генерацій дріжджів.

На 7-й день після початку бродіння ЦКТ шпунтують до тиску 0,6 атм.

Доброджування пива проводять впродовж 10-ти днів, потім пиво охолоджують до температури холодної витримки (-1,5 ч0)°С і витримують за цієї температури не менше ніж 24-ри години, при тиску в ЦКТ не менше ніж 0,4 атм.

Для сорту пива «Розливне Фірмове» час від початку бродіння пива до передачі його на фільтрацію повинен становити не менше ніж 17 діб.

Бродіння пивного сусла складається з таких технологічних операцій: розброджування робочих дріжджів, приймання сусла в бродильні апарати і внесення в них дріжджів, зброджування сусла і охолоджування молодого пива, знімання (перекачування) дріжджів з осаду і підготовка їх до наступного бродіння, перекачування молодого пива на доброджування і дозрівання в лагерні апарати.

Речовини, які формують букет готового пива (вищі спирти, естери) визначають аромат пива і їх наявність у певній кількості забезпечує одержання якісного пива. Ці речовини не можуть бути видаленні технологічним шляхом.

Після головного бродіння молоде пиво перекачують у лагерні апарати на доброджування і дозрівання, а дріжджовий осад за допомогою вакууму в спеціальне монжю у дріжджове відділення.



Рис. 1

Зняті дріжджі пропускають через вібросито для відокремлення мертвих клітин, білкового відстою та інших включень. Потім їх ретельно промивають водою, поки вона не стане прозорою. Дріжджі зберігають під шаром води температурою 0-3°С в монжю або ванночках, де вони можуть зберігатись не більше 3 діб. Використовують такі дріжджі до 10 генерацій. Якщо в засівних дріжджах з'явилась стороння мікрофлора, то їх промивають 1%-ним розчином сірчаної кислоти із розрахунку 0,25-0,5 дм³ на 1 дм³ дріжджів протягом 40 хв., потім нейтралізують розчином соди NaHCO₃.

Доброджування пива характеризується повільним зброджуванням залишкової кількості цукрів, освітленням, дозріванням, насиченням пива діоксидом вуглецю, формуванням аромату і смаку.

3. Апаратурне забезпечення технології виробництва

Підбір технологічного обладнання та складання апаратурно-технологічної схеми пива «Оболонь»:

Рис. 2 Пластинчаста охолоджувальна установка

Пивоварний солод вивантажують з автотранспорту в приймальний бункер 1, з якого він транспортується норією 2 через ваги 3 в розподільні шнекові конвеєри 4, що забезпечують загрузку сировини в силоси 5. У них солод витримується 4-5 тижнів і, завдяки набуває вологості 5-6%.

Солод вивантажують з силосу 5 через магнітний уловлювач і ваги 6 на стрічковий конвеєр 7. З останнього солод за допомогою норії 8 і шнекового конвеєра 10 завантажують в бункери добового запасу.

Рис.3 Бродильна установка

Рис. 4 Танк для головно зброджування пива

Рис. 5 Бродильний апарат для прискореного виробництва пива



Рис. 6 Циліндроконічний бродильний апарат

Рис. 7 Технологічна схема виробництва пива

Ячмінь, завантажують і зберігають в силосах, а потім завантажують конвеєром 9 в бункер.

Солод підготовляють у бункері 11, магнітному уловлювачі 12, вагах 13, полірувальній машинині 14, в вальцьовий дробарці 15 і накопичують в бункері 17.

Ячмінь подають в вальцьовий верстат 16, а після подрібнення завантажують в бункер 17.

Приготування пивного сусла: в заторному апараті 20 завантажені з бункерів 17 зернопродукти змішують з водою, перекачують суміш насосом 19 в апарат 18. Затор в апараті 18 зацукровують 15-30 хв при 70-72°С і кип'ятять протягом 20-30 хв. З апарату 18 повільно повертають відварку в заторний апарат 20 і змішують з основним затором, до 61-63°С, і витримують мальтозну паузу 15-20 хв.

Готову другу відварку повільно перекачують з апарату 18 в апарат 20 до основного затору. Після повного зацукрування затор 77°С перекачують насосом 19 в фільтраційний апарат 24. У фільтраційному апараті 24 сусло відділяється. Фільтраційний апарат являє собою циліндричну посудину з плоским дном. 8-12 мм.

Процес фільтрування затору поділяють на дві стадії: фільтрування першого сусла, тобто сусла, одержуваного при фільтруванні затору, і промивання дробини. Перші порції фільтрату перекачують 23 насосом назад в фільтраційний чан. Прозоре сусло направляють в сусловарочний апарат 27.

При фільтруванні сусла і промиванні дробини підтримують температуру 78°С, для того щоб зберегти а - амілазу.

Після фільтрування першого сусла в дробині залишається ще 30% сусла; для його вилучення дробину промивають водою, яку нагнітають насосом 23 зі збірки 21.

Після спуску останньої промивної води дробину з мінімальним вмістом екстракту вивантажують насосом 22 з фільтраційного чана в бункер.

Відфільтроване сусло і промивні води збирають в сусловарочний апарат 27, де і кип'ятять з хмелем. Після спуску всіх вод кип'ятять сусло.

Екстракт хмелю дозують насосом 26 зі збірки 25. Доза хмелю залежить від сорту пива, якості і способу внесення хмелю. Кількість хмелю тим більше, чим вище концентрація сусла.

Основна кількість огрубівших суспензій виділяють з сусла в сепараторі - хмелевідбірнику 28. Гаряче пиво надходить до збірки 29, а потім перекачується насосом 30 в гідроциклони апарат 31. У ньому сусло охолоджують порівняно повільно до 60-70°С. Сусло перекачують насосом 32 в пластинчастий теплообмінник 33 для .

Розведення чистої культури дріжджів необхідне для збільшення маси дріжджів з пробірки. Перші стадії розмноження дріжджів здійснюють в мікробіологічної лабораторії, а потім в виробничих умовах на обладнанні лінії.

У стерилізатор 34 набирають гаряче охмелене сусло, кип'ятять і охолоджують до 8-12°С. Охолоджене сусло направляють в бродильний апарат 35, куди переносять лабораторне розведення чистої культури дріжджів. Зброджування сусла триває 3 доби. Після бродіння з апарату відбирають частину розводки дріжджів (10 дм) в посудину для посівних дріжджів, де вона зберігається до наступного пересіву. Основну частину розводки дріжджів з апарату перекачують у другій бродильний апарат 36, в якому дріжджі розмножуються протягом 3 діб. Зброджена біомаса надходить в бродильний апарат 37 місткістю 1000 дм3. Через 36 год забродивше сусло передавлюється в ток сусла, що надходить на бродіння.

На наступних циклах бродильні апарати, звільнені від дріжджів, заповнюють стерильним суслом з стерилізатора і засівають дріжджами, що зберігаються в судинах (10 дм³). Процес розмноження дріжджів в апараті повторюють багаторазово до виявлення в дріжджах сторонньої мікрофлори.

Надлишкові насіннєві дріжджі з апарату головного бродіння 42 за допомогою вакуум-насоса 39 через проміжний вакуум-збірник 40 направляються в вібраційне сито 38. Дріжджі обробляють на віброситі для відділення великих пластівців білкових речовин і хмельових смол, а потім ретельно промивають холодною водою. Очищені рідкі дріжджі надходять до збірки 41 для повторної подачі в апарат 42 або для відвантаження на реалізацію.

Бродіння пивного сусла проводять в бродильних апаратах (танках). Бродильні апарати 42, 44 і 45 являють собою закриті резервуари з нержавіючої сталі циліндричної форми.

В апарат головного бродіння 42 дозують бродильну суміш, де протікає кілька стадій бродіння. Головне бродіння вважають закінченим, якщо сталося освітлення молодого пива, а за добу забродило 0,1-0,2% екстракту сусла.

Молоде пиво з апарату 42 насосом 43 перекачують в апарати для доброджування і дозрівання пива (табірні танки) 44 і 45. Доброжування пива проводять при температурі 1-2°С в закритих апаратах.

Загальна тривалість доброджування і дозрівання пива в апаратах 44 і 45 становить 11-90 діб в залежності від виду пива і прийнятої технології. Показник закінчення доброджування є кінцевим ступенем зброджування.

Поряд з періодичним способом бродіння і доброджування пива застосовують безперервні і прискорені методи. Для отримання пива, також, використовують Циліндроконічні бродильні апарати (Рис 6) великої місткості (ЦКБА). Цей апарат 47 являє собою вертикальну циліндричну посудину з конічним днищем, обладнаний поясами охолодження, завдяки яким можна встановлювати індивідуальний температурний режим по висоті.

В апараті 47 суміщені процеси головного бродіння, доброджування і дозрівання пива. Тривалість процесу в Цилиндроконические апараті 47 істотно скорочена в порівнянні з резервуарними апаратами 42, 44 і 45. Вона, перш за все, залежить від концентрації сухих речовин у суслі. Загальна тривалість бродіння і доброджування пива для сусла з екстрактивністю 11% до 12-14 діб, для 12% -до 18-20, для 13% -до 22-25 діб.

Дозріле пиво освітлюють на Кізельгурованому фільтрі 48, іноді додатково піддають знепліднювальному фільтруванню в фільтрі 49 і збирають в збірник 50 готове пиво.

В кінцевому етапі з допомогою апаратурного забезпечення 51-64 відбувається розлив пива.

4. Вимоги до якості готової продукції

За органолептичними показниками пиво повинно відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 2

Таблиця 2. Органолептичні показники якості пива

Найменування показника	Характеристика показника
	фільтроване пиво	нефільтроване пиво:
	Світле	Напівтемне	темне	освітлене, неосвітленою, світле, напівтемне, темне
Зовнішній вид	Прозора що піниться рідина, без осаду і сторонніх включень	Прозора що піниться рідина, без сторонніх включень, не властивих продукту (допускається наявність дріжджового осаду та слабка опалесценція)
Смак	Солодовий і хмельовий смак з гіркотою, відповідний сорту пива	Солодовий смак з присмаком карамельного солоду, приємною гіркотою, відповідної сорту пива	Повний солодовий смак з яскраво вираженим карамельним смаком, приємна гіркота, відповідна сорту пива	Чистий смак збродженого солодового напою з хмільною гіркотою і з присмаком дріжджів. Сторонній присмак не допускається.
Аромат	Аромат, що відповідає сорту пива, чистий, без сторонніх запахів і присмаків	Аромат збродженого солодового напою. Допускається слабкий дріжджовий аромат. Сторонні запахи не допускаються
Піноутворення	Пиво з масовою часткою сухих речовин у початковому суслі від 8% до 11,5%; висота піни - не менше, 20,0 мм; пеностойкость - не менше 2,0 хв. Пиво з масовою часткою сухих речовин у початковому суслі від 12,0% до 20,0%: висота піни - не менше 30,0 мм; пеностойкость - не менше 2,0 хв.

Примітка. Додаткові вимоги до смаку та аромату пива встановлюються виробником в рецептурі на кожне найменування

Розглянемо докладніше, як відбувається визначення органолептичних та деяких фізико-хімічних показників.

До органолептичними показниками відносять: прозорість, смак, хмільну гіркоту, аромат і піноутворення. Ці показники індивідуальні для кожного сорту пива і є критерієм оцінки його споживчих властивостей.

Всі органолептичні показники якості пива визначаються в процесі дегустації. Кольору і прозорості в даний час надається основне значення, оскільки за цими показниками споживачі найчастіше оцінюють якість напою.

Колір - відмітна ознака окремих типів пива (світлих або темних).

У пивоварінні використовують винятково культурні дріжджі. Пивні дріжджі завжди повинні бути мікробіологічно чистими, швидко зброджувати сусло й осідати на дно, утворювати чисте освітлене прозоре пиво з повним смаком та ароматом.

Компанія «Оболонь», приділяючи значну увагу розробці нових сортів пива і підтримці на належному рівні існуючих, має свою експериментальну лабораторію. Її фахівці, використовуючи штами відомих німецьких інституцій пивоваріння, працюють над покращенням дріжджових культур.

Пивні дріжджі, які вирощені в процесі зброджування пивного сусла, отриманого з високоякісного ячмінного солоду і хмелю, використовують як вторинний продукт пивоваріння. Наявність в пивному суслі вітамінів і біологічно активних сполук солоду визначають унікально високе накопичення в дріжджах вітамінів В1 і В2. Пивні дріжджі на 50% складаються з білка, що легко засвоюється і містить всі незамінні для людини амінокислоти і мікроелементи.

Окрім білка і вітамінів В1 і В2 дріжджі також містять в значній кількості вітаміни РР, В3, В4, В6, Н, незамінні жирні кислоти - оленову, арахідонову і лінолінову. Прийом 5-7 грамів дріжджів на добу повністю забезпечує організм людини в тіамініта рибофлавіні - найбільш дефіцитних вітамінах.

Головним показником, що характеризує активність ПД є ступінь зброджування сусла. Вони активно зброджують глюкозу і фруктозу, повільніше мальтозу, ще повільніше мальтотріозу. Декстрини ними не зброджуються, але ці речовини створюють повноту смаку напою. За ступенем зброджування їх поділяють на:

· низькозброджуючі (зброджують цукри сусла на 80 %);

· середньозброджуючі (зброджують цукри сусла на 80-90 %);

· сильнозброджуючі (зброджують цукри сусла на 90-100 %). Зараз, в основному, використовують сильнозброджуючі дріжджі.

Чиста культура дріжджів (ЧКД) - називаються дріжджі виведені з однієї клітини, тільки в цьому випадку можна уникнути інфекції дріжджової маси і шляхом селекції, одержати потрібну кількість ЧД. Це також дає змогу отримати генетично однорідні дріжджі, які задовольняють вимоги виробничих умов і типу пива. Раси дріжджів - S-Львівські, 11, 14, 44 та ін.

Дефекти пива стосовно бродіння:

· відмінності в смаку і запаху обумовлені вищими спиртами, хмельовим ефірною олією, іншими продуктами бродіння.

· неприємна гіркота пива-через недостатнє осадження і видалення гірких суспензій при охолодженні, в процесі головного бродіння. Гірким буває пиво з погано розчиненого солоду або через старі дріжджі, які зберігалися при високих температурах.

· незрілий смак має пиво, яке доброджують короткий час або повільно. Вважається, що причиною незрілого смаку може бути присутність, з одного боку, альдегідів, і з іншого - летючих сірчистих сполук, головним чином сірководню і SO2, що утворюються при головному бродінні.

· присмак цвілі в пиві з'являється при бродінні у відкритих чанах.

· у слабоохмеленному пиві іноді зустрічаються життєздатні палички термобактерій, які викликають помутніння.

5. Сучасні напрями вдосконалення процесу бродіння у виробництві пива

Революційні зміни в технології бродіння розпочалися за ініціативою провідних світових транснаціональних компаній, таких як Anheuser-Busch InBev (Бельгія), Guinness (Велика Британія), SABMiller (Велика Британія), Heineken N. V. (Нідерланди), Carlsberg (Данія), та інших західноєвропейських і американських фірм. Стимулом змін було намагання прискорити технологічні процеси з метою одержання найвищих прибутків за мінімуму витрат. Зокрема, компанія Guinness почала використовувати суміш п'яти оригінальних штамів дріжджів, яку сьогодні застосовують в усіх різновидах пива «Гінес».

Найпоширеніший і прогресивний спосіб одержання пива на сьогодні- в ЦКТ (Рис. 6, Рис 8), а провідним виробником апаратів є німецька фірма Ziemann, яка виготовляє їх з високоякісної харчової нержавіючої сталі. Навіть труднощі, які виникають під час транспортування цих апаратів з Німеччини у країни СНД, не перешкоджають упровадженню їх у вітчизняне виробництво пива. Проте слід зауважити, що російська промисловість також опанувала технологію виготовлення ЦКТ достатньо високої якості (ВАТ «Комсомолец» им. Н. С. Артемова», Тамбов).

Рис. 8 Циліндрично-конічний танк (ЦКТ)

Революційними змінами в сучасному виробництві пива можна вважати загальне підняття культури виробництва і тотальний контроль на всіх стадіях процесу, в тому числі за поточним станом дріжджових культур (рис. 9).

Рис. 9 Сучасна система контролю на пивоварні Warsteiner Brewery (Варштайн, Німеччина)

Наступним етапом масового виробництва пива має стати перехід до безперервної організації процесу. Сьогодні розроблено різні схеми безперервного бродіння сусла і доброджування молодого пива. На рис. 10 наведено одну з них.

Рис. 10 Каскадно-ярусна установка для безперервного бродіння

Основною частиною цієї установки є каскадно-ярусний апарат (7), який є прямокутною місткістю з корозійно-стійкої сталі. Усередині місткості є горизонтальні полиці з відігнутими вниз козирками, призначеними для затримання діоксиду вуглецю. Газ, що накопичується під полицями, періодично проривається вгору і здійснює інтенсивне перемішування рідини, що зброджується, перешкоджаючи зсіданню дріжджів.

Каскадно-ярусна установка працює так.

Гаряче сусло з відстійного чана (4) стікає до сепаратора (3) для відділення осаду, а потім стерилізується нагріванням в апараті (2). Стерильне сусло після збірника (5) поділяється на два потоки. Основна частина його, що пройшла через холодильник (1), надходить у нижню камеру каскадно-ярусного апарата, а друга частина подається в дріжджегенератор (6). Зрілі посівні дріжджі з дріжджегенератора приєднуються до основного потоку холодного сусла перед входом його в каскадно-ярусний апарат.

Унаслідок невеликого перепаду тиску, коли сусло в збірнику (5) перебуває під надлишковим тиском стисненого повітря 0,05-0,07 МПа, у каскадно-ярусному апараті під тиском діоксиду вуглецю 0,015-0,025 МПа рідина, що зброджується, поступово піднімається з полиці на полицю каскадно-ярусного апарата. Молоде пиво стікає з верхньої полиці апарата в холодильник (8), а потім -- у збірник (9) і сепаратор (10) для відділення дріжджів. Після двох стадій карбонізації (насичення діоксидом вуглецю) в карбонізаторах (11 і 12) пиво надходить у сепаратори для освітлювання, а далі -- у розливні автомати. Весь процес головного бродіння триває 48-50 год за температури 20-24 °С.

Для забезпечення нормальної роботи безперервнодіючих установок і високої якості пива важливе значення має мікробіологічна чистота як установки, так і раси дріжджів, сусла, повітря, приміщення, де відбувається бродіння.

Ще за часів СРСР був відомий спосіб безперервного бродіння і доброджування, який передбачає з'єднання бродильних і лагерних танків у батареї, а останніх -- у лінію безперервного потоку продукту за температурних режимів класичної технології .

Сумарна ємність батареї дорівнювала добутку потоку сусла на необхідний час бродіння і доброджування. З упровадженням методу використовували апаратуру, що існувала на той час, тобто стандартні бродильні місткості та місткості доброджування елементарно послідовно з'єднували в один ланцюг. Унаслідок грубих порушень як у технології, так і в загальній культурі виробництва, якість пива (Жигулівського) за стабільністю не витримувала встановленого терміну (7 діб), тому в СРСР безперервний спосіб не набув поширення. Однак за подібною схемою з 1966 р. працював і працює зараз перший комплексний завод La Cerveceria del Norte (Валенсія, Іспанія), який виробляє і постачає високоякісне пиво.

Відомі інші схеми безперервного виробництва пива, зокрема такі, що передбачають використання іммобілізованих дріжджів. Однак усі ці схеми поки що існують у численних наукових статтях і патентній літературі. Зокрема С. Болтон з компанії Coors Brewers (Велика Британія)вважає, що значна увага до методу рано чи пізно приведе до його реалізації.

Сьогодні фахівці бельгійської компанії Martens Brewery Group of Bocholt майбутнє розвитку пивоварної технології вбачають у застосуванні безперервних ліній з підготовки сусла (continuous brewhouse) на базі облад- нання і технології, пропонованих фірмою Meurabrew, яка вже в 2007 р. опробувала процес на промисловому рівні.

Повністю автоматизовану пивоварню, яка матиме одну поточну лінію затору і варіння сусла та дві лінії фільтрування (дві -- через використання фільтрів періодичної дії), проектує фірма Norit Process Technology. Застосування мікрофільтраційних мембранних технологій дасть змогу повертати очищені стічні води в технологічний процес. «Пивоварня майбутнього» будуватиметься в китайському місті Фучжу.

Якість пива, одержаного безперервним способом, відрізнятиметься від класичного періодичного, тому вже сьогодні проводять дослідження щодо способів збереження цієї якості, зокрема аромату.

Фахівці компанії SABMiller вважають, що в наступні 30 років з'являться пивоварні, що розташовані на кораблях. Тим самим будуть вирішені проблеми з вартістю води і мобільністю доставки пива в райони, що бідні на воду.

пиво бродіння харчовий напій

Висновки

Мікроорганізми бродіння знайшли широке технічне застосування завдяки тому, що вони легко культивуються, швидко розвиваються в сприятливих поживних середовищах, синтезують велику кількість ферментів, що викликають відповідні хімічні зміни складних органічних речовин у порівняно простих виробничих умовах, і зберігають у цих умовах фізіологічну сталість.

Продукти, що утворяться в результаті каталітичної дії ферментів мікроорганізмів на органічні речовини, використовуються для практичних цілей. Так, всі види бродіння широко використовують для виробництва етилового спирту ректифікованого й технічного, пива.

Бродіння в пивоварстві ділиться на дві стадії: головне бродіння й доброджування.

В нашій курсовій роботі було розкрито способи інтенсифікації процесів бродіння у пивоварінні. Ми розглянули і провели характеристику пива, процесів бродіння, його класифікацію, принципи приготування, вимоги до якості, а також охарактеризували класифікацію технологій бродіння пива та їх апаратурне забезпечення. Тобто ми визначили та проаналізували сам процес бродіння в пивоварінні, склад пива, і провели характеристику сировини, що входить до складу нашого напою. Крім того ми зробили аналіз та охарактеризували технологічні процеси виробництва українських видів пива.

Також, ми проаналізували показники якості бродіння пива на виробництві та розглянули його харчову та енергетичну цінність. Наприкінці нашої роботи розглянуто сучасні тенденції і напрями вдосконалення процесу бродіння у виробництві даного напою.

Література

1. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности / В.И. Попов и др. - М.: Лег.и пищ пром, 1983 - 464 с.

2. А.М. Куц В.М. Кошова Технологія бродильних виробництв

3. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива: підручник для студентів вищих навчальних закладів / В.А. Домарецький - К.: ІНКОС, 2004. - 426 с.

4. Харчові технології Свідло К.В., Лазарєва Т.А., Цихановська І.В.

5. Пивоваріння. Терміни та визначення понять. -- На заміну ДСТУ 3139-95; Чинний від 2015-11-01. -- Київ: УкрНДНЦ, 2015. -- III, 27 с. -- (Національний стандарт України). -- Бібліогр.: с. 26.

6. Технологія виробництва пива: навч. посібник для студ. спец. 27.04 «Технологія бродильних виробництв і виноробство» / П.В. Колотуша; Український держ. ун-т харчових технологій. -- К.: [б.в.], 1995. -- 228 с.

7. Технологія пива: навч. посібник для студ. усіх форм навч. напряму «Харчова технологія та інженерія» / Л.А. Данилова, П.О. Некрасов; Національний технічний ун-т «Харківський політехнічний ін-т». -- Х.: НТУ «ХПІ», 2006. -- 224 с.: рис., табл. -- Бібліогр.: с. 197.

8. Технологія солоду та пива: підручник для студ. вищих закл. освіти, що навч. за спец. «Технологія бродильних виробництв і виноробства» / В.А. Домарецький. -- К.: Урожай, 1999. -- 542 с.: рис.

9. Хміль та пиво в Україні з давнини до сьогодення / М.Ю. Костриця, Й.Г. Рейтман; ред. Й.Г. Рейтман; Ін-т сіл. госп-ва Полісся. -- Житомир: [б.в.], 1997. -- 238 с.

Размещено на Allbest.ru

...