84899

Технология производства светлого пива

Курсовая

Кулинария и общественное питание

Актуальность темы работы заключается в том, что во всем мире пиво пользуется большим спросом у населения благодаря приятному вкусу, тонизирующему и жаждоутоляющему действию. Пиво, являясь слабоалкогольным напитком, во многих странах выступает соперником крепких алкогольных изделий.

Русский

2015-03-23

899.41 KB

26 чел.

4

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

ФГБОУ ВПО «КАЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ ИМЕНИ Н. Э. БАУМАНА»

ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И СТАНДАРТИЗАЦИИ

Кафедра ТППСХП

КУРСОВАЯ РАБОТА

Технология производства светлого пива

              Выполнил:

                                          студент 5 курса 541 группы

                                                              специальность 110305.65 – технология

                                           производства и переработки

                                                  сельскохозяйственной продукции

                                    № зачетной книжки 2969

                                        Саляхов Алмаз Шамилевич

КАЗАНЬ 2014

Содержание

Введение……………………………………………………………..…………….4

     1 Литературный обзор……………………………………….……………….6

     2 Характеристика пива как напитка. Классификация пива………………..6

  1.   Химический состав пива………………….................................................7
  2.   Показатели качества пива…………………………………………….....14
  3.   Сырье для пивоварения………………………………………………….15
  4.  Теоретические основы технологии производства пива………………21

     2    Патентная часть………………………………………………………….33

3    Характеристика сырья и готового продукта…………………………...42

3.1Требования к основному сырью и вспомогательным материалам........42

3.2 Требования к готовой продукции………………………………………46 4 Описание аппаратно-технологической схемы………………………….49

5 Материальный баланс производства……………………………………..53

6 Выбор и расчет основного и вспомогательного производства…………60

7 Предложения по переработке и утилизации отходов производства….75

Заключение……………………………………………………………………….78

Список использованных источников…………………………………………...79

Введение

С тех пор, как люди стали варить пиво, они находили в нем все новые и новые целебные свойства. Начиная с древних шумеров, врачи прописывали полоскание рта и употребление внутрь теплого пива для лечения зубной боли. В средние века пиво предписывалось для изгнания камней из почек и для лечения истощения как физического, так и духовного; растирали утомленные ноги пивом после дальней дороги. В XVI веке знаменитый Парацельс лечил болезни печени папоротниковым пивом, а заболевания дыхательных путей пивом из шалфея. В качестве масок и натираний пиво использовалось в средневековой косметологии для омоложения кожи. Немецкий первооткрыватель возбудителей холеры профессор Кох видел в пиве лекарство от холеры. Бациллы гибнут в пиве за несколько часов и болезнь не развивается. Опустошительные эпидемии холеры в Европе редко затрагивали работников средневековых пивоварен [1].

Пиво – единственный алкогольный напиток, содержащий хмелевую горечь, которая активизирует выделение желудочного сока, подавляет нежелательное воздействие алкоголя в пиве. Перешедшие из хмеля в пиво активные вещества оказывают успокаивающее, болеутоляющее и гипнотическое действия, тормозят рост и размножение бактерий.

Актуальность темы работы заключается в том, что во всем мире пиво пользуется большим спросом у населения благодаря приятному вкусу, тонизирующему и жаждоутоляющему действию. Пиво, являясь слабоалкогольным напитком, во многих странах выступает соперником крепких алкогольных изделий.

Целью данной курсовой работы является разработка технологической линии  пива светлого «Жигулевское», производительностью 13050 Дал/год.

При выполнении курсового проекта  ставятся следующие задачи:

- провести литературный обзор и патентный поиск по теме курсового проекта;

- дать характеристику сырья и готового продукта согласно НТД;

- описать аппаратно-технологическую схему производства;

- рассчитать материальный баланс производства;

- провести подбор и описать принцип работы технологического оборудования;

- привести предложения по переработке и утилизации отходов производства.

1 Литературный обзор

  1.  Характеристика пива как напитка. Классификация пива

Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом. Вследствие насыщенности углекислым газом и содержания небольшого количества этилового спирта пиво не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека. Являясь хорошим эмульгатором пищи, оно способствует более правильному обмену веществ и повышению усвояемости пищи. К тому же, экстракт пива весьма легко и полно усваивается организмом.

Популярность этого пенного напитка в России очень велика и увеличивается ежегодно. Даже правительство озаботилось данной ситуацией и принимает ряд мер для сокращения рекламы и ограничении его потребления в общественных местах. Однако в объемах потребления на душу населения мы еще очень далеки от других стран и занимаем почетное 23 место в мировом рейтинге с 50 л/год на человека [2].

Пиво можно классифицировать по:

-  типу:

1)  светлое;

2)  полутемное;

3)  темное пиво;

-  в зависимости от экстрактивности начального сусла:

1)  светлоеот 8 до 13%,

2)  полутемное и темное от 11 до 23 %;

-  способу обработки:

1)  пастеризованное;

2)  не пастеризованное;

-  содержанию алкоголя:

1)  безалкогольное;

2)  крепкое;

3)  специальное (с применением вкусовых и ароматических добавок).

- в зависимости от вида применяемых дрожжей:

1)низового брожения;

2) верхового брожения [3].

Около 90 % производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабовыраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Их готовят из светлого пивоваренного солода с добавкой несоложеных материалов (ячменя, рисовой сечки, обезжиренной кукурузной муки, сахара), воды, хмеля или хмелевых препаратов. Типичные представители светлого пива: «Балтика», «Ярпиво», «Клинское», «Эффестпилзнер», «Жигулевское», «Московское», «Рижское», «Невское».

При производстве темных сортов пива используются специальные сорта солода (темный, карамельный и др.). Поэтому темное пиво имеет солодово-карамельный сладковатый вкус, менее выраженную хмелевую горечь и более интенсивную окраску по сравнению со светлыми сортами. К темному пиву относятся «Бархатное», «Украинское», «Мартовское», «Портер» и др.Невозможно один какой-нибудь сорт пива, превосходящий по вкусу и аромату другие сорта. Каждый сорт имеет своего потребителя.

1.2 Химический состав пива

Состав пива колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от состава зернового сырья, от экстрактивности исходного сусла и от степени сбраживания. Влияние на качество пива оказывают прежде всего основные продукты спиртового брожения, т.е. этиловый спирт и углекислый газ.

В зависимости от концентрации начального сусла и степени его сбраживания пиво содержит 86-91 % воды, 3-10 % несброженного экстракта, 1,5-6 % этилового спирта (по массе) и до 0,4 % углекислоты.

Основу экстракта составляют углеводы (4,8-8,3 %), азотосодержащие вещества, главным образом, белок (0,6-1,1 %), зола (0,2-0,4 %) и органические кислоты (0,15-0,3 %). Углеводы экстракта представлены мальтодекстринами (3-3,6 %), сахарами - мальтозой, глюкозой, фруктозой (1,2-1,6 %) и несбраживаемыми пентозами.

Из азотистых соединений, помимо белка, в пиве находятся альбумозы, пептоны, аминокислоты, амиды, аммиачные соединения. В составе органических кислот наряду с преобладающей молочной кислотой идентифицированы уксусная, янтарная, яблочная и щавелевая. На вкусовых свойствах пива сказываются содержащиеся в экстракте дубильные и горькие вещества хмеля, меланоидины и глицерин (0,2 %) [6].

Пиво содержит витамины и минеральные вещества. В 1 л пива, полученного из сусла 10 % концентрации, содержится тиамина 20-50, рибофлавина 340-560 и никотиновой кислоты 5800-9000 мкг. Тиамина много находится в солоде и сусле, но он адсорбируется дрожжами. Рибофлавин встречается в количестве 1-2 мкг на 1 г ячменя, а при солодоращении его содержание удваивается, и это количество витамина сохраняется в пиве. Эти витамины содержатся также в других пищевых продуктах. Правда витамин В1 встречается реже. Богатейшим источником этого витамина являются дрожжи. Поэтому и предложено много способов обогащения пива витамином В2, извлеченным из дрожжей [5].

Минеральных веществ в пиве содержится от 3 до 4 % из экстракта. Их количество зависит от состава сырья. Наряду с солодом оказывает влияние и производственная вода. Около 1/3 приходится на соли натрия и калия, соли фосфорной кислоты составляют также 1/3 и силикаты около 1/10. Следы дают от 0,1 до 5 мг/л алюминия, бария, хрома, меди, железа, марганца, молибдена, свинца, олова, стронция, титания, ванадия и цинка. В состав пивной золы входят KCl, NaCl, P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO. Зола пива представлена солями натрия и калия (приблизительно 30 %), солями фосфорной кислоты (приблизительно 30 %), кремневой кислоты (около 10 %), небольшим количеством кальция, магния, алюминия и железа.

Неорганические вещества, 2-3 % которых содержится в солоде, также влияют на вкусовые качества пива. Наиважнейшие из них – фосфаты, образующиеся из фитина под воздействием фосфотаз.

Содержание алкоголя в зависимости от сорта пива колеблется от 2,8 до 7 % по массе. Содержание этилового спирта (этанола) оказывает решающее влияние на качество пива и зависит у каждого вида (концентрация начального сусла) пива от степени сбраживания. Спирт является важным вкусовым компонентом, повышающим полноту вкуса. Одновременно он повышает также биологическую стойкость пива тем, что тормозит развитие некоторых видов бактерий.

Кроме этилового спирта и углекислого газа пиво содержит небольшое количество летучих высших спиртов, альдегидов, органических кислот, эфиров и некоторых других веществ. Также пиво содержит воздух, который из-за содержания кислорода является компонентом вредным и нежелательным. В качестве побочного продукта брожения в пиве всегда содержится глицерин, который нелетуч, и поэтому считается составной частью экстракта [5].

Углекислый газ является характерным и с точки зрения качества очень важным компонентом пива. Тот факт, что углекислый газ выделяется из пива довольно медленно и мелкими пузырьками, объясняется в классической литературе его частичной адсорбцией на коллоидных веществах. Предполагается, что чем лучше углекислый газ в пиве «связан», тем медленнее он освобождается и тем меньших размеров образуются пузырьки. 98-99 % всего углекислого газа присутствует в пиве в виде свободного углекислого газа (СО2), физически растворенного, а оставшиеся 1-2 % в виде угольной кислоты (Н2СО3).

Из остальных летучих веществ пива количественно преобладают высшие спирты. Они принимают участие во вкусе и аромате пива.

Из альдегидов, как компонент пива, является ацетальдегид, содержание которого колеблется около 5 мг/л. Он образуется наиболее интенсивно в начале главного брожения.

К особым компонентам пива можно отнести диацетил. Он образуется в пиве, с одной стороны, при главном брожении как побочный продукт. Отрицательное влияние на вкус приписывают главным образом диацетилу и ацетоину.

Из летучих органических кислот была обнаружена уксусная кислота (около 130 мг/л) и муравьиная (около 20 мг/л).

Пиво содержит небольшое количество сернистых соединений. Это прежде всего от 2 до 16 мг/л двуокиси серы. Сернистые соединения с точки зрения вкусового значения тоже находятся в центре внимания. Речь идет главным образом о сероводороде, двуокиси серы и меркаптанах, которые оказывают отрицательное влияние на вкус пива в связи наблюдающимся иногда хлебным привкусом или привкусом зеленого пива и дрожжей. Для снижения влияния этих соединений на вкус пива рекомендуется хотя бы часть сусла аэрировать горячим и тщательно устранять грубые и тонкие взвеси из сусла.

К летучим компонентам пива относятся также сложные эфиры, которые образуются преимущественно из спиртов и кислот. Кроме фруктового запаха пива высокому содержанию эфиров предписывают более грубое впечатление, остающееся после питья пива.

Значительная часть экстрактивных веществ пива находится в коллоидном состоянии, обусловливая полноту вкуса. Количество и устойчивость пены, образуемой углекислотой, зависит от состава экстракта и главным образом от содержания в нем поверхностно-активных веществ - белков, альбумоз, хмелевых смол и кислот, высших спиртов, сложных эфиров, гуммиобразных соединений.

Экстрактивность пива в зависимости от концентрации начального сусла и степени сбраживания колеблется от 3 до 10 %. Экстракт пива представляет собой остаток несброженных веществ, плюс некоторое количество органических веществ, перешедших в пиво из дрожжей во время главного брожения и дображивания.

В зависимости от вида пива (экстрактивность исходного сусла) и степени сбраживания готовое пиво содержит от 2,5 до 5 % экстрактивных веществ, среди которых преобладают сахариды (80-85 %). Следующими компонентами являются в порядке замещения азотистые вещества (от 6 до 9 %), глицерин (5-7 %), минеральные вещества (3-4 %), горькие вещества, дубильные и красящие вещества (2-3 %), органические (нелетучие) кислоты (0,7-1 %) и незначительное количество витаминов.

Среди сахаридов в пиве преобладают декстрины (от 60 до 75 %), следующими компонентами являются моносахариды, простейшие олигосахариды (от 20 до 30 %) и пентозаны (6-8 %). Пентозаны происходят из солода, в котором они образуются путем ферментативного гидролиза гемицеллюлоз при соложении. Декстрины, содержащиеся в пиве, являются продуктами неполного гидролиза солодового крахмала, катализированные α-амилазой солода.

В пиве содержится пивной экстракт как сбраживаемый, так и несбраживаемый. Кроме того, из углеводов в пиве находятся гуммивещества, пентозаны и продукты карамелизации углеводов.

Значительную часть экстракта (около 8-10 %) представляют азотистые вещества: белки, альбумозы, пептоны, амиды, аминокислоты, аммиачные соли. Их содержание в экстракте очень колеблется. Они распределяются по отдельным группам примерно следующим образом (в %): белков 20-30, альбумоз и пептонов 40-50 и конечных продуктов расщепления (полипептидов, аминокислот, аммиачного азота) 20-30.

Некоторое количество азота (примерно 10 %) входит в состав меланоидинов, холина и других веществ. Азотистые вещества влияют на вкус и пенность пива и на его небиологическую стойкость. Азотистые вещества в пиве - это гидратированные коллоиды.

Низшие продукты распада белковых веществ - простые пептиды и аминокислоты - образуют меланоидины, влияющие на вкус и цвет готового пива.

Содержание в пиве полифенольных (дубильных) веществ, горьких веществ (изогумулонов) и красителей составляет 2-3 % от экстракта. Из всех дубильных веществ (150-300 мг/л) 2/3 происходят из солода и 1/3 из хмеля. Дубильные вещества оказывают определенное влияние на вкус пива. Однако более важно их влияние на небиологическую активность пива.

Кроме дубильных веществ в группе полифенолов широко представленыантоцианогены, которым присуще наибольшее влияние на образование коллоидных помутнений в пиве. Это вещества, содержащие катехины и соединения, подобные лигнину. Вещества этого типа вместе с флавинами и каротиноидами являются одновременно красителями. Основную группу пивных красителей составляют меланоидины, образующиеся при сушке солода. Далее в качестве красителей действуют флобафены, образующиеся при окислении дубильных веществ.

Влияют на вкус дубильные вещества оболочки - полифенолы, полифенолдериваты. Они при окислении придают раздражающе горький тон вкусу пива.

Следующим компонентом экстракта пива являются горькие вещества. Они получаются из хмеля и только небольшое количество их происходит из солодовой оболочки. Определенное значение имеет процесс варки с хмелем, интенсивность кипячения и рН сусла.

Экстракт пива содержит ряд органических нелетучих кислот. Образовавшиеся в солоде и перешедшие в сусло органические кислоты - уксусная, пропионовая, виннокаменная, щавелевая, молочная и другие - повышают буферность и придают мягкий, легкий, кисловатый вкус, который не должен сильно выделятся.

Декстрины, пентозаны, сложные азотистые вещества, хмелевые смолы, дубильные и красящие вещества находятся в коллоидном состоянии и имеют электрический заряд. Вкус, полнота вкуса, пенистость и стойкость пива зависят большей частью от величины или состава этих мицелл. Минеральные вещества и кислоты находятся в пиве большей частью в виде ионов, которые адсорбируются на коллоидах и оказывают влияние на их электрический заряд и гидратацию.

1.3 Показатели качества пива

Качество пива оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям.

В зависимости от экстрактивностиобъемная доля спирта в светлом пиве не менее 2,8-9,4 %, в полутемном и темном – 3,9- 9,4 %.

Во всех типах пива массовая доля диоксида углерода должна быть не менее 0,33 %, высота пены – не менее 30 мм, пеностойкость – не менее 2 мин; стойкость непастеризованного пива – не менее 8 сут, пастеризованного и обеспложенного – не менее 30 сут. Энергетическая ценность 30-85 ккал в 100 г пива в зависимости от экстрактивности начального сусла.

Кислотность пива зависит от экстрактивности сусла и колеблется от 1 до 5 к. ед. (кислотная единица – это единица кислотности пива, эквивалентная 1 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 пива).

Органолептическую оценку пива осуществляют по 25-балловой системе. При этом пиво, получившее суммарный балл 22-25, имеет оценку «отлично»; 19-21 – «хорошо»; 13-18 – «удовлетворительно» и 12 и менее баллов – «неудовлетворительно» (таблица1.1).

Пена – это дисперсная система, в которой дисперсной фазой является углекислый газ, а дисперсионной средой – водно-спиртовой раствор экстрактивных веществ.

Таблица 1.1 – Балловая оценка качества пива

Наименование

показателя

Отлично

Хорошо

Удовлетво-рительно

Неудовлет-ворительно

Прозрачность

3

2

1

0

Цвет

3

2

1

0

Вкус

5

4

3

2

Хмелевая

горечь

5

4

3

2

Аромат

4

3

2

1

Пенообразование

5

4

3

2

Для пива в бутылках

Высота пены, мм, не менее

40

30

25

Менее 30

Важными показателями качества пива является цвет и характеристика пены. Практически любая марка пива имеет свой оттенок. Европейская пивоваренная конвенция использует для оценки цвета пива особые стандарты – 9 стеклянных дисков разных оттенков.

Специалисты нашей страны используют специальную йодную шкалу. При этом цвет определяют по удельному весу йода. В понятии «цвет» важен не только характерный оттенок, но и прозрачность, наличие или отсутствие цветовой гаммы. Самые жесткие требования предъявляются к светлому пиву. Его цветовая гамма должна быть чистой, прозрачной, золотистой. Оно не должно иметь красноватого, коричневатого или зеленоватого оттенка. И еще - очень характерное: оно должно блестеть. У светлого пива должна преобладать тонкая хмелевая горечь, экстрактивные вещества должны быть почти незаметны. После питья светлое пиво должно оставлять на языке быстроисчезающий вкус хмелевой горечи. Хорошее светлое пиво практически не имеет послевкусия. Качественное светлое пиво характеризуется такими вкусовыми терминами как «чистый», «полный», «гармоничный», «выраженный».

1.4 Сырье для пивоварения

Основное сырье для пивоварения – ячмень. Из него приготовляют солод (зерно, проращенное при особых условиях), а в дальнейшем изготовляют пиво.

Ячмень принадлежит к семейству злаковых. По морфологическим признакам культурный ячмень делится на двухрядный и многорядный (шестирядный и четырехрядный). Двухрядные ячмени преимущественно бывают яровыми, а шестирядные – озимыми и яровыми.

Колос (соцветие) ячменя состоит из тонкого плоского коленчатого стержня и отдельных колосков, которые сидят на каждом выступе колосового стержня по обе стороны от него.

Для пивоварения используют специальные сорта двухрядного ячменя, а шестирядные считаются кормовыми (фуражными). Двухрядные ячмени имеют перед шестирядными значительные преимущества: выравненное (равномерное) зерно, более тонкая оболочка, повышенное содержание экстрактивных веществ, меньшее количество белка.

Зерно ячменя – односемянный нераскрывающийся плод – продолговатая зерновка, покрытая снаружи мякинной оболочкой (пленкой), которая срослась у многих ячменей с зерном (пленчатый ячмень), на брюшной стороне зерновки имеется продольная бороздка. Зерно состоит из оболочки, зародыша и эндосперма. Ячменное зерно покрыто тремя оболочками – мякинной (наружной), плодовой и семенной. Мякинная оболочка у большинства ячменей срастается с зерновкой. Такие ячмени называются пленчатыми, они и используются в пивоварении.

Мучнистое тело (эндосперм) зерна является складом веществ, используемых сначала для питания зародыша, а в дальнейшем (при затирании после осахаривания) служащих основным источником получения экстрактивных веществ сусла. Эндосперм состоит в основном из тонкостенных клеток, заполненных крахмальными зернами. Эндосперм служит хранилищем питательных веществ для зародыша. Передача этих питательных веществ происходит при помощи щитка со всасывающим эпителием.

Зародыш является живой частью зерна, без которой оно не будет прорастать. Зародыш находится у основания зерна на его спинной стороне. Он состоит из зачатков будущих органов растения: почки первичного стебля, корешков, из которых в дальнейшем развиваются солодовые ростки, и щитка, отделяющего зародыш от эндосперма.

При прорастании зерна в зародыше образуются вещества, повышающие ферментативную активность; начинаются все биохимические процессы, в результате которых нерастворимые вещества эндосперма превращаются в растворимые, необходимые для развития зародыша. В ячмене содержится комплекс ферментов. Кроме амилолитических ферментов, под действием которых крахмал солода переходит в сахар, в нем имеются также протеолитические ферменты, расщепляющие белки, и цитолитические, разрушающие стенки клеток эндосперма.

Химический состав ячменя очень сложный и непостоянный и зависит от сорта, района произрастания ячменя, климатических и почвенных условий. 75% сухих веществ в ячменном зерне составляют углеводы, к ним относятся крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, полисахариды и сахар. Важнейшим углеводом ячменя является крахмал, составляющий основную массу эндосперма. Целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества входят в состав оболочки зерна и стенок клеток зародыша и эндосперма. В пивоваренном ячмене должно содержаться 60-70 % крахмала на сухое вещество. Крахмал не является однородным веществом, он состоит из двух полисахаридов – амилозы и амилопектина. Крахмал по своим физико-химическим свойствам является коллоидным веществом. Целлюлоза (клетчатка) является вторым по значимости полисахаридом ячменя – это главная составная часть оболочки. В ячменном зерне содержится 3,5-7 % целлюлозы. В воде целлюлоза нерастворима, ферментативному воздействию не поддается. При соложении ячменя она не изменяется, при фильтрации сусла используется в качестве фильтрующего слоя. Гемицеллюлоза в ячмене составляет основу крахмальных клеток в эндосперме, под действием ферментов расщепляется на глюкозу и пентозу. Пектиновые вещества относятся к сложным углеводам, содержатся в ячмене в небольшом количестве, входят в состав растительных клеток, но находятся в нерастворимом состоянии. В ячменном зерне содержится небольшое количество сахарозы, раффинозы, глюкозы, фруктозы и других сахаров.

В каждой живой клетке содержатся белковые вещества. Белки являются важной составной частью ячменя. Содержание азота в пивоваренном ячмене колеблется от 1,4 до 1,9 %, при пересчете на белок 9-12 %. Пригодность ячменя для пивоварения определяется не только количеством азотистых веществ, но и качественным составом.

В ячменном зерне содержится около 3 % жира. Кроме того, в ячмене имеются витамины группы А, В, С, Д, Е (большая часть их находится в зародыше) и другие экстрактивные вещества – органические кислоты, дубильные и горькие вещества, находящиеся в основном в оболочках зерна.

В состав золы входят сера, фосфор, калий, кальций, железо, кремний и другие вещества. Они содержатся в ячмене в количестве 2,4-3,3 %.

В ячмене содержится комплекс ферментов. Кроме амилолитических ферментов, под действием которых крахмал солода переходит в сахар, в нем имеются также протеолитические ферменты, расщепляющие белки, и цитолитические, разрушающие стенки клеток эндосперма.

Пригодность ячменя для пивоваренного производства определяют по ряду признаков, указывающих на его качество. Сначала ячмень оценивают по внешним признакам – цвету, запаху и зараженности его вредителями. Затем проверяют химический состав принятого ячменя – влажность, содержание белка, экстрактивность и т.д. Пивоваренный ячмень должен обладать технологическими (солодовыми) свойствами – легко перерабатываться на солод, давать высокий выход пива из единицы сырья, обеспечивать хорошее качество готового пива.

Солод. Основным зерновым сырьем для приготовления пива (пивного сусла) является ячменный солод, который бывает нескольких типов – светлый, темный и карамельный. Качество и тип солода определяют свойства получаемого из него пива.

Приготовление пивоваренного солода состоит из следующих операций: очистки и сортировки ячменя, замачивания ячменя, проращивания (солодоращения) ячменя, сушки зеленого солода, очистки сухого солода от ростков, отлеживание солода. Ячмень проращивают в солодовнях – специальных помещениях, оборудованных аппаратами и машинами для замачивания, проращивания ячменя и сушки солода. Для получения солода с хорошей растворимостью и большой ферментативной активностью процесс соложения должен проходить медленно при относительно низких температурах. Наиболее благоприятная температура соложения для ячменя хорошего качества 17 ºС. При этом важно, чтобы при проращивании в зерне сохранялась влажность не ниже 43 %. Вода способствует гидратации и распределению продуктов ферментативного гидролиза.Химический состав прорастающего зерна изменяется. Так, крахмал, гидролизуясь, превращается в растворимые сахара, которые придают солоду сладковатый вкус; в процессе сушки солода сахара, взаимодействуя с аминокислотами, образуют ароматические и красящие вещества (меланоидины) солода. Азотистые вещества зерна в процессе соложения под влиянием ферментов претерпевают глубокие превращения – снижается содержание нерастворимых белков, увеличивается содержание более простых форм белков. Количество водно-растворимых белков и продуктов их ферментативного гидролиза – пептонов, полипептидов и аминокислот – значительно увеличивается. Вещества зерна, кроме углеводов, белков, жиров, при соложении также подвергаются биохимическим превращениям. В процессе соложения в зерне ячменя активизируются  и накапливаются ферменты. Они очень разнообразны, под их действием происходят все биохимические превращения в зерне. Одной из главных задач процесса солодоращения и сушки солода является накопление амилолитических ферментов и сохранение их активности.В результате проращивания ячменя получается зеленый солод, он не может быть использован для приготовления пивного сусла: запах и вкус его сырые, по химическому составу он не удовлетворяет предъявляемым требованиям, ввиду большой влажности является очень не стойким продуктом. Сухой солод – стойкий продукт со специфическим цветом, ароматом и химическим составом – получается после сушки зеленого солода не специальных сушилках. Ростки удаляют на росткоотбойной машине тотчас же после сушки, когда они хрупкие и легко обламываются. Очищенный от ростков солод взвешивают на автоматических весах и передают в склад для хранения и отлежки. Для пивоварения используют только солод, отлежавшийся не менее 3-4 недель, за это время в нем медленно проходят физико-химические процессы, в результате которых солод окончательно становиться пригодным для производства пива. Партии солода при хранении должны быть одинаковыми по натуре, цветности, экстрактивности, продолжительности осахаривания и другим показателям. По способу приготовления различают светлый солод, предназначенный для светлых сортов пива, темный – для темных сортов пива.

Хмель. Хмель является одним из основных компонентов при производстве пива, так как, обладая ароматическими и вкусовыми свойствами, придает пиву приятную горечь и аромат и обуславливает сортовые особенности пива. Хмель повышает биологическую стойкость пива (горькие вещества обладают антисептическими свойствами) и влияет на пенообразование и пеностойкость.

Хмель – многолетнее двудомное растение из семейства конопляных. Хмель состоит из белков, безазотистых экстрактивных веществ, клетчатки и минеральных веществ, содержатся специфические для пивоварения вещества: хмелевое масло (при варке сусла почти полностью улетучивается), горькие кислоты и смолы (придают пиву горький вкус и аромат), дубильные вещества. Смолы и горькие кислоты делятся на несколько фракций в зависимости от растворения в специальных растворителях и в воде. Горькие вещества обладают антисептическими свойствами, увеличивают стойкость пива. Эфирное хмелевое масло обуславливает специфический аромат свежего хмеля. Содержание его значительно колеблется. Эфирное масло представляет собой смесь ароматических веществ и терпенов различного химического состава и строения. Дубильные вещества придают пиву вкус своеобразной резкой горечи; они способствуют свертыванию нежелательных белков сусла. После удаления дубильных веществ вместе с белками вкус пива становится мягче.

Вода. Вода, являясь одним из основных видов сырья для приготовления сусла, одновременно служит необходимым вспомогательным материалом (при замочке ячменя, промывке дрожжей, мойке бродильно-лагерных емкостей, бочек, дрожжевых ванн, бутылок и т. д.). Все биохимические процессы, происходящие при изготовлении пива, протекают в водной среде. Вода как сырье для пивоваренного производства должна обладать качествами питьевой воды. Необходимо учитывать ее биологические и физические свойства и химический состав. Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха и привкуса. В природной воде всегда содержатся различные растворимые соли, одни из них влияют на вкусовые свойства пива, другие – на ферментативные процессы. Растворенные в воде соли кальция и магния обусловливают ее жесткость. К солям, отрицательно влияющим на кислотность сусла, относятся карбонаты и бикарбонаты. Для пивоваренного производства важно не общее содержание солей в воде, а их состав и соотношение. Воду для пивоварения  оценивают не только по количеству солей (ионов), но и по влиянию их на кислотность сусла (изменение рН). Это в свою очередь влияет на выход экстракта, сбраживание, окраску сусла, пива и растворение хмелевых смол. Пивоваренные заводы используют воду различного солевого состава.

Пивные дрожжи. Для сбраживания пивного сусла применяют дрожжи определенных рас. Они бывают низового и верхового брожения, пивные дрожжи низового брожения сбраживают сусло при температуре 6-12 ºС и по окончании брожения оседают плотным слоем. Пивные дрожжи верхового брожения сбраживают сусло при температуре 14-25 ºС и концу брожения собираются на поверхности. Дрожжи верхового брожения используют редко и в основном для получения темных или специальных сортов пива. В производстве пива для улучшения его аромата и вкуса применяют смешаннее расы дрожжей или ведут брожение разными расами с последующим смешиванием молодого пива в аппаратах дображивания [3].

1.5 Теоретические основы технологии производства пива

При  производстве пива выделяют следующие основные стадии: очистка и дробление солода, приготовление пивного сусла (затирание, фильтрование затора, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла), сбраживание пивного сусла дрожжами, дображивание и созревание пива, осветление и розлив готового пива.

Перед дроблением  солод очищают от посторонних примесей. Для удаления пыли и остатков ростков солод пропускают через полировочную машину. Для удаления металломагнитных примесей пропускают через магнитный сепаратор с электрическими или постоянными магнитами [3].

Дробление солода. Цель дробления – облегчит извлечение из зернового сырья экстрактивных веществ. Максимально возможный выход экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла должен обеспечить оптимальный состав помола зернопродуктов. Солод можно дробить в сухом или частично увлажненном (мокром) виде. Состав помола  зависит от качества солода, способов его затирания и фильтрования.

Для измельчения солода на большинстве пивоваренных заводов используют четырехвальцовые и шестивальцовые дробилки. Основными рабочими органами четырехвальцовой дробилки являются две пары вальцов  и  и плоские сита .

Солод, раздробленный на верхней паре вальцов, поступает на колеблющиеся сита, с помощью которых, в зависимости от качества солода, можно по-разному направить продукты размола: при переработке хорошо растворенного солода на вторую пару вальцов  подается шелуха, а крупка и мука выходят из дробилки, минуя их; при переработке твердого стекловидного солода на повторный размол идет крупка [1].

Затирание. Целью затирания является экстрагирование растворимых веществ солода и несоложеного сырья и превращение нерастворимых веществ в растворимые с последующим переводом их в раствор под действием ферментов солода и применяемых ферментных препаратов.  Вещества, перешедшие в раствор, называют экстрактом.

Приготовление затора начинают со смешивания дробленых зернопродуктов с водой при температуре 37-40 °С, которое осуществляется в заторном аппарате при включенной мешалке. Далее затирание ведут настойным (инфузионным) или отварочным (декокционным) способами [3].

Настойныйспособ применяется только для хорошо растворенного солода с высокой ферментативной активностью. Его преимущество - снижение энергозатрат и уменьшение продолжительности затирания.Настойныйспособ заключается в выдерживании затора в течение 30 мин при 40 оС и постепенном нагреве от  данной температуры до 70 оС со скоростью 1 °С/мин без кипячения.  При температуре  52; 63 и 70 оС затор выдерживается по 30 мин. Указанные температурные паузы позволяют проявить максимальную активность соответственно для эндопептидазы, β- и  α-амилазы солода. Выход экстрактапри отварочном способе выше. Это обусловлено тем, что при отварочных способах затор подвергают не только ферментативному, но и физическому воздействию (кипячению).

Различают следующие варианты отварочных способов: с одной, двумя, тремя отварками или кипячением всей густой части. Наиболее распространенные – одно- и двухотварочные способы. При отварочных способах затирание ведут в двух заторных аппаратах, один из которых используют для кипячения отварки.

При одноотварочном способе в заторный аппарат предварительно набирают около 1/2 всего количества подогретой воды, необходимой для затирания, включают мешалку и через предзаторник спускают дробленый солод с водой.Температура смеси должна быть в пределах 50-52 °С. Белковую паузу выдерживают в течение 20-30 мин. После этого в заторный аппарат наливают жидкую часть затора, а густую (отварку) подогревают до 61-63 °С и выдерживают в течение 15-20 мин. Далее температуру медленно повышают до 70-72 °С. В это время отварка осахаривается в течение 20-30 мин. Затем ее нагревают до кипения и кипятят 20-30 мин.

Двухотварочный способпозволяет перерабатывать солод различного качества. В заторном аппарате готовят затор, выдерживают белковую паузу 15-30 мин при 40-45 °С. Далее в отварочный котел подают 1/3-1/2 затора (густая часть) — первую отварку. Ее медленно подогревают до 61-63 °С, выдерживают 20-30 мин, затем осахаривают 15-30 мин при 70-72 °С, после чего доводят до кипения и кипятят в течение 20-30 мин.

Первую отварку медленно возвращают в основной затор, чтобы повысить температуру до 61-63 °С, и выдерживают мальтозную паузу в течение 15-20 мин. Затем отбирают вторую отварку в количестве 1/3 густой заторной массы, нагревают ее до 70-72 °С, выдерживают 15-20 мин, затем нагревают до кипения и кипятят 7-10 мин. Готовую отварку медленно перекачивают к основному затору. При этом температура затора поднимается до 70-72 °С и проводится осахаривание крахмала, контролируемое по йодной пробе (обычно 20-30 мин).

При использовании солодов пониженного качества сроки выдержки при температуре осахаривания могут быть увеличены до полного осахаривания затора, но продолжительность выдержки не должна превышать 1 ч. После полного осахаривания затор подогревают до 75-77 °С и передают на фильтрование.

На первых стадиях затирания в раствор переходят углеводы, частично белки и продукты их гидролиза, пектиновые, дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли, составляющие 10-15 % сухих веществ солода. В несоложеном сырье их в 2-3 раза меньше. Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал и белки нерастворимы. Поэтому их перевод в растворимое состояние осуществляется в результате направленного действия ферментов.

При затирании крахмал проходит три стадии: клейстеризацию, разжижение и осахаривание. Собственно гидролиз крахмала (осахаривание) представляет собой разжижение крахмального клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, мальтозы и глюкозы, в силу чего сусло имеет сладкий вкус.

Гидролиз крахмала схематически можно представить в следующем виде: Крахмал → Амилодекстрины → Эритродекстрины → Ахродекстрины → Мальтодекстрины → Мальтоза → Глюкоза.

При затирании протекают многочисленные неферментативные процессы: экстракция образующихся растворимых веществ, образование меланоидинов, частичная коагуляция белков и др.Основными факторами, влияющими на выход экстракта и его состав, являются соотношение ферментсубстрат, продолжительность процесса, температура и рН затора.С увеличением концентрации затора ферментативные реакции замедляются. Поэтому концентрация затора обычно не превышает 16 %.

Влияние температуры при затирании обусловлено температурным оптимумом и термостабильностью ферментов. Так, при 63 °С образуется большое количество мальтозы и мало декстринов. С повышением же температуры до 70 °С гидролиз крахмала протекает быстрее, но вследствие инактивацииβ-амилазы накапливаются преимущественно декстрины.

Оптимум рН для действия ферментов зависит от температуры среды. Как правило, с повышением температуры повышается и рН-оптимум. Так, для совместного действия амилаз при температуре затора 65 °С  рН-оптимум составляет 5,6. С увеличением продолжительности затирания в сусле накапливаются низкомолекулярные продукты гидролиза крахмала и белков.

Фильтрование затора.Осахаренный затор представляет собой суспензию, состоящую из двух фаз: жидкой (пивное сусло) и твердой (пивная дробина). Цель фильтрования – отделить пивное сусло от дробины [3].

Фильтрование затора является процессом, при котором дробина берет на себя роль фильтрующего материала. Фильтрование затора подразделяется на две стадии: фильтрованиепервого (основного) суслаи выщелачивание дробины путем вымывания задержанных в ней экстрактивных веществ [4].

Наиболее распространенными являются периодические способы фильтрования с использованием фильтрационного аппарата или фильтр-пресса. Непрерывные способы фильтрования, центрифугирование, вакуум-фильтрование, автоматизация процесса по разным причинам пока не нашли широкого применения.

Для фильтрации затора используются заторно-фильтрационные и фильтрационные чаны, а также заторные пресс-фильтры.

Фильтрование первого сусла представляет собой в основном физический процесс. При выщелачивании дробины водой протекает конвективная диффузия, а также различные химические процессы, в том числе обменные реакции.

С понижением концентрации сусла его рН возрастает от 5,7 до 6,2. Это приводит к увеличению растворения кремниевой кислоты, полифенольных, дубильных, горьких и других веществ оболочки зернопродуктов. Это повышает цветность пива, что может служить причиной ухудшения его вкуса.

На скорость фильтрования влияют такие факторы, как: состав и высота фильтрующего слоя. При фильтровании на фильтр-аппаратефильтрующим слоем является слой дробины, образующийся при отстаивании затора. Солод хорошего растворения, имеющий рекомендуемый состав помола, дает рыхлый, легкопроницаемый слой.

На скорость фильтрования существенно влияет температура, которая должна быть не выше 78 оС во избежание инактивации фермента α-амилазы. Она завершает доосахаривание остатков крахмала. Кроме того, более высокая температура способствует увеличению растворимости продуктов гидролиза белка, полифенольных и других веществ, что влияет на стойкость пива.

Кипячение сусла с хмелем. Цель кипячения – стабилизация состава сусла и ароматизация его хмелем. Фильтрованное первое сусло и полученные после промывания дробины воды направляют в сусловарочный аппарат и подвергают кипячению с хмелем. По конструкции эти аппараты аналогичны заторным и представляют собой сварной цилиндрический резервуар с паровой рубашкой, сферическим днищем и крышкой, обеспечивающей интенсивную круговую циркуляцию кипящего сусла.

Для того, чтобы предохранить сусло от инфицирования и максимально продлить активность ферментов, его температуру в сусловарочном аппарате поддерживают в пределах  73-75 °С. Сюда же поступают и промывные воды. В конце набора проверяют полноту осахаривания пробой на йод. При отрицательной реакции в сусло добавляют 0,5 % вытяжки из следующего затора или ферментные препараты и выдерживают при температуре не выше 75 °С до полного осахаривания. Только длительное кипячение сусла позволит закрепить нужное соотношение отдельных фракций белковых веществ, свертывание некоторых неустойчивых белковых веществ в виде крупных хлопьев, которые в дальнейшем выпадут в осадок и приведут к осветлению сусла.

При кипячении с хмелем сусло упаривается до нужного содержания сухих веществ. Одновременно происходят  стерилизация сусла, стабилизация и ароматизация его состава горькими веществами хмеля, коагуляция (свертывание) некоторой части растворенных белков. Полностью инактивируются ферменты. Дубильные вещества хмеля, хорошо растворимые в воде, обладают способностью осаждать белки, в том числе и не осаждаемые дубильными веществами солода. Крупные хлопья свернувшегося белка оседают, захватывая частицы мути, сусло осветляется.

Наиболее интенсивно сусло кипятят в середине варки. В начале варки стараются избежать сильного вспенивания, а в конце – гарантировать хорошее образование хлопьев.

При кипячении хмеля в сусло переходит значительная часть его углеводов, белковых, горьких, дубильных, ароматических и минеральных веществ. Ароматизация сусла происходит в результате растворения в нем специфических составных частей хмеля и продуктов реакции меланоидинообразования.

На стадии варки сусла с хмелем происходит тепловая коагуляция (выпадение хлопьев) белка. Она проходит в два этапа. На первом происходит частичная дегидратация молекул белка, на втором - дегидратированные молекулы соединяются между собой и образовывают хлопья. Кипячение сусла с хмелем сопровождается снижением его вязкости и повышением цветности в результате реакции меланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля.

Охлаждение и осветление сусла. Целью охлаждения и осветления сусла является понижение его температуры, насыщение кислородом воздуха и осаждение взвешенных частиц. Сусло охлаждают до 5-9 ºС при низовом и до 14-16 ºС при верховом брожении. Начальная температура брожения зависит от принятой на заводе технологии сбраживания и от используемой расы дрожжей.

Охлаждение сусла проводят в две стадии. Первую стадию охлаждения по классической технологии осуществляют в отстойном чане. Она протекает медленно: сусло охлаждается водой с 95-100 ºС до 55-60 ºС за 2 ч. Во второй стадии, опасной с точки зрения инфицирования, сусло охлаждается быстро в теплообменнике. При использовании гидроциклонных аппаратов на первой стадии температура сусла снижается незначительно до 90-95 ºС за 20-40 мин. Вторая стадия охлаждения проходит в теплообменнике и длится 60-90 мин [1].

Сбраживание пивного сусла и дображивание пива. Спиртовое брожение – основной процесс превращения сусла в пиво. В зависимости от температурных условий и применяемых рас дрожжей различают верховое и низовое брожение.

Возбудителями броженияявляются дрожжи– одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. В производстве пива пивоварении используются эукариотные дрожжи верхового брожения Saccaromyces cerevisiae и низового брожения Saccaromyces carlsbergensis.

Сбраживание сусла проходит в две стадии: главное брожение и дображивание.

При главном брожении имеет место интенсивное сбраживание  большей части сахаров сусла; в результате образуется молодое (мутное) пиво, имеющее своеобразные вкус и аромат, еще непригодное к употреблению.Дображиваниехарактеризуется медленным сбраживанием оставшихся сахаров, осветлением, созреванием пива и насыщением его диоксидом углерода. При этом химический состав сусла существенно изменяется и оно превращается во вкусный ароматный напиток.

Во время главного брожения происходят биологические, биохимические и физико-химические процессы.К биологическим процессам относится размножение дрожжей. В пивном сусле содержатся все питательные вещества, необходимые для нормального размножения и развития дрожжей. Наиболее интенсивное размножение дрожжей происходит на начальной стадии главного брожения. Биомасса дрожжей увеличивается в 3-4 раза.

Основным биохимическим процессом при главном брожении является превращение сбраживаемых сахаров в этанол и диоксид углерода. Большая часть экстракта сусла состоит из углеводов, в состав которых входят (%): фруктоза – 1-3, глюкоза – 8-10, сахароза – 2-6, мальтоза – 38-50, мальтотриоза – 11-19, мальтотетраоза – 2-6, декстрины – 14-22. Из них сбраживаются глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза и мальтотриоза (примерно 75 %). Несбраживаемая часть экстракта представлена декстринами, белками и минеральными веществами.

Сбраживание сахаров происходит в определенной последовательности и обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. Быстрее всех сбраживаются фруктоза и глюкоза. Сахароза гидролизуется ферментом β-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые также потребляются дрожжами.Далее дрожжи начинают потреблять мальтозу, которая под действием мальтазы расщепляется на две молекулы глюкозы. Мальтоза почти полностью сбраживается при главном брожении.

Основными конечными продуктами спиртового брожения являяются этанол и диоксид углерода. Среди вторичных продуктов брожения в сусле находятся глицерин, уксусный альдегид, пировиноградная, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин (ацетилметилкарбонал), 2,3-бутиленгликоль и диацетил. Преобладающие кислоты – уксусная и янтарная, а также 2,3-бутиленгликоль и уксусный альдегид; в незначительных количествах –ацетоин и лимонная кислота.

Сопутствующим процессом является образование из аминокислот высших спиртов, которые оказывают большое влияние на вкус и аромат пива. Это побочные продукты брожения.

Сбраживание сусла сопровождается изменением рН. Начальное сусло при введении в него дрожжей имеет рН 5,3-5,6 (до 6,0), а молодое пиво – рН 4,2-4,6. Понижение рН происходит вследствие образования углекислоты и органических кислот, главным образом, янтарной и молочной. Наибольшее понижение рН происходит на третий день брожения.

Главное брожение.Процесс брожения зависит от ряда факторов: способа сбраживания, состава сусла, температуры брожения, величины бродильного аппарата, но наибольшее значение имеет штамм дрожжей, от которого зависят вкус и аромат готового пива. Наиболее пригодными считаются быстро сбраживающие дрожжи, которые обеспечивают хорошее осветление и мягкий чистый вкус пива.

Главное брожение протекает в несколько стадий. Они отличаются друг от друга и характеризуются изменением внешнего вида поверхности бродящего сусла, изменением температуры, понижением экстрактивности сусла и степенью осветления молодого пива.

Первая стадия брожения, характеризующаяся образованием на поверхности сусла нежно-белой пены, называется забелом. Через 15-20 ч после задачи дрожжей появляются первые признаки брожения. Становится заметным выделение углекислоты и появление нежно-белых пузырьков пены. Сначала пузырьки пены появляются по краям сусла. У стенок бродильного чана образуется валик белой пены. Затем постепенно вся поверхность сусла затягивается равномерным слоем белой пены. К концу первой стадии брожения в пене начинают появляться незначительные выделения хмелевых смол и белковых веществ. Экстрактивность сусла снижается с 0,2 до 0,5 % в сут.

Начальная стадия брожения продолжается 1-1,5 сут и характеризуется главным образом размножением дрожжей.

Вторая стадия брожения – это период низких завитков. Выделение пузырьков углекислоты становится более интенсивным, что обусловлено полноценностью питательной среды для дрожжевых клеток. Стадия характеризуется образованием густой, белой, компактной, поднимающейся пены, которая по внешнему виду представляет собой завитки красивой формы. Продолжительность стадии 2-3 сут. Экстрактивность сусла также понижается на 0,5-1,0 % в сут.

Третья стадия, называемая стадией высоких завитков, характеризуется наибольшей интенсивностью брожения. Спиртовое брожение сахаров приводит к повышению температуры сбраживаемой среды, так как при сбраживании 1 кг сахара выделяется 628 кДж тепла. В результате на 4 или 5 сутки пенообразование усиливается. Пена становится рыхлой, сильно поднимается вверх, и завитки достигают наибольшей величины. Поверхность пены приобретает характерный коричневый цвет. Убыль экстракта в сутки достигает 1-1,5 %. Стадия продолжается 3-4 сут.

Четвертая стадия – стадия опадания завитков – характеризуется постепенным опаданием пены, хлопьеобразованием дрожжей, исчезновением завитков, в результате чего поверхность сусла покрывается тонким слоем коричневой пены, называемой покрышкой или декой. Опадание завитков продолжается двое суток. Экстрактивность сбраживаемого сусла понижается на 0,5-0,2 % в сут. Оседание дрожжей приводит к прекращению брожения и осветлению пива. Процесс главного брожения считается законченным. Полученный к концу этой стадии продукт называют молодым пивом.

Дображиваниепива. Оно способствует окончательному формированию потребительских достоинств пива. Для этой операции молодое пиво перекачивают в герметично закрывающиеся металлические танки лагерного цеха, внутренняя поверхность которых покрыта специальным лаком.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь (происходит коагуляция хмелевых смол). Вкус пива становится мягче, нежнее. В результате дображивания остаточного экстракта несколько возрастает крепость пива и происходит его осветление. При дображивании и выдержке пива в основном протекают те же процессы, что и при главном брожении, но более медленно.

Цель дображивания – карбонизация пива, т.е. насыщение пива СО2 –  важнейшей составной частью пива, которая придает пиву приятный и освежающий вкус, способствует пенообразованию, предохраняет пиво от соприкосновения с кислородом воздуха, служит консервантом, подавляя развитие посторонних и вредных микроорганизмов. Молодое пиво после главного брожения содержит около 0,2 % растворенной углекислоты, а готовое пиво –  не менее 0,35-0,40 %. Дображивание пива проводят при температуре  0-2 °С в течение 11-100 сут в зависимости от сорта. Продолжительность дображиваниядля пива «Жигулевское» составляет 21 сут.

Осветление. Молодое пиво содержит дрожжевые клетки и взвешенные частицы белка, хмелевых смол, белково-дубильных соединений, липидов и минеральных веществ. Количество взвесей при дображивании увеличивается, так как в осадок выпадают вещества, которые были еще растворимыми при температуре главного брожения. При выдержке в лагерном отделении пиво осветляется за счет оседания дрожжей и удаления взвесей. Осветление происходит после окончания дображивания сахаров при стабилизации температуры. Дрожжевые клетки оседают, адсорбируя на своей поверхности взвешенные частицы. Крупные частицы опускаются на дно аппарата под действием силы тяжести.

Осветление пива осуществляется сепарированием и фильтрованием. Основным методом является фильтрование, при котором производится механическое и адсорбционное воздействие на пиво. Механическое воздействие заключается в отделении крупных частиц, размеры которых превышают размеры пор фильтрующей перегородки, а также в отделении мелких взвесей, проникших в поры, путем зацепления их за выступы и изгибы. Основная фракция взвесей пива – дрожжи отделяется механически [1].

Окончательное стерильное фильтрование (холодная фильтрация) осуществляетсяна пластинчатых фильтрах, где расходным материалом является фильтр-картон. Это необходимо для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении.

2 Патентная часть

Целью патентных исследований является:

- изучение способов производства светлого фильтрованного пива;

- анализ применяемости прогрессивных решений в курсовом проекте по сравнению с выявленными в процессе патентного поиска наиболее совершенными отечественными разработками.

Для проведения патентных исследований был определен следующий предмет поиска: «светлое пиво».

С учетом определенной выше рубрики поиск текущей патентной информации проводился по информационным электронным ресурсам базы данных ФИПС (http://www.fips.ru) (таблица 2.1) [11].

Таблица 2.1 – Список охранных документов

№ п/п

№ патента

Название патента

Страна

Дата введения в издании

1

2

3

4

5

1

2492218

Способ производства светлого пива

RU

10.09.2013

2

2441064

Способ производства светлого пива «наBEERлин»

RU

27.01.2012

3

2424286

Способ получения светлого пива

RU

20.07.2011

4

2425145

Способ производства ароматизированного светлого пива

RU

27.07.2011

5

2424293

Способ выработки ароматизированного светлого пива

RU

20.07.2011

6

2324728

Способ производства светлого пива « Ипатовскоеоригинальное»

RU

20.05.2008

7

2186840

Способ производства светлого пива « Балтика светлое №1»

RU

10.08.2002

продолжение таблицы 2.1

1

2

3

4

5

8

2189387

Способ производства светлого пива «Арсенальное легкое №1»

RU

20.09.2002

9

2425128

Способ получения ароматизированного светлого пива

RU

27.07.2011

10

2185428

Способ производства светлого пива «Балтика классическое №3»

RU

20.07.2002

11

2424285

Способ производства светлого пива

RU

20.07.2011

12

2398865

Способ приготовления ароматизированного светлого пива

RU

10.09.2010

13

2188855

Способ производства светлого пива

«Балтика экспертное №7»

RU

10.09.2002

14

2425101

Способ производства ароматизированного светлого пива

RU

27.07.2011

15

2385919

Способ выработки светлого пива

RU

10.04.2010

16

2236444

Способ производства светлого пива

RU

20.09.2004

17

2383600

Способ производства светлого пива

RU

10.03.2010

18

2383599

Способ производства светлого пива

RU

10.03.2010

19

2424288

Способ получения ароматизированного светлого пива

RU

20.07.2011

20

2383597

Способ производства ароматизированного светлого пива

RU

10.03.2010

1. (21), (22) Заявка: 2011137507/10, 13.09.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:13.09.2011

(22) Дата подачи заявки: 13.09.2011

(43) Дата публикации заявки: 20.03.2013

(45) Опубликовано: 10.09.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2070569 C1, 20.12.1996. RU 2101339 C1, 10.01.1998. RU 2129146 C1, 20.04.1999. RU 2147314 C1, 10.01.2000. RU 94021139 A1, 20.04.1996.

(72) Авторы: Хныкин Андрей Михайлович, Петров Роман Алексеевич, Иванова Ольга Константиновна.

(73) Патентообладатель: ООО "Научно Технический Центр Солодовые напитки"

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВЕТЛОГО ПИВА

(57) Реферат:

При получении пивного сусла используют светлый ячменный солод с амилолитической активностью ферментов не ниже 250 ед/г и рис в качестве несоложеного сырья в количестве до 30% от массы общей засыпи. Затирание зернопродуктов осуществляют настойным способом в одном заторном аппарате в две стадии. На первой стадии процесс ведут при отношении риса к солоду 2:1 по следующему температурному режиму: при 62-64 °C – 20 мин, при 72-74 °C – 20 мин, при 94-96 °C – 30-40 мин. На второй стадии охлаждают затор до температуры 52-54 °C добавлением холодной воды, засыпают оставшуюся часть ячменного солода и проводят затирание всей массы по следующему режиму: 52-54 °C – 20 мин, при 62-64 °C – 40-50 мин, 72-74°C – до полного осахаривания, 78-80°C – 5-10 мин. Затор фильтруют и кипятят полученное сусло с хмелем. Главное брожение ведут при температуре 12-14 °C до содержания видимого экстракта 4-4,2 % с последующим охлаждением до 4-6 °C, а дображивание пива осуществляют в течение 14-20 сут. Изобретение позволяет сократить технологический процесс и повысить экстрактивность и содержание этилового спирта [11].

2. (21), (22) Заявка: 2006105904/13, 28.02.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 28.02.2006

(43) Дата публикации заявки: 10.09.2007

(45) Опубликовано: 20.05.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2122015 C1, 20.11.1998. US 4971808 А, 20.11.1990. GB 1259522, А, 05.01.1979.

72) Автор: Харин Михаил Николаевич

(73) Патентообладатель:Харин Михаил Николаевич

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВАСВЕТЛОГО  «ИПАТОВСКОЕ

ОРИГИНАЛЬНОЕ»

(57) Реферат:

Изобретение касается пивоварения. Способ производства светлого пива предусматривает получение начального сусла с массовой долей сухих веществ 14%, для которого в процессе затирания двухотварочным методом берут солод ячменный пивоваренный светлый, рис, сахар и воду, фильтрование сусла, кипячение его с трехстадийным введением хмелепродуктов, охлаждение, сбраживание охмеленного сусла дрожжами низового брожения, дображивание и созревание молодого пива, осветление, карбонизацию и розлив. Для приготовления сусла берут 89 % солода пивоваренного ячменного, 10 % крупы рисовой и 1 % сахара. Затирание ведут при начальной температуре затирания первой части – 40-44 °С и начальной температуре после объединения отварки с основным затором – 50-54 °С. Введение хмелепродуктов проводят из расчета горьких веществ 1,33-1,7 г/дал горячего сусла: первую порцию 70 % вносят через 10 минут с начала кипячения сусла, вторую 20 % за 30 мин до конца кипячения и третью порцию 10 % за 5 минут до конца кипячения при продолжительности кипячения 1,5-2 ч. Воду для затора обрабатывают стадийно: на первой стадии с помощью чулочного фильтра на 60 мкн, затем очистку проводят через элементы на 20, 10 и 5 мкн соответственно. В процессе затирания используют ферменты: термостабильную α-амилазу, термостабильную β-глюконазу и нейтральную протеиназу. После окончания кипячения сусла с хмелем проводят адсорбцию полифенольных и белковых веществ в сусле при помощи гидрозоля кремниевой кислоты. Это позволяет получить пиво с повышенными органолептическими показателями.

3. (21), (22) Заявка: 2000132276/13, 22.12.2000

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 22.12.2000

(45) Опубликовано: 10.08.2002

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2101339 C1, 10.01.1998. GB 1259522, 05.01.1972. RU 2129595, 27.04.1999. RU 2103341 C1, 27.01.1998. БУЛГАКОВ Н. Вкус, аромат и стойкость пива. - М.:ЦИНТИПИЩЕПРОМ, 1962, с.3-9.

(71) Заявитель(и): Открытое акционерное общество "Пивоваренная компания "Балтика"

(72) Автор(ы):Боллоев Т.К.,Тлехурай А.А.,Дедегкаев А.Т.

(73) Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Пивоваренная компания «Балтика».

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СВЕТЛОГО ПИВА « БАЛТИКА СВЕТЛОЕ №1»

(57) Реферат:

Изобретение касается пивоварения, в частности способа производства пива «Балтика светлое 1». Способ включает получение сусла, для которого в процессе затирания берут солод ячменный пивоваренный светлый. Последующее фильтрование сусла, кипячение его с хмелепродуктами, охлаждение, сбраживание охмеленного сусла дрожжами низового брожения, дображивание и созревание молодого пива, осветление, карбонизацию и розлив. Для получения сусла с массовой долей сухих веществ 11,0±0,3 % затирание солода осуществляют настойным или одноотварочным методом. Кипячение сусла с хмелем ведут в течение 1,0-1,25 ч, хмелепродукты в виде хмеля горького гранулированного задают единовременно на начало кипячения. Перед охлаждением охмеленного сусла его направляют на осветление в гидроциклонные аппараты. Охлажденное и охмеленное сусло аэрируют стерильным воздухом и передают на брожение. Сбраживание ведут при норме задачи дрожжей 0,3-0,7 кг/гл охлажденного сусла до 10-13 oС сусла в цилиндроконических танках, имеющих рубашки для обеспечения охлаждения пива при температуре 12-16 oС до достижения конечной видимой степени сбраживания в течение 3-6 сут. Дображивание и созревание молодого пива ведут в течение 2-5 сут, затем сброженное созревшее пиво охлаждают в течение 2-3 сут до температуры -2 - +3oС, после чего охлажденное пиво хранят не менее 1 сут. Осветление пива осуществляют в несколько стадий, одной из которых является осветление на сепараторах с последующим глубоким охлаждением до -1 – -3oС. Вторую стадию осветления проводят фильтрованием через слой кизельгура, закрепленный на опорном картоне или металлических сетках. В поток профильтрованного через слой кизельгура пива дозируют стабилизаторы белково-коллоидной стойкости и/или экстракт хмеля, после чего осветленное пиво дополнительно фильтруют через осветляющий обеспложивающий картон. Готовое пиво перед розливом хранят при температуре 1-2oС. Изобретение позволяет расширить ассортимент сортов пива, ярко отличаемых от ряда существующих, сокращением сроков производства и, как следствие этого, получить пиво с более высоким биологическим потенциалом, более живое пиво.

          4. (21), (22) Заявка: 2010110272/10, 18.03.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 18.03.2010

(22) Дата подачи заявки: 18.03.2010

(45) Опубликовано:27.07.2011

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ДАХУЕНОН Э. Разработка технологии пива с использованием в качестве несоложеного сырья клубней культур, произрастающих в республике Бенин. 115583, Москва, ул. Генерала Белова, 55, кв.247, О.И. Квасенкову.

(72) Автор: Квасенков Олег Иванович

(73) Патентообладатель: Квасенков Олег Иванович

54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЗИРОВАННГО СВЕТЛОГО ПИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии пивоварения. Способ предусматривает смешивание мяты перечной и хмеля и экстрагирование полученной смеси жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, резку и сушку в поле СВЧ при заданных параметрах процесса скорцонера, смешивание скорцонера и солода, пропитку полученной смеси отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления до значения, соответствующего давлению насыщенных паров азота при температуре пропитки, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, еекриоизмельчение в среде выделившегося азота, заливку питьевой водой и осахаривание с получением сусла, внесение в него пивных дрожжей, сбраживание и фильтрование с получением целевого продукта. Изобретение позволяет сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта [11].

5.(21), (22) Заявка: 2010109326/10, 15.03.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 15.03.2010

(22) Дата подачи заявки: 15.03.2010

(45) Опубликовано: 20.07.2011

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: ДАХУЕНОН Э. Разработка технологии пива с использованием в качестве несоложеного сырья клубней культур, произрастающих в республике Бенин. Автореферат дис. к.т.н. - М.: МГАПП, 1995, с.13-19. RU 2319737 С1, 20.03.2008. RU 2149894 С1, 27.05.2000. RU 2318015 С1, 27.02.2008.

(72) Автор: Квасенков Олег Иванович

(73) Патентообладатель: Квасенков Олег Иванович

(54) СПОСОБ ВЫРАБОТКИ СВЕТЛОГО ПИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии пивоварения. Способ предусматривает экстрагирование хмеля жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, резку и сушку в поле СВЧ при заданных параметрах процесса корня одуванчика, смешивание корня одуванчика и солода, пропитку полученной смеси отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления до значения, соответствующего давлению насыщенных паров азота при температуре пропитки, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, ее криоизмельчение в среде выделившегося азота, заливку питьевой водой и осахаривание с получением сусла, внесение в него пивных дрожжей, сбраживание и фильтрование с получением целевого продукта. Изобретение позволяет сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта [11].

          6. (21), (22) Заявка: 2009115604/12, 27.04.2009

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 27.04.2009

(45) Опубликовано: 10.04.2010

(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2319737 C1, 20.03.2008. RU 2130052 C1, 10.05.1999. RU 2283861 C1, 20.09.2006.

(72) Авторы: Квасенков Олег Иванович, Троянова Татьяна Леонидовна.

(73) Патентообладатель: Квасенков Олег Иванович.

(54) СПОСОБ ВЫРАБОТКИ СВЕТЛОГО ПИВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии пивоварения. Способ предусматривает экстрагирование хмеля жидким азотом с отделением соответствующей мисцеллы, резку и сушку в поле СВЧ при заданных параметрах процесса якона, смешивание якона и солода, пропитку полученной смеси отделенной мисцеллой с одновременным повышением давления, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием смеси, ее криоизмельчение в среде выделившегося азота, заливку питьевой водой и осахаривание с получением сусла, внесение в него пивных дрожжей, сбраживание и фильтрование с получением целевого продукта. Способ позволяет сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта [11].

Вывод. По результатам проведенных патентных исследований можно сделать вывод, что данная тема разработана хорошо. Изучались патенты за последние 10 лет. Большинство из них касаются производству ароматизированного светлого пива и способам выработки светлого пива. Изобретения позволяют: расширить ассортимент сортов пива, ярко отличаемых от ряда существующих, сокращением сроков производства и, как следствие этого, получить пиво с более высоким биологическим потенциалом, более живое; сократить продолжительность технологического процесса и повысить стойкость пены целевого продукта; получить пиво с повышенными органолептическими показателями.

3 Характеристика сырья и готовой продукции

3.1 Требования к основному сырью и вспомогательным материалам

Для приготовления светлого пива «Жигулевское» используютсяследущее сырье: ячменный светлый солод, вода, хмель, дрожжи.

Солод. Основным сырьем для производства пива «Жигулевское» светлое является ячменный светлыйпивоваренный солод. Солод должен соответствовать требованиям ГОСТ 29294-92 [15].

По органолептическим показателям светлый должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Органолептические показатели солода

Наименование показателя

Характеристики светлого солода

Внешний вид

Однородная зерновая масса, не содержащая плесневелых зерен и зерновых вредителей

Цвет

От светло желтого до желтого. Не допускаются тона зеленоватые и темные, обусловленные плесенью

Запах

Солодовый, более концентрированный у темного солода. Не допускаются кислый, запах плесени и др.

Вкус

Солодовый, сладковатый.

Не допускается посторонний привкус

По физико-химическим показателям солод должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Физико-химические показатели солода

Наименование       

Норма для типов солода

показателя

Светлого

Высокого качества

I класса

II класса

1

2

3

4

Проход через сито (2,2x20) мм, %,

не более

3,0

5,0

8,0

Массовая доля сорной примеси, %,

не более

Не допускается

0,3

0,5

Количество зерен, % мучнистых, не менее

85,0

80,0

80,0

стекловидных, не более

3,0

5,0

10,0

темных, не более

Не допускается

Не до-пускается

4,0

Массовая доля влаги (влажность), %, не более

4,5

5,0

6,0

Массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола, %,  не менее

79,0

78,0

76,0

Разница массовых долей экстрактов в сухом веществе солода тонкого и грубого помолов, %

Не более 1,5

1,6-2,5

Не более 4,0

Массовая доля белковых веществ в сухом веществе солода, %, не более

11,5

11,5

12,0

продолжение таблицы 3.2

1

2

3

5

Отношение массовой доли растворимого белка к массовой доле белковых веществ в сухом веществе солода (число Кольбаха), %

39-41

-

-

Продолжительность осахаривания, мин, не более

15

20

25

Цвет, см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 воды,  не более

0,18

0,20

0,40

Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 сусла

0,9-1,1

0,9-1,2

0,9-1,3

Прозрачность (визуально)

Прозрачное

Прозрачное

Допускается небольшая опалесценция

Важнейшим показателем качества солода является его поведение в процессе затирания и способность максимально расщеплять содержащиеся вещества. Солод оценивают тем выше, чем больше у него экстрактивности. При этом хорошую оценку дают при достаточном растворении солода.

Важным показателем, характеризующим качество солода, являетсяосахаривающая способность. Этот показатель выражается временем в минутах, которое требуется для полного осахаривания затора при 70 °С, считая с момента достижения этой температуры. При этом под осахариванием, по-видимому, понимается способность ферментов дробленых зерен ячменя расщеплять содержащийся в тех же зернах крахмал. Продолжительность осахаривания не должна превышать 25 мин.

Вода. Для производства пива вода должна удовлетворять  требованиям ГОСТа на питьевую воду. Качество воды, ее ионный состав оказывают большое влияние на формирование органолептических показателей пива. Технологическая вода должна отвечать всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, без запаха. Общая жесткость воды для производства пива должна быть в пределах 2-4 мг·экв/ дм3 (допускается не более 5•6 мг-экв/ дм3) и рН 6,8-7,3, окисляемость не выше 2 мг/дм3 и сухой остаток не более 600 мг/дм3.

Для светлого пива требуется очень мягкая вода общей жесткостью до 1-1,5 мг·экв/дм3. Содержание в воде ионов калия, натрия, сульфатов, хлоридов и других катионов и анионов не должно превышать их пороговых концентраций, т.е. тех минимальных количеств, при которых становится ощутимым их влияние на вкус.

Ионный состав воды не должен повышать рН производственных сред, в которых протекают биологические процессы. Для характеристики этого свойства воды надежным критерием является отношение ионов кальция к общей щелочности воды, которое должно быть не ниже 1. Соотношение ионов кальция и магния – 1:1-3:1.

Вода должна быть безопасна в экологическом отношении и безвредна по химическому составу.  По показателям безопасности должен соответствовать требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 [22].

Хмель прессованный. При производстве пива используется хмель, который должен отвечать требованиям ГОСТ 21947-76 [20].

Согласно ГОСТ 21947 – 76, хмель, поступающий на завод, должен содержать в пересчете на абсолютно сухое вещество α-кислоты не менее 2,5 %, золы не более 14 %, иметь влажность не выше 13 и не ниже 11 %. Массовая доля альфа-кислот, в пересчете на абсолютно сухое вещество 35 %.Массовая доля семян 4 %. Цвет должен быть желтовато-зеленый, зеленовато-желтый, желтый с коричневыми пятнами, бурый. Шишки могут быть с покрасневшими кончиками лепестков.

Не допускается хмель с прелым, затхлым, сырным, дымным, валериановым или другим посторонним запахом, не свойственным хмелю пораженный плесенью, при массовом поражении шишек хмеля вредителями и болезнями, с содержанием посторонних (нехмелевых) примесей.

3.2 Требования к готовой продукции

Требования к качеству пива изложены в ГОСТ Р 51174 – 2009 [12].

 Качество пива оценивают по органолептическим и физико-химическим показателям.

По органолептическим показателям пиво должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Органолептические показатели светлого пива

Показатель

Характеристика показателя

Прозрачность

Прозрачная пенящаяся жидкость без осадка и посторонних включений, не свойственных пиву. В процессе хранения допускается появление частиц белково-дубильных соединений

Аромат

Чистый, сброженный солодовый, с хмелевым ароматом, без посторонних запахов

Вкус

Чистый, сброженный солодовый, с хмелевой горечью, без посторонних привкусов

По физико-химическим показателям пиво должно соответствовать указанным требованиям:

-  экстрактивность начального сусла (от 8 до 23 %);

-  объемная доля спирта (от 2,8 до 8,2 %);

-  кислотность (от 1,0 до 5,0 единиц кислотности);

-  цвет (от 0,4 до 1,5 единиц цветности);

-  массовая доля двуокиси углерода (не менее 0,33 %);

-  высота пенообразования (не менее 30 мм);

-  пеностойкость (не менее 2 мин);

-  стойкость пива – 30 сут;

-  энергетическая ценность (на 100г пива не менее 30-80 ккал);

-  содержание углеводов (на 100г пива не более 3,5-7,8 г углеводов).

Маркировка.

Потребительскую тару с пивом (стеклянные бутылки) маркируют по ГОСТ Р 51074 с нанесением следующей информации:

- наименование пива и его тип;

- наименование и местонахождение изготовителя (юридический адрес, включая страну, и, при несовпадении с юридическим адресом, адрес(а) производств (а)) и организации в Российской Федерации, уполномоченной изготовителем на принятие претензий от потребителей на ее территории (при ее наличии);

- товарный знак изготовителя (при его наличии);

- объемная доля этилового спирта («спирт % об»);

- информация о соответствии содержания вредных для здоровья веществ в пиве требованиям, установленным законодательными актами Российской Федерации, и о противопоказаниях к его применению;

- информация о вреде употребления алкогольной продукции для здоровья;

- содержание этилового спирта в 100 мл пива и в объеме потребительской тары;

- штриховой код продукта (при наличии);

- дата розлива;

- срок годности;

- состав основного сырья, использованного при изготовлении пива;

- условия хранения;

- объем;

- пищевая ценность;

- информация о подтверждении соответствия;

- обозначение настоящего стандарта, по которому изготовлено и может быть идентифицировано пиво.

Хранение.

Срок годности пива конкретного наименования, а также правила и условия хранения и транспортирования пива в течение срока годности устанавливает изготовитель в технологической инструкции на пиво конкретного наименования.

Пиво, доставленное в транспортных средствах, хранят под давлением двуокиси углерода в изотермических резервуарах при температуре 2-5 °С.

4 Описание аппаратурно-технологической схемы

Блок-схема основных технологических процессов производства светлого пива представлена на рисунке 4.1.

1. Приемка солода и закладка на хранение

Солод

светлый

    Солод светлый

2. Подработка солода ( полировка, очистка от металл.примесей)

         Отходы, примеси
                                                                   Солод светлый

3. Дробление солода


  Дробленый солод     

4. Приготовление  затора

Вода, пар
                                                                  Затор

5. Фильтрование затора

Пивная дробина
                                                                  Сусло                   Конденсат

6. Кипячение сусла с хмелем

     Хмель

Прессованный,

пар                                                            Охмеленное сусло

7. Отделение сусла от хмелевой дробины

Хмелевая дробина
                                                                 Сусло

8. Охлаждение и осветление  сусла

Ледяная вода            Осадок
                                                                  Охлажденное сусло

9. Главное брожение сусла

Дрожжи, вода

питьевая           Молодое пиво

                                                                 Молодое пиво

10. Дображивание пива

                         Созревшее пиво      

11. Фильтрование и осветление пива

                                                             Осветленное пиво

12. Пастеризация пива

   Отработанная

    вода
                                     Пастеризованное пиво

13.Карбонизация пива

                                                             Карбонизированное пиво

14. Отгрузка в сборник готового пива

                                      Готовое пиво на розлив

Рисунок 4.1 –Блок-схема основных технологических процессов производства светлого пива

Светлый ячменный солод (1) выгружают из автотранспорта в приемный бункер (ПБ), из которого он транспортируется норией (Н1) через автоматические весы (АВ1) в распределительные шнековые конвейеры (ШК1), обеспечивающие загрузку сырья в силосы (С).

Отлежавшийся солод (2) выгружают из силоса (С) на ленточный конвейер (ЛК1). С последнего солод с помощью нории (Н2) и шнекового конвейера (ШК2) загружают в бункер суточного запаса(БСЗ).

Из бункера (БСЗ) солод (2) через магнитный сепаратор  М и  автоматические весы  (АВ2) падают в полировочную машину (ПМ) для очистки от пыли и остатков ростков. После этого солод измельчают в вальцовой дробилке (Д)и накапливают в бункере (БДС). Перерабатывают солод настойным способом затирания. Для этого дробленныйсолод (7) при помощи нории (Н3) и шнекового конвейера (ШК3) подается в затирочный чан (ЗЧ).  

Сначала затор нагревают до 40оСи выдерживают при этой температуре 30 мин, постепенно нагревают от  данной температуры до 70 оС со скоростью 1 °С/мин и выдерживается  30 мин.

После этого затор подогревают до 77 °С и перекачивают насосом (НА1) в фильтрационный чан (ФЧ). Затор при фильтровании разделяют на две фракции: жидкую (пивное сусло) и твердую фазу (дробину). В фильтрационном аппарате (ФЧ) сусло отделяется через твердую фазу затора.

Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины водой с целью извлечения экстрактивных веществ. Первые порции фильтрата получаются мутными, его насосом (НА2) перекачивают обратно в фильтрационный чан. Фильтрование первого сусла продолжается 1-1,5 ч.  В дальнейшем на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц (высота 35 см), через которые фильтруется затор, и получается прозрачное сусло. Его направляют в сусловарочный аппарат (СА).

 После фильтрования первого сусла в дробине остается еще 30 % сусла; для его извлечения дробину промывают водой (8), которую нагнетают насосом (НА3) из сборника (СВ). При этом применяют разрыхлитель и ороситель. Ножи разрыхлителя разрезают дробину, а вода, поступающая из оросителя, равномерно растекается по дробине и вымывает оставшийся в ней экстракт. Воду подают при работе разрыхлителя до появления ее над поверхностью дробины. При фильтровании необходимо следить за тем, чтобы вода покрывала дробину, и температура ее была не ниже 75 °С и не выше 80 °С.

После спуска последней промывной воды дробину (16) с минимальным содержанием экстракта выгружают из фильтрационного чана в специальный бункер.

 Отфильтрованное сусло и промывные воды собирают в сусловарочный аппарат (СА), где и кипятят с хмелем. С момента, когда поступающее из фильтрационного чана сусло покроет дно сусловарочного котла, и до конца поступления промывных вод температуру жидкости поддерживают на уровне 75-78 °С.

Хмельподается из сборника (СХ). Хмель дозируют в сусло в два приема, вторую порцию - незадолго до конца кипячения. Длительность кипячения 1,5-2 ч.

Горячее охмеленное (15) сусло спускают в хмелеотделитель (Х), где вываренные хмелевые лепестки задерживаются, а сусло перекачивается в сборник горячего сусла (СС). Затем насосом (НА6) направляется в сепаратор-осветлитель (СО). После этого сусло перекачивается в  пластинчатый теплообменник (Т), для  охлаждения до начальной температуры брожения: до 6...7 °С.Охлажденное сусло (23) сливают в бродильный аппарат (БА) вместе с дрожжами из сборника (СД). Брожение длится 7 суток при температуре 7 °С. Полученное при этом молодое (26) пиво из аппарата (БА)  насосом (НА8) перекачивают в лагерный  танк (ЛТ)  для дображивания. Дображивание пива проводят при температуре 1-2 °С. Продолжительность дображивания 21 сут.

По окончании дображивания пиво насосом (НА9) нагнетается в сепаратор-осветлитель (СП) и фильтр-пресс (ФП), где оно освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Осветленное пивопоступает в пастеризационно-охладительную установку (ПУ),  пастеризация происходит при температуре 75°С с выдержкой 30  минут. Далее пастеризованное пиво (34) направляется вкарбонизатор(К), где насыщается диоксидом углерода. После этого пиво загружается в сборник готового пива(СГП), оттуда подается в цех розлива.

5 Материальный баланс производства

Процесс производства пива начинается с операции приемка солода и закладки его на хранение (таблица 5.1). При  расчете материального баланса исходно сырья (солод светлый ячменный) взяли 1000 кг.

Данные о потерях сырья в процессе производства пива были взяты из литературного источника [9].

Таблица 5.1 – Приемка солода и закладка на хранение

Приход

кг

%

  Расход

кг

%

Солод светлый ячменный

1000

100

Солод светлый ячменный

Потери

999,9

0,1

99,99

0,01

Итого

1000

100

Итого

1000

100

Потери солода при полировке и очистке составляют 0,5 % от всей массы солода, отсюда вычисляем количество солода с учетом потерь (таблица 5.2).

Таблица 5.2 – Полировка и очистка солода

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Солод светлый ячменный

999,9

100

Солод очищенный

Потери

994,9

5

99,5

0,5

Итого

999,9

100

Итого

999,9

100

Материальный баланс стадии дробления солода приведен в таблице 5.3.

Таблица 5.3 – Дробление солода

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Солод светлый ячменный

994,9

100

Солоддробленый, размеры частиц 2-3 мм.

Потери

989,9

5

99,5

0,5

Итого

994,9

100

Итого

994,9

100

Материальный баланс стадии приготовления затора указан в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Приготовление затора

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Солод  дробленый

Вода питьевая

989,9

4316

18,7

81,3

Затор

Потери

5279,5

26,5

97

0,5

Итого

5306

100

Итого

5306

100

Объем воды (в л на 100 кг солода), необходимой для приготовления затора, можно определить по формуле:

                                            V = E*(100 – B)/B,

где Е – экстрактивность сусла, %;

     В – желаемая концентрация первого сусла,%.

V= 74*(100 – 15)/15 = 436 л.

В пересчете на 989,9 кг солода объем воды будет равен:

Vн = 989,9*436/100 = 4316 л.

Материальный баланс стадии фильтрования затора указано в таблице 5.5.

Таблица 5.5 – Фильтрование затора

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Затор

Вода питьевая

5279,5

1881,3

73,8

26,2

Сусло с массовой долей сухих веществ 5,4 %

Пивная дробина

Потери

5404,8

1738,7

17,3

75,4

24,4

0,2

Итого

7160,8

100

Итого

7160,8

100

Масса сусла определяется по формуле:
                                                 m = Эс *100/е,

где  Эс – масса экстрактивных веществ в сусле, т. е. экстракт сусла, кг;
       е – массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %.
        Для определения массы сусла необходимо знать массу сухих веществ в солоде, массу экстрактивных веществ в солоде, потери экстракта в дробине.

 Масса сухих веществ в солоде определяется по формуле:

                                        m c в = m п c * ( 100-W)/100,
где m пc – масса полированного солода;
      mcв масса сухих веществ в солоде ;
      W– влажность солода, %.

c в = 989,9* (100-5,4)/100 = 936,4 кг.

Зная массусухих веществ в солоде, находим массу  экстрактивных веществ в солоде, при экстрактивности солода Э = 74 %, по следующей формуле:

э в = m с в * Э/100.

 эв = 936,4*74/100=692,9 кг.

Находим потери экстракта э = 1,75 %) в дробине к массе зернопродуктов или массе сухих веществ, остающихся в дробине, кг:

nэ =989,9*1,75/100=17,3 кг.

В сусло перейдет следующее количество экстрактивных веществ:

Эс = 692,9-17,3 =675,6 кг.

Находим масса сухих веществ в оставшейся дробине:

c в вдр = m c в – Эс = 936,4 - 675,6 = 260,8 кг.

Согласно расчетам, в сусло переходит экстрактивных веществ 675,6 кг

Находим массу сусла:

= 675,6 *100/12,5 = 5404,8 кг.

Находим  Массу пивной дробины:

Мдр= mсв в др*100 /100 – Wдр,

где  Wдр - влажность горячей дробины 85%.

Мдр = 260,8*100/100-85 = 1738,7 кг.

 

Материальный баланс стадии кипячения сусла с хмелем указан в таблице 5.6.

Таблица 5.6 – Кипячение сусла с хмелем

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Сусло с массовой долей сухих веществ 5,4 %

Хмель прессованный

5404,8

10,26

99,81

0,19

Охмеленное сусло

Потери

5251,9

162

97

3

Итого

5414,26

100

Итого

5414,26

100

 

Количество задаваемого солода исчисляется из расчета 20 г на 1 Дал сусла.

Материальный баланс стадии отделения сусла от хмелевой дробины представлен в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Отделение сусла от хмелевой дробины

Приход

кг

%

Расход

кг

%

Охмеленное сусло

5251,9

100

Охмеленное сусло

Потери,

в том числе хмелевой дробины, влажность 85 %.

4832,5

315,1

104,3

92

6

2

Итого

5251,9

100

Итого

5251,9

100

Объем сусла V при 20ºС определяется по формуле: 
                                                       V= mc/d*10,

где d – относительная плотность сусла при 20ºС;

     10 – коэффициент перевода из л в Дал.

V= 4832,5 /1,0526*10= 459,1 Дал.

Коэффициент V расширения при нагревании сусла от 70 до 100 ºС равен 1,04. С учетом этого V горячего сусла:
                                    Vгс = 459,1 Дал*1,04 = 477,46  Дал.

Материальный баланс стадии Осветления сусло приведен в таблице 5.8.
Таблица 5.8 – Осветление сусла

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Очищенное сусло

477,46

100

Осветленное сусло

Потери

476,06

1,4

99,7

0,3

Итого

477,46

100

Итого

5251,9

100

Проценты потерь были взяты из источника [9].

В таблице 5.9 приведен расчет материального баланса операции охлаждения сусла.

Таблица 5.9 – Охлаждение сусла

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Осветленное сусло

476,06

100

Охлажденное сусло, 7 ºС

Потери

457,06

19

96

4

Итого

476,06

100

Итого

476,06

100

Расчет материального баланса операции главного брожения приведен в таблице 5.10.

Таблица 5.10 – Главное брожение

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Охлажденное сусло, 7ºС

Жидкие дрожжи

457,06

2,3

84,4

10,6

Молодое пиво

Потери

446,5

10,56

97,7

0,3

Итого

459,36

100

Итого

459,36

100

Количество вносимых дрожжей рассчитывается из расчета 0,5 л  на 10 Дал сбраживаемого сусла [9].

 Материальный баланс стадии дображивания пива представлен в таблице 5.11.

Таблица 5.11 – Дображивание пива

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Молодое пиво

446,5

100

Созревшее пиво

Потери (отстой)

444,2

2,2

99,51

0,49

Итого

446,5

100

Итого

446,5

100

На 100 л пива выходит 0,5 л отстоя, отсюда вычисляем количество отстоя на 446,5 Дал пива.

Материальный баланс стадии осветления и фильтрования  пива представлен в таблице 5.12.

Таблица 5.12 – Осветление и фильтрование пива

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Созревшее пиво

444,2

100

Осветленное и фильтрованное пиво

Потери

437,1

7,1

98,4

1,6

Итого

444,2

100

Итого

444,2

100

 Материальный баланс стадии пастеризации пива приведен в таблице 5.13.

Таблица 5.13 – Пастеризация пива

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Осветленное и фильтрованное пиво

437,1

100

Пастеризованное пиво

Потери

435

2,1

99,5

0,5

Итого

437,1

100

Итого

437,1

100

Материальный баланс стадии карбонизации пива представлен в таблице 5.14.

Таблица 5.14 – Карбонизация пива

Приход

Дал

%

Расход

Дал

%

Пастеризованное пиво

435

100

Пастеризованное пиво

Потери

434,9

0,09

99,5

0,02

Итого

435

100

Итого

435

100

6 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования

Перечень основного технологического оборудования для производства пива приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1  – Перечень основного оборудования

Наименование

Количество

Тип марки

Производительность

Силос для хранения

3

СКС 3*60

420000 кг

Нория

2

I-25\10

20000 кг/ч

Полировочная машина

1

СП-54

2000 кг/ч

Магнитный сепаратор

1

У1-БМП

11000 кг/ч

Солододробилка

1

AG Malt

6000 кг/ч

Заторный аппарат

1

ВКЗ-5  

33 м3

Фильтр-чан

1

«Ziemann»

5000 л/ч

Сусловарочный котел

1

ВСЦ-1,5

9,75 м3

Хмелеотделитель

1

-

10000 кг/ч

Сепаратор  сусла

1

Ж5-ВСС-2

16000 л/ч

Теплообменник

1

АОЗ-У6

6000 л/ч

Бродильный аппарат

1

Б-604

8,0 м3

Сборник дрожжей

1

-

4 м3

Лагерный танк

1

-

10 м3

Сепаратор-осветлитель

1

ВСП

4500 л/ч

Фильтр-пресс

1

«Фруктонад»

12м3

Пастеризатор

1

ВГ-6,0-ПОУ

6000 л/ч

Карбонизатор

1

«Фруктонад»

10000л/ч

Сборник

готовогопива

1

-

10 м3

Полировочная машина

Отлежавшийся солод содержит остатки ростков пыль, волокна, и другие примеси. Для их отделения используют солодополировочную машину (рисунок 6.1). Состоит из трех основных элементов: наклонных плоских сит 1, щеточного барабана 2 и центробежного вентилятора 3. Очищаемый солод непрерывным потоком сыплется на колеблющиеся сита; сходом с верхнего сита идут крупные примеси, сходом с нижнего сита - солод, а проходом сквозь нижнее сито - мелкие примеси. Пыль из ситовой коробки отсасывается вентилятором посредством трубы 4. Очищенный на ситах солод сыплется на быстро вращающийся щеточный барабан 2 и многократно отбрасывается последним на волнистую деку 5. Под действием ударов и трения поверхность зерен солода очищается от загрязнений, солод полируется.

Рисунок 6.1 – Солодополировочная машина

Технические характеристики полировочной машины приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Технические характеристики солодополировочной машины

Производительность, кг\ч

Мощность, л.с.

Число оборотов, об./мин

Габариты, мм

Масса, кг

длина

ширина

высота

2000

2,25

400

1515

935

2015

600

              Магнитный сепаратор У1-БМП

Магнитный сепаратор У1-БМП (рисунок 6.2) предназначен для выделения металломагнитных примесей из зерна. Корпус 1 представляет собой сварной короб с отверстиями для приемки и выпуска продукта. В передней стенке корпуса расположен люк, закрываемый крышкой 8. Для предотвращения выделения пыли установлены прокладки 7. Внутри корпуса смонтированы оси 5 и 13. На них расположены магнитодержатель 3 и ограничитель 2. Ребро 12 для направления потока продукта на плоскость блока магнитов и направляющие накладки б крепят к корпусу сепаратора.Магнитодержатель представляет собой сварной кронштейн из нержавеющей стали с вставленным в него блоком магнитов 4.

Технические характеристики магнитного сепаратора У1-БМП приведены в таблице 6.3 .

Рисунок 6.2 – Магнитный сепаратор У1-БМП

Таблица 6.3 – Технические характеристики магнитного сепаратора У1-БМП

Производительность,

т/ч

Габаритные размеры, мм

Количество магнитов в блоке, шт

Масса,

кг

длина

ширина

высота

11

355

370

380

6

25

         Заторный чан ВКЗ-5  

Для приготовления затора применяем заторный чан ВКЗ-5  (рисунок 6.3), он представляет собой цилиндрический аппарат со сферическим или плоским дном и сферической. Внутри чана размещена мешалка для размешивания массы во время затирания и при перекачках. На крышке чана укреплен предзаторник, в котором поступающий на затирание солод предварительно смешивается с водой. В центре крышки чана находится вытяжная труба для отвода паров. Рубашка имеет соответствующие фланцы и устройства для подвода пара, отвода воздуха и конденсата. В нижней части днища аппарата находится разгрузочное устройство для спуска части затора (густой фазы) на отварку или выпуска всего затора при передаче его в фильтрационный аппарат. Над сферическим днищем внутри аппарата имеется мешалка с нижним приводом для размешивания заторной массы.

Дроблёный солод поступает в предзаторник, где смачивается тёплой водой из смесителя, затем в виде кашицы смывается в аппарат.

Технические характеристики заторного аппарата ВКЗ-5 представлены в таблице 6.4.

Рисунок 6.3 – Заторный аппарат  ВКЗ-5:

1 – котел; 2 – пропеллерная мешалка; 3 – стяжная труба; 4 – отверстие для спуска затора или отварок; 5 – вертикальная труба для молода; 6 – смеситель; 7 – распределительный кран; 8 – труба для возврата отварок в котел; 9 – смотровой люк ; 10 – предзаторник.

Таблица 6.4 – Техническая характеристика заторного аппарата ВКЗ-5

Наименование показателя

Значение

Количество одновременно затираемого сухого солода, кг

4000

Полная вместимость, м3

33

Поверхность нагрева сферического днища, м2

20,8

Рабочее давление пара, МПа

0,245

Расход:

воды, м3

22

Частота вращения мешалки, с-1

0,52

Габаритные размеры, мм:

длина

5300

ширина

5300

высота (без установки привода)

4890

Фильтрационный чан «Ziemann»

Для отделения сусла от дробины применяют фильтрационный чан (рисунок 6.4). Он представляет собой стальной цилиндрический сосуд с плоским дном, имеет сферическую крышку и вытяжную трубу для удаления пара в атмосферу.

В фильтрационном аппарате имеется разрыхлитель 3, предназначенный для разрыхления дробины при её промывании водой, а также для выгрузки. Разрыхлитель представляет собой мешалку с вертикальными поворотными ножами, снабженными пропашниками, он приводится во вращение от электродвигателя через редуктор 6 и коробку скоростей 5. Механизм разрыхлителя может подниматься и опускаться с помощью насоса 4 и  подъемника 7. Для равномерного орошения дробины горячей водой над разрыхлителем установлено сегнерово колесо 2. Для отвода отфильтрованного сусла от основного дна чана имеются трубки 9, причем каждая снабжена краном 8. Фильтрационный аппарат имеет регулятор давления 1, предназначенный для определения в каждый момент фильтрационного давления и изменения скорости фильтрования. Производительность фильтрационного чана 5000 кг/ч, высота 5300 мм.

Рисунок 6.4 – Фильтрационный чан

Сусловарочный аппарат ВСЦ-1,5

Для варки пивного сусла с хмелем применяют сусловарочный аппарат ВСЦ-1,5 (рисунок 6.5). Сусловарочный  аппарат представляет собой цилиндрический аппарат сосферическим двойным дном, образующим паровую рубашку. Внутри сусловарочного котла находится мешалка для размешивания затора. В центре крышки расположена вытяжная труба с кольцевым желобком для отвода конденсата. Снаружи стенки и днище сусловарочного котла имеют тепловую изоляцию.

Кипячение сусла происходит  под давлением 0,03-0,05 МПа.  Интенсивная циркуляция сусла обеспечивается работой мешалки и неравномерностью нагрева у стенок и в середине котла. Так как сусло возле стенок нагревается сильнее за счет большей поверхности теплопередачи, чем в середине, то возле стенок образуются пузырьки пара, вытесняемые более  плотной и холодной жидкостью из середины котла. Таким образом обеспечивается непрерывное перемешивание сусла.

Технические характеристики сусловарочного аппарата ВСЦ-1,5 представлены в таблице 6.5.

Рисунок 6.5 – Сусловарочный аппарат ВСЦ-1,5

Таблица 6.5– Технические характеристики сусловарочного аппарата ВСЦ-1,5

Показатель

Значение

Вместимость,  м3:

полная

полезная

11,65

9,75

Высота цилиндрической части, мм

1200

Поверхность нагрева, м2

8,75

Объем пара в рубашке, м3

0,35

Расход:

пара, кг/ч

воды, м3

1032

7-8

Рабочее давление пара в рубашке, МПа

0,294

Хмелеотделитель

Для отделения пивного сусла от хмелевой дробины используют хмелеотделитель.  Хмелеотделитель представляет собой цилиндрический сосуд с коническим дном и крышкой с люком, установленный на стойках. Мешалка приводится в движение от привода через муфту. Аппарат снабжен смесителем, оросителем для воды, указателем уровня, краном для отбора проб.

Разделение происходит следующим образом. Сусло с хмелевой дробиной стекает из сусловарочного аппарата хмелеотборник через штуцер при  работающей мешалке. Хмелевая дробина остается на сите, а сусло проходит сквозь сито и насосом через загрузочный кран и распределительный кран перекачивается на охлаждение.

Сепаратор Ж5-ВСС-2

Сепаратор Ж5-ВСС-2 (рисунок 6.6) предназначен для осветления пивного сусла. Сепаратор имеет следующие конструкционные части: станина, приводной  механизм с электрическим двигателем, барабан, приемник осадка,  автоматическая система управления, приемно-отводящее устройство, крышка сепаратора. Продукт подлежащий осветлению по приемно-выводному устройству входит в барабан и наполняет межтарелочные промежутки, где проходит его осветление. Под влиянием центробежной  силы примесные включения и муть опадают в грязевой области. Выгрузка осадка делается частью или в полном объеме, через фиксированные  интервальные промежутки, в автоматическом или ручном  режиме. Осветленный продукт проходит под напором давления по трубопроводу в  емкостное оборудование. Вывод очищенного продукта снабжен  манометром, гидравлическим затвором, и дросселем для регулирования.

Рисунок 6.6 – Сепаратор Ж5-ВСС-2

Технические характеристики сепаратора Ж5-ВСС-2 приведены в таблице 6.6.

Таблица 6.6 – Технические характеристики сепаратора Ж5-ВСС-2

Производительность, л/ч

Мощность, Вт

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

16000

15000

1255

1050

1580

Охладительная установка АОЗ-У6

Пластинчатая охладительная установка АОЗ-У6 (рисунок 6.7) предназначена для охлаждения сусла перед брожением и пива перед розливом. Установка состоит из собственно охладителя, пульта управления, регулирующего клапана 3 на рассольном трубопроводе и теплопередающих пластин 1, изготовленных из нержавеющей стали. Пластины разбиты на две секции, отделенные одна от другой специальной плитой 4. Пластины прижимаются к стойке 2 с помощью нажимной плиты 5 и нажимных устройств 6 на направляющих.Горячее сусло из отстойного аппарата насосом нагнетается в первую секцию, где охлаждается холодной водой с 70 до 25 °C. Из секции водяного охлаждения сусло поступает во вторую секцию, где охлаждается рассолом до 6-7°C и выводится из аппарата. Сусло движется двумя параллельными потоками между стойкой и пластинами. Охлаждающая жидкость двумя параллельными потоками движется навстречу суслу между пластинами.

Рисунок 6.7 – Пластинчато-охладительная установка АОЗ-У6

Технические характеристики пластинчатой охладительной установки АОЗ-У6 приведены в таблице 6.7 .

Таблица6.7 – Технические характеристики пластинчатой охладительной установки АОЗ-У6

Производительность, л/ч

Габаритные размеры, мм

Расход воды, м3

Расход рассола, м3

Масса, кг

6000

1870×700×1200

18

12

524

Танк Б-604

Танк Б-604 (рисунок 6.8) предназначен для главного брожения пивного сусла под давлением. Аппарат главного брожения представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд 1 со сферическими днищами, установленный на четырех опорах. Сверху аппарат имеет воздухоотводящую трубку 5, служащую для контроля за процессом брожения сусла. На одном из днищ имеются люк 3 с крышкой и кран 2 для подачи и спуска сусла Внутри танка располагается охлаждающий змеевик 6. Для отвода углекислого газа имеется специальная арматура 4.

Технические характеристики аппарата главного брожения Б-604 приведены в таблице 6.8.

Рисунок 6.8 – Аппарат главного брожения Б-604

Таблица 6.8 –Технические характеристики аппарата главного брожения Б-604

Вместимость, м3

Габаритные размеры, мм

Число опор

Масса аппарата, кг

10,0

1800х3400х400

3

80

Лагерный танк

Лагерный танк (рисунок 6.9) предназначен для дображивания, осветления молодого пива и представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд, состоящий из корпуса со сферическими днищами.На днище находится люк для санитарной обработки танка. Для наполнения танка и выхода продукта внизу расположен бронзовый кран. Для отвода диоксида углерода служат специальная арматура и шпунт-аппарат.

Рисунок 6.9 – Лагерный танк

Технические характеристики лагерного танка представлены в таблице 6.9.

Таблица 6.9  –  Технические характеристики лагерного танка

Полная вместимость, м3

Внутренний диаметр, мм

Давление в аппарате, МПа

Масса, кг

10

1800

0,7

490

Сепаратор-осветлитель ВСП

Сепаратор-осветлитель ВСП (рисунок 6.10) применяется для осуществления процесса осветления пива перед розливом, с выгрузкой осадка вручную.

Сепаратор ВСП – осветлитель тарелочного типа. Сепаратор состоит из станины с приводным механизмом, барабана и приемно-отводящего устройства. Чугунная станина состоит из корпуса 2, чаши 8 и плиты 1.

Внутренняя часть станины является масляной ванной с указателем 4 уровня масла, отверстием 7 для заливки масла, тахометром 6 и отверстием 3 для слива отработанного масла. Привод сепаратора состоит из электродвигателя, упругой муфты, фрикционной центробежной муфты, горизонтального 5 и вертикального 12 валов.К нижней части веретена крепится устройство 21, подводящее пиво в барабан.

Барабан состоит из основания 10, тарелкодержателя 11 с пакетом 9 конических тарелок и крышки 14. Основание и крышка барабана соединяются друг с другом большим затяжным кольцом 13. Подводящее устройство 21 состоит из закрепленной на нижнем конце вала крыльчатки, помещенной в специальный корпус, и подводящих труб. На подводящем устройстве установлен манометр 19 для контроля давления пива на входе, пробный краник 20 для отбора проб исходного пива и трехходовой кран, служащий для переключения подачи воды и пива.

Отводящее устройство 16 служит для вывода из сепаратора осветленного пива. Оно состоит из крыльчатки 15, отсасывающей пиво, и корпуса насоса. На трубопроводе установлен манометр 17 для контроля давления пива на выходе, пробковый кран 18 для отбора проб осветленного пива. С помощью крана на подводящем устройстве 21 в нагнетательный насос подается вода. Сепарируемое пиво подводится в пакет тарелок с периферии барабана. В тонких межтарелочных пространствах пакета происходит отделение мельчайших частиц от дисперсной среды.

Рисунок 6.10 – Сепаратор-осветлитель  ВСП

Технические характеристики сепаратора-осветлителя  ВСП представлены в таблице 6.10.

Таблица 6.10 – Технические характеристики сепаратора-осветлителя  ВСП

Производительность, л/ч

Мощность, Вт

Габаритные размеры, мм

Частота вращения барабана, C-1 (об/мин)

Температура сепарирования, ºС

Масса сепаратора, кг

4500

15000

1120х759х

1625

83,3±2(5000±2120)

1-4 ºС

1425

Карбонизатор

Карбонизаторпредназначен для насыщения пива диоксидом углерода в непрерывном потоке.Карбонизатор (рисунок 6.11) состоит из корпуса 3, шнека 4 и пористой металлокерамической трубки 2, служащей для диспергирования пузырьков СО2, и трубопроводов. Охлажденное пиво поступает в корпус 3 под давлением 0,05-0,07 Мпа. Направляемое шнеком оно омывает металлокерамическую трубку 2, через которую от трубопровода 1 под давлением 0,1-0,3 Мпа подается диоксид углерода. Поступление СО2 в виде мельчайших пузырьков создает большую площадь соприкосновения жидкости и газа и способствует карбонизации пива (насыщению диоксидом углерода) [2].

Рисунок 6.11 – Карбонизатор

Технические характеристики карбонизатора приведены в таблице 6.12.

Таблица 6.12 – Технические характеристики карбонизатора

Производительность, л/час.

Температура пива на входе и выходе системы, ºС, не более

Насыщенность пива углекислым газом, масс %

Давление поступающей двуокиси углерода, Мпа

Габаритные размеры, мм, не более

10000

4

0,47

0,5

200х1000х

2000

7 Предложения по переработке и утилизации отходов производства

Предприятие, занимающееся пивоварением производит очень большое количество различных отходов. Основная часть этих отходов состоит из дробленого солода, пыли, шелухи, промывных вод, остаточных пивных дрожжей, а так же и других отходов. Но, не смотря на такое количество названных отходов, основная масса это пивная или солодовая дробина, которая составляет от восьмидесяти двух до восьмидесяти семи процентов. Пивная дробина получается после того как в процессе фильтрации было отделено пивное сусло. В данной пивной дробине содержится очень большое количество органических веществ. Так как пивная дробина является скоропортящимся продуктом и очень быстро начинает гнить при этом, выделяя разнообразные токсичные вещества, которые при неправильной утилизации, повышают уровень загрязнения окружающей среды, был разработан метод, который позволяет перерабатывать жидкую пивную дробину и спиртовую барду для использования в сельском хозяйстве.

Принцип работы такой системы основан на использовании специального шнекового пресса или сепаратора. При помощи него жидкие пивные отходы разделяют на фракции путем выдавливания воды из пивной дробины и спиртового барда. Данные оставшиеся отходы после того как пройдут определенную процедуру используют для добавления в корм животным. Данный сепаратор способен переработать около тридцати кубических метра за час пивных отходов и около пятидесяти кубических метра за час спиртовых отходов при этом он будет потреблять всего лишь электроэнергии всего лишь пять с половиной киловатта в час. Благодаря низкой стоимости этого сепаратора его могут приобрести многие заводы, к тому же он не привередлив к погодным условиям и вполне может работать на улице.

Перед тем, как добавлять полученную массу в корм животным ее высушивают в специально предназначенных для этого сушилках, в результате этого полученная сухая смесь превращается в абсолютно сухой порошок, который и добавляется в корм животным. Для повышения качества данной кормовой добавки используют технологию микробиологическаябиоконверсия. Суть этой технологии заключается в применении воздействия определенного комплекса препаратов, которые содержат в себе целлюлазу, пектиназу и гемицеллюлазу. Эти вещества расщепляют сложные полисахариды, содержащиеся в полученной сухой гранулированной смеси на более простые, путем превращения полученного ранее порошка в кормовой белок, который после этого способен легко усваиваться животными.

Кроме переработки пивной дробины в корм для животных ее можно использовать  и для приготовления муки, которую используют в приготовлении продуктов питания. Так было установлено, что если добавить переработанную пивную дробину в хлебобулочные изделия, то было отмечено снижение уровня, при котором хлеб начинал черстветь.

Сам по себе продукт, который получается при переработке пивной дробины не наносит вред  здоровью человека и животных, ее использование позволяет снизить расход муки, а так же позволяет снизить стоимость продуктов питания. Благодаря новым технологиям переработка жидких отходов остающихся от пивоварения и спиртового производства становится не только обязательным, но и может приносить значительную выгоду сельскому хозяйству. При чем затраты которые несет предприятие на переработку гораздониже тех затрат которые необходимы были бы на утилизацию отходов так как основная часть денежных расходов уходит на вывоз.

Остаточные хлебопекарные дрожжи (ОХД) используют вместо хлебопекарных дрожжей. Хлеб, изготовленный с заменой 40-50 % хлебопекарных дрожжей, по основным показателям качества превосходит контроль.

Солодовые ростки используют в качестве сырья для производства комбикормов, а экстракт солодовых ротков – в качестве компонента питательной среды при выращивании микроскопических грибов и бактерий.

Гидролизаты белкового отстоя могут быть использованы при производстве пивного сусла с применением большого количества несоложеных материалов, когда в сусле не достает аминного азота [3].


Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были достигнуты цели и решены задачи, поставленные перед выполнением данного проекта, а именно: изучены теоретические основы производства светлого пива; произведен литературный обзор по данной теме, а также патентный поиск; изучены требования стандартов к сырью и готовой продукции; рассчитан материальный баланс производства светлого пива; произведен подбор основного технологического оборудования; рассмотрены основные методы переработки и утилизации отходов производства.

Была разработана технология производства пива светлого «Жигулевское», которая состоит из следующих операций: производства солода, подработка солода (полировка, магнитная очистка, дробление), производство пивного сусла (приготовление затора, фильтрация затора, кипячение сусла с хмелем), сбраживание пивного сусла (главное брожение, дображивание и созревание), осветление пива, пастеризация, карбонизация, хранение перед розливом.

Список использованных источников

1 Борисенко, Т.Н. Технология отрасли. Технология пива: учебное пособие / Т.Н. Борисенко, Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2007. – 86 с.

          2 Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. – М.: Академия, 2000. – 3с.

3Личко Н.М. Технология переработки продукции растениеводства / Личко Н.М. – М.: Колос С, 2006. – 184 с.

4 Калуянц К.А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков. - М.: Колос, 1992. –123 с.

5 Ковальская Л.П. Технология пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1988. – 286 с.

6 Кретов И.Т., Антипов С.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности: Учебник. – Воронеж: Издательство государственного университета, 1997. – 624с.

7 Кунце В. Технология солода и пива / В. Кунце, Г. Мит. - СПб.: Профессия, 2001.257c .

         8  Оноприйко А.В. Основы технологии пива. Учебное пособие.Ставрополь, 2002. – 82с.

9 Рулё А. Справочник пивовара. Перевод с французского Мортиной Д.П. под редакцией М.Т. Денщикова. – М., 1969. – 524 с.

10 Соловев Ю.А. Основы пивоварения и виноделия. – М.: РИПОЛ Классик, 2004. – 312 с.

         11 http://www.fips.ru

         12 ГОСТ Р 51174-2009 Пиво. Общие технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 2011. – 7 с.

13 ГОСТ 12786 – 80 Пиво. Правила приемки и методы отбора проб. –М.: Изд-во стандартов, 2011. – 3 с.

 14 ГОСТ 12789 – 87 Пиво. Методы определения цвета. –М.: Изд-во стандартов, 2011. – 4 с.

           15 ГОСТ 29294-92 Солод пивоваренный ячменный Технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 2002. – 5 с.

 16 ГОСТ Р 51074-2003 Продукты пищевые. Информация для потребителя. –М.: Стандартинформ, 2006. – 5 с.

           17  ГОСТ 12787-81 Пиво Методы определения спирта, действительного экстракта и расчет сухих веществ в начальном сусле. –М.: Изд-во стандартов, 2013. – 3 с.

           18 ГОСТ 12788-87 Пиво Методы определения кислотности. –М.: Стандартинформ, 2011. – 6 с.

           19 ГОСТ Р 50503-93 Пиво. Методы определения органолептических показателей и объема продукции. –М.: Стандартинформ, 2011. – 4 с.

20 ГОСТ 21947-76 Хмель прессованный. Технические условия. –М.: Изд-во стандартов, 2001. – 3 с.

21 ГОСТ 21948-76Хмель-сырец и хмель прессованный. Методы испытаний. –М.: Изд-во стандартов, 2001. – 4 с.

22 СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества (взамен СанПиН 2.1.4.559-96).

23 Фараджева Е.Д., Федоров Е.А. Общая технология бродильных производств. – М.: Колос, 2002. – 79 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81214. Основные расколы в христианстве 25.19 KB
  Вскоре от Антиохийской церкви отделилась Кипрская а затем Грузинская православная церковь. Тем самым армянская церковь поставила себя в особое положение приняв догмат противоречащий догматике ортодоксального христианства. Западная церковь стала называться римскокатолической что означало римская всемирная церковь восточная православной т.
81215. Реформация и возникновение протестантизма 23.34 KB
  После того как большая группа германских государей и представителей вольных городов примкнувших к Реформации выступили с протестом против решения имперского рейхстага в Шпейере 1529 запрещавшего дальнейшее распространение реформ последователи их стали называться протестантами а новая форма христианства протестантизмом. Таким образом протестантизм совокупность религиозных организаций и вероучений возникших в результате Реформации католицизма начиная с XVI в. Протестантизм вырос из религиозных конфликтов которые были формой...
81216. Особенности вероучения и обрядности протестантизма 24.26 KB
  Протестанты считают что человек может получить прощение грехов верой в Иисуса Христа верой в Его смерть за грехи и немощи всех людей и в Его воскресение из мёртвых. Христианепротестанты верят что Библия является единственным источником христианского вероучения её изучение и применение в собственной жизни считается важной задачей каждого верующего. Протестанты прилагают усилия чтобы Библия была доступна людям на их национальных языках. Протестанты считают основой своей веры прежде всего Библию Книги Священного Писания.
81217. Основные течения раннего протестантизма 24.21 KB
  Англиканство сочетает католический догмат о спасающей силе церкви с протестантским учением о спасении личной верой. Отвергается Священное Предание учение о чистилище о преизбыточных заслугах святых монашество иконы католические святые мощи обет безбрачия священников целибат и т. Одно из главных мест в его философии занимало учение ;О двойном переопределении . Идеологическая основа цвинглианства представляет изложенное в посланиях апостола Павла учение об искуплении Христом первородного греха и даруемом божественной благодатью...
81218. Поздний протестантизм, его основные формы 24.4 KB
  Баптисты веруют во второе пришествие Христа и воскресение мертвых. Установится тысячелетнее царствование Христа. Название связано с мифом о сошествии Святого Духа на апостолов в 50й день после вознесения Христа. Иеговисты признают единым богом Иегову Иисуса Христа порождением Иеговы и исполнителем его воли а под Святым Духом понимают власть Иеговы которая может влиять на сознание людей.
81219. Русская религиозная философия 28.04 KB
  Рассматривается вопрос мира и бытия человека в нем общественной жизни и исторического процесса. Ее духовным источником было православие а в центре внимания находилась тема Бога и человека взаимоотношение между ними. Основой нравственного прогресса поведения человека его воспитания и всей педагогики является по его мнению \'\' нерасторжимая связь поколений поддерживающих друг друга в прогрессивном исполнении одного общего дела – приготовления к явному Царству божию и к воскресению всех \'\'. Смысл и значение человека и человечества встать...
81220. Понятие и сущность религии. Основные подходы к ее трактовке 23.23 KB
  Сегодня существует многообразие исследовательских подходов к изучению природы и сущности религии в рамках которых предлагается разнообразие определений религии. Сущность религии выводят из наличия в мире сверхъестественных сил поэтому объективный идеализм философская основа теологии как системой обоснования и защитой религии. Существование религии объясняется расколом между телом и душой.
81221. Структура религии. Специфика религиозного сознания 24.51 KB
  Она включает в себя такие важнейшие элементы как: религиозное сознание религиозный культ религиозная организация. Интегративной чертой религиозного сознания является религиозная вера. Религиозное сознание неоднородно и существует на двух уровнях: обыденный или религиозная психология: совокупность представлений установок стереотипов чувств и настроений верующих. концептуальный или религиозная идеология: система идей принципов концепций разработанная и пропагандируемая теологами и служителями церкви.
81222. Религиозный культ и религиозные организации 24.7 KB
  Предметом культовой деятельности становятся различные объекты и силы осознаваемые в форме религиозных образов. Способы культовой деятельности определяются содержанием религиозных верований а также зависят от средств культа. На основе религиозных взглядов складываются определенные нормы предписания о том что и как нужно делать. Результатом культовой деятельности является прежде всего удовлетворение религиозных потребностей оживление религиозного сознания.