Участок производства пастеризованного пива

Растворимость СО2 в пиве прямо пропорциональна давлению. С понижением температуры растворимость СО2, повышается. Растворение диоксида углерода протекает медленно, часть его не успевает раствориться и накапливается над поверхностью пива, создавая в бродильном аппарате избыточное давление от 0,03 до 0,07 МПа, называемое шпунтовым.

Диоксид углерода находится в пиве как в растворенном состоянии, так и в связанном (с компонентами экстракта). Кроме того, часть диоксида углерода находится в виде эфиров угольной кислоты и других соединений.

5.5 Осветление

На дображивание поступает молодое пиво, которое содержит некоторое количество дрожжевых клеток и другие взвеси. При охлаждении до 0-2 °С в аппарате для дображиванпя происходит выделение тех веществ, которые в ходе главного брожения (при температуре 5-8 °С) были прочно связаны с раствором. В конце дображиванпя отработавшие дрожжи под влиянием избыточного давления и накопившегося СО2, оседают, увлекая за собой на дно аппарата различные взвеси. Пиво постепенно осветляется. Лучше всего осветляется пиво, когда температура всей его массы выровняется. В стадии дображиванпя полного осветления не происходит, но оставшаяся муть легко удаляется при последующем фильтровании или сепарировании. После дображивания и созревания для придания товарного вида и желаемой прозрачности пиво осветляют с помощью сепарирования или фильтрования. При этом из пива удаляют находящиеся во взвешенном состоянии дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов и различные микроорганизмы.

Химический состав пива после осветления изменяется незначительно: несколько снижается цветность, потому что некоторые красящие вещества адсорбируются на фильтрующих материалах, теряется часть диоксида углерода, в результате удаления некоторых веществ коллоидной дисперсности снижается вязкость.

При низких температурах осветление протекает медленно, но при этом получают более стойкое пиво с мягким вкусом (стойкость пива - срок сохранения пивом прозрачности и вкуса, выраженный в сутках, считая с момента розлива).

Осветленное пиво охлаждают, дополнительно насыщают диоксидом углерода и разливают в тару.

5.6 Созревание

При созревании в результате окислительно-восстановительных реакций, протекающих под действием кислорода, исчезают показатели, которые обусловливают специфический букет молодого пива (привкус дрожжей, хмелевая горечь). Содержание диацетила для светлых сортов пива снижается на 40-50%, окислительно-восстановительный потенциал уменьшается до 10.

На вкус и аромат пива в значительной мере влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, сернистые соединения. На их образование и расщепление следует обращать внимание, так как в последние годы получают широкое распространение методы ускоренного сбраживания пива.

Диацетил, также как и пентадион, относятся к вицинальным дикетонам. Они образуются при главном брожении, но далее в присутствии дрожжей концентрация их уменьшается. Диацетил превращается в ацетоин, а затем в бутандиол. У диацетила низкий вкусовой порог, а у бутаидиола - высокий, поэтому присутствие последнего в пиве не ощущается. Различные штаммы дрожжей с разной интенсивностью приводят к редукции (уменьшению содержания) диацетила. а поглощение кислорода пивом - к увеличению его содержания. Диацетил служит критерием определения зрелости пива. В готовом пиве содержание диацетила не должно превышать 0,1 мг/дм3.

Научно обоснованных критериев, характеризующих созревание пива, пока нет. В основном при оценке его готовности учитывают органолептические показатели. Практикой установлено, что как мало выдержанное молодое пиво, так и перезрелое имеют плохой вкус и низкую стойкость.

Пиво различных наименований, по истечении определенного времени (обычно за 15-90 сут), достигает наилучшего качества при достаточном насыщении его связанным диоксидом углерода, хорошем осветлении, необходимой степени сбраживания, мягком и приятном вкусе.

О ходе процессов дображивания и созревания пива судят по уменьшению количества экстракта, увеличению содержания диоксида углерода и спирта, степени осветления, а также по аромату, вкусу и пенистости проб, отобранных из аппарата для дображивания. Учитывают и степень сбраживания экстракта. При достижении почти конечной степени сбраживания получают более стойкое пиво. Если экстрактивные вещества сбродят полностью, то пиво получается стойким, но по вкусовым качествам оно хуже, чем пиво с меньшей степенью их сбраживания.

5.7 Фильтрация

Дpожжевое пиво не хpанится, уже чеpез час после того, как его налили в кpужку оно полностью меняет свой вкус. В геpметично закупоpенных металлических бочках (тех самых в котоpых пpивозят pазливное пиво) такое пиво хpанится не более недели.

Поэтому пиво фильтруют. Оно становится пpозpачным и ясным, но существенно пpоигpывает во вкусе и в полезности. Такое пиво уже можно пpодавать в pозлив из бочек, так как оно может хpаниться в них до 1 месяца.

После проведения химического анализа и подтверждении готовности пива оно фильтруется. Сначала пиво проходит через сепаратор, где из него удаляются остатки дрожжей, не осевших на дно ЦКТ.

Следующим этапом фильтрации является продавливание пива через слой кизельгура (диатомитовой земли), вертикально расположенного на картонных листах. Пиво проходит через слой этого мелкого мукообразного песка, а все взвешенные частицы - оставшиеся дрожжевые клетки, крупные белки, частички пены и др. - остаются в слое кизельгура. Кизельгур - это пористая осадочная порода, состоящая из кремниевых скелетов морских водорослей - диатомей. Кизельгур обладает мощными адсорбирующими свойствами (он также используется для производства динамита).

После кизельгурового фильтра пиво проходит еще два этапа тонкой фильтрации. Из пива удаляются не видимые глазом вещества, которые могут впоследствии стать мутностью пива в бутылке - полифенолы. Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.

Сущность процесса фильтрования заключается в механическом (отсеивающем) и адсорбционном действии. Часто используют рамные фильтры со слоем диатомита, намываемым на пластины.

Опорные пластины не обладают фильтрующей способностью и служат только как основа для фильтрующего слоя диатомита.

Вначале на пластины наносят первый слой из крупнодисперсного диатомита, который на рамных фильтрах защищает поры картона от закупоривания частицами тонкодисперсного диатомита и твердой фазы пива.

Частицы мути из пива, такие как микроорганизмы и нерастворимые белки, в слой диатомита не проникают, а задерживаются на поверхности и образуют сильно сжимаемый непроницаемый осадой. В результате быстро растет фильтрационное сопротивление. Однако, если в поток пива вводить дополнительно диатомит, то образуется хорошо проницаемый слой из частиц диатомита и мути.

Стенки капилляров фильтрующего слоя при движении жидкости под влиянием давления имеют электрический заряд, характеризующейся электрокинетическим потенциалом, или дзета-потенциалом. Диатомитовый фильтр оказывает адсорбционное действие. Отрицательно заряженные частицы диатомита адсорбируют положительно заряженные мицеллы.

5.8 Пастеризация

Пиво поступает на блок розлива, проходя через проточный пастеризатор (пастеризация в потоке). В пастеризаторе пиво резко нагревается до 67-72°С, выдерживается при этой температуре около полминуты и сразу же резко охлаждается.

В непастеризованном пиве уже через несколько дней может произойти изменение вкуса из-за деятельности посторонних микроорганизмов.

Различают два способа пастеризации: проточный и туннельный. При проточной пастеризации пиво нагревается до розлива в бутылки. При туннельной нагреванию подвергаются уже запечатанные бутылки с пивом.

5.9 Розлив

После пастеризации пиво поступает в блок розлива. Пустые бутылки поступают в ящиках, вынимаются из них автоматом выемщиком, по ленте транспортера подаются в бутыломоечную машину, где проходят ряд последовательной выдержки в горячих моющих растворах, а затем промываются шприцами изнутри и снаружи. При этом удаляется старая этикетка и все загрязнения. В общей сложности, каждая бутылка находится в машине для мойки бутылок около 1 часа. Перед выходом из машины бутылка начисто ополаскивается водой для удаления остатков моющего раствора. Чистота бутылки проверяется лабораторией. После мойки пустые бутылки проверяются автоматом на наличие сколов, трещин и т.д., дефектные бутылки автоматически удаляются.

Бутылка подходит к блоку розлива, где медленно наполняется пивом (пустая бутылка предварительно заполняется углекислым газом и в ней создается давление равное давлению пива в трубе блока розлива, поэтому пиво из трубы стекает в бутылку не под напором, а под действием силы тяжести самостоятельно и плавно).

Через несколько секунд после заполнения на бутылку надевается кронен-пробка и герметично обжимается на горлышке. После этого на бутылку наносится этикетка.

Наполненные бутылки просматриваются автоматом-инспектором и отбраковываются, если объем пива недостаточный, отсутствует пробка или имеются инородные включения.

Бутылки составляются автоматом-укладчиком в ящик и отправляются на склад готовой продукции.

Аналогично проходит и розлив пива в кеги.

5.10 Показатели качества

Пиво производят трех типов: светлое, полутемное, темное. По Способу обработки его подразделяют на непастеризованное и пастеризованное.

Качество пива характеризуется прозрачностью, цветом, ароматом, вкусом и пенообразованием.

Прозрачность

Пиво, налитое в бокал, должно быть прозрачным, производить приятное впечатление и удовлетворять эстетическим требованиям. При просматривании на свет через стекло светлое пиво должно искриться и давать блеск.

Цвет

По цветности пиво разделяют на светлое, полутемное и темное с характерным для каждого сорта оттенком. Светлое пиво должно иметь светло-золотисто-желтый цвет. К темным сортам пива предъявляют менее жесткие требования, однако, в них должна быть определенная взаимозависимость цвета с вкусовыми свойствами.

Аромат

Типичные сорта пива различаются между собой ароматом. Для светлых сортов пива характерен хмелевой, а для темных - солодовый аромат. Микроорганизмы в пиве могут вызвать появление постороннего запаха.

Вкус

На вкус пива влияют многие факторы: состав воды и солода, качество хмеля, применяемая раса дрожжей, режимы приготовления сусла и брожения и дображивания молодого пива. Вкус, придаваемый пиву качественным хмелем и солодом, называют чистым. Большое значение для вкуса пива имеет хорошее насыщение диоксидом углерода. Это придает ему освежающий вкус. В светлом пиве преобладает тонкая хмелевая горечь, сочетаемая с едва уловимым вкусом экстракта солода. Полутемному пиву присущ солодовый вкус с привкусом карамельного солода, темному -- полный солодовый вкус с выраженным привкусом карамельного или жженого солода, соответствующий типу пива. Для темного пива характерны четко, выраженный солодовый вкус и незначительная сладость.

Горечь пива

Характерная горечь зависит от качества и свежести хмеля. Хмель с базисными нормами качества придает пиву приятную мягкую горечь, а хмель с ограничительными нормами качества дает более грубую горечь. Хмелевая горечь в пиве хорошего качества должна ярко ощущаться только в момент его употребления, а затем ощущение горечи быстро проходит. Если ощущение горечи остается, то это объясняется низкой степенью дисперсности хмелевых веществ, повышенной концентрацией полифенолов хмеля и высокой карбонатной жесткостью воды.

Пенообразование

Признаком высокого качества пива является густая и стойкая пена. Пиво с такой плотной пеной обладает полнотой вкуса и долго сохраняет свежесть. По внешнему виду пена бывает: компактная, мелкая, плотная, пузырчатая, рыхлая, неустойчивая. Она состоит из пузырьков диоксида углерода, покрытых пленкой поверхностно-активных веществ.

При наливании пива в бокал должно происходить медленное выделение пузырьков СО2 с образованием устойчивой компактной пены. В первый момент скорость образования пены значительно превышает скорость ее исчезновения, поэтому образуется шапка пены. Затем выделение СО2 замедляется, распад начинает преобладать над ее образованием и объем пены уменьшается

5.11 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Расчёт основного сырья для пива.

Расчет производят на 100 кг зернопродуктов, с последующим пересчетом полученных данных на 1 дал и на годовой выпуск продукции. В расчете учитывают экстрактивность и влажность зернопродуктов, производственные потери экстракта.

Таблица 1 - Рецептура пива.

Таблица 2 - Потери по стадиям производства.

Определение выхода экстракта в варочном цехе из 100 кг зернового сырья

Масса полированного солода Мпс,:

где Мс - масса солода, кг;

Пп - потери солода при полировке, % к массе сырья.

.

Масса рисовой сечки после дробления Мрс:

где Мр - масса риса, кг;

Пдр - потери рисовой сечки при дроблении, % к массе сырья.

.

Масса ячменной крупы Мяк:

где Мя - масса ячменя, кг;

- потери ячменя при дроблении, % к массе сырья.

.

Масса сухих веществ солода :

где Wс - влажность солода, %.

Масса сухих веществ рисовой сечки ,:

где Wрс - влажность рисовой сечки, %.

Масса сухих веществ ячменной крупы :

где Wяк - влажность ячменной крупы, %.

Масса экстрактивных веществ солода :

где Эс - экстрактивность солода, %.

Масса экстрактивных веществ рисовой сечки :

где Эрс - экстрактивность рисовой сечки, %.

Масса экстрактивных веществ ячменной крупы :

где Эяк - экстрактивность ячменной крупы, %.

Общая масса сухих веществ :

Общая масса экстрактивных веществ :

Масса сухих веществ оставшихся в дробине Мпэ:

где М - общая масса зернопродуктов, кг;

Пэ - потери экстракта в дробине, %.

Количество экстракта в горячем сусле на 100 кг зернопродуктов:

где mc, mрс, mяк - масса солода, рисовой сечки и ячменной крупы соответственно, массовая доля, %;

Ес, Ерс и Еяк - экстрактивность солода, рисовой сечки и ячменной крупы соответственно, %;

k - коэффициент потерь экстрактивных веществ в дробине.

где П - потери экстракта в дробине, % к массе зернопродуктов, П=1,75.

Масса экстрактивных веществ, оставшихся в дробине:

Определение количества промежуточных продуктов

Горячее сусло

Масса горячего сусла Мгс:

где е - массовая доля сухих веществ в начальном сусле, согласно рецептуре равна 11%.

Объем сусла Vс при 20 єС:

где d - относительная плотность сусла при 20 єС согласно справочным данным равна 1,0496 кг/дм3;

10 - коэффициент перевода из л в дал.

Объем горячего сусла Vгс:

где к - коэффициент объемного расширения при нагревании сусла до 100єС равен 1,04 согласно справочным данным.

С учетом этого коэффициента:

Холодное сусло

Объем холодного сусла Vхс:

где Пох - потери сусла в хмелевой дробине на стадии осветления и охлаждения, %.

.

Молодое пиво

Объем холодного пива при сбраживании Vмп:

где Пбр - потери при брожении, %.

.

Фильтрованное пиво

Объем фильтрованного пива Vфп:

где Пдф - потери при дображивании и фильтровании, %.

.

Готовое пиво

Объем готового пива Vгот:

где Проз - потери при розливе составляют 2,5 %.

.

Общие видимые потери по жидкой фазе

Общие видимые потери по жидкой фазе Пвид:

.

Общие видимые потери :

.

Определение расхода хмеля

При расчете расхода хмеля исходят из норм горьких веществ хмеля на 1 дал горячего сусла, которые для пива данного типа составляют 1,25-1,30 г/дал.

Расход гранулированного хмеля Н:

где Гх - норма горьких веществ хмеля, примем равной 1,25 г/дал горячего сусла;

бх - содержание б-горьких кислот в хмеле, примем равным 5%;

Wх - влажность хмеля, примем равной 12%;

Пх - потери горьких веществ хмеля в ходе технологического процесса, примем равными 11.41%.

.

Расход гранулированного хмеля Нгх:

,

.

Определение расхода воды для затирания зернопродуктов

Для определения расхода воды на затирание должна быть задана концентрация первого сусла в зависимости от сорта пива. Расчет количества воды для затирания зернопродуктов производится по следующей формуле:

где В - количество воды, потребляемое для затирания 100 кг зернопродуктов, дм3;

Э - экстракт зернопродуктов, % к массе;

N - потери экстрактивных веществ в дробине, % к массе сырья;

С - концентрация первого сусла, % к массе;

1,05 - коэффициент, учитывающий испарение части воды при кипячении отварок.

Таблица 3 - Сводная таблица расчетов солода, воды и хмеля при производстве пива.

Определение количества отходов

Зерновая дробина

Количество зерновой дробины Мзд:

где Мпэ - количество сухих веществ, оставшихся в дробине, кг;

Wзд - влажность дробины, примем равной 80%.

.

Хмелевая дробина

Количество влажной дробины Мвд, образующейся при производстве 1 дал пива:

где Вхд - выход безводной хмелевой дробины, при влажности 80% примем равным 3,4%.

.

Отстой после дображивания

Установлено, что при выдержке пива данного типа получается 1,33 дм3 отстоя дрожжей.

Дрожжи избыточные

При брожении сусла получается 0,8 дм3 избыточных дрожжей влажностью 88% на 10 дал сбраживаемого сусла.

Количество избыточных дрожжей Мдр на 100 кг зернопродуктов:

Диоксид углерода

На 1 дал готового пива при главном брожении выделяется 150 г диоксида углерода, который может утилизироваться.

Исправимый брак

Исправимый брак составляет 2%.

В табл. 4 приведены данные, полученные при расчете на 100 кг зернового сырья.

Таблица 4 - Сводная таблица расчетов промежуточных продуктов и отходов при производстве пива

Расчет тары и вспомогательных материалов

Пиво разливают в кеги.

Количество оборотных алюминиевых бочек (кеги):

zоб - оборачиваемость бочек, 40 оборотов в год;

Gоб -годовой выпуск пива в бочках, дал;

Vоб - вместимость оборотной бочки, дал.

Необходимое количество кег с учетом 5% износа рассчитывается:

6.Заключение