Совершенствование технологии производства светлого безалкогольного пива путем внедрения линии разлива с применением обеспложивающей фильтрации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Цель работы: совершенствование технологии производства светлого безалкогольного пива «Барон» на ООО «Хорватская пивница» путем обоснования внедрения линии розлива с применением обеспложивающей фильтрации.

В работе поставлены задачи:

1. Рассмотреть технологию производства светлого безалкогольного пива «Барон» на предприятии ООО «Хорватская пивница».

2. Рассчитать площадь цеха розлива.

3. Провести расчет затрат на покупку нового оборудования для линии розлива пива.

4. Установить экономическую эффективность внедрения в технологию производства данного пива обеспложивающей фильтрации и линии розлива.

5. Рассчитать срок окупаемости нового оборудования.

Для увеличения конкурентоспособности светлого безалкогольного пива «Барон» на предприятии ООО «Хорватская пивница» необходимо увеличение сроков хранения, а также мелкая фасовка. Поэтому обоснование необходимости поэтому внедрение линии розлива с применением обеспложивающей фильтрации является актуальным. Внесенные изменения показали, что введение линии розлива позволит производить нужное количество готовой продукции с высокими качественными показателями.



Нормативные ссылки

ГОСТ Р 51174-98 Пиво. Общие технические условия.

ГОСТ Р 51756-2001 Банки алюминиевые глубокой вытяжки с легко вскрываемыми крышками. Технические условия.

ГОСТ 29294-92 Солод пивоваренный ячменный. Технические условия.

ГОСТ 21947-76 Хмель прессованный. Технические условия.

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества.

ГОСТ 51074-2003 Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования.

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов.

ГОСТ 12.09.004-90 Организация обучения безопасности труда.

ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.4.011-87 Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

ГОСТ 12.4.016-83 Одежда специальная защитная. Номенклатура показателей качества.

СаН ПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов.

ТУ 9184-203-02067936-2010 Пиво «Безалкогольное особое».

Технический регламент на пивоваренную продукцию.



Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Пивоваренная промышленность России: успехи и нерешенные проблемы

1.2 Безалкогольное пиво

1.3 Влияние безалкогольного пива на здоровье человека

1.4 Новые сорта безалкогольного пива с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов

1.5 Повышение биологической и коллоидной стойкости пива, сохранение вкуса пива на протяжении срока годности

2. Условия и методика проектирования

2.1 Краткая характеристика предприятия ООО «Хорватская пивница»

2.2 Методика проектирования

3. Технологическая часть

3.1 Описание сырья и готовой продукции

3.2 Выбор и обоснование способа фильтрации и розлива пива

3.3 Технологическая схема производства светлого безалкогольного пива «Барон»

3.4 Организация технохимического и производственного контроля

3.5 Расчет сырья, готовой продукции, тары

3.6 Выбор, качественный подбор технологического оборудования

3.7 Выбор и количественный подбор оборудования, объемов работ и энергетических затрат

4. Экономическое обоснование

4.1 Расчет затрат на сырье

4.2 Расчет затрат на энергоресурсы до модернизации

4.3 Расчет затрат на энергоресурсы после модернизации

4.4 Расчет годовых затрат на алюминиевые банки

4.5 Фонд заработной платы

4.6 Экономическая эффективность модернизации производства

5. Безопасность жизнедеятельности

6. Охрана окружающей среды

Выводы

Библиографический список



Введение

В последнее время в мире прослеживается тенденция неуклонного увеличения потребления пива, которое неизменно пользуется популярностью среди различных слоев населения, благодаря своему приятному вкусу, освежающему эффекту и тонизирующему действию.

Пиво - слабоалкогольный тонизирующий напиток с приятной горечью и хмелевым ароматом. Пиво хорошо утоляет жажду, так как в нем содержатся минеральные вещества и углекислота. Углекислота расширяет капиллярные сосуды слизистой оболочки органов пищеварения, что способствует быстрому поступлению жидкости в кровь. Калорийность пива 300-500 ккал. Количество килокалорий зависит от содержания алкоголя, экстрактивных веществ и углеводов. Пиво высокого качества практически не содержит сахарозы (свекловичный сахар) и фруктозы, которые оказывают нежелательное воздействие на организм. Пиво содержит небольшое количество белков и аминокислот. Содержание минеральных веществ колеблется в пределах 1-2 г/л. В пиве содержатся витамины В1, В2, РР, что отличает пиво от других алкогольных напитков и позволяет причислить его к напиткам питания. В пиве также содержатся органические кислоты, которые освобождают энергию в пищевом тракте и влияют на кислотно-щелочное равновесие, оказывает мочегонное, слабительное действие и представляет собой строительный материал для образования глюкозы и гликогена печени. От этих составляющих зависит качество пива.

Основным сырьем для производства пива является: ячмень, хмель и вода. Основные сортовые особенности пива (цвет, вкус, аромат) во многом зависит от качества солода и соотношение его видов в рецептуре.

Роль техники на производстве невозможно переоценить, так как именно от степени технического совершенства и от варианта инженерного решения конкретной технологической задачи в значительной степени зависит как технологическая эффективность, так и экономичность любой технологии.

В основе совершенной концепции технологического и технического совершенствования пивоваренного производства лежат следующие принципы:

1. Использование высококачественного сырья;

2. Минимизация контакта перерабатываемых технологических сред и целевого продукта с кислородом воздуха;

3. Снижение тепловой нагрузки на сусло;

4. Повышение биологической и коллоидной стабильности продукта;

5. Применение современных биологических и технических дрожжевых систем;

6. Гарантированное соблюдение требований санитарии;

7. Совершенствование управления производствам.

В настоящее время действующие заводы оснащены новыми техническими, современными машинами и автоматами, к которым относятся герметизированные, солодовенные установки, с совмещенными процессами замачивания ячменя, ращение и сушки солода в одном аппарате, установка периодического брожения и дображивание пива, цилиндроконические бродильные аппараты для ускоренного брожения и дображивание пива, сепараторы, диатомитовые фильтры, гидроциклонные аппараты для осветления горячего сусла и пива. Значительные изменения произошли в механизации и автоматизации процессов [16].

В данной дипломной работе речь пойдет об усовершенствовании ныне существующей технологии производства светлого безалкогольного пива «Барон» на предприятии ООО «Хорватская пивница» путем внедрения комплексной линии розлива в алюминиевую банку с применением обеспложивающей фильтрации.



1. Обзор литературы

1.1 Пивоваренная промышленность России: успехи и нерешенные проблемы

Переход к рыночной экономике дал мощный импульс развитию промышленности за счет структурных преобразований и привлечения иностранного капитала в этот сектор экономики пищевой промышленности. И хотя пивоваренная промышленность не относится к отраслям, определяющим продовольственную безопасность страны, она является важнейшим поставщиком своей продукции на продовольственный рынок страны, где вырабатываемая продукция традиционно пользуется большим спросом в силу различных условий, в том числе и исторических [26].

И если в дореформенный период на рынке пивоваренной продукции ощущался явный дефицит, то сегодня наблюдается превышение предложения над спросом (рис. 1).

годы

Рисунок 1 - Динамика производства пивоваренной продукции



В течение последних трех лет (2008-2010 гг.) уровень потребления пива в России находится в пределах 75-77 л на человека в год. Максимальный уровень среднедушевого потребления пива зафиксирован в Уральском федеральном округе (98,0 л), а минимальный -- в Южном федеральном округе (50,4 л). В 25 регионах России уровень потребления пива превышает средний по стране, в семи регионах достигает 100 л на человека в год.

По предварительным оценкам, среднедушевое потребление пива в России в 2010 г. составило 72 л на человека в год, что на 2,9 л меньше, чем в 2009 г. По оценкам экспертов, Россия еще в 2009 г. уступила третье место Бразилии в общемировом потреблении пива (первое место занимает Китай, второе - США) [23].

Пивная промышленность относится к группе отраслей, которая, с одной стороны, тесно привязана к сырьевой базе с благоприятными условиями по производству пивоваренного ячменя и хмеля, с другой -- предприятия по производству пива, как правило, размещаются в крупных промышленных центрах и мегаполисах, где в основном потребляется этот напиток. Современные технологии производства пива позволяют вырабатывать готовый продукт с длительными сроками хранения, которые можно транспортировать на любые расстояния, что значительно расширяет географию его поставок как внутри страны, так и за ее пределами. В настоящее время пивоваренная отрасль насчитывает более 250 предприятий различной мощности, расположенных в 73 регионах. Среднегодовая мощность заводов -- от 1 до 50 млн. дал в год. За последние годы введены в эксплуатацию заводы большой мощности в г. Хабаровске, Ангарске, Самаре, Ульяновске и многих других [4].

До 2008 г. в отрасли наблюдался устойчивый рост производства, обусловленный насыщением внутреннего рынка и поставкой части продукции на экспорт. Начиная с 2009 г. ситуация стала меняться в стороны падения объемов выпуска продукции. В 2010 г. объем производства пива составил 1029,3 млн. дал против 1085,0 в 2009 г. Снижение объемов производства привело к падению индекса производства пивоваренной отрасли до 94,8%. При этом спад отчетного года оказался более значительным, чем в 2009 г., когда объем производства составил 95,2% к уровню 2008 г. Рост производства пива был отмечен только в Центральном (1,4%) и Северокавказском федеральных округах (19,8%). Рост по регионам составил: в Москве (+67%), Владимирской (+20%), Ивановской (+22%), Курской (+12,9%), Тамбовской (15,7%), Тамбовской (15,7%), Оренбургской (+32,3%) областях, Ставропольском крае (+26,6%), Республике Дагестан (+29,2%).

Наибольшее снижение объемов производства пива было в Северо-Западном (-27,6%), Уральском (-13,9%), Дальневосточном федеральных округах (-11,5%). Снижение производства наметилось в 37 субъектах РФ (рис. 2).

Рисунок 2 - Объемы производства пива по федеральным округам в 2010 г.



Падение объемов производства пива обусловлено рядом факторов, основные из которых повышение акцизных сборов и последовавший за этим рост цен, а также насыщение внутреннего рынка пивной продукцией.

В 2010 г. политика пивоваренных компаний начинает претерпевать некоторые изменения, связанные с потребностью рынка, что выразилось в росте производства безалкогольного пива на 5%, специального пива - на 9%, темного пива - на 21 % (табл. 1).

Таблица 1- Структура производства пива в 2008-2010 гг., млн. дал

Продукция	2008 г.	2009 г.	2010 г.
Безалкогольное пиво	23,4	9,7	10,2
Пиво	1116,3	1075,3	1019,1
Крепкое пиво	0,01	0,05	0,04

В шестерку крупнейших регионов по производству пива входят: Санкт-Петербург (69,8 млн. дал), Самарская (57,4 млн. дал), Новосибирская (56,9 млн. дал), Ростовская (56,4 млн. дал), Ярославская области (54,4 млн. дал).

Мощности по производству пива используются лишь на 75%, что позволит в дальнейшем увеличивать объемы производства пива с ориентацией его поставки на экспорт.

В последние годы отечественные пивоваренные предприятия стали крупнейшими экспортерами среди отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности, поставляя отечественное пиво на рынки ближнего и дальнего зарубежья. Так, по итогам 2010 г. общий объем экспортных поставок пивоваренной продукции составил 21,2 млн. дал на сумму 127.8 млн. долл. США.

Наиболее характерная тенденция развития пивоваренного рынка в последние годы -- его высокая концентрация. Отрасль развивается за счет привлечения частных отечественных и иностранных инвестиций, применения новейших технологий производства, современных методов организации производства и сбытовой деятельности.

Открытость российского рынка для иностранных производителей пива, довольно жесткая конкуренция среди российских производителей сыграли положительную роль в расширении ассортимента российского пива [23].

1.2 Безалкогольное пиво

Безалкогольное пиво -- напиток, по вкусу похожий на традиционное пиво, но почти не содержащий алкоголя (в нем содержится около 0,5% алкоголя, а это меньше, чем в квасе). Он предназначен прежде всего для тех, кто по какой-то причине не может употреблять обычное пиво, к которому уже имеется привычка. Такими причинами могут быть расстройство здоровья, лечение от алкоголизма или ситуация, несовместимая с опьяняющим воздействием алкоголя, например управление транспортным средством. Созданием такого пива стали заниматься в разных странах в 1970-х годах, когда в связи с резким возрастанием массы автомобилей на дорогах участились аварии в связи с опьянением водителей. Особенно в нем были заинтересованы страны, где потребление пива традиционно было очень распространенным. Получение напитка, сходного с пивом, но практически лишенного алкоголя, является более сложной процедурой, чем изготовление обычного пива. Поэтому он получается несколько более дорогим [17].

Безалкогольное пиво, приготовленное методом остановки брожения, обладаем выраженным запахом сусла, сладкое на вкус и не имеет аромата пива. Чтобы подавить запах сусла, рекомендуется придавать данному пиву ярко выраженный хмелевой аромат. При биологическом подкислении значение рН пива снижается до 4,4 - 4,5. Удалению запаха сусла способствует также интенсивное промывание СО₂. Температура в 0°С в начале брожения приводит к низкой концентрации высших спиртов; запах и вкус пива, приготовленного путем холодною брожения, характеризуется лучшими органолептическими показателями [5].

В последнее время повысился спрос на пиво с низким содержанием спирта, особенно в странах, где оно является традиционным, широко распространенным напитком. Этот факт связан главным образом с резким увеличением количества автомобилей, поскольку в большинстве стран совсем запрещено или сильно ограничено потребление пива водителями [11].

1.3 Влияние безалкогольного пива на здоровье человека

Несмотря на малую долю рынка в сбыте пивобезалкогольной продукции, безалкогольное пиво имеет безусловные перспективы к росту.

Безалкогольное пиво выпускается сравнительно недавно, поэтому пока рано говорить об окончательных исследованиях его влияния на здоровье человека. Приведем результаты некоторых разрозненных пока исследований.

Сакае Аримото-Кобаяси из японского университета Окаямы провел опыты на двух группах мышей, одной из которых давали безалкогольное пиво, а второй - воду. Среди мышей, которые пили безалкогольное пиво, повреждение ДНК печени, легкого и почек оказалось на 85% ниже, чем у грызунов, которые пили только воду. Автор полагает, что в пиве присутствуют не идентифицированные вещества, которые мешают аминам повреждать клетки. Если определить составы этих веществ, пивовары могли бы выпускать напиток с повышенным содержанием «анти раковых веществ, или эти вещества можно было бы добавлять в пищу.

Исследование, проведенное в клинике Висбадена (Германия), показало, что безалкогольное пиво снижает свертываемость крови. Участников опыта разделили на три группы: одной давали по 3 л обычного пива, другой -- безалкогольного, а третья группа пила 4%-пый раствор этилового спирта в воде. Выпить эти 3 л надо было за 3 ч. У тех, кто пил безалкогольное пиво, снижалась концентрация в крови фермента тромбина, который участвует в процессе свертывания крови. Обычное пиво и слабый раствор спирта, напротив, повышал свертываемость. Исследователи полагают, что безалкогольным пивом, возможно, удастся частично заменить медикаменты, снижающие свертываемость крови, что необходимо пациентам, выздоравливающим после инфаркта. Какой именно компонент пива так действует, пока не ясно.

Испанское общество диетологии и питания совместно с группой ученых университета Валенсии провело исследование, в результате которого установлено, что умеренное потребление безалкогольного пива позволяет снизить риск возникновения сердечнососудистых заболеваний у пожилых людей.

В исследовании, которым руководила доктор факультета медицины университета Валенсии Виктория Вальс, принимали участие монахи испанского г. Леон: 50 священнослужителей в возрасте до 68 лет в течение 45 дней ежедневно получали по две бутылки безалкогольного пива на каждого. А после полугодового перерыва в течение месяца они получали концентрированную выжимку хмеля. Сделав необходимые анализы, специалисты заявили, что эксперимент прошел успешно, так как общий уровень холестерина в крови монахов упал на 6%, также снизилось содержание других веществ, связанных с повышенным риском возникновения сердечнососудистых заболеваний и воспалительных процессов. Поэтому доктор Вальс считает, что умеренное потребление безалкогольного пива, а это около 400 мл в сутки, может содействовать сокращению патологий в старости [9].

Группа американских ученых под руководством доктора Гернана из School of Public Health в Гарварде (Бостон) установила, что у людей, пьющих пиво умеренно, риск возникновения болезни Паркинсона на 30% меньше, чем у тех, кто пиво не пьет. Риск заболевания не снижается при употреблении безалкогольного пива, а также вин и крепких спиртных напитков. Но дело не в содержащемся в пиве алкоголе: эффект дают полезные вещества, выделяющиеся из тех ингредиентов, из которых его варят. К такому выводу ученые пришли, обследовав более 170 тыс. мужчин женщин.

По заключению Федерального научно-исследовательского наркологического центра Министерства здравоохранения РФ (ФНИНРЦ), безалкогольное пиво не оказывает влияния на психомоторные реакции человека и может быть рекомендовано лицам опасных профессий при выполнении ими профессиональных обязанностей (управление - водным, авиа- и автотранспортом, сложными технологическими процессами и т.д.) [9].

Безалкогольное пиво по своему составу довольно близко к обычному. Но надо помнить, что содержание алкоголя в таком пиве до 0,5%, в нем также есть какое-то количество хмеля. Любое пиво быстро всасывается организмом, переполняя кровеносное русло, при большом количестве выпитого возникает варикозное расширение вен и расширение границ сердца. Рентгенологи называют это явление синдромом «пивного сердца». Если злоупотреблять пивом, сердце провисает, становится дряблым, а его функции «живого мотора» теряются. В ответ на прием пива в мужском организме начинает выделяться, в частности, в печени, патологическое вещество, которое подавляет выработку основного мужского полового гормона метилтестостерона. В результате начинают продуцироваться женские половые гормоны. Кроме того, пиво (в том числе безалкогольное) влияет на простату, так как в пиве содержатся вещества, раздражающие мочеполовой тракт, и эстрогеноподобные вещества, способные изменять «гормональное-зеркало» мужского организма.

В безалкогольном пиве этиловый спирт удаляется из смеси путем вакуумной откачки при нагревании до 70 °С, а спирты сивушной группы, обладающие температурой кипения выше температуры кипения воды, почти полностью остаются в растворе. Так что токсикологическое действие безалкогольного пива хоть и, менее выражено, но сохраняется, и его никак нельзя рекомендовать для употребления детям.

Приведем также мнение Главного государственного санитарного врача РФ Г. Онищенко: «Анализ наркологической ситуации в стране, включая исследования, проведенные в Москве в рамках проекта школьных исследовании по алкоголю и наркотикам, указывает, что наблюдающийся рост потребления пива происходит за счет подростков и женщин детородного возраста. Это в немалой степени способствует снижению уровня средней продолжительности жизни и росту показателя преждевременной смертности населения. Проводимый Госсанэпидслужбой России мониторинг качества и безопасности пивобезалкогольной продукции указывает на продолжающиеся факты несоблюдения технологических и санитарно-противоэпидемических режимов производства пива и безалкогольных напитков».

В некоторые сорта безалкогольного пива добавляют в качестве консерванта бензоат натрия (Е211) однако его содержание не указывается на этикетке, что является нарушением требований ГОСТР51074-97 «Продукты пищевые. Информация для потребителей».

По мнению российских психиатров и наркологов, безалкогольное пиво, даже совершенно не содержащее спирта, далеко не так безопасно, как утверждают его производители. Конечно, оно не может вызвать опьянение или похмелье, стать причиной развития алкоголизма, привести к автокатастрофе или другим последствиям. Но при этом, по мнению ученых и врачей, для большинства людей безалкогольное пиво играет роль первой ступени в развитии привыкания к настоящим алкогольным напиткам. Иначе говоря, психологически безалкогольное пиво воспринимается человеком точно так же, как и обычное, тем самым снимая внутренний барьер на употребление алкоголя. И после нескольких месяцев или лет потребления безалкогольных напитков человек «случайно» переходит на нормальный алкоголь.

Немаловажную роль играет и другой фактор, связанный с «безалкогольным алкоголем». Ведь помимо людей, только начинающих свою «алкогольную» карьеру, его употребляют и те, кто уже не имеет ничего против спиртного, но в настоящее время по каким-то причинам не может присоединиться к пьющей компании (например, находится за рулем). Такой человек вынужден испытывать определенное чувство неполноценности, ведь вместо нормального алкоголя он вынужден пить суррогат.

Беспокойство врачей и ученых вызывает и средний возраст потребителей безалкогольной продукции - это преимущественно молодые люди, школьники и студенты. Именно для этой возрастной группы наиболее вероятен быстрый переход от безалкогольных заменителей к настоящему алкоголю [9].

1.4 Новые сорта безалкогольного пива с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов

Расширение ассортимента выпускаемой продукции, создание новых пищевых продуктов обладающих специальными, функциональными свойствами для ликвидации растущего дефицита нутриентов, важные проблемы для пищевой промышленности России [11]. В настоящее время в нашей стране увеличивается выпуск и растет потребление специальных сортов безалкогольного пива. Несмотря на малую долю рынка в сбыте пивобезалкогольной продукции, безалкогольное пиво имеет безусловные перспективы к росту [24]. Для обогащения популярного напитка биологически активными веществами функциональной направленности можно использовать различные источники: плодово-ягодное сырье, продукты их переработки, а также дикоросы [3].

Для получения безалкогольного пива с функциональными добавками оздоравливающего действия можно использовать экстракты аралии (Araliae mandshurica) и калины (Viburnum sargentii). Данные растения -- широко известные дальневосточные дикоросы, обладающие адаптогенным, антиоксидантным, гепатопротекторным, тонизирующим действиями на организм человека [6, 15]. В естественных условиях эти дикоросы дают хорошие урожаи во многих районах, что обеспечивает их высоко продуктивный сбор [8]. Активные вещества аралиевых -- тритерпеновые гликозиды (аралозиды). обнаружены также флавоноиды. дубильные вещества, эфирные масла, полиса хариды. В состав полифенольных комплексов калины входят лейкоантоцианы, катехины, танины, лигнин, свободные аминокислоты, редуцирующие сахара, органические кислоты и л р.

На основании проведенных доктором биологических наук Палагиной М.В. и ее коллегами исследований были определены оптимальные технологические параметры приготовления безалкогольного пива с растительными экстрактами и разработана техническая документация на новые сорта пива (пиво «Безалкогольное особое» ТУ 9184-203-02067936-2010). На новые сорта пива разработана рецептура на 2000л сусла (табл. 2)

Таблица 2 - Рецептура безалкогольного пива с растительными экстрактами на 2000 л сусла

Сырье	Пиво «Безалкогольное особое» с экстрактами аралии	Пиво «Безалкогольное особое» с калифеном
Солод светлый ячменный, кг	250	250
Хмель гранулированный, кг	1,6	1,6
Дрожжи, л	10	10
Экстракт аралии, л	32	-
Калифен, л	-	32
Вода, л	До 2000	До 2000

Приготовленные напитки оценивали по органолептическим показателям. Вкус безалкогольного пива с экстрактами аралии и калины был пивным с выраженной хмелевой горечью, свойственный сырью, с легким посторонним древесным привкусом, не меняющим общей вкусовой картины пива. Цвет - соломенно-желтый, внешний вид - прозрачный с незначительной опалесценцией. В пиве был отмечен легкий оригинальный древесный аромат.

По результатам исследований пива в процессе хранения установлен срок годности готовых напитков -- 8 сут. при температуре его содержания от 5 до 12 °С.

Новые сорта пива «Безалкогольное особое» с растительными экстрактами из аралии и калины содержат биологически активные компоненты - аралозиды и полифенольные комплексы (их содержание в образцах пива показано методами качественного анализа). Некоторое количество биологически активных веществ, обеспечивающих адаптационные и антиоксидантные свойства напитков, служит основанием для разработки новых функциональных продуктов, технологии которых ориентированы на обогащение ценными натуральными комплексами. Такие напитки могут стать оригинальными и полезными для здоровья аналогами традиционного пива [19].

1.5 Повышение биологической и коллоидной стойкости пива, сохранение вкуса пива на протяжении срока годности

Коллоидная и биологическая стойкость снижается вследствие образования белково-полифенольных комплексов, развития микроорганизмов, а вкус стареет из-за окисления компонентов пива [21]. Современное оборудование позволяет минимизировать контакт технологических сред с кислородом воздуха в результате герметичности оборудования, исключения пенообразования, заполнения оборудования снизу с регулируемой подачей, применения деаэрированной воды, осуществления процессов в атмосфере диоксида углерода или инертных газов. Большую роль в обеспечении стабильности пива играют линии фасования пива с одно-, двух- или трехкратным вакуумированием. Применяется технически совершенное оборудование для осветления, стабилизации и пастеризации пива. Фильтрование пива на современных кизельгуровых и ПВПП-фильтрах, стерилизующих фильтрах, внесение антиоксидантов, например, на основе природного дигидрокверцитина, позволяет значительно повысить стойкость пива с сохранением хорошего вкуса и аромата [27].

Перечень микробиологических показателей, регламентирующих качество пива, представлен в табл. 3, где приняты следующие обозначения: КМАФАнМ -- количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЕ - количество колониеобразующих единиц, БГКП -- бактерии группы кишечной палочки.

Таблица 3 - Перечень микробиологических показателей, регламентирующих качество пива

Продукт	КМАФАнМ, КОЕ/100 см3, не более	Объем или масса продукта (см3, г), в которых не допускается
		БГКП (калиформы)	патогенные в т.ч. сальмонеллы	дрожжи и плесени
Пиво разливное	-	1,0	25	-
Пиво непастеризованное: в кегах в бутылках		3,0 10,0	25 25	- -
Пиво пастеризованное и обеспложенное	500	10,0	25	40

Иногда фильтрованное и разлитое пиво через короткий срок начинает опалесцировать. Затем в пиве появляются мелкие рыхлые хлопья, которые не исчезают при продолжительном хранении пива в бутылках хлопья осаждаются на дно.

Причина данного рода помутнений - высокомолекулярные белки, которые не выделялись при приготовлении пива. Эти белковые вещества не очень стойки при изменении кислотности и температуры, что приводит к их коагуляции.

Помутнение пива наступает с понижением температуры. Посев хранения пива при низких температурах оно становится менее прозрачным, как будто покрывается тонкой вуалью, хотя при комнатной температуре оно прозрачнее. Муть исчезает при нагревании и вновь появляется при охлаждении. Под воздействием кислорода воздуха, света, ионов металлов холодное помутнение превращается в необратимое, неисчезающее.

Появление холодного помутнения является первым признаком окисления. Доступ кислорода при розливе усиливает холодное помутнение. Вещества холодной мути -- соединения белков и дубильных веществ. Кислород провоцирует превращение холодного помутнения в окислительное. При наличии кислорода можем происходить также окисление горьких веществ хмеля, это вызывает изменение вкуса и помутнение пива.

Металлы образуют с белковыми компонентами нерастворимые комплексы и превращают холодное помутнение в металло-белковое, необратимое. Присутствие металлов в пиве может быть результатом соприкосновения его с металлическими поверхностями оборудования. Такие металлы, как медь и железо, в качестве катализаторов ускоряют реакции окисления, происходящие в готовом пиве. Достаточно незначительного количества металла-катализатора, чтобы увеличилось образование холодной мути пива. Такое помутнение проявляется иногда в виде хлопьевидного осадка, Который не растворяется при нагревании [21].

Для устранения причин, вызывающих помутнение пива, прежде всего следует установить вид помутнения путем микроскопического исследования. Если речь идет о коллоидных помутнениях, то это может быть холодное, окислительное, металло-белковое, клейстерное и др. Для их идентификации можно использовать ряд тестов. При обработке слабой HCl оксалатное помутнение исчезает, а дрожжевое сохраняется. При нагревании исчезает холодное (дубильно-белковое помутнение), а чисто белковое и окислительное сохраняются. Окислительное помутнение исчезает при обработке 10%-м раствором NаОН. Бактериальное, клейстерное, смоляное и холодное помутнения при фильтрации не исчезают. При взбалтывании с эфиром исчезает смоляная муть, но не исчезают бактериальная и клейстерная муть. Металло-белковое помутнение исчезает при добавлении к пиву концентрированной азотной кислоты.

Некоторые виды помутнения можно устранить фильтрацией.

Повысить стойкость пива против биологических помутнений можно путем пастеризации. Для такого пива устанавливается стойкость не менее 30 месяцев с применением стабилизаторов белково-коллоидной стойкости и не менее 30 суток без применения стабилизаторов [22].

Обеспложивающее фильтрование пива. Для повышения стойкости пива, его наиболее часто подвергают обеспложивающему фильтрованию и пастеризации.

Обеспложивающее фильтрование проводят, используя фильтровальные пластины из мембран, изготовленных из полимерных материалов. Диаметр пор этих мембран обеспечивает удаление микроорганизмов, коллоидных и других взвешенных веществ [25].

Холодно-стерильный розлив пива. Туннельная пастеризация и пастеризация в потоке являются надежными способами биологической стабилизации пива. Однако даже щадящая термическая обработка пива - пастеризация в потоке - несет в себе опасность изменения компонентного состава пива.

Поэтому сегодня все в большей мере используют «холодные» способы удаления микроорганизмов из пива - с помощью обеспложивающего картона, мембранных и модульных фильтров. Очень тонкого фильтрования можно добиться, выбрав подходящие мембраны, но так как пропускная способность мембран мала, то чтобы достичь удовлетворительной производительности, необходимо устанавливать много модулей. Это удорожает способ, поэтому все силы направляют на то, чтобы работать как можно экономичнее.

На обеспечение действительно асептического холодного фильтрования должен быть настроен весь производственный процесс. Это означает:

* хорошую фильтруемость пива;

* постоянный контроль за всеми возможными путями попадания инфицирующей микрофлоры, особенно за водой, воздухом, СО₂ и т. д.

Биологическая стойкость пива без термической обработки возможна если:

· хорошо отлажена работа фильтров;

· достигается хорошее микробиологическое состояние, как зоны фильтрата, так и зоны не фильтрата;

· пиво обладает высокой внутренней стабильностью;

· существует эффективный микробиологический контроль.

Существуют несколько вариантов холодно-стерильного фильтрования. Чаще всего после фильтра включают три или четыре мембранных фильтра со все возрастающей тонкостью фильтрования и уменьшающейся удельной производительностью. Для достижения требуемой мощности необходимо подключать соответствующее количество параллельно подключенных фильтров.

При «холодном розливе достигают почти такого же эффекта, что и при пастеризации в потоке. Однако важно, чтобы машины удовлетворяли всем требованиям холодной асептической фильтрации.

Холодно-стерильный розлив исключает негативные вкусовые изменения, связанные с тепловой обработкой, потому в настоящее время существует устойчивая тенденция к все более широкому применению холодного фильтрования [14].



2. Условия и методика проектирования

2.1 Краткая характеристика предприятия ООО «Хорватская пивница»

Пивоваренный завод «Хорватская пивница» расположен в городе Новосибирске, по улице Аллейская, 6. Предприятие открылось в 2006 году во главе генерального директора Посметного Олега Александровича. Производственная мощность предприятия приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Производственная мощность предприятия ООО «Хорватская пивница»

Вид пива	в год, дал	в мес, дал
«Барон»	19 200	1600
«Старый загреб» (светлое нефильтрованное)	19 200	1600
«Старый загреб» (темное нефильтрованное)	2400	200

Производство располагается в одноэтажном здании. В данный момент завод имеет 1 цех, подразделяющийся на варочное, бродильное отделения и отделение дображивания и созревания.

В каждом отделении находится технологическое оборудование для выполнения определенного технологического процесса. К непроизводственным фондам относятся находящиеся кабинет бухгалтерии, кабинет директора,

К обслуживающим подразделениям относят:

- склад солода;

- химический склад;

- склад готовой продукции;

- дрожжевое отделение;

- склад кизельгура;

склад углекислотных баллонов;

- мойка кег;

- лаборатория.

На ООО «Хорватская пивница» технологические линии производства светлого фильтрованного и не фильтрованного и темного не фильтрованного пива. На каждой линии происходит розлив только кеги. Оборудование, используемое на заводе фирмы FAKTUM KFT (Венгрия). Реализация продукции осуществляется в Новосибирской области в барах, небольших торговых точках. Ассортимент продукции приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Ассортимент продукции

Наименование продукта	Содержание алкоголя, %	Плотность, %	Срок реализации, сут.
«Старый загреб» (светлое, фильтрованное)	4,512%	4,5	30
«Старый загреб» (светлое не фильтрованное)	4,5	12	15
«Старый загреб» (темное не фильтрованное)	4,7	12-14	14
«Барон» (светлое, безалкогольное, не фильтрованное, не пастеризованное)	менее 0,5	6-8	14

2.2 Методика проектирования

Совершенствование технологии производства светлого безалкогольного пива «Барон» заключается во внедрении линии розлива пива с применением холодной стерилизации обеспложивающим фильтром перед розливом продукта.

Холодно-стерильный розлив исключает негативные вкусовые изменения, такой как вкус пригорелости, связанный с тепловой обработкой.

В качестве тары были выбраны алюминиевые банки благодаря их легкой транспортабельности и удобству в применении для потребителя, исключению разгерметизации и ухудшения вкусовых качеств при воздействии прямых солнечных лучей, как это происходит в ПЭТ таре.



3. Технологическая часть

3.1 Описание сырья и готовой продукции

Пиво на заводе «Хорватская пивница» варится только из установленных ингредиентов, без посторонних добавок: рис, кукуруза, сахар и т.д. Содержание пестицидов и микотоксинов, нитрозаминов регламентируется в сырье и не должно превышать уровня нормативов, установленных «Гигиеническими Требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» (СаН ПиН 2.3.2.1078-01).

Маркировка потребительской тары должна соответствовать ГОСТ 51074-2003 Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования.

Маркировка транспортной тары должна соответствовать ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов.

Готовое пиво «Барон» предполагается разливать в алюминиевую банку вместимостью 0,5 л.

Основные требования к производству светлого пива хорошего качества:

- высококачественное сырье: светлый солод, хмель, дрожжи, вода;

- чистое, хорошо отложенное оборудование для производства пива;

- соблюдение условий хранения готового продукта при температуре 12⁰ С.

В качестве сырья на предприятии для производства пива используют:

1. Солод светлый пивоваренный ячменный российский и импортный (Англия, Финляндия) соответствует ГОСТ 29294-92.

Физико-химические показатели светлого солода, применяемого на предприятии, приведены в таблице 6.



Таблица 6 - Физико-химические показатели качества светлого солода

Показатель	Характеристика
Сорная примесь, %	0
Влажность, %	5,4
Экстрактивность, %	80
Продолжительность осахаривания, мин	15
Белок, %	10,5

Органолептические показатели светлого солода, применяемого на предприятии, указаны в таблице 7.

Таблица 7 - Органолептические показатели светлого солода

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид	Однородная зерновая масса, без плесневелых зерен и зерновых вредителей.
Цвет	Светло-желтый по всей массе
Запах	Солодовый
Вкус	Солодовый, сладковатый

2. Хмель прессованный (шишковой, гранулированный) ГОСТ 1946-76 - ГОСТ 21948-76

Таблица 8 - Органолептические и физико-химические требования к хмелю

Показатель	Требования
	базисные	ограничительные
Органолептические показатели
Цвет	От светло-желто-зеленого до золотисто-зеленого, допускаются покрасневшие кончики лепестков	Зеленый, желтовато-зеленый, зеленовато-желтый, желтый с коричневыми пятнами, бурый
Запах	Хмелевой, чистый, не допускается прелый, затхлый сырный, дымный и др.
Внешний вид	Шишки должны быть одинаковые по размеру, закрытые; не допускается хмель, пораженный плесенью, сельскохозяйственными вредителями и болезнями, содержащий посторонние (нехмелевые) примеси.
Физико-химические показатели
Влажность, %, не более	13	11-13
Содержание примесей, %, не более
1	2	3
-для хмеля машинного сбора	--	10
-для хмеля ручного сбора	--	5
Зольность, % на АСВ, не более	--	14
Содержание семян, %, не более	--	4
Содержание сернистого ангидрида (SO2), % на АСВ, не более	--	0,5
Содержание -кислоты, % на АСВ	3,5	не менее 2,5

3. Дрожжи пивоваренные

Используется чистая культура дрожжей. Разведенная проба дрожжей должна содержать не менее 80 млн. клеток чистой культуры дрожжей в 1 см³, из них почкующиеся - не менее 30 %, мертвых - не более 5 %. Посторонние микроорганизмы не допускаются.

4. Вода питьевая подготовленная соответствует СанПиН 2.1.4.1074-01. В пивоваренном производстве вода также является сырьем. Она используется для мойки, замачивания и увлажнения ячменя, на приготовление затора и выщелачивание пивной дробины, на мойку оборудования и тары и т.д. От качества воды зависит ход технологического процесса и показатели готового солода и пива.

Вода, используемая в пивоварне, соответствует требованиям, предъявляемым к питьевой воде (СанПиН 2.1.4.1074-01). Требования к воде приведены в таблице 9.

Содержащиеся в воде ионы могут:

- изменять рН среды (сдвигать кислотно-щелочное равновесие в кислую или щелочную сторону), это ионы Ca ²⁺, Mg ²⁺, ОН-, НСО₃-;

- действовать в качестве катализатора брожения (Ca ²⁺, Mg ²⁺);

- вызывать изменение вкуса и цвета готового пива (Ca ²⁺, Mg ²⁺, Na⁺,

Fe²⁺, Fe³⁺, НСО₃-, SO₄^2-, и др.);

- вызывать помутнения пива (Fe ²⁺, Fe ³⁺, Cu²⁺, SiO₃ ^2-).

Таблица 9 - Требования к качеству воды

Показатель	Значение	Показатель	Значение
рН	6,0-6,5	Магний, мг/л	следы
Окисляемость, мг О2/л	2	Марганец, мг/л	0,1
Щелочность, мг-экв/л	0,5-1,5	Медь, мг/л	0,5
Общая жесткость, мг-экв/л	2-4	Цинк, мг/л	5,0
Катионы:		Анионы:
Алюминий, мг/л	0,5	Нитраты, мг/л	10
Железо (суммарно), мг/л	0,1	Нитриты, мг/л	0
Кальций, мг-экв/л	2-4	Сульфаты, мг/л	100-150
Кремний, мг/л	2	Хлориды, мг/л	100-150

На данном предприятии не используют не соложеное сырье (рис, кукуруза).

Требования к готовому пиву.

Органолептические свойства светлого безалкогольного пива «Барон» указаны в таблице 10.

Таблица 10 - Органолептические показатели качества пива «Барон»

Наименование показателя	Характеристика
Прозрачность	Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений
Аромат и вкус	Чистый вкус и аромат сброженного солодового напитка с хмелевой горечью и хмелевым ароматом без посторонних запахов и привкусов



Таблица 11 - Физико-химические показатели светлого пива

Объемная доля спирта, %, не более	0,5
Кислотность, к ед.	1,5
Цвет ц. ед.	1,0
Массовая доля двуокиси углерода, %. не менее	0,33
Пенообразование высота пены, мм, не менее пеностойкость, мин	30 2
Стойкость, сут,	14
Энергетическая ценность, ккал в 100 г пива	30
Углеводы, в 100 г пива	3,5

3.2 Выбор и обоснование способа фильтрации и розлива пива

Использование обеспложивающей фильтрации для безалкогольного светлого пива «Барон» продлит срок его хранения, а также приведет к увеличению срока его реализации, что важно для расширения оптовой и розничной продажи этого пива в упаковке в виде алюминиевой банки.

Преимущества алюминиевой банки

Банка подходит для розлива самых разнообразных алкогольных и безалкогольных напитков.

Основными ограничителями по срокам хранения являются органолептические показатели. Большинство напитков, поставленных на хранение, выдерживают и даже превышают установленные производителем гарантийные сроки.

При возможных коррозионных процессах в банке перехода алюминия в напиток не происходит.

Таким образом, можно с уверенностью говорить о полном сохранении вкусовых качеств напитка, упакованного в банку, и безопасности его взаимодействия с алюминием. Особенности технологии изготовления банки и розлива позволяют надежно защищать содержимое от вредных внешних воздействий. Таким образом, напиток в банке «живет» дольше, чем в стекле или пластике.

Геометрическая форма, свойства алюминия, технология изготовления обусловливают основные преимущества банки как упаковки для напитков. Так, банка не бьется ни при розливе, ни при перевозке. Объем потерь продукции на отрезке между складом пустых банок (доставка) и получением наполненных банок, как правило, составляет 1%. За счет управления процессом розлива эти потери можно снизить до 0,25-0,1%.

Легкость баночной тары снижает затраты при погрузочно-разгрузочных работах, при транспортировке, а также является неоспоримым преимуществом для потребителя.

Геометрическая форма банки сокращает издержки при розливе (благодаря высокой скорости розлива), а также при складировании и транспортировке. Так, за один и тот же период времени в банки можно разлить в полтора раза больше продукции, чем на ПЭТ-линии. Банка занимает на 30% меньше площади, чем бутылка, а это важно не только при складировании и транспортировке, но и при размещении продукции на торговых полках.

Банка является одноразовой упаковкой, что с одной стороны освобождает от затрат, связанных с оборотной тарой, а с другой -- отвечает самым строгим санитарным нормам потребления. При этом банка является наиболее экологичным видом упаковки для напитков, так как подлежит полной утилизации, что, в свою очередь, является гарантией от введения акцизов на ее использование.

Использование наружного покрытия позволяет использовать всю поверхность банки для нанесения информации, делает ее наиболее яркой тарой, сохраняющей товарный вид в любой ситуации.

Для продавцов, особенно в летний период, пиковый по продажам прохладительных напитков и пива, важным является быстрое охлаждение напитков в банке. Необходимо также отметить, что технология изготовления банки и розлива напитков ставят естественный экономический барьер проникновению в отрасль мелким производителям низкокачественных фальсифицированных напитков, а в надежной защите от подделок заинтересованы не только производители, но и потребители продукции.

Важным фактором для отечественного рынка упаковки является стабильно высокое качество российской баночной тары по сравнению со стеклянными бутылками. Крупнейшими западными фирмами, предлагающими широкий спектр оборудования для розлива в банку мощностью от 3 до 120 тыс. банок в час и стоимостью от 350 тыс. долл. являются КХС и «Кронес» (Германия), «Сасиб» и «Би. Си.» (Италия). Гораздо дешевле стоит приобретение подержанного и восстановленного оборудования.

Многим заводам, особенно с небольшим объемом производства, не всегда экономически целесообразно вкладывать средства в дорогостоящее оборудование для розлива в банки. Однако учитывая далеко идущие планы производителей банок по изменению стереотипов, сложившихся у потребителей, а главное, размеры вкладываемых в эту задачу финансовых ресурсов, следует прогнозировать активизацию спроса на напитки в баночной упаковке, и в этом случае разливщикам и оптовым компаниям важно быстро реагировать на происходящие изменения.



3.3 Технологическая схема производства светлого безалкогольного пива «Барон»

Технологическая схема производства пива «Барон»



3.3.1 Подготовка воды

Для производства используют водопроводную воду. Ее подвергают очистке. Вода из трубопровода проходит через установку водоподготовки, где последовательно очищается сначала от грубых механических примесей, затем происходит ультрафильтрация, умягчение и завершающая стадия - обеззараживание. Далее вода подается на производство.

3.3.2 Взвешивание солода

Количество солода, применяемого для каждой варки, необходимо точно регистрировать. Это важно для внутрипроизводственного контроля, поскольку позже понадобиться знать, насколько эффективно было израсходовано сырье. Это выполняют:

- путем расчета выхода экстракта в варочном цехе и после этого;

- путем расчета расхода количества солода на гл пива.

Контроль количества засыпи осуществляют с помощью товарных весов.

3.3.3 Дробление солода

Основной целью дробления солода является облегчение и ускорение физических и биохимических процессов растворения содержимого солодового зерна при затирании, с тем, чтоб обеспечить максимально возможным перевод экстрактивных веществ в водный раствор (сусло).

Дробление это процесс механического измельчения, при котором, однако, следует по мере возможности сохранить оболочки для последующего их использования как фильтрующего материала при фильтровании заторов. Поэтому при дроблении солод не размалывают, а раздавливают, сохраняя оболочку зерна почти без разрушения, а из эндосперма стараются получить максимальное количество мелкой однородной крупки. Высокое содержание муки и измельченные оболочки зерна в помоле затруднят фильтрование затора. Твердость мучнистой части зерна неоднородна. Твердые кончики зерна при помоле дают крупку, а хорошо разрыхленная центральная часть эндоспермы и вблизи зародыша - образуют муку и мелкую крупку.

Для дробления солода на данном предприятии используют двухвальцовую дробилку. Солод поступает вначале на распределительный рифленый валик с закрывающимся, точно устанавливаемым круглым шлицем.

3.3.4 Приготовление затора

Дробленый солод по шнеку переходит в предварительно прогретый заторный аппарат, в который подаётся подогретая вода. Затирание - важнейший процесс при производстве сусла. При затирании помол и вода перемешиваются (затираются), компоненты солода переходят в раствор и становятся веществами экстракта. Большинство компонентов дробленого солода нерастворимы сами по себе, а в пиво могут перейти только растворимые вещества. Поэтому при затирании необходимо привести необходимые вещества помола в растворимые.

Цель затирания состоит в том, чтобы расщепить крахмал в сахара и растворимые декстрины без остатка. При этом образуются и другие экстрактивные вещества. Основное количество экстракта образуется при затирании прежде всего благодаря действию ферментов, которые могут действовать при оптимальных для них температурах.

В процессе затирания действует амилолитические, протеолитические и цитолитические ферменты.

Затирание ведется настойным способом с понижением температуры, в течение 90 минут.

Затем производится слив первого сусла в сусловарочный аппарат.

По окончании этого процесса проводят выщелачивание вымываемого экстракта, удержанного дробиной, путем его вымывания водой, при температуре 75°С. Процесс выщелачивания проводят до содержания сухих веществ 6-8%.

В сусле определяют содержание сухих веществ сахарометром.

3.3.5 Приготовление пивного сусла

В конце процесса затирания затор состоит из смеси растворенных и нерастворенных в воде веществ. Водный раствор экстрактивных веществ называется суслом, а нерастворенную часть называют дробиной. Дробина в основном состоит из мякинных оболочек, зародышей и других веществ, не растворенных при затирании.

При фильтровании затора экстракт должен быть получен по возможности более полно. Фильтрование затора является процессом, при котором дробина берет на себя роль фильтрующего материала. Этот процесс проходит в две отдельные фазы, следующие друг за другом, а именно:

- сбор первого сусла;

- выщелачивание дробины путем вымывания задержанных в нем экстрактивных веществ (промывание воды).

Производится слив первого сусла в сусловарочный аппарат. По окончании этого процесса проводят выщелачивание вымываемого экстракта, удержанного дробиной, путем его вымывания водой, при температуре 75°С. Процесс выщелачивания проводят до содержания сухих веществ 6-8%.

В сусле определяют содержание сухих веществ сахарометром.

3.3.6 Кипячение сусла с хмелем

Фильтрованное сусло и промывные воды перекачиваются в сусловарочный аппарат и подвергаются кипячению с хмелем на 1,5 - 2 часа, для того чтобы произошли следующие процессы:

- получение и изомерация компонентов хмеля, что придает суслу своеобразную горечь и аромат;

- коагуляция конгломератов белковых и дубильных веществ;

- выпаривание воды до концентрации сусла заданной плотности;

- стерилизация сусла;

- повышение кислотности сусла;

- преобразована редуцирующих веществ;

- изменение содержание в сусле ДМС и других летучих веществ;

- разрушение всех ферментов;

- повышение цветности сусла.

Хмель вносим в два приема:

Первая порция - в начале кипячения (горькие сорта хмеля);

Вторая порция - за 5 минут до конца кипячения (ароматные сорта хмеля).

Готовое охмеленное сусло настаивается в сусловарочном аппарате в течение 20 мин. За это время происходит осветление сусла за счет осаждения высокомолекулярных белков.