Линия производства пива"жигулевское оригинальное"

В пивоварении обычно отдают предпочтение дрожжам низового брожения, хлопья которых по окончании брожения быстро оседают на дно, образуя там плотный слой. Обычно для нормального брожения в сусло задают густые дрожжи в пределах 0,5% от объема сусла. А если исходить из массы солода, то на сусло из 100 кг солода необходимо около 1 л густых кашицеобразных дрожжей. Если в наличии есть прессованные дрожжи, следует учитывать, что 5 кг таких дрожжей соответствует 10 л густых дрожжей. Большее количество заданных дрожжей ускоряет брожение, но на конечную степень сбраживания практически не влияет. И еще один эффект от обильной задачи дрожжей - брожение становится более чистым, так как в этом случае из-за интенсивного сбраживания посторонние микроорганизмы погибают быстрее.

2.2.4 Вода

 

Вода является в пивоваренной промышленности очень важным сырьем благодаря своему влиянию на качество пива и широкому использованию ее в пивоваренном производстве. Производственная вода используется в солодовне, в котельной, для охлаждения сусла в холодильниках и в конденсаторах холодильных машин, для мойки и чистки главным образом в бродильном и лагерном отделениях, а также в моечном и разливочном отделениях.

Таким образом, воду следует отнести к основному виду технологическому сырью. При этом необходимо иметь в виду, что вода, используемая в производстве пива, не является чистым химическим веществом; она характеризуется определенными органолептическими и физико-химическими свойствами, которые существенно изменяются в зависимости от места нахождения предприятия.

Вода, используемая для приготовления пиве, прежде всего должна соответствовать требованиям СаНПиН 2.1.4.1074-01. Однако учитывая ее влияние на физико-химические и биохимические процессы в пивоварении, к ней предъявляются дополнительные требования, указанные в технологической инструкции по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков (ТИ 10-5031536-73-90).

 

Пиво представляет собой водный раствор экстрактивных веществ солода, не претерпевших изменения в ходе его брожения и дображивания, этилового спирта и вкусоароматических веществ, являющихся либо вторичными метаболитами дрожжей, либо происходящими из хмеля. В состав экстрактивных веществ входят несброженные углеводы (а- и б-глюканы), фенольные вещества (антоцианогены, олиго- и полифенолы), меланоидины и карамели. Их содержание в пиве в зависимости от массовой доли сухих веществ в начальном сусле, состава сусла, технологических режимов брожения и штаммовых особенностей дрожжей колеблется от 2,0 до 8,5 г/100 г пива. С этими же показателями процесса связано содержание спирта, массовая доля которого в пиве может составлять от 0,05 до 9,4%, и вкусоароматических веществ (высших спиртов, эфиров, альдегидов и т. п.), синтез которых зависит как от состава сусла и особенно от режимов брожения и природы дрожжей. Как правило, для получения пива, при сбраживании которого используют низовые дрожжи, концентрация вторичных продуктов метаболизма дрожжей не превышает 200 мг/л, в то время как для пива верхового брожения их уровень превышает 300 мг/л. Еще меньшую долю в пиве составляют горькие вещества хмеля, количество которых в пиве не превышает 45 мг/л. Таким образом, основным компонентом пива, содержание которого превышает 90% его массы, - вода.

 

Цветность	1-20 мг/л
Мутность	1-10 мг/л
Температура	12-25
pH	6,5-8,5 пред 9,5
Электропроводность	400 мкS/см
Общая жесткость	60 мг/л
Сухой остаток	1500 мг/л
Окисляемость	2-5 мг/л

(ГОСТ 2874 от 18.10.82 "Вода питьевая. Гигиенические  требования и контроль за качеством").Вода  играет главную роль в изготовлении  качественного пива. Используют  воду питьевую (ГОСТ 2874 от 18.10.82 "Вода  питьевая.Гигиенические требования  и контроль за качеством"). К  солевому составу воды и свойствам  предъявляют следующие требования  по: жесткости, активности кислотности (рН), вкусу и запаху, механической  и микробиологической чистоте. При  этом учитываются состав и  соотношение в воде минеральных  веществ, в том числе для светлых  сортов пива применяют только  мягкую воду (0,1-1,8 мг-экв/дм3), для  темных - умеренно жесткую (1,8-3,5 мг-экв/дм3).

Прежде всего вода должна быть чистой, прозрачной, без запаха, не содержать много солей. В пивоварении к воде предъявляются такие же требования, как к обычной питьевой воде. Лучше, если применяемая для пива вода обладает нейтральным или слабо-кислыми свойствами; воду, дающую щелочную реакцию, лучше в пивоварении не использовать.

Содержащиеся в воде соли по-разному сказываются на процессах пивоварения. Они могут неблагоприятно влиять на осахаривание солода, затруднять процеживание, мешать проявлению блеска и осветлению сусла. Так, если вода содержит много карбонатов, солей угольной кислоты, последние окрашивают пиво, придавая ему красный оттенок. Эти же соли влияют на процесс экстрагирования хмеля, являясь обычной причиной грубоватого, царапающего и неприятно-горького вкуса пива. Считается также, что карбонаты отрицательно влияют на сбраживание, продолжительность брожения, осветление и прозрачность пива. Но при этом негативное воздействие карбонатов сказывается главным образом при изготовлении светлого пива. При варке же пива темных сортов умеренное содержание карбонатов в воде даже желательно.

Вкусовые качества воды, безусловно, влияют на вкус пива, поэтому пиво и имеет разный вкус. На ОАО "Сан ИнБев" берут артезианскую воду из местных источников. Это придает особенность местным маркам. Однако качество воды тщательно контролируется и, при необходимости, дополнительно очищается вода и проводится специальную подготовку [4].

Таблица 2.2 – Характеристика сырья

Наимено-вание сырья	Нормативно-технический документ (НТД	Показатели для проверки
		наименование	Значение по НТД
Солод             InВev 2	Технические условия ОАО “AB Inbev”	Влажность	≤ 4,5%
		Экстрактивность на сухое вещество	≥ 80,0%
		pH	5,7 - 6,1
		Цвет лабораторного сусла	≤ 4,0 °EBC
		Цвет сусла после кипячения	≤7,0 °EBC
		Вязкость лабораторного сусла	≤ 1,60 mPa.s
		Общий белок на сухое вещество	≤ 12,0 %
		Растворимый белок на сухое вещество	4,0 - 4,5 %
		Рыхлость	≥ 80 %
		Стекловидные зерна	≤ 2,0 %
		Осахаривание	≤15min
		Конечная степень сбраживания	≥ 78 %
		Бета-глюкан	≤ 200 mg/l
		Диастатическая сила	≥ 250 °WK
		Скорость фильтрации тонкого помола	≤ 60 min/300ml
		Скорость фильтрации грубого помола	≤ 90 min/300ml
		Свободный аминный азот	≥ 150 mg/l
		Пыль / Dust	≤ 0,7 %
Ячмень пивоваренный	ГОСТ 5060-86	Цвет	Светло-желтый, желтый
		Запах ячменя и запах «чая», приготовленного из ячменя	Свойственный нормальному зерну (без затхлого, солодового, плесневелого, посторонних запахов)
		Состояние	Здоровый, негреющийся
		Влажность, max	14,0 (14,5*)%
		Белок, max	15,0 (15,3*)%
		Сход с сита 2,2 мм, min	90,0 (89,0*)%
		Мелкое зерно, max	3,0 (4,0*)%
		Чистота сорта, min	90,0 % (Mix  любого одобренного пивоваренного  сорта ячменя (Скарлетт, Пасадена, Ксанаду, Филадельфия, Маргарет, Аннабель, Гонар,  Суздалец, Зазерский))
		Зерновая примесь, max	2,0 (3,0*)%
		Сорная примесь, max	1,0 (2,0*)%
		Зараженность вредителями хлебных запасов	Не допускается, кроме клеща (не более 5 шт.  на 2 кг) **
		Спорынья, max	0,05 (по весу)%
		Розовое зерно, max	5шт  в 100 г
Вода	ГОСТ 2874-82	Микробиология:    Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более    Число бактерий группы  кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более	100         3
		Концентрация химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки:
		Алюминий остаточный (Аl), мг/дм3, не более	0,5
		Бериллий (Be), мг/дм3, не более	0,0002
		Молибден (Мо), мг/дм3, не более	0,25
		Мышьяк (As), мг/дм3, не более	0,05
		Нитраты (NO3), мг/дм3, не более	45,0
		Полиакриламид остаточный, мг/дм3, не более	2,0
		Свинец (Рb), мг/дм3, не более	0,03
		Селен (Se), мг/дм3, не более	0,01
		Стронций (Sr), мг/дм3, не более	7,0
		Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки
		Водородный показатель, рН	6,0-9,0
		Железо (Fe), мг/дм3, не более	0,3
		Жесткость общая, моль/м3, не более	7,0
		Марганец (Мn), мг/дм3, не более	0,1
		Медь (Сu2+), мг/дм3, не более	1,0
		Полифосфаты остаточные (РO3-4), мг/дм3, не более	3,5
		Сульфаты (SO4--), мг/дм3, не более	500
		Сухой остаток, мг/дм3, не более	1000
		Хлориды (Сl-), мг/дм3, не более	350
		Цинк (Zn2+), мг/дм3, не более	5,0
		Органолептические свойства воды
		Запах при 20 °С и при нагревании до 60°, баллы, не более	2
		Вкус и привкус при 20 °С, баллы, не более	2
		Цветность, градусы, не более	20
		Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более	1,5
Хмель прессованный	ГОСТ 21947-76	Цвет	От светло-желто-зеленого до золотисто-жетлого Шишки могут быть с покрасневшими кончиками лепестков
		Массовая доля альфа-кислот в пересчете на абсолютно сухое вещество, %	3,5
		Влажность, %	13
		Массовая доля хмелевых  примесей (для машинного сбора), %, не более	10
		Массовая доля золы в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не более	14

 

2.2.5Производственно – энергетические ресурсы

 

Ресурс	Поставщик
Газ	Иваново «Горгаз»
Вода: На производственные нужды На технические нужды	Скважины (8 единиц) Из водоканала
Пар	Собственная котельная

2.3 Обоснование состава композиции.

В настоящее время в РФ (в частности на ОАО «AB Inbev») производится множество различных сортов пива – от классических до оригинальных. В данном проекте в качестве примера рассматривается рецептура и процесс производства (в частности, осветление) пива марки «Жигулевское Оригинальное» светлое, рецептура которого приведена ниже в таблице 2.4. [2]

 

Таблица 2.3 – Классическая рецептура пива «Жигулевское Оригинальное» (пиво светлое)

Расход на 1 дал		Физико-химические показатели
Зернопродуктов	Хмель, г	Концентрация начального сусла, %мас	Содержание алкоголя, не менее	Кислотность, мл 1Н раствора NaOH на 100мл пива	Цветность, мл 0,1Н раствора йода на 10 мл пива	Содержание оксида углерода  (VI), % масс, не менее	Стойкость, сут, не менее	Срок выдержки, сут	Действительная степень сбраживания, %
Солод светлый 90% Ячмень до 10%	22	11,0	2,8	1,6 – 2,8	1,6 – 2,0	0,3	7	21	49

 

2.4 Теоретические основы технологических  процессов

 

2.4.1 Процессы при затирании

 

       Затирание зернопродуктов является главной стадией приготовления пивного сусла. Цель затирания состоит в водной экстракции из солода растворимых веществ и нерастворимых частей зернопродуктов после их перевода в растворимое состояние в результате физико-химических и биохимических превращений. Указанные соединения и составляют экстракт сусла и пива. Растворимыми являются сахара, декстрины, минеральные вещества и определенные белки. К нерастворимым соединениям относится крахмал, а также целлюлоза, часть высокомолекулярных белков и другие вещества, остающиеся в виде дробины по окончании последующего фильтрования.

       Затиранию предшествует дробление солода, результатом которого должен быть помол оптимального состава, обеспечивающий, с одной стороны, наилучшее экстрагирование, а с другой – наилучшее фильтрование заторной массы.

       Основополагающими процессами на стадии затирания являются:

-  расщепление крахмала;

-  расщепление  глюкана (гумми-веществ);

-  расщепление белковых веществ;

-  превращения жирных кислот.

        Важнейшим ферментативным процессом при затирании является расщепление крахмала. Весовое соотношение крахмала, расщепляемого при солодоращении и затирании, равно 1:10 и 1:17, в то время как для белков – 1:1. В качестве катализаторов расщепления крахмала в заторе выступают амилолитические ферменты солода. Под действием  - и  - амилаз крахмал гидролизуется до мальтозы и декстринов по следующим основным реакциям:

(С6Н10О5)n + Н2О n/2   С12Н22О11,

(С6Н10О5)n + Н2О n/х   (С6Н10О5)х.

       Осахаривание крахмала представляет собой его трехстадийное ферментативное расщепление на продукты, не дающие с йодом цветной реакции, характеризующееся последовательным протеканием следующих этапов:

-  клейстеризация,

-  разжижение,

-  собственно осахаривание.

        Клейстеризация является физико-химическим процессом и неотъемлемым условием эффективности ферментативного гидролиза крахмала. В первом приближении, по данным можно считать температуру клейстеризации крахмала солода и ячменя в присутствии амилаз равной 60 0С. Медленный нагрев крахмальной суспензии является фактором лучшей набухаемости зерна и возможности проведения процесса при более низкой температуре.

         Разжижение представляет собой снижение вязкости крахмального клейстера под действием α – амилазы. Протекающая ферментативная реакция связана с распадом амилопектина под действием указанного фермента. Оптимальная температура разжижения крахмального клейстера в заторе равна 65 – 70 0С при оптимальном рН=4,6.

         Собственно осахаривание – это полное расщепление разжиженного крахмала амилазами на мальтозу и декстрины, которое становится возможным только после проведения первых двух стадий. α – Амилаза разрывает цепочки амилозы и амилопектина преимущественно на декстрины с 7 – 12 глюкозными остатками. От концевых групп образовавшихся цепочек  - амилаза отщепляет мальтозу; этот процесс продолжается в течение более длительного времени, чем разделение цепочек большей длины α – амилазой.

        Из-за различной длины цепочек кроме мальтозы образуются и другие сахара, глюкоза и мальтотриоза. Но во всех случаях расщепление веществ останавливается на 2 – 3 глюкозных остатках перед α–1,6–связями амилопектина, поскольку они не могут быть расщеплены ни одной из двух амилаз. Данный факт ведет к неизбежному содержанию этих предельных декстринов в нормальном сусле. Содержание в солоде предельной декстриназы – фермента, способного расщеплять кроме α –1,4–связей и α–1,6–связи, не оказывает заметного влияния на протекающие процессы ввиду принадлежности значения температурного оптимума для данного фермента интервалу 50 – 60 0С; поэтому при 70 0С обнаруживается лишь слабая активность этого биокатализатора.