Технология производства пива

1. Характеристика продукта

Пиво - слабоалкогольный, жаждоутоляющий, игристый напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым привкусом. В пиве кроме воды, этилового спирта и диоксида углевода содержится значительное количество питательных и биологически активных веществ: белков, углеводов, микроэлементов и витаминов.

В соответствии с ГОСТ Р 51174 пиво по цвету пиво делится на светлое, полутемное и темное; в зависимости от экстрактивности начального сусла от 8 до 23%; по способу обработки делят на пастеризованное и непастеризованное; а в зависимости от вида применяемых дрожжей на пиво низкого и верхового брожения. К пиву верхового брожения российского производства относится сорт пиво «Бархатное».

Около 90 % производимого пива низового брожения приходится на светлые сорта, для которых характерны тонкий, слабо выраженный солодовый вкус, хмелевой аромат и ярко выраженная хмелевая горечь. Типичные представители светлого пива: «Жигулевское», «Московское», «Киевское», «Рижское». 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 «Украинское», «Мартовское», «Бархатное», «Портер» и др.

Hа сегодняшний день сложился определенный стереотип напитка, называемый словом пиво. В русском языке проблем нет - все называется пивом. Путаница в терминологии начинается с этикеток с английскими названиями - BEER, ALE, LAGER, STOUT... Международная терминология несколько отличается от российской.

Первоначально слова BEER и ALE обозначали различные напитки - в BEER всегда добавлялся хмель, что нельзя сказать про ALE, куда хмель не добавлялся совсем. Постепенно производители пива стали добавлять хмель во все сорта и слово BEER начало обозначать "пиво вообще" и включило в себя две большие группы - ALE и LAGER.

ALE приготавливается настаиванием и верхним брожением дрожжей при комнатной температуре. К ALE относятся большое количество сортов пива, таких как BITTER, PORTER, STOUT, BARLEY WINE, TRAPPIST, LAMBIC и ALT.

Хотя и считается, что LAGER простое легкое пиво, оно коренным образом отличается от Элей и является продуктом совершенно иной системы пивоварения. В отличие от Элей, LAGER приготавливается вывариванием и нижним брожением с медленным вторичным брожением при низкой температуре в течение нескольких месяцев. Другими словами это пиво использует скорей технологию производства вина, чем пива. В основном LAGER - светлое пиво, хотя и встречается темные сорта. Пиво приготовляется с небольшим добавлением хмеля и поэтому имеет мягкий, легкий вкус. К LAGER относятся такие сорта как BOCKS, DOPPELBOCKS, а также большое количество PILSNER.

Распространены следующие типы пива:

ALE - пиво веpхнего бpожения, заpодилось в начале 7-го века в Англии и выpабатывается с хмелем после 16-го века. Темпеpатуpа бpожения (13-21 °С) несколько меньше, чем у пpивычного легкого пива.

PALE ALE/BITTER ALE (светлый/горький эль) - светлый эль является

Бутылочным эквивалентом горького эля. В бутылочном варианте более высокая степень карбонизации, иногда больше выражен солодовый вкус. Это пиво очень популяpно в Великобритании, имеет горький вкус, хмелевой аpомат.

INDIA PALE ALE (индийский светлый эль) - разновидность светлого эля, отличается несколько большим количеством хмеля.

MILD ALE (мягкий эль) и BROWN ALE (коpичневый эль) - они слаще, чем светлый эль, обладают легким солодовым аpоматом. Мягкий эль имеет низкую экстрактивность начального сусла, малое содеpжание алкоголя. Большинство pазновидностей мягкого эля готовят с темным солодом. Коpичневый эль -- бутылочный ваpиант мягкого эля.

Большинство коpичневых элей темнее и имеют во вкусе отчетливый каpамельный оттенок.

SCOTCH ALE (шотландский эль) - у этого пива много общего с коpичневым элем, но он кpепче и слаще. По цвету может быть от светло-коpичневого до почти чеpного.

OLD ALE (стаpый эль) - темнее, чем шотландский эль, это кpепкое пиво с pомовым пpивкусом из-за использования мелиссы.

PORTER (поpтеp) - появилось в 1793 году в Лондоне и пеpвоначально называлось entire, но вскоpе стало настолько популяpным сpеди посетителей пивных - pабочих людей, гpузчиков, что получило название porter ale (эль гpузчиков). Пиво веpхнего бpожения, с очень обильной пеной, темно-коpичневого цвета от поджаpенного несоложенного ячменя.

STOUT (кpепкое) - кpепкий поpтеp, менее сладкое. Особенно популяpно в Иpлании, ваpится по лицензии во многих стpанах. Готовят его и с добавлением овса (oatmeal stout).

IMPERIAL STOUT (импеpское кpепкое) - ваpиант кpепкого эля, имеет сладкий вкус, изначально готовился для pусских цаpей.

CREAM ALE (кpемовый эль) - светлое сухое пиво, pазpаботано в США в начале 20-го века. Готовится путем смешивания эля и лагеpного пива.

BARLEY WINE (ячменное вино) - Эль с очень высокой начальной плотностью, с отчетливым винным или фpуктовым оттенком во вкусе, сладкий, с большим содеpжанием хмеля (до 10% и выше по объему).

WEISSE (белое) - беpлинское пшеничное пиво веpхнего бpожения с небольшим содеpжанием алкоголя. Готовится из 25% пшеничного солода. Очень пенится, имеет кислый вкус, вызваный бpожением с участием бактеpий молочной кислоты. В Германии добавляют в такое пиво малиновый сиpоп или эссенцию ясменника.

WEIZEN (пшеничное) - пшеничное пиво южной Геpмании, пpоизводится большинством баваpских пивзаводов. Готовится в отличии от беpлинского белого с высокой экстрактивностью начального сусла и 50-67% пшеничного солода. Обычно это светлое пиво, но готовят и темное пшеничное (dunkel weizen), weizen bock (пшеничное кpепкое).

Hекотоpые маpки пшеничного пива каpбонизиpуют в бутылках (пpоводят втоpичное бpожение), его называют hefeweizen (дpожжевое пшеничное). В нем дpожжевой осадок остается во взвешенном состоянии. Пшеничное пиво содеpжит мало хмеля и имеет аpомат гвоздики от специального вида дpожжей.

LAMBIC - пшеничное пиво с самопpоизвольным сбpаживанием путем контакта с микpооpганизмами в воздухе. Пpоизводится под Бpюсселем.

GUEUZE LAMBIC - этот тип пива получается пpи смешивании выдеpжанного lambic со свежими паpтиями пива.

KRIEK -- Основано на типе lambic. Готовое пиво сливается в емкости с темными кислыми вишнями, сахаp во фpуктах вызывает длительную втоpичную феpментацию.

PILSENER (пльзеньское) - легкое пиво, неpедко его называет сокpащенно pils. Впеpвые стало пpоизводится в 1842 году в Богемии, отличается очень высоким содеpжанием хмеля. Самый pаспpастpаненный тип пива.

MUENCHNER (мюнхенское) - легкое пиво, пеpвоначально Мюнхенское пиво было темным - dunkel, в начале 20 века появился светлый ваpиант - helles. Содеpжит большое количество солода и небольшое хмеля.

OKTOBERFEST/MAERZEN (октябpьское/маpтовское) - янтаpное, кpепкое мюнхенское пиво, pазpаботанное Габpиелем Зедельмейеpом. Готовится в маpте, а употpебляется во вpемя ежегодного фестиваля в октябpе.

VIENNA (венское) - легкое пиво, сходное по хаpактеpистикам с октябpьским пивом, но менее кpепкое. Было pазpаботано в 40-х годах 19-го века недалеко от Вены Антоном Дpейеpом до появления октябpьского пива. Получило pаспpостpанение в стpанах Южной Амеpики.

BOCK (бок) - кpепкое темное пиво, заpодившееся в немецком гоpоде Айнбеке.

DOPPELBOCK (двойной бок) - подpазумевает bock двойной кpепости. Относится к самым кpепким типам пива. Маpки его имеют в названии окончание "-ator".

RAUCH (копченое) - лагеpное пиво с замечательным копченым пpивкусом, котоpый пpидает пиву солод, поджаpеный на огне от сжигания буковой дpевесины. Pаспpостpанено в pайоне Бамбеpга в Геpмании и pедко встpечается за его пpеделами. "Копченое" пиво подается исключительно к копченому мясу или шашлыку, с pжаным хлебом и к опpеделеным остpым сыpам.

KELLER - нефильтpованное легкое пиво, геpманский тип, похожее на бочковое draft.

DRY (сухое) - легкое пиво, в котоpом все сбpаживаемые сахаpа из солода пpевpащаются в алкоголь. Для этого типа пива беpется меньше солода. Имеет низкую пеpвоначальную плотность и имело бы очень слабый аpомат, если бы не большое количество хмеля.

DRAFT (DRAUGHT) - означает пиво из бочки, не пастеpизуется. Hекотоpые пивзаводы pазливают его в банки или бутылки, но тpанспоpтиpуют в холодильных контейнеpах или подвеpгают тонкой очистке, заменяющей пастеpизацию.

ICE BEER (ледяное пиво) - легкое пиво, котоpое после окончания ваpки, но до финального бpожения, быстpо охлаждают почти до темпеpатуpы замеpзания. Обpазовавшиеся кpисталлы льда удаляются, и получается пиво с почти двойным содеpжанием алкоголя по сpавнению с дpугими типами легкого пива. Ice beer запатентовано канадской пивоваpеной компанией "Labbat в 1993 году.

При производстве пива «Жигулевское» допускается использование сахара-сырца в количестве до 6 % массы затираемых зернопродуктов.

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, с общей жесткостью 2...4 мг-экв/л и рН 6,8. ..7,3.

Вода считается оптимальной для производства пива, если отношение концентрации ионов кальция к общей щелочности воды (показатель щелочности) не менее 1, а соотношение ионов кальция и магния 1:1...3:1.

Жесткость воды и ее солевой состав регулируют, применяя различные способы водоподготовки: реагентный, ионообменный, электродиализный и мембранный, основанный на принципе обратного осмоса.

Для удаления неприятного запаха воду дезодорируют путем пропускания через колонку, заполненную активированным углем.

Хмель и хмелепродукты. Хмель - традиционное и наиболее дорогостоящее сырье пивоваренного производства. Он придает пиву специфический горький вкус и аромат, способствует удалению из сусла некоторых белков, служит антисептиком, подавляя жизнедеятельность контаминирующей микрофлоры, и повышает пеностойкость пива. Различают два основных вида хмеля: горький и ароматический. В пивоварении используют преимущественно женские соцветия ароматического хмеля - хмелевые шишки, содержащие лупулин. В состав последнего входят ароматические и горькие вещества.

Горькие хмелевые вещества включают кислоты, мягкие и твердые смолы. Содержание кислот в зависимости от сорта хмеля может достигать 16 %. Наиболее ценные для пивоварения производные кислот - изосоединения обеспечивают около 90 % горечи пива.

Ароматические вещества представлены в основном эфирными маслами, содержание которых колеблется от 0,3 до 2 %. Важная составная часть хмеля - дубильные вещества, количество которых достигает 3 %.

По назначению хмель разделяют на две группы: тонкие сорта с содержанием горьких веществ около 15 % и кислот от 3 до 5 %, используемые для производства пива по классической технологии, и грубые сорта с содержанием горьких веществ более 20 %, предназначенные для изготовления порошков, гранул и экстрактов.

В пивоварении используют высушенные хмелевые шишки, молотый, гранулированный или брикетированный хмель, а также различные хмелевые экстракты.

Ферментные препараты используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протосубтилин Г10х используют при повышенных количествах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахари-дов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива.

Наиболее перспективным средством является применение мультиэнзимных композиций (МЭК), которые, позволяют сохранить высокое качество «Жигулевского» пива при использовании до 60 % несоложеного сырья.

2.1 Очистка солода

Основным сырьем для производства светлого пива является светлый ячменный пивоваренный солод. По качеству светлый солод делят на три класса: высокого качества, первый и второй.

По органолептическим показателям солод должен соответствовать следующим требованиям:

- внешний вид - однородная зерновая масса, не содержащая плесневелых зерен и зерновых вредителей;

- цвет - от светло-желтого до желтого, не допускаются зеленоватые и темные тона;

- запах - солодовый, без кислого, плесневого запахов.

По физико-химическим показателям светлый солод первого класса должен соответствовать:

- проход через сито (2,2Ч20)мм - не более 5%;

- массовая доля сорной примеси - не более 0,3%;

- мучнистых зерен - не менее 80%;

- стекловидных зерен - не более 5%;

- содержание темных зерен не допускается;

- массовая доля экстракта в сухом веществе солода тонкого помола - не менее 78%;

- массовая доля белковых веществ в сухом веществе солода - не более 11,5%.

Стандартом на пиво допускается использование несоложеного сырья: ячменя, рисовой сечки, пшеницы, обезжиренной кукурузной муки. Главные требования, предъявляемые к качеству заменителей солода - это чистота и соответствие требованиям на продовольственное сырье.

Очистка солода предусматривает его полировку для удаления пыли и ростков, а также металлических примесей.

Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, случайно попавшие металлические частицы и другие примеси, наличие которых может ухудшить качество пива.

Для очистки солода используют полировочную машину, которая состоит из наклонных плоских сит, щеточного барабана, и вентилятора.

На ситах отделяются крупные и мелкие примеси, пыль отсасывается вентилятором. Далее солод поступает на быстровращающийся щеточный барабан и отбрасывается щетками на рифленую поверхность. Под действием ударов и трения солод очищается от загрязнений - полируется.

Полированный солод поступает на магнитный сепаратор, где отделяются металлические примеси, которые могут вызвать быстрый износ и даже поломку солододробилок. Далее солод взвешивают на автоматических весах и направляют в дробилку.

2.2 Дробление солода и несоложеного сырья

Процесс дробления ведут тщательно, так как от состава помола во многом зависит выход экстрактивных веществ. Решающее значение имеет содержание в дробленом солоде шелухи (оболочки), крупной и мелкой крупки, муки, мучной пудры.

Растворимые составные части помола легко переходят в воду, а нерастворимые разлагаются под действием ферментов. Чем тоньше помол, тем полнее извлекаются экстрактивные вещества. Однако при очень тонком помоле происходит значительное измельчение оболочки зерен, в результате чего в фильтрационном аппарате создается плотный слой, что затрудняет фильтрацию и извлечение экстрактивных веществ из дробины.

Кроме того, при значительном измельчении оболочки из нее извлекаются дубильные и горькие вещества, что ухудшает вкус пива. Рекомендуется следующий состав дробленого солода (в % к его массе): шелухи 15-18, крупной крупки 18-22, мелкой крупки 30-35, муки 25-35.

Для улучшения процесса дробления и предупреждения излишнего измельчения шелухи солод увлажняют. На участок шнека с солодом впрыскивается теплая вода в определенном количестве и под высоким давлением, что обеспечивает равномерное увлажнение шелухи, оболочка при дроблении остается почти целой и служит фильтрующим слоем.

Режим предварительного увлажнения зависит от качества солода. При переработке солода хорошего растворения его необходимо увлажнять в течение 25-30 мин при температуре 20-35°С, а солод плохого растворения увлажняют в течение 10-15 мин при температуре 50-55°С.

Солод дробят на шестивальцовой дробилке, обеспечивающей лучшее измельчение. Последовательное дробление солода на трех парах вальцов дает удовлетворительный выход экстракта даже при обработке плохо растворенного и стекловидного солода. Необходимое соотношение фракций помола достигается регулированием расстояния между вальцами. Примерный зазор между вальцами первой пары 1,2-1,4 мм, второй пары - 0,6-0,8 мм, третьей пары 0,3-0,5 мм.

Качество размола несоложеного сырья, как и солода, оказывает влияние на скорость физико-химических процессов при затирании. Дробление сырья осуществляют на мельничном двухвальцовом станке. Рекомендуется следующий состав помола несоложеного зернового сырья (в % к его массе): шелухи 12-22, крупной крупки 20-40, мелкой крупки 25-50, муки 12-20.

2.3 Затирание

Процесс приготовления затора называют затиранием. Затирание осуществляют в целях перевода в растворимое состояние максимального количества экстрактивных веществ солода и несоложеных материалов.

Смесь дробленых зернопродуктов с водой, предназначенных для затирания, называют затором, массу зернопродуктов, загружаемых в заторный чан, Ї засыпью, количество воды, расходуемое на приготовление затора, Ї наливом.

Главные биохимические процессы, протекающие при затирании Ї осахаривание и протеолиз. Простым выщелачиванием из общего количества сухих веществ дробленого солода извлекается только 15-18 % экстра-ктивных веществ. На протекание технологических процессов при затирании влияют температура и pH среды, продолжительность проведения биохимических реакций, концентрация затора.

Оптимальным для действия ферментов значением pH является 5,5-5,6. Ферменты имеют разные оптимальные значения температур, при которых ускоряется их действие, поэтому в процессе затирания выдерживается пауза при температурах: 45-52°С для расщепления белковых веществ, 62-63°С для образования мальтозы, 70-72°С для осахаривания крахмала и 76-78°С для доосахаривания крахмала. Оптимальным соотношением засыпи и налива является 1:4.

При затирании применяют несоложеное сырье в целях придания определенным сортам характерный вкус или для экономии дорогостоящего ячменного солода и снижения себестоимости пива.

Рисовую муку или сечку используют при приготовлении сортов пива Московского, Ленинградского, Российского, Клинского; ячменную муку - для приготовления пива Ячменный колос и наиболее массового сорта пива Жигулевского. В качестве заменителей солода используют пивоваренный ячмень второго класса, и ячмень с пониженной способностью прорастания, а также кукурузную муку (до 30%), крахмал, тростниковый сахар-сырец (в технологии пива Жигулевского до 6%).

Применение несоложеного сырья экономически выгодно и технологически обосновано. Поэтому при приготовлении светлого пива целесообразно применять не менее 20 % несоложеного сырья без использования ферментных препаратов. При использовании свыше 20 % несоложеного ячменя применение ферментных препаратов обязательно.

Светлое пиво изготавливают одноотварочным способом, при этом способе, по сравнению с настойным, создаются более благоприятные условия для получения сусла с высокой степенью сбраживания, повышается выход экстракта.

В заторном аппарате затирают 1/3 дробленого солода и весь несоложеный материал при температуре 40°С. Температуру повышают до 52°С (1°С в минуту) и выдерживают в течение 15-30 мин.

Далее из заторного аппарата 1/2 - 1/3 заторной массы перекачивают в другой заторный аппарат при работе мешалок в обоих сосудах, где устанавливается температура 63°С, выдерживают при этой температуре в течение 20-30 мин, после чего затор медленно подогревают до 70-72°С, выдерживают 20 мин, нагревают до кипения и кипятят 15-20 мин.

Эту часть затора называют отваркой, затем отварку перекачивают в общий затор. Температуру повышают до 70°С и выдерживают 30 мин, проверяют осахаривание, и если оно неполное, затор подогревают до 72°С и выдерживают до полного осахаривания, после чего вновь подогревают до 76-77°С и перекачивают в фильтрационный аппарат.

В настоящее время для экономии солода используют несоложеное сырье. Но повышенное содержание несоложеных материалов (40-50%) приводит к ухудшению состава белков сусла, повышению вязкости, затруднению фильтрования и понижению выхода экстракта. Также снижается коллоидная стойкость пива.

Для предотвращения этого современные предприятия применяют ферментные препараты. В отечественном пивоварении используются бактериальные ферментные препараты, обладающие высокой в-глюканазной активностью и препараты из культур грибов, обладающие широким спектром цитолитических ферментов. В любом случае препараты применяют с тремя целями - расщепление крахмала и белка, уменьшение вязкости.

2.4 Фильтрование затора

Цель фильтрования затора - отделение жидкой фазы (сусла) от твердой (дробины) с последующим вымыванием водой экстракта, удержанного дробиной.

Процесс фильтрования затора подразделяют на две стадии: фильтрование первого сусла, т.е. сусла, получаемого при фильтровании затора, и промывание дробины горячей водой для извлечения экстрактивных веществ. В результате образуются промывные воды.

Фильтрование ведут в фильтровальном аппарате; в днище аппарата установлено съемное фильтрационное сито, на котором из дробины образуется фильтрующий слой. Для того, чтобы дробина располагалась равномерно по всей поверхности сит, ее разравнивают при помощи разрыхлительного механизма в течение всего времени перекачивания затора.

Первое мутное сусло перекачивают обратно в фильтрационный аппарат до тех пор, пока из кранов не потечет прозрачное сусло, которое направляют в сусловарочный аппарат. Температура затора при фильтровании 75-78C. В дробине остается значительное количество экстрактивных веществ, для извлечения их дробину промывают водой температурой 78-80C. Промывание начинают тогда, когда подситовое пространство еще заполнено первым суслом. Для более полного извлечения экстрактивных веществ дробину размешивают разрыхлительным механизмом. Промывание дробины можно вести до массовой доли сухих веществ в промывной воде 0,5%; но для предотвращения ухудшения качества пива промывание заканчивают при массовой доле сухих веществ 1,0-1,5%.

2.5 Кипячение сусла с хмелем

Кипячение проводят с целью концентрирования его до заданной плотности, перевода ценных составных веществ хмеля в раствор, инактивации ферментов, коагуляции белковых веществ и стерилизации сусла. Для подготовки сусла к осветлению и охлаждению его отделяют от хмелевой дробины, чтобы исключить отрицательное влияние ее на цвет и вкус пива. Осветление и охлаждение проводят для выделения из сусла взвесей, насыщения его кислородом и снижения температуры до начальной температуры брожения.

Первое сусло и промывные воды из фильтрационного аппарата поступают в сусловарочный аппарат, где поддерживается температура 63-75C. При температуре не выше 75C сохраняется часть б-амилаз в активном состоянии, поэтому может осахариваться крахмал, перешедший в сусло после промывания дробины водой. По окончании набора проверяют полноту осахаривания по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку из следующего затора, сусло выдерживают до полного осахаривания.

Хмель задают в сусловарочный аппарат как в начале кипячения, так и в течение всего процесса. Продолжительность кипячения сусла с хмелем 1,5-2 часа. При избыточном давлении (0,02 МПа) - 1 час.

Об окончании кипячения сусла с хмелем судят по следующим показателям: массовой доле сухих веществ, прозрачности и хлопьеобразованию (коагуляции белков).

2.6 Отделение хмелевой дробины

По завершении кипячения сусло направляют в хмелеотделитель, представляющий собой резервуар со вставным ситом, на котором задерживается дробина. Дробину для извлечения остатков сусла промывают горячей водой (на 1 кг 6-7 л). Промывные воды присоединяют к суслу. Из хмелеотделителя сусло подают на охлаждение.

2.7 Охлаждение, осветление и аэрация охмеленного сусла

Горячее охмеленное сусло охлаждают до начальной температуры брожения. Сусло при низкой температуре брожения является благоприятной средой для развития микроорганизмов. Наибольшая опасность инфицирования сусла появляется при его медленном охлаждении от 40 до 20C, так как эти температуры наиболее благоприятны для размножения вредных для пива микроорганизмов. В охлаждаемом сусле остаются скоагулированные белки, которые находятся в состоянии тонких взвесей (суспензий). При понижении температуры они осаждаются.

Сусло охлаждают в две стадии. На первой стадии сусло охлаждают незначительно, но при этом проводят осветление. Применяют гидроциклонный аппарат (вирпул). Принцип осветления сусла в вирпуле заключается во вращении сусла. Под действием гидродинамических сил взвешенные частицы собираются в центре днища, где образуется осадочный конус. Достоинством гидроциклонного аппарата является стерильность процесса, так как в него поступает горячее сусло и выходит из него с температурой около 90C. Также сокращается процесс осветления с 2 часов (в отстойном аппарате) до 20-40 минут.

Вторую стадию необходимо вести быстрее, чтобы предупредить развитие посторонней микрофлоры. Охлаждение от 85-90 до 5-9C проводят с использованием пластинчатых теплообменников.

После охлаждения до 6-16C сусло аэрируют воздухом непосредственно в трубопроводе или аппарате предварительного брожения.

2.8 Главное брожение

Для приготовления пива качество приготовленного начального сусла должно соответствовать определенным правилам. Массовая доля сухих веществ для светлых сортов пива должна быть 11-13%, кислотность 1,5-2,8 к.ед., цвет 0,8-2 цв.ед., pH 5,3-5,5 , относительная вязкость 11%-ного сусла при 20C: 1,6-1,65; 13%-ного - 1,8 - 1,9 мПа*с.

2.8.1 Разведение чистой культуры дрожжей

В зависимости от вида применяемых культур дрожжей брожение ведут низовое или верховое. Наиболее распространено низовое брожение, так как дрожжи низового брожения по своей структуре относятся к хлопьевидным, способствующим лучшему осветлению пива. Также хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными дают больший прирост биомассы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывается на его качестве.

Процесс разведения чистой культуры дрожжей состоит из стадий: лабораторной (разведение культур в микробиологической лаборатории) и цеховой (разведение в отделении чистой культуры).

Лабораторная стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на стерильное охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 11-13% через каждые 34-36 часов, с каждым разом увеличивая объем сусла: 20 смі>100 смі>500 смі>2,5 дмі. На первой стадии температура 20-23C, затем 8-10C. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дмі сусла в медной колбе Карлсберга в течение 5-7 суток при 7-8C.

Цеховая стадия - это разведение дрожжей на стерильном охмеленном сусле в специальных аппаратах (установке). Установка состоит из стерилизатора, бродильных цилиндров, число которых зависит от количества используемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения и сосуда для посевных дрожжей.

Разведение чистой культуры происходит следующим образом. В стерилизатор из сусловарочного аппарата набирают горячее охмеленное сусло, кипятят его в течение 1 часа и охлаждают до 8C.

Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло подают в бродильный цилиндр, куда через специальный кран из медной колбы Карлсберга вводят чистую культуру. Брожение ведут в течение 3 суток. По увеличении массы дрожжей часть их перекачивают в резервуар, где осуществляют предварительное брожение при 8C в течение 3 суток.

2.8.2 Брожение пива

Процесс брожения осуществляется в цилиндроконических бродильных аппаратах, которые снабжены двумя-тремя охлаждающими рубашками на цилиндрической части и одной на нижней конической части. Сусло температурой 7-9C подают в аппарат и заполняют его на 85 %. В ток сусла задают дрожжи в количестве 0,7 дал на 1 гл. Первые 50 % сусла аэрируют стерильным воздухом из расчета 0,5-0,7 мі на 1 мі в час. В первые двое суток температура сусла за счет выделяющейся теплоты спиртового брожения самопроизвольно повышается до 13-14 °С. При этой температуре сусло бродит 6-7 суток до достижения видимой конечной степени сбраживания. Интенсивно протекающий процесс брожения обеспечивает снижение концентрации диацетила, что способствует более быстрому созреванию пива. По достижении содержания экстрактивных веществ 3,2-3,5% аппарат шпунтуют, и далее процесс ведут при избыточном давлении 0,05-0,06МПа для лучшего насыщения пива диоксидом углерода и ускорения оседания дрожжей. Затем пиво охлаждают в нижней части аппарата до 1-2°С для образования более плотного осадка дрожжей.

2.9 Дображивание и созревание

На восьмые сутки пиво охлаждают до 3-4°С, на девятые до 1...2°С и выдерживают при этой температуре 5-6 суток для завершения процессов дображивания. Затем из конической части медленно спускают дрожжи.

На этой стадии пиво приобретает свои товарные свойства, осветляется, исчезают дрожжевые тона во вкусе, формируется букет пива.

Выделяющийся в процессе дображивания диоксид углерода растворяется и связывается в пиве, что приводит к насыщению пива оксидом углерода.

При созревании пива происходят различные окислительно-восстановительные реакции, в результате которых исчезают характерные для молодого пива привкус дрожжей и хмелевая горечь.

При дображивании пиво осветляется. Это обусловлено выпадением в осадок дрожжей, которые адсорбируют на себе белковую муть и другие взвеси. При охлаждении до 1-2°С в сусле происходит выделение, коагуляция и осаждение хмелевых смол, белковых и дубильных веществ, которые при более высокой температуре были прочно связаны с раствором.

2.10 Фильтрование пива и отдых

При дображивании и созревании пиво осветляется недостаточно. В нем во взвешенном состоянии остаются дрожжевые клетки, белковые и полифенольные вещества, хмелевые смолы, соли тяжелых металлов, различные микроорганизмы, образующие муть. Поэтому после дображивания пиво подвергается осветлению фильтрованием.

Сущность процесса фильтрования заключения в механическом (отсеивающем) и адсорбционном действии. Лучшие результаты получают при фильтровании пива на кизельгуровых фильтрах. Кизельгур представляет собой пористую горную породу, слои фильтра заполняются кизельгуром разной степени дробления. Первый намываемый слой фильтровального порошка должен иметь крупные частицы, последний слой - тонкодисперсный.

Для придания прозрачности, блеска, а также повышения стойкости при хранении пиво дополнительно фильтруют на рамных фильтр-прессах с использованием специальных сортов картона.

При фильтровании пиво теряет некоторую часть диоксида углерода, поэтому перед розливом его подвергают карбонизации путем продувки через пиво диоксида углерода.

После карбонизации пиво выдерживают 68 ч в сборниках, а затем направляют на розлив.

3. Розлив пива и укупорка

Пиво разливают в кеги, стеклянную бутылку и ПЭТ-бутылку.

Тара перед подачей на линию розлива моется моющими средствами в зависимости от вида тары, кеги обрабатываются паром.

Мойка бутылок осуществляется в бутылкомоечных машинах горячей водой температурой 80-85°С с дабавлением едкого натра, на выходе из бутылкомоечной машины бутылки ополаскиваются свежей водой. Розлив ведется при избыточном давлении 0,05-0,3 МПа, температура напитка не должна превышать 3°С,так как при понижении температуры повышается растворимость диоксида углерода. Стеклянная бутылка укупоривается кронен-пробкой с уплотняющей прокладкой. Далее бутылка направляется в туннельный пастеризатор, где постепенно нагревается до температуры 68°С, а затем медленно охлаждается.

ПЭТ-бутылки изготовляются из преформ, для выдувания бутылки объемом 1,5 л требуется преформа массой 42г; 2,5 л - 52г.

На первом этапе выдувания бутылки преформа равномерно прогревается до 88°С, а затем выдувается желаемой формы под давлением (40 бар).

Пиво подается на розлив, проходя через мгновенную пастеризацию для удаления дрожжей и микроорганизмов, попавших в пиво. Пиво быстро нагревается до 72-73°С и остается при такой температуре на протяжении приблизительно 30 секунд, после чего снова охлаждается. Такая несущественная тепловая обработка не влияет на вкус пива, но эффективно обезвреживает продукт. Укупоривание ПЭТ-бутылок осуществляется полиэтиленовыми колпачками с перфорацией, надежность укупоривания обеспечивается с помощью специальных защитных колец. Колпачки перед укупоркой проходят обработку УФ-лучами.

После укупорки бутылки проходят бракераж на бракеражном автомате и этикетирование.

Оформленная продукция поступает на склад готовой продукции.

4. Метрологическое обеспечение

В лаборатории для выполнения испытаний согласно схеме технохимического и микробиологического контроля должно быть оборудование, приведенное в таблице 4.1, лабораторная посуда, приведенная в таблице 4.2 и химические реактивы согласно таблице 4.3.

Все качественные показатели сырья, полупродуктов, пива и вспомогательных материалов обязательно регистрируют в лабораторных журналах. Записи проводят своевременно, четко и аккуратно. Одним из очень важных моментов в работе сотрудников лаборатории пивоваренных заводов является проведение расчетов и вычислений. Для этого пользуются специальными таблицами и номограммами, которые составляют в лаборатории на основании данных анализа. Расчеты следует производить сразу после выполнения анализа. По расчетам проводят обработку результатов анализа, итоги оформляют записью в лабораторных журналах и доводят до сведения технологов.

Ведутся следующие журналы:

1. Контроль качества воды

2. Контроль качества солода и несоложеных материалов

3. Контроль качества сусла из варочного цеха

4. Контроль качества солодовой и хмелевой дробины

5. Контроль качества готового холодного сусла и пива из бродильного цеха

6. Контроль качества пива в цехе дображивания, готового разлитого пива и возвращенного из торговой сети

7. Контроль щелочности раствора бутылкомоечных машин

8. Контроль качества дезинфицирующих и моющих веществ

9. Контроль качества фильтрующих материалов

10. Контроль качества новых бутылок

11. Контроль качества кронен-пробки

12. Контроль качества преформ

В журналах отражается контролируемый объект, периодичность проводимых испытаний, контролируемые показатели и результаты испытаний.

Лабораторная посуда

Химические реактивы

5. Мероприятия по безопасности жизнедеятельности и охране труда

Охрана здоровья людей, работающих на предприятии, путем создания безопасных и благоприятных для человека условий тру-да является основной задачей охраны труда.

В соответствии с ГОСТ 12.0.002-80 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Термины и определения» под охраной труда понимается система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда.

Законодательство и нормативная документация по охране труда основаны на Конституции Российской Федерации. В Конституции определена политика в области охраны труда, гарантируется право граждан на труд, отдых, охрану здоровья, обеспечение в случае болезни, частичной или полной утрате работоспособности, а также в старости.

В законодательных актах рассмотрены правовые вопросы охраны труда, определены права рабочих и служащих на здоровые и безопасные условия труда, их трудовые обязанности, особенности охраны труда женщин и молодежи, продолжительность рабочего времени и времени отдыха, порядок заключения договоров, порядок выдачи и использования средств индивидуальной защиты, прохождение медицинских осмотров, расходование средств на охрану труда и другие вопросы.

Основополагающими документами являются «Санитарные правила и нормы проектирования промышленных предприятий»(СН), «Строительные нормы и правила»(СНиП) и стандарты ССБТ.

СН регламентируют требования к особенностям строительства промышленных объектов, промышленным зданиям и сооружениям, содержат классификацию предприятий производств, предельно-допустимые концентрации вредных веществ, нормы метеорологических условий, допустимые параметры шума, вибрации и других вредных факторов в рабочей зоне производственных помещений.

СНиП являются системой государственных нормативных документов в строительстве, в которых отражены требования к строительству производственных и вспомогательных зданий, проектированию освещения, вентиляции, отопления, водоснабжения, канализации; мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией, решении вопросов безопасности и производственной санитарии.

Проектирование безопасности производственного оборудования и технологических процессов ведется в соответствии с требованиями стандартов ССБТ. Важное значение имеют стандарты ГОСТ 12.1.009-76 ССБТ «Электробезопасность. Термины и определения» и ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ «Пожарная безопасность. Термины и определения».

Документация предприятия по охране труда включает правила по технике безопасности и производственной санитарии, а также инструкции по охране труда, требования которых должны соблюдаться рабочими и служащими предприятия. Инструкции содержат пять разделов: общие требования безопасности, требования безопасности перед началом выполнения работ, во время работы, в аварийных ситуациях и по окончании работы. Ими должны быть обеспечены все работающие, руководители подразделений и профсоюзный комитет. Эти документы пересматриваются не реже 1 раза в 5 лет, а для работ повышенной опасности в 3 года, а также в случае изменения НД по охране труда и законодательства о труде.

Размещение лаборатории в специально предназначенном здании обеспечивает надлежащее санитарное состояние всех рабочих помещений с соблюдением основных требований, предъявляемых к освещенности помещения, устройству вытяжных шкафов и оборудованию, приточно-вытяжной вентиляции. Предусмотрено правильное размещение лабораторного оборудования и приборов.

Персонал лаборатории должен иметь достаточно высокую квалификацию и навыки практической работы. Все сотрудники должны проходить подготовку по технике безопасности. Обучение проводится ежегодно. В течение года (2-4 раза) проводят инструктаж непосредственно на рабочих местах с учетом специфики работ данного участка. На практических занятиях знакомят с правилами применения огнетушителя, пожарного рукава, проверяется выполнение инструкций. Инструктаж фиксируется в специальном журнале с указанием темы занятий, фамилии лица, проводившего инструктаж.

Сотрудники лаборатории должны работать в халатах, а в некоторых случаях (при разведении кислот, щелочей и переноске их в больших количествах) обязательно надевать защитные очки, резиновые перчатки, прорезиненный фартук и резиновые сапоги.

Реактивы и материалы должны храниться в лаборатории в соответствии с их особенностями. Концентрированные кислоты, щелочи и другие реактивы, выделяющие вредные пары и газы, хранят в небольших количествах только в вытяжных шкафах, в склянках с притертыми пробками и защитными колпачками. Основные запасы этих реактивов хранят в отдельно расположенном бетонном подвале.

При размещении реактивов на складе необходимо помнить, что нельзя хранить вместе вещества, различные по своим химическим свойствам. В складских помещениях стены и пол не должны покрываться горючими материалами.

На рабочих местах находятся реактивы, не представляющие опасности, в количествах, необходимых для анализов. Огнеопасные реактивы (эфир, спирт, бензол) следует хранить в отдельном прохладном помещении или металлическом шкафу, окрашенном масляной краской белого цвета или алюминиевой пудрой во избежание нагревания, и выдавать только в день проведения анализа в ограниченных количествах (не более 200 мл).

Работать с огнеопасными веществами надо с особой ос торожностью, так как их пары обладают способностью распространяться на значительном расстоянии и воспламеняться. В помещении, где проводится анализ, запрещается зажигать горелки, использование других источников ограничено. Подогрев или перегонка огнеопасных веществ осуществляют в предварительно нагретой водяной бане. Во избежание взрыва запрещается выпаривать низкокипящие ЛВЖ досуха. При выпаривании обязательно должно оставаться небольшое количество жидкости в посуде. Запрещается нагревать на водяной бане вещества, которые могут вступать в реакцию с водой со взрывами и выделением паров или газов. При проливе ЛВЖ необходимо немедленно выключить все источники огня, электронагревательные приборы, в дневное время обесточить помещение выключением общего рубильника, а при больших количествах разлитого вещества выключить все источники открытого огня и электронагревательные приборы и в соседних помещениях. Место пролива жидкости следует засыпать песком, загрязненный песок собрать совком или лопатой.

За хранение ядовитых веществ, их выдачу и учет отвечает один сотрудник. Работать с ядовитыми веществами должны работники, ознакомленные с правилами работ с ядами, в отдельной комнате под тягой. По окончании работ рабочее место тщательно убирается и посуда после обезвреживания передается на мойку.

При отборе проб сточной воды необходимо соблюдать санитарные меры предосторожности. При отмеривании сточной воды пипетками нужно пользоваться только резиновыми баллончиками. Категорически запрещается засасывать воду ртом.

Отбор проб сточных вод из колодцев должны проводить два человека. После снятия крышки необходимо длительно и тщательно проветрить колодцы, чтобы работающий (при использовании защитных средств) как можно меньше вдыхал вредные испарения, ядовитые газы.

Каждый работник должен соблюдать правила личной гигиены:

- строго соблюдать режим труда и отдыха;

- постоянно поддерживать на рабочем месте нормальные параметры микроклимата (температура, скорость движения воздуха);

-при выполнении работы обязательно пользоваться спецодеждой, которая должна быть исправной и чистой;

личную одежду обязательно хранить отдельно от спецодежды;

-не хранить пищу в холодильнике, где хранятся низкокипящие химические вещества;

- обязательно вымыть руки перед приемом пищи;

- запрещается принимать пищу на рабочих местах и пользоваться для этих целей лабораторной посудой;

- после выполнения работ в лаборатории обязательно мыть руки с мылом, при работе с летучими веществами и порошками необходимо вымыть также лицо.

Газовая сеть, краны, горелки и отводящие резиновые трубки должны находиться в исправном состоянии.

Все работы в лаборатории должны проводиться только на исправном оборудовании, снабженном необходимыми защитными приспособлениями. Все оборудование должно быть заземлено во избежание поражения электрическим током при повреждении изоляции, соединительные элементы должны быть в исправном состоянии, электрические шнуры не должны иметь нарушений в изоляции.

В лаборатории обязательно должны быть средства пожаротушения: сухой песок, листовой асбест, кошма, асбестовое полотнище, достаточное число огнетушителей и пожарные рукава. Кошмой, асбестовым полотнищем, шерстяным одеялом накрывают небольшие емкости с горящими, легковоспламеняющимися жидкостями. Воду можно использовать для тушения большинства горючих веществ. Запрещено тушить водой: кальций, калий, железо, магний, натрий, карбид кальция, известь, селитру, щелочноземельные металлы, установки под напряжением, горящее масло или жир, пламя газа, горючие жидкости, ацетон, бензин, спирты. При воспламенении масла тушить следует мокрой тряпкой, при воспламенении бензина, скипидара, спирта, эфира, серной кислоты - песком, асбестом, огнетушителями.

В случае возгорания необходимо немедленно:

-отключить принудительную вентиляцию;

- обесточить электросеть в секторе возгорания или во всей лаборатории;

-закрыть окна и двери;

-принять меры по тушению возгорания первичными средствами пожаротушения;

-одновременно с тушением возгорания удалить из зоны возгорания ЛВЖ и другие горючие вещества.