Проектирование предприятия пивоваренной отрасли

Рис обычно применяют при  приготовлении пива высокого качества, с высокой массовой долей сухих  веществ в сусле (>13%).

Вместе с тем следует  учитывать и отрицательные стороны  при замене части солода рисом:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

при повышенном содержании риса в заторе дрожжи теряют способность к флокуляции;

• добавка риса несколько снижает полноту вкуса конечного продукта;
• небольшое количество белка рисе и его плохое растворение при затирании может привести к снижению содержания α-аминного азота в сусле, что отразится на интенсивности главного брожения, поэтому не рекомендуется превышать долю риса в засыпи более 20%[8, с. 52].

Кукуруза

Для пивоварения подходят следующие подвиды кукурузы: кукуруза зубовидная, кремнистая и крахмалистая.

Содержание крахмала в  кукурузе в среднем составляет 66% от СВ злака. Он распределяется следующим  образом: в эндосперме (80-86%), в зародыше (9-11%), в оболочке (6-9%).

Гранулы крахмала кукурузы имеют округлую/многоугольную форму, размер крахмальных гранул в основном составляет 10-15 мкм. Маленький размер гранул определяет сравнительно высокий температурный интервал клейстеризации (70-80 °С). Вместе с тем имеются подвиды кукурузы, крахмал которых клейстеризуется при более низких температурах 60-70 °С.

Крахмал кукурузы состоит  из двух углеводных фракций: амилозы(21-23%) и амилопектина (78-81%). Таким образом кукуруза относится к тем зернопродуктам, в которых соотношение амилоза/амилопектин близко к оптимальному значению20/80.

В пивоварении кукурузу используют после предварительного удаления зародыша в виде кукурузной крупы или кукурузных хлопьев. С точки зрения сохранности  свойств продукта предпочтительно  применять кукурузную крупку, которая  благодаря высокому содержанию токоферолов  может храниться значительно  дольше, чем крупы из других злаков, например в рисе.

Как правило, доля кукурузных зернопродуктов составляет 25-40% от засыпи, однако в Российских сортах пива только 10-20% солода заменяют кукурузой.

При разработке технологии затирания с кукурузой обращают внимание:

1. На более высокую, по сравнению с ячменем, температуру набухания и клейстеризации крахмала (более 70 °С, обычно 80-120 °с). Это предполагает предварительное разжижение кукурузного крахмала. Чем медленнее нагревается кукурузный затор, тем легче происходит набухание крахмальных зерен, в результате клейстеризация достигается при более низкой температуре (70-80 °С);
2. На низкое содержание белка и переход большей части белков кукурузы в процессе затирания в дробину. В связи с этим сусло, полученное с применением кукурузы, содержит меньше, чем солодовое сусло, растворимого азота, а следовательно, и аминного азота, который необходим для жизнедеятельности дрожжей в процессе главного брожения пива[9, с. 53].

Добавление кукурузы в  засыпь положительно сказывается на показателях качества пива:

• снижается цветность пива;
• повышается коллоидная стойкость пива ввиду снижения содержания в нем полифенолов и β-глобулинов;
• смягчается вкус пива.

Ячмень

Ячмень – это наиболее популярная культура, которая используется в пивоварении в качестве несоложеного материала. Между тем этот злак по многим показателям уступает двум другим культурам – рису и кукурузе. В частности, ячмень содержит меньше крахмала и больше гемицеллюлозы.

Ячмень содержит меньше крахмала, чем рис и кукуруза, а также  продукты их переработки (рисовая и  кукурузная крупа), но при этом температура  клейстеризации ячменного крахмала находится на более низком уровне (61-65 °С) по сравнению с этими культурами (70-80 °С). В результате при небольшом  расходе ячменя и использовании солода высокого качества можно проводить затирание без отварок с добавлением цитолитических ферментов.

Одним из основных отличий  между солодом и ячменем является целостность клеточных стенок, которые  окружают крахмальные гранулы. Следовательно, основная задача при переработке  заторов, содержащих ячмень, заключается  в эффективном цитолизе. С этой целью используют цитолитические ферменты, а также затирание с одной или двумя отварками [8, с. 53].

Пшеница

Одним из перспективных видов нетрадиционного сырья для приготовления пива является пшеница.

Массовая доля крахмала в  пшенице составляет 60-63% СВ. Соотношение  амилозы и амилопектина мало отличается от ячменя. Доля амилозы в пшеничном  крахмале составляет 17-24%, амилопектина 76-83%. Зерна крахмала пшеницы, как  и гранулы ячменя, имеют округло-линзообразную  форму, однако эти злаки различаются  по размеру крахмальных гранул, их свойствам, а также по химическому  составу. Для пшеницы характерно значительное варьирование размера  крахмальных гранул с преобладанием  более мелких. Широкий инрервал температуры клейстеризации крахмала пшеницы объясняются как сортовым различием Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

культур в пределах одного вида, так и влиянием климатических  условий культивирования.

При оценке пшеницы с точки  зрения использования в пивоварении  обращают внимание на нижеследующее:

1. При технологической оценке пшеницы прежде всего следует учитывать склонность белка давать вязкие растворы (клейковину). Именно по этой причине несоложеная пшеница редко используется в пивоварении, так как образующаяся при затирании клейковина трудно расщепляется ферментами и препятствует фильтрованию затора.
2. Для использования в пивоварении более всего подходит мягкая озимая пшеница, которая содержит меньше по сравнению с твердой пшеницей сырого протеина и больше крахмала.
3. Благодаря низкому содержанию некрахмалистых полисахаридов в пшенице по сравнению с ячменем имеет место увеличение выхода экстракта и смягчение вкуса пива.
4. Пиво, в состав рецептуры которого входит пшеница (пшеничный солод), более склонно к фонтанированию (эффект гашинга), чем ячменное пиво. Это связано с тем, что пшеница, являясь голозерным зерном, больше подвержена инфицированию полевыми грибами рода Fusarium по сравнению с яровым ячменем, у которого есть мякинная оболочка, защищающая зерно от инфекции.
5. Для снижения мутности сусла и пива используют осадители [9, с. 69].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

1.3.4 Хмель и хмелепродукты 

 

Первые письменные упоминания о применении хмеля при варке пива относят к VIII в. н. э. Его начали использовать как ароматизирующую и бактерицидную добавку для улучшения пива [8, с. 55].

Благодаря своим специфическим  свойствам хмель представляет собой основной и незаменимый (и, кстати, наиболее дорогой) вид пивоваренного сырья. Начало использования хмеля в пивоварении следует считать одним из революционных преобразований технологии, поскольку это способствует качественному улучшению свойств пива:

• придает ему приятную горечь и характерный аромат;

• способствует осветлению сусла и пива вследствие осаждения белков;

• повышает ценообразование и стойкость иены;

• подавляет развитие микроорганизмов (наряду с диоксидом углерода и спиртом).

Хмель (Hamulus lupulus L.) — вьющееся лианообразное многолетнее растение, относящееся к группе крапивных и семейству коноплевых. Хмель является двудомным растением, то есть женские и мужские соцветия находятся на разных растениях. Для пивоварения представляют интерес исключительно неоплодотворенные женские соцветия — шишки, которые состоят из 40-80 густо собранных цветков, расположенных на стерженьке. В состоянии технической спелости шишки имеют золотисто-зеленый цвет и содержат наибольшее содержание горьких веществ. Не собранный своевременно хмель достигает физиологической спелости, при которой приобретает бурый цвет и утрачивает свои специфические свойства, ценимые в пивоварении.

Непосредственно после уборки, для сохранения его ценных свойств, хмель подвергают сушке при температуре 30-50 °С, в процессе которой его влажность снижается с 75-80 до 10-12%. При более низкой влажности шишки хмеля распадаются на отдельные лепестки 4, что приводит к потерям лупулина. При более высокой влажности продолжительность хранения хмеля сокращается из-за более стремительного ухудшения его свойств. При хранении хмеля происходит осмоление лупулина — он приобретает красно-коричневый цвет и утрачивает блеск и аромат.

Определяющее значение при  оценке качества хмеля имеет его химический состав. Типичное среднее содержание некоторых компонентов в высушенных хмелевых шишках хмеля составляет, %:

вода………………………………………………..10-14

целлюлоза………………………………………...12-16

азотистые вещества …………………………….. 15-24

безазотистые экстрактивные вещества…………25-30

зола……………………………………………….. 6-9

горькие вещества (хмелевые смолы):…………..10-20

α-кислоты………………………………………… 2-9

β-фракция…………………………………............ 6-8

γ-твердые смолы…………………………………. 2-3

полифенольные (дубильные) вещества………... 2-5

эфирные масла…………………………………....0,2-3,2

Наибольшую ценность для  пивоварения представляют содержащиеся в хмеле горькие и полифенольные вещества, а также эфирные масла.

В зависимости от содержания горьких веществ хмель разделяют на 2 группы- тонкие и грубые сорта. В тонких сортах хмеля общее содержание горьких веществ составляет около 15%, включая 3-5% α-кислот. Хмель грубых сортов содержит более 20% горьких веществ, в том числе 8-16% α-кислот. Для охмеления сусла используют тонкие сорта хмеля, а грубые находят применение в производстве хмелепродуктов хмелевых порошков, гранул и экстрактов.Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

 

В современном пивоварении  доля потребления шишкового хмеля снижается благодаря его замене хмелепродуктами: брикетами, гранулами или экстрактом на основе натурального хмеля. Это обусловлено тем, что применение хмелепродуктов:

• более эффективно, поскольку способствует повышению степени извлечения горьких веществ хмеля и сокращению потерь сусла с хмелевой дробиной;

• обеспечивает получение равномерной горечи пива;

• более удобно и экономно при транспортировке, хранении и применении благодаря их меньшей массе и объему;

• способствует снижению потерь ценных компонентов хмеля при хранении благодаря современным эффективным упаковкам, обеспечивающим исключение контакта продукта с кислородом воздуха;

• способствует упрощению технологии и снижению капзатрат на оборудование благодаря исключению из технологического потока операции отделения от сусла хмелевой дробины;

• позволяет автоматизировать их дозирование и внесение в сусловарочный аппарат (за исключением брикетированного хмеля).Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

 

 

1.3.5 Вода питьевая

Гигиенические требования

 Питьевая вода должна  быть безопасна в эпидемическом  отношении, безвредна по химическому  составу и иметь благоприятные  органолептические свойства.

 Качество воды определяют  ее составом и свойствами при  поступлении в водопроводную  сеть; в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети [10].

 Микробиологические показатели воды

Безопасность воды в эпидемическом  отношении определяют общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечных палочек.

 По микробиологическим  показателям питьевая вода должна  соответствовать требованиям, указанным  в табл. 8.

       Таблица  8- Микробиологические показатели воды [10]

Наименование показателя	Норматив
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более	100
Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-индекс), не более	3

 Токсикологические показатели воды

 Токсикологические показатели  качества воды характеризуют  безвредность ее химического  состава и включают нормативы  для веществ:

• встречающихся в природных водах;
• добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;
• появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

 Концентрация химических  веществ, встречающихся в природных  водах или добавляемых к воде  в процессе ее обработки, не  должны превышать нормативов, указанных в табл. 9.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Таблица 9 – Концентрация химических веществ в воде [10]

Наименование химического  вещества	Норматив
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
Фтор (F), мг/дм3, не более для климатических районов:
I и II	1,5
III	1,2
IV	0,7