Дослідження впливу ультразвуку на якість світлого пивоварного солоду

Кабанов, Владислав Констянтинович

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7419

Назва:	Дослідження впливу ультразвуку на якість світлого пивоварного солоду
Автори:	Сухенко, Владислав Юрійович Кабанов, Владислав Констянтинович
Ключові слова:	УЛЬТРАЗВУКОВІ ХВИЛІ;КАВІТАЦІЯ
Дата публікації:	25-гру-2022
Короткий огляд (реферат):	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси – 2022р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню впливу ультразвуку на якість світлого пивоварного солоду. В роботі на основі літературних даних, проаналізовано застосування фізичних методів впливу на солод - УФ-випромінювання, γ-промені, ультразвук та інші. Особливе місце займають способи, фізичною основою яких є ультразвук дія якого спрямована не тільки на інтенсифікації процесу солодорощення, але і впливу на розвиток живих організмів. При цьому клітини живих організмів розглядаються як потенційні об'єкти, взаємодія яких із ультразвуком активізують або інгібують їх життєдіяльність. Всі зміни, що відбуваються в зерні під впливом мікроорганізмів, негативно позначаються на якості солоду, сусла та пива.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу):	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7419
Розташовується у зібраннях:	181 Харчові технології (Харчові технології)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
КРМ Кабанов.pdf Restricted Access	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси – 2022р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню впливу ультразвуку на якість світлого пивоварного солоду. В роботі на основі літературних даних, проаналізовано застосування фізичних методів впливу на солод - УФ-випромінювання, γ-промені, ультразвук та інші. Особливе місце займають способи, фізичною основою яких є ультразвук дія якого спрямована не тільки на інтенсифікації процесу солодорощення, але і впливу на розвиток живих організмів. При цьому клітини живих організмів розглядаються як потенційні об'єкти, взаємодія яких із ультразвуком активізують або інгібують їх життєдіяльність. Всі зміни, що відбуваються в зерні під впливом мікроорганізмів, негативно позначаються на якості солоду, сусла та пива.	2.66 MB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text

АНОТАЦІЯ

Кабанов В.К. Дослідження впливу ультразвуку на якість світлого
пивоварного солоду.
Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові
технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і
виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси –
2022р.
Магістерська робота присвячена питанню дослідженню впливу
ультразвуку на якість світлого пивоварного солоду.
В роботі на основі літературних даних, проаналізовано застосування
фізичних методів впливу на солод - УФ-випромінювання, γ-промені,
ультразвук та інші. Особливе місце займають способи, фізичною основою
яких є ультразвук дія якого спрямована не тільки на інтенсифікації процесу
солодорощення, але і впливу на розвиток живих організмів. При цьому
клітини живих організмів розглядаються як потенційні об'єкти, взаємодія
яких із ультразвуком активізують або інгібують їх життєдіяльність. Всі
зміни, що відбуваються в зерні під впливом мікроорганізмів, негативно
позначаються на якості солоду, сусла та пива.

Ключові слова: УЛЬТРАЗВУКОВІ ХВИЛІ, КАВІТАЦІЯ, СОЛОД,
ЯЧМІНЬ, ФЕРМЕНТИ.

2

SUMMARY

Kabanov V.K. A study on the influence caused by ultrasound on the
quality of light brewing malt
Qualification of the master's work for the specialty 181 - Kharchov
technologies, educational programs "Technologies of products of foraging and
winemaking" - Cherkasy State Technological University, Cherkasy - 2022.
The master's work is dedicated to the nutrition of the injection of ultrasound
into the quality of light brewing malt.
In the work on the basis of literary data, the application of physical methods
to malt was analyzed - UV-treatment, γ-treatment, ultrasound and others.
Particularly space is occupied by methods, the physical basis of which is
ultrasound, which is directed not only to the intensification of the malting process,
but also to the development of living organisms. With each cell of living
organisms, they are seen as potential objects, the interaction of which with
ultrasound activates or inhibits their life. All changes that appear in the grain under
the influx of microorganisms are negatively signified on the quality of malt, wort
and beer.

Key words: ULTRASOUND HVIL, CAVITATION, MALT, BARLEY,
FERMENTS.

3

ЗМІСТ

ВСТУП 6
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 8
1.1. Основні технологічні процеси у виробництві солоду. 8
1.2 Потреба виробництва солоду у воді 16
1.3 Спеціальні способи солодорощення з використанням активаторів 20
процесу солодорощення
1.4. Ультразвукова кавітація 26
РОЗДІЛ 2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 29
2.1 Об΄єкти дослідження 29
2.2 Методи дослідження 32
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 39
3.1 Дослідження зміни показників пива при задачі нетрадиційної
сировини на стадії кип‘ятіння сусла з хмелем 55
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 52
4.1. Принципова технологічна схема 52
4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми 53
4.3 Розрахунок продуктів 54
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 63
5.1 Аналіз умов праці на підприємстві виробництва солоду 63
5. 2.Загальні правила роботи в мікробіологічній лабораторії 67
5.2.1. Підготовка мікробіологічної лабораторії до роботи 69
5.3. Загальні правила роботи в хімічній лабораторії 71
ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ 74
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 75
ДОДАТКИ 77

4

ВСТУП

Актуальність теми. Одним з найбільш простих способів збільшення
продуктивності солодовен є інтенсифікація солодорощення. Відомі
прискорені способи пророщування ячменю за допомогою біологічних і
хімічних стимуляторів, якими обробляють зерно на стадії замочування і
пророщення [1]. Останнім часом для тієї ж мети застосовують фізичні методи
впливу - УФ-випромінювання, γ-промені, ультразвук та інші [1].
Особливе місце займають способи, фізичною основою яких є
ультразвук дія якого спрямована не тільки на інтенсифікації процесу
солодорощення, але і впливу на розвиток живих організмів. При цьому
клітини живих організмів розглядаються як потенційні об'єкти, взаємодія
яких із ультразвуком активізують або інгібують їх життєдіяльність. Всі
зміни, що відбуваються в зерні під впливом мікроорганізмів, негативно
позначаються на якості солоду, сусла та пива.
На пивоварні підприємства часто надходять партії нестандартного
зерна ячменю, тобто зерна з різними параметрами, що надає значний вплив
на якість пивоварної продукції внаслідок зниження якості солоду, а також не
дає знизити витрати на його виробництво через втрати сировини під час його
обробки.
Тому головним завданням при використанні ультразвуку усунення цих
недоліків, що полягає у підвищенні якості солоду, яке своєю чергою впливає
якість вже готового пива, при использовании нестандартних партій ячменю
та одночасне зниження витрат на всіх етапах виробництва.
Можливість використання ультразвуку в технології солоду з метою
прискорення його пророщування до теперішнього часу в літературі не
освітлена. Нами було досліджено можливість застосування ультразвуку в
технології солоду з метою прискорення його пророщування.
5

Вивчалася дія ультразвукових хвиль на ячмінь та замочувальну воду
перед його замочкою. Крім того, були поставлені досліди впливу на ячмінь
ультразвукових хвиль.
Метою даної роботи було встановлення режимів та умов обробки
ячменю за основними показниками - ферментативної активності та енергії
проростання.
Відповідно до поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
- провести аналіз літературних джерел щодо застосування фізичних
способів для прискорення солодорощення та покращення якості готового
солоду;
- обґрунтувати вибір ультразвуку та дослідити дію ультразвукових
хвиль на ячмінь та замочувальну воду перед його замочкою.
Наукова новизна одержаних результатів:
- показано можливість ефективного використання ультразвукових
хвиль у технології солодорощення.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблення
технології використання ультразвуку має велике значення. Завдяки цьому
набагато спрощується технологічний процес, зменшуються матеріальні
затрати на виробництво, а сама технологія не потребує значних
капіталовкладень для закупівлі дорогого обладнання.
Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних
та аналітичних робіт в лабораторних умовах, обробці та узагальненні
результатів, їх теоретичному обґрунтуванні, підготовці результатів до
публікації.
Публікації. . За матеріалами магістерської роботи опубліковано 1 тезу,
у збірнику VІ міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та
інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2022 року, м. Черкаси.

6

РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1. Основні технологічні процеси у виробництві солоду.
Замочування ячменя
Зерно до вологості 14,5% перебуває у стані спокою. Ця волога необхідна
йому для побудови клітин та тканин та підтримки на мінімумі життєвих
процесів. Щоб зародок почав проростати, необхідно підвищити вологість до
30-50%. Ця волога підводиться до зерна при замочуванні та називається
вегетаційною. Вона забезпечує розчинення поживних речовин та
переміщення їх до зародка. Основна мета замочування – доведення зерна до
необхідної вологості[2].
Поглинання води відбувається, переважно, через судини на кінчику
зерна, де відкрита м'якінна оболонка. Завдяки цьому на початку замочування
зародок поглинає воду швидше, ніж інші частини зерна. Поглинання води
сприяють капілярні канали, порожнечі, повітряні прошарки. Через мякинну
оболонку вода проникає трохи, т.як клітинні стінки товсті та просочені
кремнеземом. Ендосперм відрізняється слабкою міжмолекулярною дифузією
і поглинання вологи через вміст крохмалю. Алейроновий шар також важко
проводить воду. За рахунок поглинання води та осмотичного тиску всередині
клітин колоїди набухають і зерно збільшується в обсязі. При середній
вологості зерна 38% вологість зародка становить 56%, алейронового шару –
36,5%, ендосперму – 35% та м'якинної оболонки – 47%.
Поглинання води зерном відбувається нерівномірно: у перші години – з
великою швидкістю, потім уповільнюється. Це відбувається внаслідок того,
що вода надходить у порожнечі та трахеїди під м'якінною оболонкою і
затримується напівпроникною насіннєвою, яка пропускає всередину зерна
лише воду. Насіннєва оболонка містить інгібітори проростання, які при
замочуванні вилуговуються, забарвлюючи воду у жовтий колір. Для повного
їх видалення потрібна 5-6-кратна зміна води[2].

7

Чинники, що впливають на замочування
Температура – основний фактор, що впливає на замочування. З
підвищенням температури підвищується набухання білків, крохмалю,
клітковини, зростає швидкість дифузії води через збільшення молекулярного
руху. Внаслідок цього тривалість замочування скорочується.
Розрізняють: холодне, нормальне, тепле та гаряче замочування.
Холодне замочування: температура нижче 10 ºС, гальмується зростання
та розвиток зерна[2,10,12,19].
Нормальне замочування: температура 10-15 ºС - оптимальний режим
замочування, при температурі вище 15 ºС інтенсивно розвиваються сторонні
мікроорганізми та знижується розчинення кисню, необхідного для зростання
зародка.
Тепле замочування: температура 20-25 ºС, може використовуватися в
холодний період як перша замкова вода для прогрівання зерна, це сприяє
подальшому прискореному поглинанню води, але необхідно проводити
ретельну дезінфекцію.
Гаряче (Моуфанг-замочування): температура 30-40 ºС, тривалість 15-30
хв з додаванням 0,15% розчину калійної селітри, щоб інтенсивно промити
зерно і забезпечити вилуговування гірких і дубильних речовин з оболонок.
Після цього гаряча вода витісняється холодною (температура близько 10 ºС),
щоб не було пошкодження зародка. Застосовується у зимовий період для
підігріву зерна.
Розміри зерна. Великі зерна поглинають воду повільніше, ніж дрібні та
плоскі через те, що подовжуються шляхи проходження води всередині зерна.
Однакова ступінь замочування зерна діаметром 2,8 мм настає на 25 годину
пізніше, ніж зерна 2,2 мм. Для рівномірності кожен сорт замочують окремо.
Хімічний склад зерна. Початкова вологість не впливає на тривалість
замочування. Борошнисті зерна поглинають вологу швидше, ніж склоподібні.
Білки мають високу здатність до набухання, крохмаль набухає повільніше.
Тому слід замочувати однорідне за складом зерно.
8

Сольовий склад води. У воді з високою жорсткістю замочування
уповільнюється, причому з оболонок вилуговується більше дубильних
речовин, т.к. солі кальцію вступають з ними у взаємодію та знижують
розчинність дубильних речовин, утворюються сполуки колоїдної структури,
які осідають у вигляді плівки на оболонці, і процес замочування
уповільнюється. Солі заліза можуть давати опади у вигляді Fe(OH)3 та
хімічно зв'язуватися з дубильними речовинами оболонок, надаючи зерну
бурого кольору. При використанні лужної води (3-4 мг екв/дм3) швидкість
поглинання води зерном збільшується[2,10,12,19].
Наявність кисню. З підвищенням вологості посилюється процес дихання
3
та потреба в кисні. У 1 дм води знаходиться 15-17 мг кисню, а дихання зерна
протягом 1-ї години необхідно 63 мг, тобто кисню, який розчинений у воді,
вистачить зерна лише на 15 хв, після цього може настати анаеробне дихання.
У цьому утворюються спирт, побічні продукти (альдегіди, кислоти,
ефіри), вони пригнічують розвиток зародка, погіршується проростання,
знижується ферментативна активність.
Вміст спирту в кількості 0,1% пригнічує розвиток зародка, а 0,8% -
повністю пригнічує його зростання. Для виключення цього застосовується
аерація зерна.

Способи замочування
В даний час у практиці застосовують такі способи замочування:
повітряно-водяне; у безперервному струмі води та повітря; зрошувальна;
повітряно-зрошувальна[2,10,12,19].
Повітряно-водяне замочування - поперемінна витримка зерна під водою
(водяне протягом 4-6 год) і без води (повітряне протягом 6-8 год). Для
постачання киснем і видалення надлишку діоксиду вуглецю подається
повітря щогодини протягом 10 хв і 1 раз на зміну протягом 40 хв.
9

Тривалість замочування для світлого солоду 48-72 год, для темного – 72-
96 год. В даному способі миття окремо може не проводитися, а поєднується
із замочуванням.
Замочування безперервного струму води та повітря: після миття зерна в
апарат подається вода, насичена повітрям. Для цього на трубопроводі
встановлюється змішувач для води та повітря, у конусній частині апарату
знаходиться барботер. Воду подають знизу через барботер в такій кількості,
щоб на поверхні води були видні бульбашки повітря, що виділяються.
Тривалість замочування в залежності від виду солоду становить від 40
до 70 годин.
Зрошувальне замочування. Спосіб застосовують в апаратах з невеликою
висотою (до 1,5 м), т.к. у шарі понад 2 м виникає проблема відведення
теплоти, що виділяється зерном, і діоксиду вуглецю. Апарати мають бути з
плоским днищем. Спосіб може бути реалізований у солодорастильних
апаратах. Після миття та дезінфекції зерно витримують під водою 6-8 год.
Потім зливають воду і безперервно зрошують зерно через форсунки. Вода
проходить через масу зерна, зволожує його, доставляє кисень і забирає з
собою діоксид вуглецю. При цьому відбувається безперервна аерація зерна,
що забезпечується нормальне дихання, а згодом і проростання.
Повітряно-зрошувальне замочування - чергування зрошення зерна з
аерацією під час повітряних пауз. Проводиться в основному в
солодорастильних ящиках, зволоження зерна відбувається шляхом
періодичного зрошення через розпилювальні форсунки. Після миття та
дезінфекції зерно перевантажують у солодорослинний ящик, вирівнюють
шар і ворушать через кожні 4-5 годин, одночасно зрошуючи водою. Під час
повітряних пауз відсмоктують СО2. Після кожного зрошення зерно продують
кондиціонованим повітрям протягом 20-25 хв. Тривалість замочування 35-45
год. Спосіб створює оптимальні умови зерна, т.к. при вологості 27-30% зерно
починає проростати, після чого зерно легко поглинає воду. Тому доцільно
поєднувати замочування та пророщування в одному апараті[2,10,12,19].
10

Пророщування ячменя
Основною метою солодорощення є накопичення ферментів, під дії яких
відбувається розчинення резервних речовин зерна.
Зміни зародка спочатку виявляються корінці, потім у листових органах.
Зародковий корінець проникає через плодову, насінневу та м'якінну
оболонки там, де зерно прикріплено до колосу і стає видимим. Клітини
корінця розвиваються, з'являється кілька нових корінців. Це зовнішня ознака
початку пророщування. Одночасно розвивається зародковий листок. Він
прориває плодову та насіннєву оболонки і, розвиваючись, просувається між
ними та спинною м'якинною оболонкою. При штучному пророщуванні він не
повинен бути більшим за розміри зерна. Якщо листок переростає довжину
зерна і у вершині, це свідчить про появу проростків. Це спостерігається при
високій вологості, теплому та тривалому пророщуванні[2,10,12,19].
Рівномірність зростання корінців свідчить про правильне пророщування.
Якщо корінець не розвивається, ячмінь залишається сирим. Сильний
зростання корінців так само небажаний, т.к. збільшуються втрати сухих
речовин. Якщо зародок пошкоджений при збиранні, коріння не проростає, а
відбувається надмірний розвиток зародкового листка.
Головний енергетичний процес при пророщуванні - дихання -
відбувається під дією ферментів окислювально-відновного комплексу.
Каталаза каталізує реакцію розкладання перекису водню зі звільненням
кисню, швидко накопичується при пророщуванні, активність збільшується в
40-70 разів. Наприкінці пророщування активність знижується.
Пероксидаза окислює органічні сполуки за допомогою перекису водню,
активність цього ферменту при пророщуванні збільшується у 7-10 разів.
Поліфенолоксидаза окислює поліфеноли ячменю, активність при
пророщуванні збільшується вдвічі.
Під дією оксидаз відбувається як повне, так і часткове окислення цукрів.
В результаті виділення теплової енергії температура при пророщуванні
підвищується, це призводить до посилення дихання і збільшення втрат сухих
11

речовин. До початку зростання необхідний приплив великої кількості повітря
для нормального процесу зростання та синтезу ферментів. У процесі дихания
утворюються також продукти неповного окислення (спирти, ефіри, органічні
кислоти). Через це солод набуває специфічного запаху.
Проростання викликає потребу зародка у поживних речовинах.
Спочатку використовуються розчинні речовини, що знаходяться в
зародку, і насамперед сахароза. Потім зародок споживає продукти гідролізу
полімерів ендосперму, і відбувається побудова нових тканин. Щиток є
органом, що забезпечує. У міру розвитку в ньому утворюються судини (що
проводить тканину), які тягнуться від ендосперму до зародка і діють як
транспорт. Щиток, який складається з великої кількості мітохондрій,
адсорбує запасні речовини ендосперму розвиненою клітинною поверхнею,
перетворює глюкозу (кінцевий продукт гідролізу крохмалю) на сахарозу (за
рахунок фосфатів глюкози, які утворюються при диханні) і забезпечує
зародок поживними речовинами[2,10,12,19].
Істотним процесом, що відбувається під час пророщування, є активація
та синтез ферментів при витрачанні енергії, що утворюється при диханні.
Механізм утворення ферментів ось у чому.
Зародок в результаті свого розвитку виробляє ростові речовини
(гормони), вони доставляються до алейронового шару за допомогою
капілярної мережі, де проводиться синтез ферментів. Взаємодія алейро-
нового шару та ростових речовин дуже складна та пояснена не повністю.
Вважається, що це гормони викликають синтез специфічної розчинної РНК.
Для підтримки цього процесу і потрібні гормони, тому вони повинні
вироблятися під час процесу пророщування, щоб забезпечити синтез
ферментів. Ферменти синтезуються у наступній послідовності: ендо-β-
глюканаза, ендопептидази, фосфатази та α-амілаза.
β-Амілаза міститься в непророслому ячмені в ендоспермі і в невеликій
кількості - в алейроновому шарі, міцно пов'язана з нерозчинним білком
дисульфідними містками. Активність її залежить від пептидаз, які
12

розривають ці зв'язки. Підвищення ж активності пептидаз залежить від
вмісту глютатіону (трипептид, складається з глікокола, цистеїну та
глютамінової кислоти), який має у своєму складі сульгідрильні групи (SH),
вони при окисленні переходять у сульфгідрильні (S-S). У цей період
пептидази збільшують свою активність, розриваються зв'язки між β-амілазою
і нерозчинним білком, і активність ферменту підвищується. Кількість
ферменту залежить від сорту ячменю, умов вирощування та вмісту білка в
ячмені, активність підвищується зі збільшенням вологості до 43% на 2-5 день
у 3-4 рази, надалі зростання не відбувається.
α-амілаза утворюється при пророщуванні, накопичується, в основному,
в ендоспермі (93%), трохи в зародку (7%). Активність залежить від сорту
ячменю та тривалості вегетаційного періоду: чим він довший, тим вища
активність ферменту при пророщуванні. Підвищенню активності сприяє
підвищення вологості, температури. Активність проявляється на 2-3 добу
пророщування та зростає протягом усього періоду пророщування.
Цитази частково присутні в непророслому зерні, частково
синтезуються, активність при пророщуванні збільшується в 20-100 разів.
Пептидази містяться в непророслому зерні в активній формі, найбільш
інтенсивно утворюються на 2-3 добу пророщування, кількість їх зростає в 4
рази. Зниження температури призводить до уповільнення утворення
ферментів. Для збільшення ендопептидазної активності слід використовувати
способи замочування із тривалими повітряними паузами.
Фосфатази присутні в непророслому зерні, активність збільшується в 8-
10 разів.
Ліпази присутні в непророслому зерні, активність збільшується
починаючи з 2-х діб пророщування в 4-5 разів.
Під дією утворюються знову і активуються ферментів відбуваються
біохімічні процеси в зерні, що проростає - гідроліз високомолекулярних
сполук і переведення їх в розчинну форму[2,10,12,19].

13

Таблиця 1.1. - Активація ферментів при пророщуванні
Ферменти Субстракти Продукти реакції Активність ферментів
α-Амілаза Амілоза Глюкоза, мальтоза, На 3—5-ту добу пророщування
мальтотріозу, знаходиться в активній формі.
низькомолекулярні Гранична активність: при 12 ... 14 °С
декстрини (мало) - на 11-14 добу, при 18 ... 20 °С - на 7
Глюкоза, мальтоза, добу і при 27...28 °С — на 5 добу.
Амілопектин ізомальтоза,
низькомолекулярні
декстрини (мало)

Мальтоза На 4-5 добу знаходиться в активній
β-Амілаза Амілоза Мальтоза,високомол формі. Гранична активність при 12 ...
Амілопектин екулярні декстрини 14 ° С на 10-12 добу, а при 30 °С на 4-
R-Фермент Амілопектін,ви Мальтоза (мало), 5 добу.
сокомолекуляр низькомолекулярні Знаходиться в активній формі.
ні декстрини декстрини Гранична активність при 70 °С.

α-Глюкозидаза Мальтоза Глюкоза Гранична активність при 35...40 °С,
(Мальтаза) при температурі вище 40 °С
активність знижується. Під час
пророщування активність
підвищується у 2 рази.

β-Фруктофура- Сахароза Глюкоза, фруктоза У вихідному ячмені міститься в
нозидаза незначній кількості. Під час
(сахараза) пророщування ак-тивність
підвищується в 10 разів.
Олігодекстрин- Високомолекул Глюкоза, мальтоза, При пророщуванні до 6 діб
6-глюканогідро- ярні декстрини мальто тріозу, активність збільшується, а потім не
лаза (декстрин олігосахариди змінюється
аза)
Ендо-β-глюкана- β-Глюкан Водорозчинні Активність підвищується в 10...11
за з'єднання- гуммі- разів
речовини
Ендо-β-глюкана- β-Глюкан Целлобіоза, Активність підвищується в 4... 10
за Ламінарібіаза разів.
β-Глюкозидаза Целлобіоза Глюкоза У вихідному ячмені активність
(целлобіаза) висока, але меньшується при
пророщуванні.
Ламінарібіаза Ламінарібіоза Глюкоза Активність підвищується
Ендоксіланаза Ксилан Ксилобіоза, ксилоза Активність підвищується в 3 рази
Екзоксіланаза Арабіноксилан, Ксилоза Активність підвищується в 2 рази
ксилобіоза

Арабінозідаза Арабіноксилан арабіноза Активність підвищується у 1,8 рази
Ксилобіаза Ксилобіоза Ксилоза Активність підвищується у 2 рази
Ендопептидаза Високомолекул Поліпептиди, Активність підвищується в 5...6 разів
ярні протеїни пептиди
Карбоксипептид Поліпептиди, Амінокислоти Активність підвищується в 4-5 разів
аза пептиди
14

Амінопептидаза Високомолекул » Активність підвищується в 1,5...2,5
ярні протеїни, раза
поліпептиди
Дипептидаза Дипептиди Амінокислоти Активність підвищується в 2...3 рази
Каталаза Перекис водню Вода, кисень Активність підвищується в 2...2,5
Донор водню. рази

Пероксидаза Перекис Вода, кисень Активність підвищується в 7...9 разів
водню, донор -
водень(поліфен Окислений донор
оли,ароматичні
аміни і т. д.)
Ортодифенолокс Фенольні Діфенол, вода Активність підвищується в 2 рази
идаза кислоти (в
(поліфенолоксид присутності
ази) молекули
кисню)
Дифенол (в Хінон
присутності
молекули
кисню)
Ліпаза Тригліцерид Карбонові (жирні) Активність підвищується в 2 рази
карбонових кислоти,
(жирних) дигліцериди
кислот
Кисла фосфатаза Фітин Неорганічні Активність підвищується в 7... 10
(фітаза) (ліпоінозит- фосфати, інозит разів
гексафосфат)

1.2. Потреба виробництва солоду у воді
У виробництві солоду найважливіший технологічний етап - процес
замочування та пророщування ячменю. Особливу увагу слід приділити якості
води, використовується для замочування та зрошення, яка повинна
відповідати ДСТУ 7525:2014 Вода питна. Якість води впливає на швидкість
протікання процесу замочування[2,10,12,19].
Вода бере участь у всіх фізіологічних та біологічних реакціях. При
проростанні ячмінного зерна вода має таке значення для протікання
життєвих процесів, як і кисень.
Для утворення зародка нових клітин і тканин необхідні речовини, які
можуть розчинятися і переміщатися від клітини до клітини. Спочатку такі
15

речовини є у незначних кількостях. Основна маса мучнистого тіла зерна, що
є енергетичним живленням зародка, нерозчинна, нездатна дифундувати і
постачати енергію зародку. Тому перш за все слід усі резервні речовини, що
містяться в ендоспермі, перевести в розчинну, здатну до міграції форму.
Для цього необхідно, при замочуванні та під час пророщування, надати
зерну необхідну кількість води.
Склад води, що використовується на підприємствах різний. Всі
виробничі води являють собою розчини солей і газів. Сольовий склад
коливається у широких межах і визначається умовами навколишнього
середовища.
Склад та кількість солей у воді залежать в основному від геологічних та
хімічних властивостей ґрунту.
У воді часто міститься вуглекислий кальцій (вапно). Вуглекислий
кальцій вступає в реакцію з двоокисом вуглецю, що міститься у воді:

СаСО3 + Н2О + СО2=Са (НСО3)2.

Вуглекислий кальцій, розчинений таким шляхом, знаходиться в певній
рівновазі з СО2, що міститься у воді. При зростанні вмісту у воді вільної СО2
вуглекислий магній і калій розчиняється вуглекислотою та переводяться в
бікарбонати.
У верхніх шарах землі зустрічається також гіпс СaSО4. Він розчиняється
легше вуглекислим кальцієм та без участі СО2. Важкорозчинними є солі
кремнієвої кислоти та кремнеземи. Майже в будь-якій воді можуть зустрітися
сліди двоокису заліза, який після окислення випадає в осад коричневого
кольору у формі гідрату Fе(ОН)3.
Крім того, у воді можуть міститися легкорозчинні сполуки, такі як
кухонна сіль NаСI, хлористий магній МgСI2, хлористий кальцій СаСI і
сульфат магнію МgS04.
16

До забруднень відносяться в першу чергу аміак і солі амонію, які
утворюються в результаті гниття азотовмісних органічних сполук. Їх
знаходять, як правило, поблизу населених пунктів. При окисленні аміаку
- -
утворюється азотна кислота (нітрити, NО2 ) і, азотна (нітрати, NОз ). Ці
забруднення потрапляють у ґрунт із добривами та переходять у воду. Деякі
органічні речовини, що містяться у воді, розглядаються як місцеві
забруднення. Наприклад, у стоячих водах вони утворюються з відмерлих
частин рослин[2,10,12,19].
До найважливіших сполук, що містяться в природних водах, належать:
а) гази: СО2, О2, H2;
б) солі (при розведеннях, що зустрічаються в природі, вони сильно
+ 2+ + + 2+ 2+ 3+ 4+ +
дисоціюють): катіони Са2 , Мg , Nа , К , Fе , Мп , А1 , NН , Н та
3- 4- - 2- 3- -
аніони НСО , S02 , С1 , СО3 , РО4 , ОН .
Слід бути обережними при використанні води, що містить іони амонію,
фосфатів, нітратів і нітритів, оскільки вони могли потрапити в результаті
місцевих забруднень. Нітрати і особливо нітрити мають токсичну: дію навіть
у невеликих кількостях.
Особливо небажана присутність фенолів, що надають солоду
специфічний смак. Виготовлене з такого солоду пиво може виявитися
непридатним.
Вміст у воді заліза в кількостях більше 10 мг/л має негативну дію,
викликаючи вже при замочуванні солоду сіре фарбування.

Твердість води
За кількістю та видом хімічно активних іонів кальцію та магнію у воді
судять про її жорсткість. Підвищення лужності у присутності іонів кальцію і
магнію і їх у присутності бікарбонатних іонів грає велику роль при затиранні.
Процес замочування ячменю швидше протікає у м'якій воді. Це можна
пояснити, насамперед дією осмосу і набуханням колоїдів, що містяться у
зерні. Враховуючи, що насіннєва оболонка ячмінного зерна напівпроникна і
17

через певні пори відбувається дифузія іонів, які можуть призводити до змін в
ендоспермі, що призводить до збільшення часу замочування та
солодорущення.
Солі жорсткості сприяють розчиненню гірких та дубильних речовин
оболонок ячменю, що може призвести до уповільнення процесу замочування
та утворення плівки на поверхні зерна.
Загальна жорсткість води обчислюється з урахуванням усіх солей
незалежно від того, які іони протилежного знака є: карбонатні, сульфатні,
нітратні хлоридні.
3
Вода жорсткістю 8-12 мгл.екв/дм вважається середньожорсткою, менше
8 - м'якою, більше 12 - жорсткою. Однак лише за загальною жорсткістю води:
неможливо судити про її властивості. Представляє інтерес, скільки іонів
кальцію і магнію є у вигляді бікарбонатів і скільки пов'язано з іншими
кислотними залишками. Причиною карбонатної жорсткості води є
бікарбонати, некарбонатні кальцієві і магнієві сполуки сірчаної, соляної,
азотної та інших кислот.
Найбільша кількість води потрібна при замочуванні ячменю. Дуже
багато води потрібно для промивання ячменю та транспортування його в
ємності для замочування та солодовні. Запропоновано частину води для
замочування застосовувати повторно.
Певна кількість води потрібна для зволоження повітря в
солодоростильних установках і т. д.
На підприємства вода надходить із артезіанських свердловин, джерел чи
водопроводу. Вода з джерел відрізняється мінімальною жорсткістю та
найбільшим ступенем чистоти. Вода зі свердловин може мати значну
жорсткість. Поблизу від населених пунктів або при інтенсивному
застосуванні добрив вода навіть із свердловин може бути забруднена, але
звичайно менше, ніж поверхневі води.
Поверхневі води з струмків, річок, ставків, озер дещо м'якше, ніж із
природних джерел чи артезіанських свердловин. При використанні таких вод
18

для замочування ячменю потрібно спеціальне очищення води хімічними
методами або фільтрацією через активоване вугілля, яке використовується
для видалення стороннього запаху і речовин, що надають неприємного
смаку, наприклад фенолів. Вода, що йде на охолодження, як правило, не
потребує спеціальної підготовки.
При повторному застосуванні води для замочування потрібна спеціальна
обробка, що здійснюється на шляху надходження з градирні у виробництво.
Виробнича вода має певну температуру, яка завжди відповідає
технологічним вимогам. Для охолодження використовується холодна вода,
що надходить з температурою 10-13 ° С зі свердловин і джерел. Температура
поверхневих вод залежить від пори року і нерідко підвищується через
скидання виробничих стоків (температура поверхневих вод влітку приблизно
18-20 °С). Оптимальна температура води для замочування 12-18 ° С. Таку
температуру можна отримати змішанням відпрацьованої води, яка
використовується для охолодження в теплообмінних пристроях
підприємства, з водою, охолодженою в спеціальних установках. Процес
замочування потребує великої кількості води у короткий термін. При
застосуванні води, що нагрівається теплом стічних вод, використовують
додаткові ємності, які завжди повинні бути в резерві[2,10,12,19].

1.3. Спеціальні способи солодорощення з використанням
активаторів процесу солодорощення
Виробництво солоду пов'язане з великою втратою сухих речовин на
дихання та паростки. Ці процеси взаємопов'язані, і придушення дихання
обов'язково призводить до гальмування зростання. Тому метою
вдосконалення технології солоду є прискорення процесу зниження втрат
сухих речовин.
Для інтенсифікації солодоріння застосовують фізичні фактори,
біологічно активні речовини та хімічні препарати[6].
19

Фізичні фактори: обробка ультразвуком при частоті коливань 800 КГц
протягом 1-10 хв, при цьому збільшується проростання в 2 рази, тривалість
пророщування на 25 %; механічна дія на оболонку зерна, в результаті
частина оболонки видаляється і волога швидше проникає всередину зерна,
замочування скорочується в 2 рази, тривалість пророщування на 2 доби.
Недоліки: використання дорогого обладнання.
Застосування біологічно активних речовин (БАВ) – активаторів росту
та інгібіторів дихання. Найбільш широко поширений гіберелін А3 -
гібереллова кислота (ГК), вона впливає на ріст, у великих кількостях
синтезує α-амілазу. Обробку проводять за дози 0,1-0,4 г/т, при цьому
скорочується тривалість пророщування на 1-2 доби. Застосування однієї ДК
за рахунок посилення зростання призводить до втрат на дихання, тому
спільно з нею рекомендується використовувати інгібітори дихання: бромати
калію або натрію (0,15-0,20 г/кг), вони стримують розчин білків і
покращують цитоліз; аміак (0,02-0,05%) зменшує зростання корінців;
формальдегід (0,1% розчин) пригнічує зростання сторонньої мікрофлори;
спирти сприяють вилуговування флавонових пігментів і блокують дію
окислювально-відновних ферментів. Велику фізіологічну активність мають
також ауксини (β-індолілоцтова кислота - ІУК), вони регулюють синтез
фосфатаз, протеаз. Використовуються як натрієвої солі (0,2 г/т), процес
пророщування скорочується на 2 діб. Ефективно також використовувати
ферментні препарати: Цитороземін ПХ – при переробці високобілковистих
ячменів або комплекс ферментів з целюлази, пектинази, ксиланази та α-
амілази.
Застосування хімічних речовин: кислоти (1,5-2,0 кг/т) (сірчана, борна,
оцтова, молочна), при їх додаванні рН зрушується в кислу область, це
позитивно впливає на синтез ферментів; діамонійфосфат (0,8-0,9 кг/т) інгібує
дихальну систему і прискорює пророщування, служить додатковим
джерелом низькомолекулярного азоту та фосфору; декантат
ацетонобутилової барди (1-2%) – для збагачення солоду вітаміном РР.
20

З усіх способів найефективніше застосування БАВ, вони дають добрий
технологічний та економічний ефект; вносять їх в останню замкову воду на
4-6 годину, коли зерно добре набухло, або на початку пророщування шляхом
обприскування.
У роботі [9] досліджено вплив часу пропускання електроструму
частотою 50 Гц через зерно ячменю на солодорощення, а також на
ферментативну активність солоду. Встановлено оптимальний час обробки -
15 хв. Крім того подальші дослідження показали, що обробка ячменю
ультразвуком різної частоти впливає на проростання та активність ферментів
солоду. З отриманих результатів випливає, що солодорощення ячменю після
обробки змінним струмом у режимі від 5 до 100Гц (після 1-го замочування
зерно обробляли струмом силою 5 мкА та частотою 200 Гц тривалістю 15
хв) дозволяє одержати з нестандартного зерна солод, за своїми показниками
максимально наближений до солоду другого класу згідно ДСТУ
4282:2018[3], а з ячменю другого класу - до солоду першого класу, який
можна використовувати для виробництва пива.
Відома технологія обробки зерна високочастотним (ВЧ) і
надвисокочастотним(НВЧ) електромагнітним полем. На пивоварні
підприємства часто надходять партії нестандартного зерна ячменю, тобто
зерна з різними параметрами, що впливає на якість пивоварної продукції
внаслідок зниження якості солоду, а також не дає знизити витрати на його
виробництво через втрати сировини під час його обробки.
Тому головним завданням при використанні НВЧ-енергії є усунення
цих недоліків, що полягає у підвищенні якості солоду, при використанні
нестандартних партій ячменю та одночасне зниження витрат на всіх етапах
виробництва.
За рахунок високої швидкості нагрівання попередньо зволожене зерно
розігрівається, причому мікроорганізми вбирають вологу в десятки разів
швидше, ніж саме зерно, тому переважна більшість енергії поглинається
21

спорами мікроорганізмів, вони нагріваються до високої температури, при
якій і відбувається їх загибель [6].
У виробництві солоду одне з найважливіших завдань – регулювання та
стимулювання процесу проростання зерна ячменю.
При НВЧ-обробці за рахунок високої швидкості нагрівання попередньо
зволожене зерно розігрівається, відбувається його інтенсивне проростання.
Головною особливістю описуваного методу є сортування ячменю на
перший і другий класи в залежності від крупності зерна та його вирівняності
після НВЧ-обробки. Після сортування ячмінь першого класу направляють на
замочування, а потім на солодоріння та виробництво пива. Зерно ж другого
класу відправляють на повторну обробку у НВЧ-полі.
Ця особливість способу дає змогу отримати з нестандартного зерна
солод, за своїми показниками, наближається до солоду другого класу, а з
ячменю другого класу – солод першого класу, а отриманий солод
використовують для виробництва якісного пива. Крім того, виключаються
втрати через відбраковування та повернення партій зерна ячменю, що знижує
витрати на виробництво пива. Зерно першого класу, отримане після
сортування по крупності та вирівняності, відповідає ДСТУ 4282:2018[3].

Таблиця 1.2 – Органолептичні показники світлого і темного солоду
Назва показника Характеристики світлого солоду
1 2
Зовнішній вигляд Однорідна зернова маса, що не містить пліснявих та
пошкоджених зерен
Колір Для солоду високої якості – від світло-жовтого до жовтого.
Для солоду І та ІІ класу дозволено сірувато-жовтий
Запах Солодовий, більш концентрований у темного солоду. Не
дозволено: кислий, запах плісняви та інші невластиві
солодовому
Смак Солодовий, солодкуватий. Не дозволено сторонній присмак

22

За фізико-хімічними показниками світлий солод повинен відповідати
вимогам, зазначеним у таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 – Фізико-хімічні показники світлого і темного солоду
Назва показника Норма для світлого солоду
Високої І класу ІІ класу
якості
Просів через сито (2,2×20) мм, %, не 2,0 3,0 7,0
більше
Масова частка смітної домішки, %, Не дозволено 0,3 0,5
не більше
Кількість зерен, %:
- мучнистих, не менше 90,0 85,0 80,0
- склоподібних, не більше 2,0 4,0 8,0
- темних, не більше Не дозволено Не дозволено 4,0
Масова частка вологи (вологість), %, 4,0 5,0 5,8
не більше
Масова частка екстракту в сухій 80,0 78,5 76,0
речовині солоду тонкого помелу, %,
не менше
Різниця масових часток екстракту у 1,0 – 1,5 1,6 – 2,5 Не більше 3,5
сухій речовині солоду тонкого і
грубих помелів, %
Масова частка білкових речовин у 10,5 11,0 11,5
сухій речовині солоду, %, не більше
Відношення масової частки 39 - 41 37 - 41 -
розчинного білка до масової часки
білкових речовин у сухій речовині
солоду (число Кольбаха), %
Розчинний азот у солоді (на сухій 0,75 – 0,70 0,69 – 0,65 0,64 – 0,55
основі), %
Тривалість оцукрювання, хв., не 10 15 25
більше
Лабораторне сусло:
Колір,см3 розчину йоду Не більше Не більше Не більше 0,4
концентрацією 0,1 моль/дм3 0,18 0,23

або в одиницях ЕВС Не більше 6,6
Не більше 3,2 Не більше 4,0
Кислотність, см3 розчину гідроксиду 0,9 – 1,3
натрію концентрацією 1,0 моль/дм3 0,9 – 1,1 0,9 – 1,2
на 100 см3 сусла
Дозволена
Прозорість сусла (візуально) Прозоре Прозоре незначна
опалесценція
79 – 81
Кінцева ступінь зброджування, % 75 – 78 74 – 70

В‘язкість, МПа.с за 20˚С 1,45 – 1,54 1,55 – 1,60 1,61 – 1,78
23

Велике зерно містить більше речовин, що визначають густину пива;
воно рівномірно замочується, рівномірно розчиняється, менше гріється при
складанні, що впливає на покращення якості солоду.
Технічний результат – підвищення якості солоду (або пива) та
здійснення практично безвідходного виробництва за рахунок виключення
втрат зерна шляхом підвищення якості при повторній НВЧ-обробці
відсортованого зерна.
До переваг НВЧ-обробки належить:
– висока бактерицидна та фунгіцидна дія на гриби та бактерії;
- Зберігаються вітаміни, ферменти, вуглеводи зерна;
- Збільшується термін зберігання швидкопсувних продуктів;
- НВЧ-енергія – екологічне джерело теплоти;
- Висока швидкість нагріву;
- Високий ККД перетворення;
– ефективне та швидке ураження грибної мікрофлори;
– дозволяє (найчастіше) зберегти життєздатність зерна.
В даний час обробка зерна ячменю пивоварного надвисокочастотним
електромагнітним полем є перспективною, оскільки цей метод не тільки
підвищує схожість насіння, стимулює зростання рослин, але в той же час
дозволяє отримати максимально знезаражене від бактеріальної та грибної
мікрофлори зерно [6]
Півоваров О.А., Тищенко Г.П., Пономаренко Ю.В. розробили
технологію солодорощення житнього солоду з використанням плазмохімічно
обробленою магістральною водою. Данна технологія дала можливість
скоротити час солодорощення на 1-2 доби у порівнянні з контролем.
Отриманий солод мав досить високу екстрактивність 85,5 %, що
свідчить про швидку розчинність сухих речовин за рахунок активації
ферментів солоду[21]
.
24

Попов Н.В. дослідив вплив ультразвуку на зерно вівса в процесі
солодорощення. Непророщене зерно має грубу структуру, більшість
ферментів, що містяться знаходиться в неактивному стані. У процесі
проростання зерна відбувається активація вже наявних у зерні ферментів, і
навіть збільшення кількості цих ферментів. При УЗ-дії можна досягти
часткового руйнування плодових і насіннєвих оболонок зерна, за рахунок
чого з'являється можливість забезпечити більш швидке проникнення вологи
всередину зернівки, що скорочує терміни замочування, підвищує активність
амілолітичних ферментів у готовому солоді. У ході досліджень оцінювали
енергію та здатність проростання зерна вівса, під час солодорощення за
різних умов, а також антиоксидантну активність отриманого солоду. В
результаті експерименту встановлено, що варіації ультразвукового впливу
сприяють збільшенню здатності проростання зерна вівса в середньому на
1,96–8,73 %, енергії проростання – на 0,24-6,24%. Шляхом варіювання
режимів ультразвукового впливу можна досягти інтенсифікації накопичення
антиоксидантних речовин у солоді на 9,78-77,42%. Дані отриманого солоду
підтверджують прискорення при УЗВ транспорту поживних речовин
ендосперму до зародка і руху ферментів в ендоспермі, а також вихідних
компонентів утворення ферментів Таким чином, отримані результати
свідчать про реальне існуючої можливості інтенсифікації процесів
солодоруження, що розширюються можливості вироблення нових корисних
продуктів функціонального призначення.

1.4. Ультразвукова кавітація
Ультразвукова кавітація - виникнення в рідині, що опромінюється
ультразвуком, пульсуючих і пухирців, що захлопуються, заповнених парою,
газом або їх сумішшю.
Кавітаційні бульбашки в ультразвуковій хвилі, що поширюється в
рідині, виникають і розширюються під час розрідження і стискаються після
переходу в область підвищеного тиску.
25

В ідеальних однорідних рідинах бульбашки можуть виникнути лише при
досить високих зусилля.
Міцність реальних рідин досить низька через те, що в них завжди досить
багато зародків кавітації - мікробульбашок газу, порожнин гідрофобних
частинок і т. д. Можливо також, що зародки кавітації безперервно виникають
при проходженні через рідину частинок, а потім знову розчиняються.
Бульбашки газу з діаметром 10-5 см, мабуть, можуть як завгодно
перебувати у воді, якщо їх поверхня стабілізована органічними
забрудненнями, зазвичай присутніми в «чистій» воді.
Крім того, передбачається, що мікробульбашки газу, навіть не
стабілізовані органікою, в принципі, не можуть розчинитися через
особливості структури води в міжпограничному шарі рідина - газ, що
обмежує бульбашку.
Порогом кавітації називається інтенсивність ультразвуку.
Поріг кавітації залежить від параметрів, що характеризують як
ультразвук, і саму рідину.
Для води та водних розчинів пороги кавітації зростають з збільшенням
частоти ультразвуку та зменшенням часу впливу.
При імпульсному ультразвуковому впливі поріг залежить від тривалості
імпульсу і досягає максимуму при 0,06...0,6 мкс. Порог кавітації
підвищується і при зменшенні об'єму рідини, оскільки чим менше об'єм, тим
менше в ньому зародків кавітації. Цим, очевидно, і пояснюються високі
значення порогів для фокусованого ультразвуку.
Мікронеоднорідності у вигляді порожнин, мікроорганізмів, молекул
розчиненого газу або іонів знижують поріг кавітації в рідкому середовищі.
При інтенсивності ультразвуку, що не набагато перевищують поріг
кавітації, мікробульбашки газу в рідині пульсують щодо рівноважного
радіусу і поступово збільшуються в об‘ємі.
При розширенні бульбашок-зародків, що потрапляють в область
зниженого тиску, у бульбашку випаровується рідина і дифундує розчинений
26

у рідині газ. Якщо температура рідини значно нижча від точки кипіння, то
бульбашки ростуть головним чином в результаті дифузії.
При підвищенні тиску в наступну половину періоду коливання
бульбашка стискається, напрямок дифузії змінюється, і молекули
дифундують з бульбашки в рідину. Кількість продифундованого газу
пропорційно площі поверхні бульбашки. Ця площа у стадії стиснення менше,
ніж у стадії розширення. Тому кількість газу, що потрапляє в пляшечку при
розширенні, трохи більше кількості газу, що виходить з пляшечки при його
стиску. Тому після кожного циклу стиснення-розтягування в бульбашці
залишається надлишок газу.
Накопичення газу а бульбашці, що зумовлює зростання середнього
розміру бульбашки в полі змінного тиску, називається випрямленою, або
спрямованою, дифузією.
Дифузійний механізм забезпечує порівняно повільне зростання зародків,
і при високій частоті ультразвуку вони встигають здійснити значну кількість
пульсацій, перш ніж досягне резонансних розмірів. Амплітуда пульсації
бульбашки з резонансними розмірами (для даної частоти ультразвуку) буде
максимальною.
Необхідно пам‘ятати, що на частотах, що перевищують 1 МГц,
резонансні ефекти виявляються слабшими, ніж у діапазоні нижчих частот.
Коливальна швидкість стінки бульбашки, розміри якої близькі до
резонансного, може набагато перевищувати коливальну швидкість частинок
в ультразвуковій хвилі, що дозволило назвати бульбашки кавітації
підсилювачами швидкості.
Ультразвукове поле неоднорідно, бульбашки не тільки пульсують, але і
рухаються поступально.

27

РОЗДІЛ 2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1 Об΄єкти дослідження
Об‘єктом дослідження слугував ячмінь сорту Оболонь.
Згідно з ДСТУ 3769-98 органолептичні та фізико-хімічні показники
ячменю наведені в табл. 2.1.
Таблиця 2.1– Органолептичні показники ячменю
Органолептичні показники 1 клас 2 клас
Колір Світло-жовтий Допускається
сірувато-
жовтий
що відповідає нормальному зерну
Запах
Фізико-хімічні показники ячменю
Екстрактивність , 79,0 77,0
Вологість , % не більше 1 4 , 5 15,0
Смітна домішка , % не більше 1,0 2,0
В тому числі мінеральна домішка 0,5 0,5
Шкідлива домішка , % 0,2 0,2
Зернова домішка , % не більше 2,0 5,0
Дрібні зерна , % не більше 5,0 7,0
Крупність , % не менше 85,0 70,0
Здатність до пророщування , % не
менше ( для зерна , поставленого не 95,0 92,0
раніше як за 45 днів після його
збирання )
Життєздатність , не менше ( для зерна ,
поставленого не раніше як за 45 днів 95,0 95,0
після його збирання )

Показники дослідних ячменем наведені в таблиці 2.2.

28

Таблиця 2.2. – Фізико-хімічні проказники дослідного ячменю
Сорт Білок,% Плівчастість,% Екстрактивні Крохмаль,% Маса
ячменю речовини,% 1000
зерен, г
Оболонь 9,4 8,7 79,5 61,7 48,4

Вода.
Вода для приготування солоду повинна відповідати ДСТУ 7525:2014[4].
На підприємства вода надходить із артезіанських свердловин, джерел чи
водопроводу. Вода з джерел відрізняється мінімальною жорсткістю та
найбільшим ступенем чистоти. Вода зі свердловин може мати значну
жорсткість. Поблизу від населених пунктів або при інтенсивному
застосуванні добрив вода навіть із свердловин може бути забруднена, але
звичайно менше, ніж поверхневі води.
Поверхневі води з струмків, річок, ставків, озер дещо м'якше, ніж із
природних джерел чи артезіанських свердловин, оскільки завдяки
пом'якшенню СОз бікарбонати перетворюються на важкорозчинні карбонати.
Склад цих вод сильно коливається внаслідок значного забруднення
промисловими стоками. При використанні таких вод для замочування
ячменю потрібно спеціальне очищення води хімічними методами або
фільтрацією через активоване вугілля, яке використовується для видалення
стороннього запаху і речовин, що надають неприємного смаку, наприклад
фенолів. Вода, що йде на охолодження, як правило, не потребує спеціальної
підготовки.
Біологічні властивості води відіграють у солодорощенні вторинну роль,
оскільки у воді міститься незначна кількість мікроорганізмів у порівнянні з
тим, скільки їх міститься в ячмені. При повторному застосуванні води для
замочування потрібна спеціальна обробка, що здійснюється на шляху
надходження з градирні у виробництво.
Виробнича вода має певну температуру, яка завжди відповідає
технологічним вимогам. Для охолодження використовується холодна вода,
29

що надходить з температурою 10-13 ° С зі свердловин і джерел. Температура
поверхневих вод залежить від пори року і нерідко підвищується через
скидання виробничих стоків (температура поверхневих вод влітку приблизно
18-20 ° С). Оптимальна температура води для замочування 12-18 ° С. Таку
температуру можна отримати змішанням відпрацьованої води, яка
використовується для охолодження в теплообмінних пристроях
підприємства, з водою, охолодженою в спеціальних установках. Процес
замочування потребує великої кількості води у короткий термін. При
застосуванні води, що нагрівається теплом стічних вод, використовують
додаткові ємності, які завжди повинні бути в резерві[2,10].

Таблиця 2.3 - Нормативи хімічних речовин в воді для виробництва солоду
Найменування хімічної речовини Норматив
Загальна твердість, мг екв/дм 2-4
Іони кальцію 2-4
Іони магнію сліди
Аніонів 2-4
Нітрати, мг/л, не більше 25
Нітритів, мг/л, не більше 3
Заліза, мг/л, не більше 0,3
Марганцю, мг/л, не більше 0,05
Сульфатів, мг/л, не більше 200
Хлоридів, мг/л, не більше 70
Окисність, мгО /л, не більше 2
Водневий показник, рН 6-7

30

2.2 Методи дослідження
Порядок проведення посіву та пересіву мікроорганізмів.
Для виділення мікроорганізмів з виробничих і природних субстратів,
підтримки в активному стані чистих культур, приготування культур з метою
передачі у виробництво і тл. у лабораторній практиці користуються
методами посіву та пересіву. Посівом, або інокуляцією, називається внесення
мікробного матеріалу в стерильне поживне середовище. Пересів - це
перенесення вирощеної на поживному середовищі культури мікроорганізмів
на інше стерильне поживне середовище. Під час посіву (пересіву) мік-
роорганізмів потрібно дотримуватися таких правил[15]:
1.Запалити спиртівку або газовий пальник.
2.У ліву руку взяти дві пробірки: одну - зі стерильним середовищем,
іншу (ближчу до себе) - з культурою, які тримають у нахиленому положенні.
Великим і вказівним пальцями правої руки тримати бактеріологічну петлю,
простерилізовану у полум'ї пальника.
3. З обох пробірок вийняти ватні пробки, притиснути Їх мізинцем і
безіменним пальцем правої руки до долоні та обпалити краї пробірок,
стежачи за тим, щоб пробки не торкалися сторонніх предметів.
4. Петлю ввести у пробірку з культурою, яку пересівають.
Обережно, не торкаючись стінок, відібрати краплю рідкої культури. У
разі проведення пересівання із скошеного шару агаризованого середовища
для охолодження петлі спочатку доторкнутися нею до поверхні середовища,
де немає культури, після чого взяти невелику кількість мікробної біомаси.
5. Не торкаючись стінок пробірки, петлю з мікроорганізмами ввести у
пробірку й сполоснути у стерильному рідкому середовищі. У разі внесення
клітин, взятих петлею зі щільного середовища, матеріал ретельно розтерти по
стінці пробірки і верхньому краю рідкого середовища, весь час змиваючи
його середовищем.
Якщо проводять пересівання на щільне поживне середовище
(скошений шар агаризованого середовища), петлю з клітинами
31

мікроорганізмів опускають до дна пробірки, де скупчується невелика
кількість конденсаційної води. Злегка торкаючись петлею поверхні косяка,
але не руйнуючи його, проводять зигзагоподібний штрих.
6. Петлю вийняти, обпалити краї пробірок і внутрішні кінці пробок,
після чого пробірки закрити.
7.Петлю знову прожарити у полум‘ї пальника.
8.На пробірці зазначити назву культури і дату посіву (підпис зробити
чорнилом або олівцем по склу). Засіяні пробірки вмістити у термостат для
вирощування при оптимальній для цього виду культури температурі.
Описані прийоми слід виконувати біля полум'я пальника для
запобігання забрудненню культур сторонніми мікроорганізмами. Не можна
робити різких рухів, ходити тощо біля того, хто працює з чистою культурою,
оскільки рух повітря посилює небезпеку випадкового зараження культури та
середовища. Пересівати мікроорганізми краще в стерильному боксі.
Посів у рідке середовище можна робити петлею або піпеткою
(пастерівською або градуйованою). Обидві пробірки тримають у злегка
похиленому положенні, щоб не замочити ватяні пробки. Петлю з мікробним
матеріалом опускають безпосередньо в стерильне середовище й
обполіскують. При внесенні клітин, узятих петлею зі щільного середовища,
матеріал ретельно розтирають по стінці пробірки у верхнього краю рідкого
середовища, весь час змиваючи його середовищем.
Посів на щільні середовища. Посіви петлею на скошеному
агаризованому середовищі роблять зиrзаrоподібним штрихом, вільно
ковзаючи петлею по поверхні щільного середовища від одного краю
пробірки (чашки Петрі) до іншого; або прямою рискою, для цього петлею
проводять пряму лінію знизу догори посередині поверхні поживного
середовища або суцільним посівом, розтираючи матеріал обережними
круговими рухами по всій поверхні середовища[15].

Посів у чашки Петрі роблять у такий спосіб: щільне поживне
32

середовище у пробірках або колбах розплавляють у киплячій водяній бані,
охолоджують до 48-50 ºС і, дотримуючись правил стерильності, розливають
рівним шаром товщиною 10-15 мм у стерильні чашки. Застигле середовище
можна злегка підсушити в термостаті. Посів роблять скляним шпателем
Дригальского або петлею у вигляді паралельних або зиrзаrоподібних штрихів
(метод виснажливого штриха).
У стовпчик агаризованого середовища посів роблять уколом .
Засіяні і підписані пробірки, колби або чашки Петрі ставлять у
термостат для вирощування[15].

Метод визначення вологи[13]
Проведення випробувань
Пусті відкриті бюкси для зважування разом з кришками ставлять у
0
попередньо нагріту до температури (1051) С сушильну шафу та
витримують протягом 30 хвилин. Потім бюкси виймають, закривають
кришками і вміщують в ексикатор, заповнений самоіндукувальним
силікагелем або безводним (прожареним протягом однієї години)
хлористим кальцієм. Коли термометр, вставлений в кришку ексикатора
0
покаже температуру, яка на 2 С вище за температуру навколишнього
повітря, бюкси виймають і зважують з похибкою 0,0002г. Під час
вимірювання температури термометр повинен торкатися до одного з
бюксів для зважування[МВ НАУК.практ].

Рисунок 2.1. – Сушильна шафа СЕШ-3М.
33

У разі використання ексикатора з кришкою без отвору
допускається розміщувати термометр на одному з бюксів для
зважування.
У бюкси розміщують 2-3 г борошна. Закривають кришкою і
зважують з похибкою 0,0002г.
Товщина шару борошна у бюксі не повинна перевищувати 10 мм
(що регулюється діаметром бюкса). Наважки висушують з відкритою
кришкою бюкса у сушильній шафі. Бюкси для зважування з наважками у
сушильній шафі ставлять таким чином, щоб температура повітря на рівні
0
2,50,5см над бюксами становила (1051) С. Тривалість висушування –
3 години.
Потім бюкси з пробами закривають кришками, виймають з
сушильної шафи, вміщують в ексикатор, охолоджують і зважують з
похибкою 0,0002г.
Висушування до постійної маси проводять до того часу, поки
різниця між результатами двох паралельних визначень не перевищує
0,0001г. Перед кожним зважуванням бюкси з наважками охолоджують в
ексикаторі.
В усіх випадках необхідно зважувати у можливо короткий час.

Обробка результатів
Масову частку вологи W у відсотках отримуємо за формулою:
W=100(m2-m3)/(m2-m1)
де m2- маса бюкса для зважування з наважкою борошна перед
висушуванням, г.
m3- маса бюкса для зважування з наважкою борошна після
висушування, г.
m1- маса бюкса для зважування.
За кінцевий результат випробування приймають середнє
арифметичне результатів двох паралельних визначень, допущена
34

розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,01% у абсолютному
значенні. Якщо розбіжність перевищує цю величину, то випробування
повторюють. Розбіжність між результатами визначення, виконаними у
двох різних лабораторіях не повинна перевищувати 0,02% в
абсолютному значенні.
Масову частку сухих речовин Х у відсотках обчислюють за
формулою:
Х=100*W
де W- масова частка вологи в %.

Визначення маси 1000 зерен (абсолютна маса) - показник для оцінки
солоду. Чим краще розпушений солод, тим менше маса 1000 зерен. Зазвичай
вона знаходиться в межах 28-38 г на повітряно-суху речовину і 25-35 г на
суху речовину. [21].
Хід аналізу
Із середньої проби зерна відбирають наважку зерно продуктів масою 50
г, звільняють від її від смітної та зернової домішки, перемішують,
розкладають рівним шаром у вигляді квадрату, який ділять по діагоналі на 4
трикутники, із кожного відбирають по 250 зерен підряд без вибору кращих.
Зернопродукти із двох протилежних трикутників об‘єднують і отримують дві
наважки по 500 зерен, і зважують окремо. Визначення повторюють двічі, при
чому розходження між паралельними визначеннями повинні складати не
більше 5 % від середньої арифметичної маси двох наважок[7].
Опрацювання результатів аналізу
Масу 1000 зерен повітряно-сухого ячменю (х, г) обчислюють за
формулою:

де а – маса цілих зерен, г; n – кількість цілих зерен в наважці.
Абсолютну масу знаходять за формулою:
35

де - вологість зернопродуктів, %.

Визначення енергії проростання. Енергія проростання — це
відношення кількості зерен, що проросли протягом 72 годин, до їхньої
загальної кількості. Властивість до проростання — це відсоток зерен, що
проросли через 5 діб в лабораторних умовах. Цей показник свідчить про
ступінь придатності ячменю до солодорощення.
Хід аналізу
Придатність ячменю до солодорощення визначають за його здатністю
до проростання. Ячмінь пророщують в скляній лійці діаметром 8 ... 10 см, на
кінець якої надягають коротку гумову трубку із затискачем, для того щоб
зерно не висипалось. Вихід із лійки закривають скловатою.
З середнього зразка беруть 50 г ячменю, відокремлюють смітну
домішок, перемішують, укладають тонким шаром у вигляді квадрата і за
допомогою лінійки ділять по діагоналях на 4 трикутники. З двох
протилежних трикутників, починаючи з верхнього, відбирають по 250 зерен
(всього 500 зерен), за винятком сміттєвої і зернової домішок. Із маси зерна,
що залишилась аналогічно відбирають зразок для паралельного визначення.
У штатив встановлюють скляну лійку, закривають затискач на гумовій
трубці і кожний зразок зерна висипають в скляну лійку. Потім наливають
дистильовану воду кімнатної температури до рівня на 1,5 ... 2 см вище рівня
зерна. Зерна, що спливли занурюють у воду скляною паличкою.
Замочування і проростання зерна проводять при кімнатній температурі.
Для запобігання пліснявіння зерна в процесі пророщування в першу за-
мочувальну воду додають 0,03% хлорного вапна до маси зерна. Через 4 год
воду з лійки зливають і зерно промивають. Потім ячмінь залишають без води
з відкритим затискачем. Щоб зерно не висихало, лійку накривають кришкою
36

від чашки Петрі, з внутрішньої сторони якого вміщено кілька шарів
змоченою водою фільтрувального паперу.
Через 16 ... 18 годин затискач скляної лійки закривають, і зерно
заливають водою на 4 год, після чого воду зливають і зерно залишають для
пророщування при відкритому затискачу. Після закінчення 48 годин від
початку замочування лійку струшують так, щоб зерна з нижніх шарів
перемістилися наверх. Якщо зерно підсихає, його зволожують, пропускаючи
воду через лійку при відкритому затискачу. [7].

Опрацювання результатів аналізу
Число пророслих зерен ( , %), тобто тих, у яких через 3 доби з'явилися
паростки, що проклюнулись з оболонки зерна, визначають за рівнянням.

де А - кількість зерен, що проросли в зразку; Б - кількість зерен в пробі
(500 шт.).
Після першого підрахунку пророслі зерна видаляють, а непророслі
залишають ще на 2 доби при вказаних умовах і ще раз підраховують
кількість пророслих зерен.
При проростанні менше 90% зерен різниця між паралельними
визначеннями допускається 7%, а для 90% і більше - 5%.

Число зерен, пророслих протягом 3 діб, характеризує енергію
проростання, а через 5 діб - здатність до проростання.

37

РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Ультразвук – це хвилі та коливання, частота який становить 15 – 20 кГц,
рівень частот визначається межею чутності людського вуха, діапазон частот
УЗ від 20 000 до 11 Гц, у твердих тілах та рідинах частота сягає 10 – 12 Гц.
Для ультразвукової обробки використовують апарати технологічні з
електроакустичними випромінювачами. Головний елемент випромінювача є
електроакустичний перетворювач (п'єзоелектричний та магнітострикційний).
Для виконання магістерської роботи використовували ультразвуковий
випромінювач Ланжевена D45×d38×H49мм, 40кГц, 60Вт.

Рисунок 3.1. - Ультразвуковий випромінювач Ланжевена

Пропонуємо внести наше кодування для зручності аналізів даних.
Зразок №1. Контроль, отриманий за традиційною технологією
солодорощення.
Зразок № 2. Впровадження ультразвуку для обробки замочувальної води на
етапі додавання її в замочувальний чан, потужність обробки 42,48,52 Ватт,
час 5, 10, 15 хвилин.
Зразок №3. Впровадження ультразвукової обробки на етапі замочування,
потужність обробки 42,48,52 Ватт, час 5, 10, 15 хвилин.

38

Методика експериментальних досліджень була такою.
Зразок №1
Замочування зерна проводили за класичною технологією. Відбирали
1000 зерен ячменю сорту Оболонь масою – 48.4 г., проводили миття і
дезінфекцію, після чого проводили замочування повітряно-водяним
способом. Зерно перебувало 4 год. під водою і 4 год. без води. Температура
води для замочування 15° С тривалість замочування – 3 доби до вологості
43-46 %. Кожні 12 годин визначали ступінь поглинання вологи.

Таблиця 3.1. – Ступінь поглинання води зразка №1
Сорт Вологість Час пророщення, год
ячменю ячменю,% 12 24 36 48 60 72
Оболонь 14,2 28,6 30,5 35,6 40,8 42,7 45,3

Оболонь
50
45
40
35
30
25
Оболонь
20
15
10
5
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.1. – Ступінь поглинання води

В перші години замочування поглинання води відбувається досить
швидко. Спочатку відбувається поглинання води зародком, починаючи від
щитка. В щитку накопичуються гормоноподібні речовини, які в подальшому
дифундують в алейроновий шар і викликають там активацію і утворення
39

ферментів [10]. В перші 6 годин зі збільшенням вологості відбувається
активація амілаз, рибонуклеази і фосфатази. Ці ферменти викликають
руйнування клітинних стінок ендосперму, що призводить до змін структури і
так званого розчинення солоду[10].
Водопоглинання залежить від температури замочувальної води. Чим
вища температура тим швидше відбувається поглинання води. Але високі
температури для замочування не рекомендують, так як тепла вода сприяє
інфікуванню зерна, що негативно впливає на якість готового солоду.
Також визначали здатність до проростання і енергію проростання,
результати наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2.- Отримані результати визначення здатності до проростання
і енергії проростання зразка №1
Сорт ячменю Здатність до Енергія
проростання,% проростання,%
Оболонь 94,6 78,4

Отриманні показники відповідають ДСТУ 3769-98.

Зразок №2.
Дослід проводили аналогічно зразку №1, але попередньо, замочувальну
воду обробляли ультразвуком потужність обробки 42,48,52 Ват, час 5, 10, 15
хвилин. Отриманні данні в табл..3.3.-3.5.

Таблиця 3.3. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 5 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 30,4 32,6 38,1 39,2 41,7 45,8
48 30,7 33,1 38,4 40,5 42,5 45,9
52 31,4 33,8 38,9 40,7 42,8 45,9
40

50
40
30 42 Вт
48Вт
20
52Вт
10
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.2. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 5 хв
При тривалістю обробки води протягом 5 хв, ступінь поглинання
суттєво не відрізняється від контрольного зразка, тому можна зробити
висновок, що 5 хв не достатньо для обробки.
Таблиця 3.4. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 10 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 30,9 33,2 34,7 40,3 43,6 46,1
48 31,5 33,8 39,2 41,7 43,9 46,5
52 32,3 34,6 39,8 42,1 44,2 46,7

50
45
40
35
30 42 Вт
25
48Вт
20
15 52Вт
10
5
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.3. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 10 хв

41

Збільшення часу обробки позитивно вплинуло на ступінь поглинання
води, Щодо обробки води протягом 10 хв, суттєво скорочує час замочування.

Таблиця 3.5.- Отримані результати визначення здатності до проростання
і енергії проростання зразка №1
Потужність Здатність до Енергія
обробки, Ват проростання,% проростання,%
42 95,2 79,8
48 95,8 80,4
52 95,8 80,5

120
100
80
60 Здатність до проростання,%
Енергія проростання,%
40
20
0
42 48 52

Рисунок 3.4.- Отримані результати визначення здатності до проростання
і енергії проростання зразка №1

Здатність до пророщення збільшилась на 1,3- 0,7%, енергія проростання
на 2,6-1,8%.

42

Таблиця 3.6. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 15 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 32,8 34,7 36,1 42,4 44,2 46,7
48 32,1 35,0 39,7 41,4 43,2 45,2
52 32,5 35,3 39,1 41,8 43,9 46,0

50
45
40
35
30 42 Вт
25
48Вт
20
15 52Вт
10
5
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.5. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 15 хв

Позитивна динаміка водопоглинання спостерігалась при потужності
обробки 42 Ват, подальше збільшення потужності гальмувало процес
водопоглинання.

43

Таблиця 3.7.- Отримані результати визначення здатності до проростання
і енергії проростання зразка №1
Потужність Здатність до Енергія
обробки, Ват проростання,% проростання,%
42 95,4 80,3
48 95,0 79,7
52 94,6 80,0

100
95
90
85 Здатність до проростання,%
Енергія проростання,%
80
75
70
42 48 52

Рисунок 3.6.- Отримані результати визначення здатності до проростання
і енергії проростання зразка №1

Таким чином, отримані результати свідчать про можливість
використання ультразвуку для обробки замочувальної води перед
солодорощенням. Позитивні результати отримали при потужності обробки
42 ВТ протягом 15 хв, при збільшенні потужності до 48-52 Вт скорочується
час обробки до 10 хв.

44

Зразок №3.
Для дослідження використовували резервуар зображений на рис.3.2.

Рисунок 3.7. – Резурвар

У резервуар висотою 49мм, діаметром -45 мм, товщиною стінки – 1 мм
наливали воду на ½ ємності, засипали 1000 зерен ячменю, попередньо
зважуючи їх. За різної вологості ячменю (від 11,76 до 13,75 %) маса наважки
коливалася від 36,18 до 42,3 г.
Для перемішування застосовували скляну паличку. Зерно давало спокій
на 30 хв.
Потім знову розмішували ячмінь з водою, знімали сплав та виливали
брудну воду. Потім наповнювали резервуар свіжою водою та обробляли
ультразвуком протягом 5,10,15 хв, потужністю 42,48,52 Вт.
Враховуючи, що ультразвук негативно впливає на мікробіоту,
аналізували зерно на ступінь інфікування до обробки і після обробки.
Посіви робили в чашки Петрі на середовище поживний агар, проводили
термостатування при температурі 20ºС, протягом 3 діб

45

Рисунок 3.8 – До обробки Рисунок 3.9. – Після обробки

З отриманих даних видно, що після обробки ультразвуком
мікробіологічне зараження зерна суттєво зменшилось.
Також визначали вміст патогенної мікробіоти (кишкової палочки) на
середовищі Кода. Середовище Кода має селективні властивості до
накопичення БГКП (бактерій групи кишкової палички). Селективність
зумовлена наявністю сульфанолу (алкіларілсульфонат). Даний компонент
виявляє інгібуючу дію до багатьох мікроорганізмів, проте не впливає на
розвиток БГКП. Крім того ріст бактерій здатних до ферментації лактози
супроводжується зміною забарвлення середовища із зеленого на жовте.
Зразки зерна подрібнювали, розчиняли у стерильній воді, відбирали 1 мл
суміші, додавали в пробірку з середовищем Кода, термостоатували при
температурі 36 ºС, протягом 3 – х діб.
В першій пробірці на рис.3.10 (без обробки ультразвуком),
спостерігалася зміна кольору з зеленого на жовтий з виділенням СО2, що
обумовлено наявністю ентеробактерій. У другій пробірці (рис.3.10) зміни
забарвлення не відбулося, тому можна зробити висновок, що ультразвук
негативно впливає на мікробіоту.

46

Рисунок 3.10 – Визначення ентеробактерій в середовищі Кода
В дослідних зразках також визначала ступінь поглинання вологи,
енергію проростання і здатність до проростання.
Отриманні данні в табл..3.8.-3.15.

Таблиця 3.8. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 5 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 29,3 31,4 36,5 38,0 40,3 44,5
48 30,1 32,3 37,9 40,1 41,3 44,7
52 30,9 32,7 38,0 40,0 41,2 45,0
50
40
30 42 Вт
48Вт
20
52Вт
10
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.11. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 5 хв
47

При тривалістю обробки води протягом 5 хв, ступінь поглинання так як і
в попередньому досліді не дало позитивних результатів, тому можна зробити
висновок, що 5 хв не достатньо для обробки.
Таблиця 3.9. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 10 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 29,0 30,3 37,4 39,6 43,2 45,4
48 31,1 32,7 39,6 42,3 44,7 46,3
52 32,5 33,3 39,4 43,2 45,1 46,8

50
45
40
35
30 42 Вт
25
48Вт
20
15 52Вт
10
5
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.12. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 10 хв

Збільшення часу обробки позитивно вплинуло на ступінь поглинання
води, Щодо обробки води протягом 10 хв, суттєво скорочує час замочування.

Таблиця 3.10.- Отримані результати визначення здатності до
проростання і енергії проростання зразка №1
Потужність Здатність до Енергія
обробки, Ват проростання,% проростання,%
42 94,9 79,1
48 95,3 80,1
52 95,2 80,8
48

120
100
80
60 Здатність до проростання,%
Енергія проростання,%
40
20
0
42 48 52

Рисунок 3.13.- Отримані результати визначення здатності до
проростання і енергії проростання зразка №1

Здатність до пророщення збільшилась на 1,3- 0,7%, енергія проростання
на 2,6-1,8%.

Таблиця 3.11. – Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 15 хв
Потужні Вологість Час пророщення, год
сть ячменю,% 12 24 36 48 60 72
обробки,
Ват
42 14,2 31,3 33,6 35,8 44,7 45,3 46,1
48 30,2 34,8 36,1 42,5 43,8 45,8
52 31,4 34,3 38,7 40,1 41,3 44,40

49

50
45
40
35
30 42 Вт
25
48Вт
20
15 52Вт
10
5
0
0 12 24 36 48 60 72

Рисунок 3.14. - Ступінь поглинання води зразка №2, тривалість обробки
води 15 хв

Позитивна динаміка водопоглинання спостерігалась при потужності
обробки 42 Ват, подальше збільшення потужності гальмувало процес
водопоглинання.

Таблиця 3.12.- Отримані результати визначення здатності до
проростання і енергії проростання зразка №1
Потужність Здатність до Енергія
обробки, Ват проростання,% проростання,%
42 95,1 79,3
48 94,2 79,2
52 93,3 79,7

50

100
90
80
70
60
50 Здатність до проростання,%
Енергія проростання,%
40
30
20
10
0
42 48 52

Рисунок 3.15.- Отримані результати визначення здатності до
проростання і енергії проростання зразка №1

Обробка ультразвуком зерна на стадії замочування скорочує час
замочування на одну добу і проводить знезараження зернової маси, що в
подальшому позитивно впливає на якості солоду.

51

РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

4.1. Принципова технологічна схема
Ячмінь

Дезінфекант Миття Сплав
Вода
Повітря
Вода Замочування

Ультрозвук Пророщення Повітря

Пророщений ячмінь
W=45%

Сушильний агент Сушіння Відпрацьований сушильний
t = 40 – 75 ºС агент

Висушиний солод w = 3-5%

Охолодження
(до 35 ºС)

Відділення ростків Ростки

Зважування солоду

Відлежування солоду в силосах

На виробництво пива

Рисунок 4.1 - Принципово-технологічна схема сушіння солоду.

52

4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми
Ячмінь норією 1 через проміжний бункер 2, ваги 3 надходить в
повітряно-ситовий сепаратор 5, де очищається від летких домішок в пневмо
каналі, повітрям. Відпрацбоване повітря очищається у фільтрі 4. Від
зернових домішок очищають зерно у ситовому каналі. Зернові домішки
вивантажують у бункер 8, а звідти на утилізацію.
Очищений ячмінь подають на трієр6, для калібровки за довжиною, а
звідти на розсів7. На розсіві 7 зерно поділяють на 3 сорти, ІІІ сорт зважують
на вагах 9,вивантажують у бунке 14 і відправляють на корм тваринам. І і ІІ
сорт зважують на вагах 10,11, вивантажують у бункера 12,13, далі норією 15,
у виробничий бункер 16, звідти на ваги 17, підваговий бункер 18 і на миття у
мийний апарат 20. Дезінфікуючий засіб подають зі збірника 22, сплав з
мийної машини видаляють у збірник 21.
Промите і продизифіковане зерно поступає на замочування і
пророщування у солодоростильний ящик 26. Солодорощення проводять
сумісним способом, замочування повітряно-зрошувальним.
В процесі замочування і пророщування подається вентилятором 28
повітря, для відведення тепла його охолоджують у холодильнику 27.

53

4.3. Розрахунок продуктів
Вихідні дані для розарухнку[8]
Маса відсортованого ячменю, кг, 100,00
Продуктивність солодового цеху, т/рiк,
3
Насипна маса відсортованого ячменю, кг/м , 650,00
Вологість ячменю, %, 15,00
3
Насипна маса товарного ячменю, кг/м , 630,00
Втрати СР на сплав, %, 1,5
Втрати СР на розчинення при замочуванні, %, 0,60
Вологість замоченого ячменю, %, 44,00
3
Насипна маса замоченого ячменю, кг/м , 660,00
Втрати СР на дихання при пророщування, %, 6,1
Вологість зеленого солоду, %, 42,00
3
Насипна маса зеленого солоду,кг/м , 370,00
Втрати СР на утворення ростків, %, 3,66
Вологість ростків, %, 11,00
3
Насипна маса ростків, кг/м , 330,00
Вологість сушеного солоду, %, 3,0
3
Насипна маса свіжовисушеного солоду, кг/м , 510,00
Вологість товарного солоду, %, 6,00
3
Насипна маса товарного солоду, кг/м , 530,00
Кількість ячменю III сорту, %, 15
3
Насипна маса ячменю III сорту, кг/м , 520,00
Вміст зернової домішки, %, 4,20
3
Насипна маса зернової домішки, кг/м , 500,00
Вміст смітної домішки, %, 0,5
Розрахунок продуктів

Замочене зерно
54

У процесі замочення втрати сухих речовин у ячмені з сплавом дорівнює
1,0 + 0,6 = 1,6 % або
86 х 0,016 = 1,367 кг.

В замоченому ячмені залишається сухих речовин:

86 – 1,376 = 84,62 кг.

При вологості замоченого ячменю 44 %:

84,62 х100/(100-44) = 151,11 кг.

При початковій вологості 15% на 84,62 кг сухих речовин припало води:

84,62 х15/86 =14,76 кг.

Маса ячменю після замочування в переводі на початкову вологість
становить:
84,62 + 14,76 = 99,38 кг.

3
Коли натура замоченого ячменю становить 450 кг/м , об‘єм його дорівнює:

99,38 х 1000/450 = 220,8 л.

Зелений солод.
Втрати сухих речовин в ячмені на дихання становить 6,1 % або:

Gвир = 86 х 0,061 = 5,24 кг,

55

де Gвир – втрати сухих речовин в ячмені, кг.

В зеленому солоді залишилося сухих речовин:

mср = 84,62 – 5,24 = 79,38 кг,

де mср – маса сухих речовин в зеленому солоді, кг.

При вмісті вологи у зеленому солоді 42 %:

mз.с = 79,38 х 100 /(100-42) = 136,9 кг,

де mз.с. – маса зеленого солоду, кг.

Вважаємо, що об‘єм ячменю при замочуванні збільшився в 2,4 раза. Отже,
3
об‘єм зеленого солоду з ячменю, натура якого була 650 кг/м , становить:

136,9 х 1000/370 = 370 л.

Свіжовисушений солод.
Після видалення ростків у свіже пророслому солоді залишилося сухих
речовин:

mср2 = 79,38 – 3,78 = 74,67 кг.

Вміст вологи у свіже висушеному солоді 3%, звідси:

mсв.с = 74,67 х100/(100-3) = 76,97 кг,

де mсв.с - кількість свіже висушеного солоду з вологістю 3%.
56

3
Обєм свіжо висушеного солоду при натурі 520 кг/м дорівнює:

76,97 х 1000/520 = 148,0 л.

Відлежаний солод.
При вологості 6 % його буде:

mв.с = mср2 – 100/(100 – W),

де W –вміст вологи у відлежаному солоді, %.

mв.с = 74.67 – 100/(100 – 6) = 79,43 кг.

3
Обєм відлежаного солоду при натурі 530 кг/м дорівнює:

79,43 х 1000/530 = 149,9 л.

Товарний солод.
Втрата сухих речовин під час полірування становить 0,3% маси
відсортованого ячменю:

Gвт = 86 х 0,003 = 0,25 кг.

У сухому солоді залишається сухих речовин:

mс.р3 = mср2 – Gвт,

де Gвт – втрата сухих речовин під час полірування, кг;
mср2 – маса сухих речовин в свіже пророслому солоді, кг.

57

mср3 = 74,67 х 0,25 = 74,42 кг.

Вихід товарного солоду:

Gвих.тов = 74,42 х 100/(100-6) = 79,17 кг.

Витрати при затарюванні в мішки становить 0,1 % від маси
відсортованого ячменю:
Gвит = 86 х 0,001 = 0,086 кг.

З 100 кг відсортованого ячменю отримують 79 кг товарного солоду, тому
втрати солоду при затарюванні в мішки:

Gвтр = 0,086 х 79/86 = 0,079 кг.

Затареного солоду в мішках:

mм.с = 79 – 0,079 = 78,92 кг.

де mм.с = маса затареного солоду в мішки, кг.
3
Обєм товарного солоду при натурі 530 кг/м дорівнює:

79,17 х 1000/530 = 149,4 л.

Товарний (несортований) ячмінь.
При очищенні і сортуванні на 100 кг відсортованого ячменю І і ІІ сортів
одержуємо 10 кг ячменю ІІІ сорту, який для виробництва солоду не
використовується. Крім того, у відходи іде 2 кг зернової суміші, а також 0,5
кг сміттєвих домішок.
Отже втрата товарного ячменю на 100 кг відсортованого становить:
58

Gвтр = 100 - 10 + 2 + 0,5 = 87,5 кг.

На 100 кг солоду товарного треба витратити відсортованого ячменю:

Gвт в.л= 100 х 100/87,5 = 114 кг.

Таким чином, щоб мати 79,17 кг товарного солоду, потрібно 100 кг
відсортованого або 114 кг несортованого ячменю. Вихід товарного солоду
відносно несортованого ячменю становить:

79,17 х 100/114 = 69,4%.

На 100 кг товарного солоду витрата відсортованого ячменю дорівнює:

100 х 114/79,17 = 144 кг.

Відходи виробництва солоду.
Сирий сплав. Втрата сухих речовин на сплав дорівнює 1,5% або 0,86 кг.
При вмісті вологи в сирому сплаві 32% маса його буде:

mсир.сп = 0,86 х 100/(100-32) = 1,3 кг,

де 0,86 – витрати сухих речовин на сплав, кг.

Повітряно-сухий сплав. При вмісті вологи 14% його буде:

mпов.с = 0,86 х 100/(100-14) = 1,02 кг,

59

де 14 – вміст вологи у повітряно-сухому сплаві, %.

3
При натурі 500 кг/м , визначаємо об‘єм:

1,02 х 1000/500 =2,04 л.

Солодові ростки. Вологість ростків 11 %.
У повітряно – сухому сплаві їх буде:

mс.р = 3,66 х 100/(100 -11) = 4,11 кг.

3
Приймаючи обємну вагу ростків 350 кг/м , знаходимо об‘єм:

4,11 х 1000/350 = 11,7 л.

Всі данні продуктового розрахунку зведенні в таблицю 4.1

60

Таблиця 4.1 – Розрахунки продуктів виробництва солоду
Кількість продуктів
Продукт на 100 кг
відсортованого ячменю на 100 кг солоду
кг л кг л
Ячмінь відсортований 100.00 153,86 126,6 194,77
Ячмінь товарний 118,0 187,3 144 228,6
Ячмінь замочений 151,11 220,8 190,4 288,5
Солод зелений 136,9 370 172,5 466,20
Солод
свіжовисушений 76,97 148 97,44 191
Солод товарний 79,17 149.39 100 188,8
Ячмінь III сорту 7,09 13,62 8,95 17,20
Зернова домішка
в тому числі:
первинне очищення -/- -/- -/- -/-
вторинне очищення -/- -/- -/- -/-
Смітна домішка 1,83 4,57 2,31 5,77
в тому числі:
первинне очищення -/- -/- -/- -/-
вторинне очищення -/- -/- -/- -/-
Сплав
сирий 1,3 2,61 1,64 3,29
повiтряносухий 1,02 2,04 1,28 3,21
Ростки 4,11 11,7 5,18 15,69
Відходи полірування 0,20 0,50 0,25 0,63

61

РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1 Аналіз умов праці на підприємстві виробництва солоду
Шум у виробничих умовах негативно впливає на працівника: послаблює
увагу, посилює розвиток втоми, сповільнює реакцію на небезпеку. Внаслідок
цього знижується працездатність та підвищується імовірність нещасних
випадків. Відповідно ДСН №3223-85 та ГОСТ 12.1.003-83 ―Шум. Общие
требования безопасности.‖ для варильника харчової сировини і продуктів
нормативними показниками еквівалентного рівня звуку є 80 дБА. Для
забезпечення нормованих рівнів шуму у виробничих приміщеннях та на
робочих місцях застосовуються шумопоглинальні засоби, вибір яких
обґрунтовується спеціальними інженерно-акустичними розрахунками.
Ультразвук та інфразвук нормуються відповідно до ДСН 3.3.6.037-99
«Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку».
На робочому місці джерел ультра- та інфразвуку не виявлено.
Вібрації нормуються відповідно до ДСН 3.3.6.039-99 «Державні
санітарні норми загальної та локальної вібрації». Джерела вібрації на даному
робочому місці відсутні.
Електромагнітні поля можуть викликати біологічні та функціональні
несприятливі ефекти в організмі людини. Функціональні ефекти
проявляються у передчасній втомлюваності, частих болях голови, погіршенні
сну, порушеннях центральної нервової (ЦНС) та серцево-судинної систем.
При систематичному опроміненні ЕМП спостерігаються зміни кров'яного
тиску, сповільнення пульсу, нервово-психічні захворювання, деякі трофічні
явища (випадання волосся, ламкість нігтів та ін.). Сучасні дослідження
вказують на те, що радіочастотне випромінювання, впливаючи на ЦНС, є
вагомим стрес-чинником.
Відповідно НАОП 0.03-3.16-86. Гранично допустимі рівні впливу
електричних полів частот від 0,06 МГц до 300МГц №4131-86 напруженість
62

ЕМП у діапазоні частот 60кГц-300МГц на робочих місцях персоналу
протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично-
допустимих рівнів по електричній складовій: для частот від 60кГц до 3МГц
- 50 В/м; для частот від 3МГц до 30МГц - 20 В/м; для частот від 30МГц до
50МГц - 10 В/м; для частот від 50МГц до 300МГц - 5 В/м.
При роботі з матеріалами і виробами, що легко електризуються,
експлуатації високовольтних установок високого струму обслуговуючий
персонал може знаходитися під впливом електростатичного поля. Гранично
допустима напруженість електростатичного поля на робочому місці
визначається документом: НАОП 0.03-3.05-77. «Санітарно-гігієнічні норми
допустимої напруженості електростатичного поля» №1742-77. Ступінь
впливу електростатичного поля на організм залежить від напруженості
електростатичного поля і часу перебування в ньому людини.
Гранично допустима напруженість електростатичного поля на робочому
місці обслуговуючого персоналу не повинна перевищувати: при впливі до 1
год - 60 кВ/м, при впливі від 1 год до 9 год розраховується за формулою 5.1
60кВ / м
Eдоп  (5.1)
t
де t – час (годин), протягом якого робітник може знаходитись під
впливом електростатичного поля.
Постійне магнітне поле на робочому місці згідно документа: ―Предельно
допустимые нормы воздействия постоянных магнитных полей при работе с
магнитными устройствами и материалами‖ не повинне перевищувати 8кА/м.
В основу принципів нормування параметрів мікроклімату покладена
диференційна оцінка оптимальних та допустимих метеорологічних умов у
робочій зоні в залежності від категорії робіт, періоду року та виду робочих
місць. Згідно ДСН 3.3.6.042-99 «Державні санітарні норми мікроклімату
виробничих приміщень» та ГОСТ 12.1.005-88 ―Воздух рабочей зоны‖ .
Для категорії важкості праці ІІб мають бути витримані такі умови:
о
температура в холодний період року оптимальна – 17-19 С; допустима – 15-
63

о о о
21 С. В теплий період року:оптимальна – 20-22 С; допустима – 16-27 С.
Швидкість руху повітря в холодний період року: оптимальна – 0,2 м/с;
допустима – ≤0,4 м/с. В теплий період року: оптимальна – 0,3 м/с; допустима
– 0,2-0,5 м/с. Відносна вологість повітря – 40-60%[25].

Таблиця 5.1 – Нормативні значення умов праці апаратника варильного
відділення
№ Фактори виробничого середовища Нормативне значення
п/п і трудового процесу (ГДР /ГДК)
1. 3
Шкідливі хімічні речовини, мг/м
Висока температура -
Клас небезпеки IV

2. Шум (еквівалентний), дБА 80
3. Вібрація (загальна і локальна), дБ Відсутня
4. Інфразвук, Гц/дБ Відсутній
5. Ультразвук, Гц/дБ Відсутній
6. Електромагнітне випромінювання,
МГц - В/м 50-10
7. Електростатичне поле, кВ/м 21
8. Мікроклімат у приміщенні:
- температура повітря 20-22 (16-27)
(теплий/холодний), С 17-19 (15-21)
- швидкість руху повітря
(теплий/холодний), м/с 0,3 (0,2-0,5) / 0,2 (≤0,4)
- відносна вологість повітря
(теплий/холодний), % 40-60 / 40-60
9. Освітлення
- природнє, % 1,0
- штучне, Лк 100
10. Іонізуюче випромінювання, мЗв <1,0 (1,0<Е2,0)

Відповідно до ДБН В.2.5-28-2006 «Природне і штучне освітлення»
робота підготовника мелясного сусла відноситься до малого ступеня точності
зорової праці розряду V, підрозряду г. Мінімальний нормативний коефіцієнт
природного освітлення (бокове) для даного підрозряду зорової праці
становить 1,0%. Нормативне значення для штучного освітлення (загальне)
становить не менше 100 Лк.
64

Іонізуюче випромінювання нормується згідно НРБУ-97 «Норми
радіаційної безпеки України». Ефективна доза на рік, мЗв оптимальна <1,0;
допустима 1,0<Е2,0. Джерела іонізуючого випромінювання на робочому
місці варильника відсутні.
Фактична гігієнічна оцінка умов праці характеризується такими
шкідливими чинниками: наявність шкідливих речовин IV класу небезпеки
(діоксид вуглецю). Гігієнічна оцінка умов праці відповідає I ступеню
шкідливості.
Основним заходом запобігання пожеж і вибухів від електрообладнання
є правильний його вибір і експлуатація, особливо у вибухо- і
пожежонебезпечних приміщеннях. Згідно з Правилами улаштування
електроустановок (ПУЕ), приміщення поділяються на вибухонебезпечні і
пожежонебезпечні зони. Відділення підготовки меляси до зброджування
відноситься до приміщення категорії «Д» негорючі речовини та матеріали в
холодному стані[20].
Пожежна безпека відповідно до ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная
безопасность. Общие требования» забезпечується системами запобігання
пожежі, пожежного захисту, організаційно-технічними заходами. Для
успішної евакуації персоналу при пожежі розміри дверей робочого
приміщення повинні бути наступними: ширина дверей не менше 1,5 м.,
висота дверей не менш 2,0 м., ширина коридору 1,8 м., робоче приміщення
повинне мати два виходи. Відстань від найбільш вилученого робочого місця
не повинне перевищувати 100 м.
Пожежна безпека відповідно до ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная
безопасность. Общие требования» забезпечується системами запобігання
пожежі, пожежного захисту, організаційно-технічними заходами.
Система запобігання пожежі:
- контроль і профілактика ізоляції;
- наявність плавких вставок і запобіжників в електронному устаткуванні;
- для захисту від статичної напруги використовується заземлення;
65

- захист від блискавки будинків й устаткування згідно «Инструкция по
устройству молниезащиты зданий и сооружений»;
- протипожежна світлова і звукова сигналізація.
Система пожежного захисту повинна включати:
- аварійне відключення й перемикання апаратур;
- наявність первинних засобів пожежогасіння, вогнегасників ОУ-5,
тому що вуглекислота має погану електропровідність, або порошкових
вогнегасників;
- система сповіщення, світлова й звукова сигналізація;
- захист легкозаймистих частин устаткування, конструкцій
захисними матеріалами;
- використання негорючих матеріалів для акустичної обробки стін
і стелі;
- у приміщеннях, де немає робочого персоналу, установлена
автоматична система пожежного захисту.
Приналежність об'єкта, що підлягає блискавкозахисту, до тієї чи іншої
категорії визначається головним чином його призначенням та класом
вибухопожежонебезпечних зон згідно ПУЕ. I категорія — будівлі та споруди
або їх частини, в яких наявні вибухонебезпечні зони В-Іа, В-Іб, В-ІІа.
Вибухонебезпечні газо-, пило-, пароповітряні суміші в них можуть з'явитися
лише при аварії чи порушенні установленого технологічного процесу. До цієї
ж категорії належать зовнішні установки класу В-Іг та склади, у яких
зберігаються вибухонебезпечні матеріали, легкозаймисті та горючі
рідини[20].

5.2. Загальні правила роботи в мікробіологічній лабораторії.
Особливістю мікробіолочіних робіт є постійний контакт працівників
лабораторії з біологічнонебезпечним матеріалом: культурами патогенних
мікрoорганізмів, тканинами, кров‘ю і виділеннями живих організмів тощо.
66

Тому всі працівники мікробіологічної лабораторії зобов‘язані
отримуватись наступних правил роботи, які забезпечують стерильність в
роботі і попереджують можливість зараження[15]:
1. До приміщення мікробіологічної лабораторії заборонено заходити
без спеціального одягу халату.
2. Забороняється заносити до лабораторії сторонні речі.
3. Не дозволяється виходити за межі лабораторії в халатах або одягати
верхній одяг на халат.
4. Двері мікробіологічної лабораторії повинні бути постійно
зачиненими.
5. В приміщенні мікробіологічної лабораторії категорично заборонено
палити, вживати їжу, зберігати продукти харчування.
6. Весь матеріал, який потрапляє до мікробіологічної лабораторії для
аналізу повинен трактуватися як інфікований.
7. При використанні біологічного матеріалу не дозволяється ставити
посуд, який містить матеріал для дослідження, безпосередньо на стіл. Для
цього використовуються підноси або кювети, посуд попередньо протирають
ззовні дезинфікуючим розчином.
8. Переливання рідин, які містять патогенні мікроорганізми, здійснюють
над посудиною з дезинфікуючим розчином.
9. У випадках пошкодження посуду з мікробіологічним матеріалом або
його витік слід негайно повідомити відповідальну особу і провести заходи
для обеззараження забрудненого одягу, частин тіла, предметів робочого
місця.
10.При роботі з мікробіологічним матеріалом необхідно
використовувати загальноприйняті технічні прийоми, які виключають
можливість контакту рук з мікробіологічним матеріалом.
11.По закінченні роботи непотрібний біологічний матеріал та культури
мікроорганізмів повинні бути знищені. Інструменти, які використовувалися в
роботі, та поверхню робочого столу необхідно дезинфікувати.
67

12.Необхідно також пильно слідкувати за чистотою рук по закінченні
роботи руки дезинфікуються.
12.Мікробіологічний матеріал та культури мікроорганізмів, які потрібні
для подальшої роботи, здаються відповідальній особі[15].
Специфіка мікробіологічних робіт вимагає, щоб приміщення лабораторії
було ізольованим від інших кімнат. До мікробіологічної лабораторії
належать: приміщення для бактеріологічних досліджень; стерильний бокс
для виконання робіт в стерильних умовах; передбоксник, де знаходиться
стерильний матеріал; автоклавна для стерилізації посуду, живильних
середовищ та знешкодження відпрацьованого матеріалу; приміщення для
миття посуду та приготування середовищ. Бокс повинен бути обладнаним
бактерицидною лампою, стіни і підлога вистелені плиткою або лінолеумом,
що забезпечує можливість використання дезинфікуючих розчинів при
прибиранні кімнати. До необхідних інструментів та обладнання
мікробіологічної лабораторії відносять: термостати, центрифуги, мікроскопи
з освітлювачами, шафи сушильні, спиртівки або газові пальники, піпетки
пастерівські, шпателі скляні та металеві, пінцети, ножиці, предметні та
покривні скельця, петлі бактеріологічні тощо[15].

5.2.1. Підготовка мікробіологічної лабораторії до роботи.
Мікробіологічну лабораторію необхідно тримати в чистоті. У ній не
повинно знаходитися ніяких зайвих предметів. Слід регулярно проводити
гігієнічне прибирання лабораторних приміщень. Забезпечити повну
стерильність лабораторії дуже важко і це не завжди необхідно, але значно
знизити кількість мікроорганізмів в повітрі і на різних поверхностях в
лабораторних приміщеннях можливо. Для цього застосовують різні способи
дезінфекції. Слово «дезінфекція» означає знезараження, тобто знищення
збудників інфекційних хвороб на об'єктах зовнішнього середовища. Проте
при дезінфекційної обробці гинуть не тільки патогенні, але і сапрофітні
бактерії. Іноді процес дезинфекції надає стерилізуючу дію.
68

Підлога, стіни і меблі в мікробіологічній лабораторії протирають
розчинами різних дезінфікуючих речовин. Як дезінфікуючій розчини
найчастіше користуються 2—3%-вим розчином соди (бікарбонату натрію),
3—5%-вим розчином фенолу (карболової кислоти) або лізолу (препарат
фенолу з додаванням зеленого мила), 0,5—3%-вим водним розчином
хлораміну і деякими іншими дезінфікантами[15].
Повітря в лабораторії найпростіше дезінфікувати провітрюванням.
Тривала вентиляція приміщення через кватирку (не менше 30—60 хвилин)
призводить до різкого зниження кількості мікроорганізмів в повітрі,
особливо при значній різниці в температурі між зовнішнім повітрям і
повітрям приміщення. Ефективний і найпоширений спосіб дезінфекції
повітря — опромінювання ультрафіолетовими променями з довжиною хвилі
від 200 до 400 нм. Ці промені володіють високою антимікробною активністю
і можуть викликати загибель не тільки вегетативних клітин, але і спор
мікроорганізмів.
Дія ультрафіолетових променів повинна бути досить тривалою. Це
пов'язано перш за все з тим, що ультрафіолетові промені володіють слабкою
проникаючою здібностю. Вони не проходять, наприклад, через звичайне
скло, легко поглинаються частинками пилу. Крім того, деякі предмети, такі
як білий папір, пластини, з полірованого алюмінію або хрому можуть
помітно відображати ультрафіолетові промені. Тому залежно від ступеню
забрудненості повітря для його стерилізації потрібне опромінювання від 30
хв до декількох годин[15].
Робоче місце, де безпосередньо проводиться робота з культурами
мікроорганізмів, вимагає особливо ретельною обработки. Робочий стіл слід
дезінфікувати не тільки до начала роботи, але і після її закінчення. Для
протирання поверхні столу можна використовувати розчини лізолу і
хлораміну, а також 70%-ные (за об'ємом) розчини изопропилового або эти-
лового спиртів. Спирти вельми ефективні відносно вегетативных форм
мікроорганізмів. Названі спирти можна також застосовувати для дезинфекції
69

рук. У тих випадках, коли поверхню столу має водооталкивающее покриття,
особливо зручний лізол. Поверхню робочого столу можна дезинфікувати і
ультрафиолетовыми променями. При цьому слід враховувати, що бактери-
цидное дія променів тим вище, чим ближче опромінювана поверхность до
джерела випромінювання[15].

5.3. Загальні правила роботи в хімічній лабораторії.
При роботі в лабораторії студенти особливу увагу повинні звертати на
техніку безпеки і дотримуватися правил безпечної роботи - вміти
користуватися хімічним посудом, реактивами, розчинами й нагрівальними
приладами. Основою нормальної роботи в хімічній лабораторії є свідоме
дотримання кожним студентом правил техніки безпеки. Будь-які роботи в
хімічній лабораторії треба виконувати ретельно, акуратно, без поспіху. На
робочому місці повинні знаходитися тільки необхідні для виконання
конкретної роботи реактиви, прилади й устаткування. Безлад на робочому
місці недопустимий[14]. Важливе значення має підготовка до виконання
лабораторної роботи. До виконання будь-якої роботи слід приступати тільки
тоді, коли всі її етапи зрозумілі й не викликають сумнівів. Якщо виникають
які-небудь неясності, слід до початку роботи звернутися до керівника.
Операції, пов'язані з підвищеною небезпекою, необхідно проводити тільки
під безпосереднім спостереженням керівника. Застосовуваний в лабораторії
хімічний посуд у більшості випадків скляний, тонкостінний і крихкий,
вимагає дбайливого користування, тому що при недбалому поводженні з ним
можливі поранення (порізи рук склом). При роботі хімічний посуд слід
тримати в руках обережно (не стискати сильно пальцями). При його митті
необхідно стежити за тим, щоб не пробити стінки чи дно. У випадку
невеликого порізу слід видалити осколки, змити кров навколо рани ватним
тампоном, змоченим розчином марганцівки, змазати йодом і зав‘язати
бинтом чи заліпити лейкопластирем. При невеликих порізах рани можна
покрити клеєм БФ-6 (для обробки мікротравм). При глибоких артеріальних
70

ранах після видалення скла руку необхідно міцно перев‘язати джгутом вище
порізу, видалити кров навколо рани, накласти кілька шарів стерильної марлі,
потім товстий шар гігроскопічної вати і звернутися до лікаря. Велике
значення має знання студентів про сполуки, з якими їм приходиться
працювати в лабораторії. Багато з них можуть бути хімічними отрутами і при
необережному поводженні слугувати причиною хімічних опіків і отруєнь. До
таких речовин відносяться насамперед рідкі кислоти і луги. Усі реактиви і
розчини, які використовують в лабораторії, повинні знаходитися в закритому
посуді з чітким написом, який вказує назву і концентрацію реагенту. При
попаданні сильних кислот на шкіру слід негайно змити облите місце водою, а
потім 5 %-ним розчином двовуглекислої соди. При опіку лугами також
рекомендується обмити уражене місце водою, а потім 2%-ним розчином
оцтової кислоти. Якщо кислота пролилася на підлогу, її слід засипати піском,
потім зібрати його і винести з приміщення, а облите місце промити розчином
соди. При роботі з реактивами треба пам‘ятати, що наповнення піпеток для
виміру малих об‘ємів кислот, лугів та інших речовин виконують тільки за
допомогою гумової груші. Засмоктування ротом категорично забороняється!
Усю роботу зі шкідливими й отруйними речовинами треба проводити у
витяжних 6 шафах. Забороняється виправляти написи на етикетках на
ємкостях з реактивами, наклеювати нові етикетки, не видаливши старі. Не
допускається користуватися реактивами без етикеток або з сумнівними
написами. Слід уважно стежити за дотриманням чистоти реактивів. Не
допускається плутати пробки від ємкостей з реактивами, набирати реактиви
брудними піпетками. Забруднення реактивів може викликати не тільки
спотворення результатів роботи, але й спичинити небажані й небезпечні
побічні процеси. Нагрівальні прилади необхідно встановлювати на
теплоізоляційні підставки[14]. При необережній роботі можливі теплові
опіки від самого приладу або нагрітого хімічного посуду. Не рекомендується
брати гарячий посуд руками. Нагріті предмети беруть щипцями,
колбоприймачами, джгутом з рушника. Необхідно уважно стежити за
71

роботою нагрівальних приладів, не залишати їх без нагляду. У випадку опіків
першого ступеня (червоність) на обпалене місце необхідно накласти вату,
змочену розчином марганцівки, концентрація якого мусить бути тим більше,
чим сильніше опік. Можна використовувати і мазі від опіків. При опіках
другого ступеня (міхури) обпалене місце обробляють розчином
марганцевокислого калію чи 5%-ним розчином танина. При опіках третього
ступеня (руйнування тканин) рану слід покрити стерильною пов‘язкою і
викликати лікаря. У приміщенні лабораторії, де працюють студенти, завжди
повинні бути напоготові протипожежні засоби: вогнегасники, азбест, пісок.
Не допускається гасити водою олію, гас, бензин, сірковуглець та ін. Кожен
студент перед початком роботи в лабораторії зобов‘язаний ознайомитися з
положеннями «Інструкції з техніки безпеки для працюючих у хімічних
лабораторіях». Лабораторний журнал студентом оформляєть заздалегідь,
напередодні виконання лабораторної роботи відповідно до графіка.
Результати досліджень повинні відразу фіксуватися в журналі, там же
необхідно проводити всі необхідні розрахунки. При описі дослідів треба
вказувати на відхилення від описаного в методичних вказівках ходу
проведення робіт. Після закінчення кожної лабораторної роботи викладач в
журналі студента підписує зафіксовані результати експериментальних
визначень. Послідовність оформлення лабораторного журналу[14].

72

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

У виробництві солоду найважливіший технологічний етап - процес
замочування та пророщування ячменю. Ці процеси потребують досить
тривалий час і високих енергозатрат. Прискорення процесів замочування і
пророщування зазвичай основані на біологічних і хімічних стимуляторах. В
магістерській роботі запропоновано використання фізичного метода дії –
ультразвукові хвилі.
Проаналізовано 3 зразка. А саме:
Зразок №1. Контроль, отриманий за традиційною технологією
солодорощення.
Зразок № 2. Впровадження ультразвуку для обробки замочувальної води на
етапі додавання її в замочувальний чан, потужність обробки 42,48,52 Ватт,
час 5, 10, 15 хвилин.
Зразок №3. Впровадження ультразвукової обробки на етапі замочування,
потужність обробки 42,48,52 Ватт, час 5, 10, 15 хвилин.
Зразок №1. Замочування і пророщення проводили за класичною
технологією, отримали світлий солод відповідний ДСТУ 4282:2018.
Зразок №2. Обробляли ультразвуком замочувальну воду. Отримані
результати свідчать про можливість використання ультразвуку для обробки
замочувальної води перед солодорощенням. Позитивні результати отримали
при потужності обробки 42 ВТ протягом 15 хв, при збільшенні потужності
до 48-52 Вт скорочується час обробки до 10 хв.
Зразок № 3. Зерно з замочувальною водою обробляли ультразвуком.
Обробка ультразвуком зерна на стадії замочування скорочує час замочування
на одну добу і проводить знезараження зернової маси, що в подальшому
позитивно впливає на якості солоду.

73

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Вплив плазмо-хімічно обробленої води на процес рощення житнього
солоду і його якісні показники / О. А. Півоваров, Г. П. Тищенко, Ю. 48 В.
Пономаренко, О. С. Ковальова // Харчова наука і технологія. – 2013. – № 3
(24). – С. 82–86.
2. Домарецький, В. А. Технологія солода та пива : підручник / В. А.
Домарецький. – Київ : Інкос, 2004. – 426 с.
3. ДСТУ 4282:2018 «Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні
умови».
4. ДСТУ 7525:2014 Вода питна. Вимоги та методи контролювання якості.
5. ДСТУ 3769―98 Ячмінь. Технічні умови.
6. Ефимова, Г. Р. Солодоращение ячменя в католите и анолите / Г. Р.
Ефимова, В. В. Егоров, С. Ф. Данько // Пиво и напитки. – 2002. – № 4. – С.
20.
7. Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик.
лаб. практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки 6.051701
‗‗Харчові технології та інженерія‗‗ спец. ― Технологія продуктів бродіння і
виноробства ‖ / Укл.: А.М. Куц, М.В. Бондар, Ю.В. Булій. – К: НУХТ, 2011.
– 53 с.
8. Загальна технологія харчових виробництв у прикладах і задачах:
підручник / Л. Л. Товажнянський, С. І. Бухкало, П. О. Капустенко, Є. І.
Орлова. – К.: Центр навчальної літератури, 2005. —496 с.
9. Звуковая обработка ячменя на разных стадиях солодоращения / С. Ф.
Данько, Т. Н. Данильчук, Д. Н. Юрьев, В. В. Егоров // Пиво и напитки. –
2000. – № 5. – С. 50–51.
10. Колотуша П.В. Технологія солоду: Навч.посібник. –К.:Харчові
технології 1993. – 135с.
74

11. Куц А.М., Кошова В.М. Технологія бродильних виробництв: Конспект
лекцій з дисц. «Загальні технології харчової промисловості» для студ. ден. та
заоч. форм навчання напряму підготовки 6.051701 ―Харчові технології та
інженерія‖. – К.: НУХТ, 2011. — 156 с.
12. Кунце В. Технология солода и пива / Кунце В., Мит Г.- ―Профессия‖,
2001, - 912с.
13. Методичні рекомендації до лабораторних робіт з дисципліни
«Науково-практичні основи у технології продуктів бродіння і виноробства»
для здобувачів освітнього ступеня «магістр» з спеціальності 181 «Харчові
технології» усіх форм навчання / уклад. О.Л. Чепурна, З.В.Бондарчук,
Ю.М. Куриленко.- Черкаси: ЧДТУ, 2018. – 36с. – Назва з титульного екрана
14. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни
―Технологія очистки води від розчинених домішок‖ (для студентів 5 курсу
денної форми навчання спеціальності 7.092601 – «Водопостачання і
водовідведення») / Укл.: Сорокіна К.Б., Тихонюк-Сидорчук В.О. – Х.:
ХНАМГ, 2009. – 32 с.
15. Методичні рекомендації до лабораторних та самостійної робіт з
дисципліни «Технічна мікробіологія» для здобувачів освітнього ступеня
«бакалавр» із спеціальності 181 «Харчові технології» для всіх форм
[Електронний ресурс] / Укл. Г.М. Заболотна, О.Л. Чепурна; - Черкаси: ЧДТУ,
2017. – 79 с.
16. Методичні рекомендації до підготовки магістерської роботи для
здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 181 «Харчові
технології» усіх форм навчання / уклад. О.Л. Чепурна, Н.А. Нагурна,
З.В.Бондарчук.- Черкаси: ЧДТУ, 2018. –55с.
17. Методичні вказівки до виконання розділу «Охорона праці» в
дипломних роботах бакалаврів напряму підготовки 6.051701 «Харчові
технології та інженерія» усіх форм навчання / Укл.: В.І. Биков, В.Л.
Цикановський, Ю.Ю. Гайова. – Черкаси: ЧДТУ, 2014. – 24 с.
75

18. Мелетьєв, А. Є. Технологія продуктів бродіння і напоїв : укр.-рос.
тлумачний словник / А. Є. Мелетьєв ; Національний університет харчових
технологій. – Київ : НУХТ, 2011. – 192 с.
19. Нарцис Л.«Краткий курс пивоварения», изд. «Проффесия», 2007
20. Осокін В.В. Охорона праці на підприємствах харчових виробництв.
Конспект лекцій. / В.В.Осокін, Ю.А.Селезньова. Донецьк. 2008. – 153с.
21. Півоваров О.А. Вплив плазмохімічно обробленої води на процес
рощення житнього солоду і його якісні показники [Текст] / О.А. Півоваров,
Г.П.Тищенко, Ю.В.Пономаренко. ДВНЗ Дніпропетровськ. Харчова наука і
технологія. - 2013. - №3(24) - С.82-86
22. Пивоваров, А.А. Применение плазмохимически активированных
водных растворов в технологии пищевых производств [Текст] /
А.А. Пивоваров, А.П. Тищенко, Е.В. Томашева // Вопр. химии и хим.
технологии. – 2006. – № 5. – С. 105-109.
23. Півоваров, О.А. Виробництво солоду з використанням активованих під
дією нерівноважної плазми водних розчинів [Текст] / О.А.
Півоваров, О.С. Ковальова, Ю.О. Чурсінов // Вісник Дніпропетровського
держ. аграрного ун-ту. – 2009. – № 2. – С. 194-197.
24. Півоваров, О.А. Розщеплення білків в солодовому зерні при
використанні водних розчинів, оброблених контактною плазмою
[Текст] / О.А. Півоваров, О.С. Ковальова // Вопр. химии и хим. технологии. –
2010. – № 6. – С. 110-114.
25. Правила безпеки при виробництві солоду, пива та безалкогольних
напоїв. Розроблені українським науково-дослідним інститутом пиво –
безалкогольної, кондитерської та харчоконцентратної промисловості
(УкрНДІхарчопром),– К.: ТОВ «НТЦ харчопром». 1997.
26. Сировина для виробництва пива: Навч.пособ. / В.В.Колотуша, Кошова
в.М. – К.: УМК ВО, 1991. – 1991. – 144с.
76

УДК 663.
ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ УЛЬТРАЗВУКУ НА ЯКІСТЬ
СВІТЛОГО ПИВОВАРНОГО СОЛОДУ
Кабанов В. магістрант кафедри харчових технологій
Осипенкова І.І., к.т.н., доцент кафедри харчових технологій
Черкаський державний технологічний університет
Одним з найбільш простих способів збільшення продуктивності
солодовен є інтенсифікація солодорощення. Відомі прискорені способи
пророщування ячменю за допомогою біологічних і хімічних стимуляторів,
якими обробляють зерно на стадії замочування і пророщення [1]. Останнім
часом для тієї ж мети застосовують фізичні методи впливу - УФ-
випромінювання, γ-промені, ультразвук та інші [1].
Особливе місце займають способи, фізичною основою яких є
ультразвук дія якого спрямована не тільки на інтенсифікації процесу
солодорощення, але і впливу на розвиток живих організмів. При цьому
клітини живих організмів розглядаються як потенційні об'єкти, взаємодія
яких із ультразвуком активізують або інгібують їх життєдіяльність. Всі
зміни, що відбуваються в зерні під впливом мікроорганізмів, негативно
позначаються на якості солоду, сусла та пива.
На пивоварні підприємства часто надходять партії нестандартного
зерна ячменю, тобто зерна з різними параметрами, що надає значний вплив
на якість пивоварної продукції внаслідок зниження якості солоду, а також не
дає знизити витрати на його виробництво через втрати сировини під час його
обробки.
Тому головним завданням при використанні ультразвуку усунення цих
недоліків, що полягає у підвищенні якості солоду, яке своєю чергою впливає
якість вже готового пива, при использовании нестандартних партій ячменю
та одночасне зниження витрат на всіх етапах виробництв.
77

В магістерській роботі проаналізовано можливість використання
ультразвуку для обробки солоду і замочувальної води на стадії замочування.
було розроблено 3 зразка. А саме:
Зразок №1. Контроль, отриманий за традиційною технологією
солодорощення.
Зразок № 2. Впровадження ультразвуку для обробки замочувальної води на
етапі додавання її в замочувальний чан, потужність обробки 42,48,52 Ватт,
час 5, 10, 15 хвилин.
Зразок №3. Впровадження ультразвукової обробки на етапі замочування,
потужність обробки 42,48,52 Ватт, час 5, 10, 15 хвилин.
Зразок №1. Замочування і пророщення проводили за класичною
технологією, отримали світлий солод відповідний ДСТУ 4282:2018.
Зразок №2. Обробляли ультразвуком замочувальну воду. Отримані
результати свідчать про можливість використання ультразвуку для обробки
замочувальної води перед солодорощенням. Позитивні результати отримали
при потужності обробки 42 ВТ протягом 15 хв, при збільшенні потужності
до 48-52 Вт скорочується час обробки до 10 хв.
Зразок № 3. Зерно з замочувальною водою обробляли ультразвуком.
Обробка ультразвуком зерна на стадії замочування скорочує час замочування
на одну добу і проводить знезараження зернової маси, що в подальшому
позитивно впливає на якості солоду.
Перелік використаної літератури
1. Вплив плазмо-хімічно обробленої води на процес рощення
житнього солоду і його якісні показники / О. А. Півоваров, Г. П. Тищенко,
Ю. 48 В. Пономаренко, О. С. Ковальова // Харчова наука і технологія. – 2013.
– № 3 (24). – С. 82–86.
2. Домарецький, В. А. Технологія солода та пива : підручник / В. А.
Домарецький. – Київ : Інкос, 2004. – 426 с.
3. ДСТУ 4282:2018 «Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні
умови».
78

79

Репозиторій ЧДТУ