ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7607| Title: | Удосконалення технологічних параметрів процесу зброджування пивного сусла високої густини |
| Authors: | Сухенко, Владислав Юрійович Бржестовська, Валерія Богданівна |
| Keywords: | БРОДІННЯ;ДРІЖДЖІ;ПИВНЕ СУСЛО;ДІАЦЕТИЛ |
| Issue Date: | 30-Dec-2021 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та удосконаленню процесу зброджування пивного сусла високої густини. Пивоваріння є однією з найбільш динамічних галузей харчової промисловості і посідає важливе місце в переробній промисловості України. Необхідність виготовлення пива високої якості в короткі терміни і найменш дорогим способом спонукала багатьох виробників використовувати нові та сучасні процеси, які в основному направлені на збільшення продуктивності виробництва, збереження енергії та розширення асортименту. Зокрема, використання вдосконалених способів кип’ятіння сусла, високогустинне пивоваріння, вдосконалені методи бродіння і доброджування, сучасні способи активації дріжджів. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи зброджування високогустинного пивного сусла. На основі проведених досліджень запропоновано використання дріжджів раси S-23 та раси W 34/70 |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7607 |
| Appears in Collections: | 181 Харчові технології (Харчові технології) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| КРМ Брежестовська.pdf Restricted Access | Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та удосконаленню процесу зброджування пивного сусла високої густини. Пивоваріння є однією з найбільш динамічних галузей харчової промисловості і посідає важливе місце в переробній промисловості України. Необхідність виготовлення пива високої якості в короткі терміни і найменш дорогим способом спонукала багатьох виробників використовувати нові та сучасні процеси, які в основному направлені на збільшення продуктивності виробництва, збереження енергії та розширення асортименту. Зокрема, використання вдосконалених способів кип’ятіння сусла, високогустинне пивоваріння, вдосконалені методи бродіння і доброджування, сучасні способи активації дріжджів. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи зброджування високогустинного пивного сусла. На основі проведених досліджень запропоновано використання дріжджів раси S-23 та раси W 34/70 | 2.08 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
АНОТАЦІЯ Бржестовська В.Б. Удосконалення технологічних параметрів процесу зброджування пивного сусла високої густини Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси – 2021р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та удосконаленню процесу зброджування пивного сусла високої густини. Пивоваріння є однією з найбільш динамічних галузей харчової промисловості і посідає важливе місце в переробній промисловості України. Необхідність виготовлення пива високої якості в короткі терміни і найменш дорогим способом спонукала багатьох виробників використовувати нові та сучасні процеси, які в основному направлені на збільшення продуктивності виробництва, збереження енергії та розширення асортименту. Зокрема, використання вдосконалених способів кип’ятіння сусла, високогустинне пивоваріння, вдосконалені методи бродіння і доброджування, сучасні способи активації дріжджів. В роботі на основі літературних даних проаналізували сучасні способи зброджування високогустинного пивного сусла. На основі проведених досліджень запропоновано використання дріжджів раси S-23 та раси W – 34/70. Ключові слова: БРОДІННЯ, ДРІЖДЖІ, ПИВНЕ СУСЛО, ДІАЦЕТИЛ, ОРГАНІЧНІ КИСЛОТИ, ЕФІРИ 2 ЗМІСТ ВСТУП РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1. Інноваційна технологія висококонцентрованого пива 1.2 Фізико-хімічні процеси при бродінні 1.3. Вибір і оцінка штамів пивні дріжджі для інтенсифікації бродіння 1.4 Фактори, які впливають на життєдіяльність дріжджів. 1.5 Утворення і розщеплення побічних продуктів бродіння 1.6. Удосконалення технології технологічних параметрів процесу зброджування пивного сусла високої густини. РОЗДІЛ 2. ОРГАНИЗАЦІЯ ЕКСПЕРИМЕНТА І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 2.1. Об΄єкти дослідження 2.2.Методи дослідження РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 3.1. Дослідження технологічних властивостей дріжджів 3.2. Аналіз молодого пива. РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 4.1 Принципово- технологічна схема 4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми 4.3. Асортимент готової продукції та сировини 4.4 Розрахунок продуктів 4.5. Розрахунок економічної ефективності 4.5.1. Розрахунок собівартості продукції РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 5.1 Аналіз шкідливих факторів на підприємствах галузі 5.2. Правила техніки безпеки під час роботи в хімічній лабораторії та надання першої допомоги РОЗДІЛ 6. ЗАХОДИ З ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ ВИСНОВКИ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 3 ВСТУП Актуальність теми. Зброджування сусла з високою концентрацією сухих речовин характеризується високою економічною ефективністю. Тому на багатьох підприємствах використовується технологія отримання пива з сусла з вмістом сухих речовин понад 15%. Однак існує ряд технологічних складнощів, обумовлених параметрами, при яких ведеться процес [38]. Одна з головних проблем високоякісного пивоваріння - високий осмотичний тиск, який впливає на дріжджові клітини в процесі головного бродіння [34], особливо на початковому етапі даної стадії. технологу необхідно змусити дріжджі інтенсивно зброджувати спочатку при високому вмісті цукрів в суслі, а згодом при високій концентрації спирту, що утворюється в процесі бродіння. [29, 36] На хід бродіння і якість пива істотно впливає фізіологічний стан дріжджів. Якість пива, і, перш за все його органолептичні властивості визначаються складом побічних і вторинних продуктів бродіння, які також утворюються в процесі бродіння. Питаннями регулювання метаболізму дріжджів і оцінкою їх впливу на якість пива займалися і займаються ряд вчених і фахівців в країні і за кордоном: Грегірчак Н.М., Веселов І.Я., Велика Є.І., Кириленко О. Я., Жвірблянска А.Ю., Капрельянц Л. В.., Нарцис Л., Kirsop В.Є., Т.П.Пирог., Chapon L., Van Den Berg та ін. Процес ведення дріжджовий культури па підприємстві є однією з найбільш складних стадій, так як ефективність розмноження дріжджів і підтримання їх життєздатності і мікробіологічної чистоти залежить від 4 багатьох факторів, В останні роки в пивоварінні все ширше використовуються осмофільні дріжджі, застосування яких дає можливість зброджувати сусло з високою концентрацією. Їх перевага полягає в можливості отримувати пиво з міцністю 8-10% об. Таким чином, забезпечення якості пива шляхом регулювання факторів, одним з яких є активність пивоварних дріжджів, є актуальним завданням. Наукова новизна Систематизовано основні чинники, які формують якість пива в процесі бродіння. Вперше теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджена доцільність використання дріжджів раси S-23 та раси W – 34/70 для зброджування висококонцентрованого пивного сусла. Мета і завдання дослідження. Метою роботи було дослідити та підібрати осмофільні дріжджі. Проаналізувати вплив концентрації засівних дріжджів на накопичення основних побічних продуктів реакції на стадії головного бродіння. Для вирішення поставленої мети намітили наступні задачі досліджень: - на основі аналізу наукових джерел, теоретично обґрунтувати доцільність використання осмофільних дріжджів для зброджування високогустинного пивного сусла; - підбір концентрації підкормки для дріжджів; - підбір концентрації біомаси дріжджових клітин; - провести фізико-хімічні аналіз пивного сусла; - дослідження динаміки зброджування зразків; - провести фізико-хімічні та органолептичні аналізи розроблених напоїв. Об'єкт дослідження: є процес приготування пива з підвищеною концентрацією сусла. 5 Методи дослідження: органолептичні, фізико-хімічні та біохімічні методи визначення якості вихідної сировини, напівпродуктів і готової продукції. Наукова новизна Наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці методології збродження високогустинного пивного сусла і отримання пива з підвищеною міцністю. Ознаками наукової новизни відповідають наступні результати магістерської роботи: • Обґрунтовано доцільність внесення підкормки для дріжджів в пивне сусло; • Досліджено вплив концентрації біомаси дріжджів на утворення і розщеплення побічних продуктів бродіння; Теоретична і практична значущість. Теоретична значимість роботи полягає в обґрунтуванні доцільності використання дріжджів раси S-23 та раси W – 34/70 для зброджування високогустинного пивного сусла. 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 V Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2021 року, м. Черкаси. Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел. Робота викладена на 97 сторінках машинописного тексту, містить 30 таблиць, 17 рисунків. Список використаних джерел літератури складається з 53 робіт. 6 РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1. Інноваційна технологія висококонцентрованого пива Для збільшення потужності варильного і бродильного відділень треба переходити на виробництво висококонцентрованого сусла (15…17 % мас.). Встановлено, що висококонцентроване сусло знижує життєздатність дріжджів і виділення протеаз, які зменшують концентрацію піноутворювальних білків пива. Ці негативні результати спонукали вчених- пивоварів встановити для ефективного бродіння максимальну концентрацію сусла 18 % мас. [20]. Шкідливий вплив на метаболізм дріжджів висококонцентрованого сусла пояснюється високим осмотичним тиском через низьку активність води і токсичну дію на дріжджі етилового спирту. Добавка до висококонцентрованого сусла магнію підвищує швидкість бродіння і знижує інгібуючу дію на дріжджі етилового спирту [20]. Фізіологічний стан дріжджів і біохімічний процес бродіння тісно пов'язані. Під час внесення, бродіння, відбору і збереження дріжджі зазнають багатосторонніх стресів. Наприклад, дріжджі під час зберігання в умовах високої концентрації спирту виснажуються. І якщо перед повторним внесенням дріжджів у бродильний апарат проводиться їх кислотне промивання, то дріжджі зазнають стресу внаслідок зміни рН середовища. Одночасно дріжджі потрапляють в умови високого осмотичного тиску через низьку активність води, високу концентрацію цукрі і підвищення температури до 15 ºС. Під час бродіння сусла аеробні умови переходять на анаеробні, підвищується концентрація спирту і СО2, створюється високий гідростатичний тиск. У кінці бродіння до всіх цих стресів у дріжджів додається дефіцит живлення [20]. 7 Надалі актуальними дослідженнями для перевірки реакції всього геному дріжджів на зміни умов навколишнього середовища можуть бути методи аналізу послідовності ДНК. Які б стреси в клітинах дріжджів не були, як би не змінювалось навколишнє середовище (спирт, СО2, мікроелементи тощо), в клітині цих мікроорганізмів міститься такий геном, який легко адаптується до нових умов. Як реакція на зміни складу сусла він здатний швидко відтворювати нові гени, що забезпечують дріжджам життєздатність як для їх розмноження, так і для ефективного метаболізму [20]. 1.2. Фізико-хімічні процеси при бродінні Спиртове бродіння як гліколіз Як і всі інші організми, дріжджова клітина для утворення всіх енергозалежних процесів потребує енергії. Це відноситься перш за все до таких процесів, як: - створення нової клітинної речовини; - прийом і асиміляція речовин з навколишнього середовища; - розщеплення і видалення непотрібних і шкідливих з'єднань; - транспортування речовин всередині клітини. Всі живі організми отримують енергію завдяки диханню. Дихання починається з розщеплення глюкози - цей процес проходить в цитоплазмі і називається гліколіз. При цьому після деяких складних проміжних реакцій виникає піруват (піровиноградна кислота), який потім перетворюється на етанол (спирт) і СО2 [25]. При гліколізі глюкоза спочатку отримує один атом фосфору від АТФ. АТФ перетворюється при цьому в АДФ. Виникає глюкозо-6-фосфат, який перетворюється з задопомогою ферменту глюкозофосфатізомереза у фруктозо-6-фосфат. Далі проходить ще одне фосфорилірування завдяки передачі іншого атома фосфору від АТФ під дією ферменту 6- фосфофруктокінази. Таким чином, виникає фруктозо-1,6-діфосфат. 8 Фруктозо-1,6-діфосфат розщеплюється ферментом фруктодіфосфатальдолаза на два ізомерних тріозофосфату. Утворені гліцераль- і гліцерон-3-фосфат відновлюються ферментом гліцеральдегид-3-фосфат-дегідрогеназа в дві молекули 1,3-діфосфогліцерата і одночасно віддають іон водню НАД. Потім відбувається подвійне дефосфорилірування під дією ферменту фосфогліцераткінази і виникають дві молекули 3-фосфогліцерату. При цьому два атома фосфору повертаються двом молекулам АДФ, які стають АТФ і можуть брати участь в нових реакціях. За участю ферменту фосфогліцератмутаза 3-фосфоглівцерато перетворюється в 2-фосфогліцерат, який переходить під дією ферменту фосфопіруватгідратази в фосфоенолпіруват. Піруваткіназа переводить дві молекули фосфоенолпіруват в дві молекули пірувату (піровиноградної кислоти). При цьому завдяки виникненню двох молекул АТФ з двох молекул АДФ вивільняється деяка кількість енергії (2х30,5кДж) [25]. Якщо при диханні піруват розщеплюється далі, то при спиртовому бродінні (анаеробному гліколізе) фермент піруватдекарбоксілаза перетворює його в СО2 і етаналь (ацетальдегід). Потім етаналь завдяки ал- когольдегідрогенази (тільки при наявності цинку) стає етанолом (етиловим спиртом), при цьому НАД Н2 віддає іони водню і знову перетворюється в НАД. У природі для окисно-відновних процесів використовуються сполуки нікотінамідаденіндінуклеотід (НАД), який перешкоджає утворенню небезпечного вільного водню [25]. Якщо розглянути співвідношення між АТФ/АДФ, то стане ясно, що перетворення АТФ в АДФ в реакціях 1 + 3 врівноважуються зворотним процесом в реакції 7. Тим самим виникає замкнуте коло. Власне по¬лученіе енергії відбувається в реакції 10 завдяки подвійному дефосфорілірованіе і перетворенню двох молекул АДФ в АТФ. Можливість зброджувати піруват мають тільки дріжджі, однак при наявності кисню бродіння сильно сповільнюється або зовсім припиняється 9 (Ефект Пастера (Pasteur). З іншого боку, якщо концентрація цукру в середовищі перевищує 0,1 г/л, то сповільнюється робота дихального ферментного комплексу і разом з диханням відбувається бродіння (ефект Кребтрі (Crabtree)) [25]. Сумарно процес спиртового бродіння виражається наступним рівнянням Гей-Люсака: С6Н12О6=2С2Н5ОН +2СО2 1.3. Вибір і оцінка штамів пивні дріжджі для інтенсифікації бродіння Для вибору пивних дріжджів і правильного ведення бродильного процесу необхідне знання властивостей окремих штамів. Пивні дріжджі по типу бродіння діляться на дріжджі низового і верхового бродіння. Дріжджі низового бродіння в кінцевій фазі головного бродіння утворюють пластівці і осідають на дно бродильної ємності, в той час як дріжджі верхового бродіння виносяться на поверхню зброджуваного сусла, утворюючи на ній густу піну [16]. Для кожного типу бродіння характерний певний вид дріжджів. При низовому бродінні використовуються дріжджі S. саlsbeergensis, під час верхового - S. сеrеvisiae. Дріжджі S. саlsbeergensis зброджують рафінозу повністю, а S. сеrеvisiae - тільки на одну третину. Це відбувається тому, що β- фруктофуранозидаза дріжджів верхового бродіння відщеплює від рафінози тільки фруктозу, яку і зброджує, в той час як дріжджі низового бродіння здатні розщеплювати α-1,6 зв'язки між глюкозою і галактозою мелібіози [16]. Штами дріжджів мають різні властивості, деякі з яких (наприклад, розмноження, флокуляція) безперервно змінюються. Тому оцінка штамів повинна відповідати більшій кількості постійних ознак. В основі «типізації» лежать основні якісні та кількісні ознаки: морфологічні, фізіологічні та біохімічні [16]. 10 З морфологічних ознак для характеристики штамів найбільш важливі розміри клітин, їх форма і однорідність розмірів клітин культури, здатність до утворення псевдоміцелію. З фізіологічних і біохімічних ознак основними є бродильна та флокуляційна здібність, швидкість росту, толерантність до етанолу і до осмо- фільності [16]. Інші ознаки (наприклад, вид колоній, здатність до спороутворення, вимогливість до біофакторам і засвоєння мальтотриози), як правило, незначно відрізняються, що не має істотного значення для класифікації штамів. У виборі штамів для виробництва важливими ознаками є швидкість і ступінь зброджування екстракту сусла. Ці ознаки залежать не тільки від щільності клітинної популяції, але перш за все від ферментативної активності окремих клітин. Метаболічні процеси протікають в певній послідовності. Якщо в середовищі є достатня кількість глюкози, відбувається пригнічення механізму утворення α-глюкозідази, мальтозопермеази і мальтотріозопермеази. Отже, це явище - функція концентрації глюкози і використаного штаму. Але це явище не завжди має місце, оскільки існують штами, у яких глюкозна репресія не відбувається [16]. Окремі штами розрізняються за ступенем зброджування окремих цукрів. Так, дріжджі верхового бродіння зброджують мальтозу і мальтотріозу швидше і глибше, ніж дріжджі низового бродіння, в той час як при зброджуванні гексоз і сахарози ця відмінність не спостерігалося. Зброджувальна здатність штамів тісно пов'язана зі швидкістю їх розмноження, що важливо для швидкого зброджування сусла і для підтримки біологічної чистоти процесу бродіння [16]. Оскільки при виробництві пива біомаса не є кінцевою продукцією, то для якості кінцевого продукту важливо, щоб аеробне фаза процесу перебувала в правильному співвідношенні з анаеробною фазою. Оптимальною концентрацією кисню в суслі при зброджуванні для зростання 11 дріжджовий біомаси є 6-8 мг Ог/л, тому необхідну кількість кисню залежить, з одного боку, від властивостей окремих штамів, з іншого - від аеробних або анаеробних умов їх розмноження [16]. При старінні клітин здатність їх до розмноження змінюється, так як при цьому змінюється склад внутрішньоклітинних азотистих речовин, знижується вміст амінного азоту, що негативно позначається на синтезі ферментів і їх активності. Розмноження дріжджів, а отже, і весь процес бродіння значно залежать від складу та температури сусла [16]. 1.4. Фактори, які впливають на життєдіяльність дріжджів. Склад середовища На розвиток та життєдіяльність дріжджів впливає склад середовища. Джерелом живлення дріжджів є зброджувальні цукри, які використовуються дріжджами у вигляді моно- і дисахаридів [43]. При нормальних умовах бродіння пивного сусла 98% цукрі витрачається на бродіння і тільки 2% - на дихання. Для бродіння в пивному суслі найбільш важливі цукри мальтозного походження, джерелом яких є крохмаль солоду і ячменю. З 70-80% зброджувальних вуглеводів сусла на частку мальтози припадає 60-70%, мальтотриози - 14-20, глюкози 10 - 15%. Інші моно- і дисахариди містяться в незначній кількості [43]. Пивоварні дріжджі зброджують різні цукру з неоднаковою швидкістю, що та як використовуються інші поживні компоненти середовища, визначаються двома основними факторами: здатністю речовини проникати всередину дріжджової клітини через цитоплазматичну мембрану і наявністю в дріжджах екзогенних ферментів, які викликають гідроліз молекул, для яких мембрана виявляється непроникною [43]. 12 З цукрів сусла дріжджами найбільш швидко споживається цукроза після гідролізу β-фруктофуранозидазою, локалізованої в мембрані клітини, потім глюкоза і фруктоза, мальтоза і мальтотриоза [43]. Більш повільна швидкість зброджування ді-і трисахаридів пояснюється необхідністю синтезу в дріжджах гідролізуючих ферментів, а також пермеазних систем, які дають можливість потраплянню цих цукрі в клітину. Наявність глюкози в пивному суслі, гальмує синтез ферментів для зброджування ді- і трисахаридів. Концентрація глюкози в суслі, при якій вона вже не чинить інгібуючої дії на утворення мальтази в дріжджах, 0,2-0,6%. Вуглеводний склад сусла значно впливає на флокуляційну здатність дріжджів. Фактори, що сприяють збільшенні в суслі зброджуваних цукрів, особливо мальтози і цукру-сирця негативно впливають на флокуляцію дріжджів. Після зброджування 30% вуглеводів сусла починає знижуватися бродильна активність клітин. Так як в подальшому дріжджі використовують власний запас амінокислот, інтенсивність бродіння знижується [43]. Для прояву активного метаболізму дріжджів і швидкого бродіння велике значення має не загальний вміст вуглеводів в суслі, а співвідношення кількості зброджувальних цукрів і азотистих сполук. Наприклад, при зброджуванні сусла з масовою часткою сухих речовин не більше 14,5% інтенсивність розмноження дріжджів залежить як від змісту зброджу вальних цукрів, так і від асимільованого азоту в суслі [43]. Найбільш інтенсивно пивоварні дріжджі розмножуються на середовищах, що містять суміш амінокислот. У тому випадку, якщо в суслі відсутні деякі незамінні амінокислоти, частина з яких дез- і трансамінірується дріжджами, і утворений амоній використовується для синтезу амінокислот. Не достатня кількість амінного азоту в суслі призводить до послабленню бродильної активності дріжджів і зниження їх флокуляційної здатності, в результаті швидкість бродіння знижується, процес освітлення пива погіршується. До подібних явищ може привести зброджування 13 дріжджами сусла, отриманого з використанням великих кількостей несолоджених матеріалів або заміною частини солоду цукром. Низький вміст α-амінокислот може бути причиною дегенерації дріжджів [43]. Азотний обмін дріжджів в пивному суслі має велике практичне значення, так як від системи біосинтезу і розщеплення амінокислот залежить утворення речовин, що обумовлюють смак і запах пива. Внаслідок того що від концентрації амінокислот залежить утворення спиртів і діацетилу, сусло не повинно мати амінокислот більше, ніж дріжджі їх можуть використати [43]. Температура Одним з найбільш доступних способів регуляції метаболізму дріжджів є температура. Однак підтримка підвищеної температури на стадії головного бродіння призводить до погіршення якості готового пива. Оскільки температура стимулює обмін речовин у мікроорганізмах тільки на початковій стадії культивування, щоб уникнути погіршення якості пива, дріжджі можна прогріти перед їх використанням [43]. При дослідженні хлібопекарських дріжджів, активованих попереднім підігрівом, показали, що в результаті зменшується величина окислювально- відновного потенціалу в зброджу вальному середовищі і створюються більш сприятливі умови для бродіння. Крім того, збільшується бродильна активність [43]. Прогрів пивоварних дріжджів перед засівом позитивно впливає на їх здатність до розмноження. Протягом першої доби бродіння у активованих дріжджів було помітно збільшення брунькуючих клітин, в той час як в дріжджах без підігріву аналогічний приріст числа бруньок клітин відбувалося лише через добу. Розбіжність за часом максимумів концентрації дріжджів і приросту клітин пояснюється зворотньо пропорційною залежністю між концентрацією і середовищі і швидкістю їх розмноження. До кінця головного бродіння вміст бруньок клітин в дослідному і контрольному зразках майже однакове, що свідчить про переході процесу в стаціонарну 14 фазу. Разом з тим теплова активація дріжджів помітно не впливає на вміст у середовищі мертвих клітин [43]. Ростові речовини (Вітаміни) Поряд з вуглеводами, білками, жирами і мінеральними речовинами для підтримки життєвих процесів необхідні ростові речовини. Наприклад, тіамін (вітамін В1) як кофермент карбоксілази бере участь в метаболізмі вуглеводів, рибофлавін (вітамін B2, лактофлавін) бере участь в окисно-відновних процесах [28]. Піридоксин (Вітамін B6) каталізує трансамінування амінокислот. Нікотинамід (ніацин) активує ферменти, що транспортують водень, і тим самим, поряд з тіаміном, дуже важливий для процесу бродіння. Пантотенова кислота (вітамін B5) є структурним елементом коферменту А і грає важливу роль в метаболізмі вуглеводів, жирів і білків. Крім того, фолієва і р-амінобензойна кислоти беруть участь в утворенні певних амінокислот. Істотним фактором для розмноження пивоварних дріжджів є біотин (вітамін Н), який як кофермент бере участь у всіх процесах карбоксилювання, що залежать від АТФ. Він також грає певну роль в синтезі жирних кислот. Недолік біотину може викликати зміну плазматичних мембран і тим самим порушити масообмін [28]. Мезоінозіт, сам по собі неефективний, здатний підсилювати дію біотину. Слід враховувати, що мезоінозіт, як і холін (компоненти кофосфатази), в даний час до вітамінів не зараховують [28]. 1.5. Утворення і розщеплення побічних продуктів бродіння Утворення діацетилу Діацетил - найважливіший фактор для утворення букету молодого пива. При перевищенні порогового значення він надає пиву нечистий смак - від солодкого до протилежного, а в дуже великих концентраціях володіє ароматом масла. Аналогічні відчуття викликає і пентандіон, який володіє, 15 правда, досить великим пороговим значенням смаку. Ці речовини називаються віцінальними дікетонами, так як мають поруч розташовану кетогруппу. Розщеплення віцинальних дікетонів, які протікають паралельно іншим процесам дозрівання, вважаються сьогодні головним критерієм дозрівання пива [25]. Діацетил утворюється позаклітинним шляхом зі свого попередника - 2- ацстолактата, який являє собою проміжний продукт біосинтезу вaліну і утворюється з пірувату і активного ацетальдегіду. При цьому вміст валіну в суслі має регулюючу дію - у разі досить високої його концентрації може спостерігатися інгібуюча дія. Утворення 2-ацетолактат залежить від температури бродіння, інтенсивності метаболізму дріжджів і від штаму дріжджів. Дріжджі виділяють 2-ацетолактат, і наступною стадією реакції є окиснення декарбоксілірування 2-ацетолактат до діацетилу в ході спонтанної позаклітинної реакції першого порядку, залежної не від дріжджів, а від температури сусла і концентрації іонів водню. Далі діацетил ферментативним шляхом (за допомогою діацетілредуктази) відновлюється до ацетоїну, а він до 2,3-бутандіолу. Перша стадія реакції залежить від кількості дріжджів, від їх штаму, фізіологічного стану, а також від тривалості та температури. Дана реакція протікає швидше, ніж декарбоксилірування 2- ацетолактату [25]. При підвищених температурах відбувається більш швидке утворення 2- ацетолактату. Аналогічний вплив надає і висока норма внесення дріжджів. Забезпечення сусла α-амінним азотом і низькомолекулярними пептидами (близько 22% α-амінного або 34% формольного азоту) викликає зниження утворення 2-ацетолактат. При цьому важливим є також штам дріжджів. Максимальний вміст 2-ацетолактат при головному бродінні залежить від перерахованих вище факторів і становить 0,6-1,8 мг/л, знижуючись при перекачуванні пива на доброджування до 0,3-0,6 мг/л [28]. 16 Дріжджові клітини розщеплюють діацетил і пентандіон; негативний вплив цих речовин на смак пива зменшується. Розщеплення відбувається через відновлення за схемою: діацетил → ацетоін → бутандіол. Бутандіол має досить високе порогове значення смаку і в пиві не відчувається [25]. Альдегіди (карбоніли) Найважливішим альдегідом э ацетальдегід, який виникає як проміжний продукт при спиртовому бродінні. Ацетальдегід виділяється дріжджами в пиво в перші три дні бродіння і викликають «зелений» смак молодого пива, з присмаком «підвалу» або «підземелля». В ході подальшого бродіння ацетальдегід розщеплюється і смак молодого пива зникає [25]. У молодому пиві вміст альдегіду становить від 20 до 40 мг/л. У готовому пиві це значення падає нижче 8-10 мг/л. Концентрація ацетальдегіду зростає: - при інтенсивному бродінні; - при зростанні температури під час бродіння; - при підвищеній нормі внесення дріжджів; - при збільшенні тиску в фазі головного бродіння; - при дуже низькій аерації сусла; - при інфікуванні сусла [25]. 17 Вищі спирти На відміну від дикетонів і альдегідів, які формують смак і аромат молодого пива, компонентами смаку і аромату готового пива є вищі спирти або «сивушні масла» [25]. Існує кілька шляхів утворення вищих спиртів: - дріжджі перетворюють амінокислоти сусла в вищі спирти через дезамінірування, декарбоксилірування та відновлення; - утворення вищих спиртів може відбуватися через гідроксикислоти або кетокислоти; - вищі спирти виникають також з цукрів через ацетат. 80% вищих спиртів виникає під час головного бродіння; в фазі доброджування утворюється лише незначне збільшення концентрацій. Вищі спирти не можуть бути видалені з пива за допомогою технологічних прийомів, тому їх вміст можна регулювати тільки на етапі бродіння [25]. Фактори, що впливають на утворення в пиві вищих спиртів. Утворення вищих спиртів зростає: - при збільшенні температури бродіння; - при перемішуванні молодого пива (наприклад, мішалкою або насосом); - при зниженій концентрації амінокислот в суслі; - при інтенсивній аерації сусла; - при багаторазовому доливці сусла; - при температурі внесення дріжджів вище 8 ˚C; при початковій екстрактивності сусла більше 13% [25]. Концентрація вищих спиртів понад 100 мг/л погіршує смак і корисні властивості пива. Для світлого пива нормальним вважається вміст 60-90 мг/л. 18 Ефіри Ефіри багато в чому визначають аромат пива. При підвищеній концентрації вони можуть надавати пиву неприємно гіркий, фруктовий смак. Ефіри утворюються під час бродіння внаслідок етерифікації жирних кислот і висщіх спиртів (в незначній мірі). Концентрація ефірів зростає головним чином в фазі головного бродіння. Збільшення концентрації в фазі дозрівання залежить від ведення доброджування; при тривалому доброжуванні може статися подвоєння кількості ефірів [25]. У пиві було виявлено близько 60 різних ефірів, з яких великий вплив на смак і аромат пива мають тільки шість: ■ етилацетат; ■ ізоамілацетат; ■ Ізобутілацетат; ■ β-фенілацетат; ■ етілкапроат; ■ етілкапрілат. Вміст ефірів залежить від сорту пива і екстрактивності сусла. Пиво верхового бродіння містить до 80 мг ефірів/л. Пиво низового бродіння містить до 60 мг ефірів/л [25]. 1.6. Удосконалення технології технологічних параметрів процесу зброджування пивного сусла високої густини. Виробництво пива із сусла високої густини має досить високий економічний ефект. Тому на пивоварних заводах використовують технологію отримання пива із сусла з концентрацією сухих речовин 18 % і більше. Але технологія має ряд проблем одна з яких - це необхідність використовувати осмофільні дріжджі на стадії головного бродіння. О’Коннор-Кокс А в свої роботі пропонує збільшувати норму введення дріжджів, але надто висока норма сприяє утворенню побічних продуктів, які негативно впливають на органолептику пива.[29] 19 Так, наприклад, збільшення концентрації дріжджових клітин до 100 млн кл/см3 призводить до зростання концентрації ізобутанолу, та до зменшення концентрації 2-метил-1-бутанолу, 3-метил-1-бутанолу (ізоаміловий спирт) і ізоамілацетату [17]. Проводились експерименти з використанням сусла концентрацією 19% СР, але спостерігали погіршення характеристик головного бродіння - знижується життєздатність і активність дріжджів, зменшується кількість генерацій, протягом яких дріжджі здатні ефективно зброджувати сусло, значно зростає каламутність молодого пива внаслідок гіршої коагуляції. Існує ряд патентів, які також описують зброджування сусла з додаванням вуглеводів. У патенті [3] описується метод вторинного бродіння на стадії доброджування, коли в молоде пиво відразу після перекачування задається певну кількість дріжджів і цукру. Патент [4] описує бродіння з внесенням стерильного цукрового сиропу в процесі головного бродіння і дозрівання, також додатково вносять дріжджі і можуть додаватися ароматизатори. У патенті [5] описується спосіб виробництва пива, коли цукор вносять після перекачування пива на доброджування. Патент [30] описує спосіб отримання пива, коли готують сусло з початкової екстрактивністю 11% і в процесі кип'ятіння вводять цукор або цукровий сироп в кількості, щоб отримати сусло з концентрацією сухих речовин після кип'ятіння 16-17%. Крім цього на 2-4-ту добу бродіння вносять цукровий сироп в кількості, що забезпечує підвищення сухих речовин на 4- 5%. Д. В. Карпенко і Е. О. Чуланов [38] запропонували і апробували новий спосіб отримання пива з підвищеним вмістом етанолу, заснований на додаванні мальтози, кількість якої залежало від концентрації сухих речовин в збродженому суслі. Новизна запропонованого способу отримання пива з високим вмістом етанолу (8-10 об.%) складається в завданні мальтози в кількості, що забезпечує підвищення вмісту сухих речовин не більше ніж до 11%, що дозволяє уникнути занадто високого осмотичного тиску. 20 Проаналізувавши зброджування висококонцентрованого пивного сусла Косів Р. Б. в статі [23] запропонував використання вітамінів групи В, що дає можливість підвищити швидкість зброджування цукрів, швидкість росту та розмноження дріжджів, збільшити ступінь зброджування молодого пива, концентрацію етанолу в ньому та кількість накопиченої біомаси дріжджів, інтенсифікувати редукцію віцинальних дікетонів. Також відомо, що на збродження високогустинного сусла впливає ряд факторів, а саме температура, та раса дріжджів. Температура має великий вплив на швидкість бродіння. Збільшуючи температуру, прискорюють бродіння і, навпаки, знижуючи температуру, затримується бродіння. Регулювання швидкості бродіння зміною температури значно проще. В роботі [41] досліджено вплив температури головного бродіння 9, 12, 15 і 18 °С на зброджування високогустинного сусла концентрацією 16% сухих речовин та фізіологічні властивості дріжджів. Для досліджень використовували дріжджі низового бродіння раси W-34/70. Тривалість бродіння становила 9 діб. Встановлено, що при традиційній температурі бродіння 9 °С процес відбувається повільно та припиняється передчасно. Проведення бродіння при 18 °С дозволяє досягти високого ступеня зброджування, проте погіршуються фізіологічні властивості дріжджів, зокрема знижується вміст клітин з глікогеном та погіршуються флокуляційні властивості дріжджів. Температура бродіння практично не впливала на вміст нежиттєздатних дріжджових клітин. Проте їх кількість була дещо вищою від значення, якого дотримуються на пивоварних підприємствах, що зумовлено впливом осмотичного та етанольного стресу. Оптимальна температура головного бродіння повинна знаходитись в межах 12–15 °С. За цих значень температур досягається висока бродильна активність дріжджів, ступінь зброджування пива та зберігаються хороші фізіологічні властивості дріжджів, а вміст віцинальних дикетонів не перевищує гранично-допустимої концентрації для молодого пива. 21 РОЗДІЛ 2. ОРГАНИЗАЦІЯ ЕКСПЕРИМЕНТА І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 2.1 Об΄єкти дослідження: Пивні дріжджі для збродження висококонцентрованого сусла. Предмет досліджень – приготування та зброджування високогустинного сусла. Дослідження проводили в лабораторних умовах. В якості об'єктів досліджень використовували дріжджі Saflager S-23 та Saflager W-34/70 Дріжджі Дріжджі пивні Saflager S-23 Saflager S-23 розроблені для приготування фруктових і ефірних сортів лагера. Штам характеризується низькою зброджуваністю, яка дозволяє варити пиво з глибоким смаком. А завдяки властивостям низового бродіння напій отримує довгограючий приємний післясмак. Особливості Раси S-23 Застосування. Дріжджі Saflager S-23 найчастіше використовуються для варіння класичного і фруктового сортів Pils. Лагерні дріжджі Fermentis Saflager W-34/70 22 Saflager W-34/70 - відомий штам для приготування пива низового бродіння. Він наділений високими технологічними характеристиками, які дозволяють зварити збалансоване пиво з ароматом фруктів і квітів. Такий напій має відмінну органолептику і виділяється приємним смаком і чистим післясмаком. Особливості пивних дріжджів Раси 34/70 Застосування. Використовується для виробництва всіх сортів лагеру. 2.2 Методи дослідження Визначення показників якості пивного сусла, як напівпродукту при виробництві пива[46] Визначення діацетила в пиві Проведення аналізу: Підготовлену пробу пива налити в мірну колбу на 100 мл, перелити в перегінну колбу. Відігнати 25 мл пива в циліндр, поміщений в ємність з холодною водою. У приймальний циліндр внести піпеткою 0,5 мл дистильованої води, поставивши його так, щоб кінчик алонжі був опущений в воду. Після перегонки готують такі проби по дві паралельно: Сліпа проба. - 10 мл 10% -го розчину етилового спирту. Стандартна проба - 9,9 мл 10% -го розчину етилового спирту. Дистилят - 10 мл дистиляту. 23 У пробірки зі стандартною пробою налити по 0,1 мл робочого розчину диацетила. У всі пробірки налити по 0,5 мл 1% -го розчину ортофенілендіамін, закрити пробками і добре перемішати, поставити в темне місце на 30 хвилин. Перед спектрофотометрірованіем в усі пробірки додати по 2 мл 4N розчину HCl. Вимірювання проводити на довжині хвилі 335 нм. Кювети - 10 мл. Встановлювати нуль перед кожною парою проб по відношенню до дистильованої води. Обробка результатів: Вміст диацетила в пиві визначається за формулою: Д = ((Сср.д. – Сср.сл.) / (Сср.ст. – Сср.сл)) • Кф, де Сср.д. - показання спектрофотометра по дистиляту (середнє за двома паралельними пробами); Сср.сл.- показання спектрофотометра по сліпий пробі (середнє за двома паралельними пробами); Сср.ст.- показання спектрофотометра за стандартною пробі (середнє за двома паралельними пробами); Кф - коефіцієнт перерахунку, Кф = 0,617. Визначення масової частки СР у пивному суслі ареометричним методом Ареометричний метод визначення масової частки сухих речовин базується на залежності густини розчину від вмісту в ньому сухих речовин, які визначають за допомогою ареометра. Дія ареометра заснована на гідростатичному законі Архімеда, згідно з яким тіло, що занурене в рідину, виштовхується силою, яка дорівнює масі рідини, що була витіснена. Ареометр являє собою тіло, що плаває в рідині. При одній і тій самій масі ареометра глибина його занурення і витіснений ним об'єм залежать тільки від 24 густини досліджуваного розчину. Чим вище густина рідини, тим менше занурюється в неї ареометр і навпаки. Покази ареометру для світлих розчинів знімають за нижнім меніском, а темних – за верхнім. Техніка аналізу.Для аналізу використовують попередньо профільтроване і охолоджене до температури 20о С сусло. Покази ареометра при температурі 20о С вказують на вміст СР у суслі. Визначення видимого та дійсного екстракту пива[46] Метод заснований на визначенні екстрактивних речовин пива, яке зві- льнене від діоксиду вуглецю, за відносною густиною. Техніка аналізу. Для визначення видимого екстракту пиво,яке попередньозвільнене від діоксиду вуглецю, наливають по стінці у циліндр, вимірюють температуру, занурюють ареометр і визначають вміст сухих речовин, враховуючи температуру проби. Визначення вмісту спирту і дійсного екстракту у пиві дистиляційним методом з використанням ареометру[46] Наявність в пиві спирту та екстрактивних речовин, які мають різні фізико-хімічні показники, впливає на точність їх визначення. Тому для знаходження дійсного значення вмісту спирту та екстрактивних речовин необхідно відділити їх одне від одного перегонкою. Далі дистилят пива, одержаний перегонкою, і залишок, що знаходиться в перегінній колбі, доводять до початкової маси дистильованою водою з подальшим визначенням вмісту спирту і екстракту ареометричним методом. Техніка аналізу. Перед початком аналізу колби для перегонки і прийманнядистиляту зважують на вагах з точністю до 0,01 г. Потім у перегінну колбу зважують 200,00 г пива, яке попередньо звільнене від діоксиду вуглецю. В приймальну колбу наливають 10-15 см3 дистильованої води і занурюють у неї кінець трубки холодильника. Збирають прилад і 25 розпочинають перегонку, під час якої в холодильник безперервно подають холодну воду. Пиво в перегінній колбі нагрівають до кипіння і забезпечують його рів- номірний рівень. Під час дистиляції слідкують за тим, щоб до стінок перегінної колби не прилипали екстрактивні речовини. Як тільки у приймальній колбі набереться ⅔-¾ частини рідини від взятого об'єму пива, перегонку закінчують. Далі доводять температуру рідини приймальної колби до 20º С і додають дис-тильовану воду до 200,00 г загальної маси рідини. Вміст колби ретельно перемішують і визначають концентрацію спирту ареометром за методикою 5.1. Концентрацію спирту в пиві визначають в масових відсотках. Далі вміст перегінної колби охолоджують до температури 20º С і на вагах доводять дистильованою водою до маси 200,00 г, ретельно перемішують його і цукроміром визначають концентрацію сухих речовин, яка відповідає вмісту дійсного екстракту. Визначення кольору сусла Для дослідів було взято сусло вироблене в промислових умовах на міні пивоварні. Визначення масової частки сухих речовин в суслі проводили після його кип’ятіння з хмелем. [46] Колір сусла становить: 0,38 см³ 0,1 моль/дм³ І2 на 100 см³ сусла. Визначення титрованої кислотності сусла Кислотність охмеленого сусла розраховують за кількістю витраченого розчину гідроксиду натрію концентрацією 1 моль/дм³ на 100 см³ сусла за формулою [24]: Х= V · Kп де: V - об’єм розчину гідроксиду натрію концентрацією 1 моль/дм³, витрачений на титрування; 26 Kп ̶ коефіцієнт поправки робочого розчину гідроксиду натрію; Титрована кислотність сусла становить: Х = 0,19 см³ 1 моль/дм³ NaOH на 100 см³ сусла Визначення pH сусла[46] pH охмеленого сусла визначали за допомогою pH-метр-мінівольтметра. Досліджуване сусло має pH 5,63 Визначення амінного азоту в суслі Амінний азот в неохмеленому суслі визначають використовуючи мідний метод і розраховують за формулою [24]: N= а∙0,28∙1002 , мг/дм3 де:N - кількість тіосульфату натрію концентрацією 0,01 моль/дм³, що пішла на титрування йоду,см³; 0,28 ̶ кількість амінного азоту, що еквівалентна 1 см³ тіосульфату натрію,мг; 2 - об’єм вихідного лабораторного сусла, якому відповідає встановленакількість амінного азоту,см³; N = а∙0,28∙1002 =21 мг/дм3 Визначення піностійкості і висоти піни[46]. Під стійкістю піни розуміють час, який минув з моменту її виникнення до повного руйнування. Техніка аналізу. У чистий скляний стакан наливають пиво з температурою 12 °С з висоти 25 мм (відстань від горловини пляшки до верхнього краю посудини). Наливання припиняють коли верхня поверхня піни, зрівняється з верхнім краєм стакану. Лінійкою відміряють висоту піни, а секундоміром – час опадання піни. Контроль часу припиняють з 27 утворенням на поверхні піни невеликих вільних ділянок. Стійкість піни виражають у хвилинах. 28 РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА Дослідження проводились на базі Черкаського державного технологічного університету в лабораторії кафедри харчових технологій. Мета роботи: Удосконалення технологічних параметрів процесу зброджування пивного сусла високої густини. В процесі роботи було досліджено два види дріжджів, а саме Раси S-23 та Раси W – 34/70. 3.1. Дослідження технологічних властивостей дріжджів У першій частині нашої роботи досліджували технологічні властивості дріжджів раси S-23 та раси W – 34/70. При зброджуванні пивного сусла з концентрацією 12 % СР, дріжджі вносять в кількості 0,5-1,0 г/л. Для дослідження готували пивне сусло, концентрацією 12% (контроль) і 18% (дослідне). Пивне сусло концентрацією 12% СР готували із 100% світлого солоду, а 18% - з світлого солоду (70%), рисової січки (10%), цукру (20%). Сусло готували наступним способом. Затирання 12 % сусла проводили настійним способом. В заторний стакан на технохімічних вагах зважували 100 г солоду тонкого помелу, з містом борошна 90%, додавали 400 мл води температурою 52 °С заторний стакан ставили на водяну баню і витримували при температурі 50 °С протягом 30 хв, при безперервному перемішуванні, потім нагрівали до температури 63 °С, збільшуючи температуру за 1 хв – 1 °С, витримували протягом 30 хв, доводили температуру до 70 °С, витримували 30 хв, після чого при постійному перемішуванні нагріли до 75 °С, витримали до повного оцукрювання Готовий затор охолоджували доводили водою до 900 г, перемішували і фільтрували. 29 Відфільтроване сусло кип’ятили 2 год., хміль вносили на початку кип’ятіння в середині і в кінці кип’ятіння. Затирання 18 % сусла проводили відварним способом. В заторний стакан на технохімічних вагах зважували 100 г солоду тонкого помелу, з містом борошна 90%, додавали 400 мл води температурою 52 °С. заторний стакан ставили на водяну баню і витримували при температурі 50 °С протягом 30 хв при безперервному перемішуванні, нагрівали до температури 63 °С, збільшуючи температуру за 1 хв – 1 °С. Затор при цій температурі залишали на 20 хв, після чого відібрали рідку фракцію в кількості 150 мл і переносили в інший стакан, куди попередньо додали подрібнену рисову січку, підігріли до 63 °С, витримали 30 хв, підняли температуру до 70 °С, витримали 15 хв. Густу частину затору витримали при температурі 70 °С протягом 40 хв, після чого додали рідку фазу з рисовою січкою і при постійному перемішуванні спочатку нагріли до 75 °С, витримали до повного оцукрювання Готовий затор охолоджували і доводили водою до 900 г, перемішували і фільтрували. Відфільтроване сусло кип’ятили 2 год., хміль вносили на початку кип’ятіння в середині і в кінці кип’ятіння. Цукор додавали за 10 хв до закінчення кип’ятіння з метою доведення до необхідного рівня масової частки сухих речовин у початковому суслі Охмеління проводили хмелем Premiant. В отриманому пивному суслі визначали основні параметри дослідного зразку сусла порівнюючи з контрольним. Характеристику сусла подано в таблиці 3.1. 30 Таблиця 3.1 – Порівняльна характеристика дослідного сусла з контрольним Колірні- Вміст Масова сть, см3 р- амінного Кислотніс № Зразок частка азоту, ть, NaOH ну I 0,1 0,1 рН СР 2 моль/дм3 мг/100мл моль/дм3 1 Контрольн е (12% СР) 12 1,6 19,8 1,6 4,9 2 Дослідне (18 %) 18 1,8 15,1 1,5 4,7 25 20 15 10 5 0 Контрольний зразок Дослідний зразок Рисунок 3.1 – Концентрація амінного азоту в суслі, мг/100 мл. На утворення амінного азоту впливає кількість амінокислот, в пиві з недостатньою кількістю амінокислот вміст амінного азоту зменшується. Враховуючи, що дослідний зразок ми готували з додаванням 16% цукру і 4 % глюкози, тому недостатня кількість амінокислот досить прогнозована. Амінокислоти утворюються в наслідок ферментативного розщеплення білкових речовин солоду. Амінокислоти мають велике значення для живлення дріжджів, прискорюють метаболізм. Дріжджі споживають як мінімум 10-14 мг амінного азоту на 100 мл сусла. Амінний азот – це продукт розпаду білка, а цукор і глюкоза мають більш вуглеводний склад. Недостатня кількість азоту при бродінні призводять до зниження концентрації α-амінного азоту в суслі, в наслідок чого обмежується ріст і розмноження дріжджів, що сприяє синтезу 31 Концентрамцгі/я1а0м0мінлного азоту, небажаних побічних продуктів які негативно впливають на органолептику пива [25]. Враховуючи, що в контрольних зразках вміст азоту був в межах норми (за нормою має бути близько 20 мг/100 мл сусла) [25], а в дослідних недостатньо можна зробити висновок, що в контрольні зразки необхідно додавати підкормку. В якості підкормки вибрали препарат «ВМС». Вносили підкормку в кількості 0,2 г/дал; 0,3 г/дал; 0,4 г/дал; 0,5 г/дал сусла за 15 хвилин до закінчення кип’ятіння сусла. Отриманні данні наведені в таблиці 3.2 Таблиця 3.2 – Концентрація амінного азоту, мг/100мл Зразок Дозування підкормки, г/дал/Вміст амінного азоту, мг/100мл 0,2 0,3 0,4 0,5 Дослідний 16,7 17,2 19,4 23,5 30 20 10 0 0.2 0.3 0.4 0.5 Доза підкормки, г/дал Рисунок 3.2 – Залежність вмісту амінного азоту від дози підкормки «ВМС» За отриманими даними визначили, що для дослідного сусла оптимальною є доза в кількості 0,4 г/дал. Наступним етапом роботи було визначення динаміки зброджування пивного сусла. 32 Аммінг/н1и0й0мазлот, Рисунок 3.3 - Зброджування пивного сусла В охмелене пивне сусло вносили 0,5 г/л, 1,0 г/л, 1,5 г/л, 2,0 г/л дріжджів, бродіння проводили при температурі 7°С та 12°С, протягом 8-9 діб. Динаміку бродіння визначали за екстрактивністю, отриманні данні представлені в таблиці 3.3-3.12, і на рисунку 3.3-3.12. Таблиця 3.3 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси S-23, при температурі 7 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 0,5 г/л 10,2 9,3 8,9 7,3 6,4 6,0 5,8 5,7 1,0 г/л 12 9,8 9,3 8,2 7,0 6,0 5,6 5,2 5,2 1,5 г/л 9,2 8,4 7,0 5,8 5,4 5,3 5,2 5,1 2,0 г/л 8,9 8,0 6,7 5,5 5,3 5,2 5,1 5,0 33 14 12 10 0 8 24 6 748 4 19 26 12402 0 116 4 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л 928 дозування дріжджів Рисунок 3.4 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси S-23, при температурі 7 °С. Таблиця 3.4 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси S-23, при температурі 12 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 0,5 г/л 9,9 9,1 8,7 7,0 6,4 6,0 5,6 5,6 1,0 г/л 12 9,5 9,1 7,8 6,7 5,8 5,3 5,1 5,1 1,5 г/л 8,9 8,3 6,8 6,0 5,2 5,1 5,0 5,0 2,0 г/л 8,3 7,8 6,3 5,2 5,0 5,0 5,0 5,0 14 12 10 0 8 2448 6 7924 126 2 140 0 1684 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л 192 Дозування дріжджів Рисунок 3.5 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси S-23, при температурі 12 °С. 34 Екстрактивність, % Екстрактивність, % Таблиця 3.5 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 7 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 0,5 г/л 10,0 9,1 8,9 7,2 6,4 5,6 5,0 5,0 1,0 г/л 12 9,8 9,1 7,8 7,3 5,4 5,0 4,6 4,6 1,5 г/л 9,0 8,5 7,5 6,4 5,3 5,1 4,6 4,6 2,0 г/л 8,8 8,3 7,2 6,0 5,0 4,7 4,7 4,6 14 12 10 8 204 6 748 4 196 2 2 1214 0 640 8 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л 192 Дозування дріжджів Рисунок 3.6 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 7 °С. Таблиця 3.6 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 12 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 0,5 г/л 10,0 9,0 8,7 6,8 6,1 5,2 4,9 4,9 1,0 г/л 12 9,7 9,0 7,8 7,1 5,2 5,0 4,5 4,5 1,5 г/л 8,7 8,2 7,1 6,1 5,0 4,9 4,5 4,5 2,0 г/л 8,5 8,1 6,9 6,3 4,9 4,8 4,4 4,4 35 Екстрактивність, % 14 12 10 0 8 4248 6 7 4 19 26 2 12440 0 168 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л 192 Дозування дріжджів Рисунок 3.7 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 12% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 12 °С. За отриманими результатами розраховуємо ступінь зброджування. Ступенем зброджування називають відношення кількості збродженого екстракту до початкового екстракту сусла, у %: V = ��−�� �� ∙100, де V – ступінь зброджування у %; Е – екстрактивність початкового сусла у %; Е – екстрактивність пива у %. Ступінь зброджування молодого пива контрольних зразків (12%СР) наведена в таблиці 3.7 і рисунку 3.8. 36 Екстрактивність, % Таблиця 3.7 - Ступінь зброджування молодого пива Контрольний Ступінь зброджування молодого пива, %/ концентрація зразок дріжджів 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Раси W – S-23, 53 57 58 58,3 при температурі 7°С Раси W – S-23, 53,3 57,3 58,3 58,3 при температурі12°С Раси W – 34/70, 58,3 61,7 61,7 61,7 при температурі 7°С Раси W – 34/70, 59,2 62,5 62,5 63,3 при температурі12°С 64 62 60 58 тРеамси W 56 пера–туSр-2і37,°Спри 54 тРеаси W – S-23, при 52 тРеа м мси пеWра–ту3р4і/1720°,Спри 50 Ртеамси пеWра–турперату3р4 і/7°Сі 1720°,Спри 48 46 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.8 - Ступінь зброджування молодого пива В контрольному зразку (12 % СР) при зброджуванні пивного сусла дріжджами Раси S-23 найвищій ступінь зброджування молодого пива (58,35%) при температурі 12°С в кількості 2,0 г/л та при температурі 7 °С -1,5 37 Екстрактивність, % г/л. При дозуванні дріжджів в кількості 1,5 та 2,0 г/л, спостерігається різке зниження екстрактивних речовин вже в перші 4-5 діб і бродіння закінчувалось на 6-7 добу, але молоде пиво мало дріжджовий присмак, що не допустимо з точки зору органолептики. За органолептичними показниками найкращим було пиво зброджене при температурі 12°С при дозуванні дріжджів в кількості 1,0 г/л, ступінь бродіння – 57,3% (допустимо для світлих сортів пива), тривалість бродіння – 7 діб. При бродінні пивного сусла дріжджами Раси W – 34/70 найвищій ступінь зброджування молодого пива (63,3%) при температурі 12°С в кількості 2,0 г/л та 61,7% при температурі 7 °С -1,5 г/л. Дріжджовий присмак спостерігався у пиві при дозуванні дріжджів в кількості 2,0 г/л. Виходячи з отриманих даний найкращі результати при температурі 12 °С з дозуванням дріжджів 1,0 та 1,5 г/л, ступінь зброджування – 62,5%, бродіння закінчувалось на 6-7 добу. Таблиця 3.8 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси S-23, при температурі 7 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 0,5 г/л 17,6 17,0 16,6 15,4 14,8 13,9 13,3 12,5 12,4 1,0 г/л 18 17,3 16,8 16,5 15,0 14,7 13,2 13,0 11,9 11,8 1,5 г/л 16,8 16,0 15,4 14,3 13,8 12,0 10,5 10,0 9,5 2,0 г/л 16,3 15,2 14,7 13,9 12,5 11,5 10,0 9,3 9,3 38 20 18 16 14 0 12 2484 10 8 972 6 161214 0 4 1968 4 2 2 0 216 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.9 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси S-23, при температурі 7 °С. Таблиця 3.9 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси S-23, при температурі 12 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 0,5 г/л 17,1 16,8 16,3 15,1 14,3 13,8 13,4 12,0 11,5 1,0 г/л 18 16,9 16,4 16,0 15,5 14,7 13,0 12,4 11,3 10,9 1,5 г/л 16,5 15,5 15,0 13,7 13,0 12,2 10,2 9,7 9,4 2,0 г/л 15,8 15,2 14,4 13,5 12,1 10,7 9,6 9,0 9,0 39 Екстрактивність, % 20 18 16 14 0 12 2484 10 79628 6 11214 0 4 1698 4 2 2 0 216 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.10 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси S-23, при температурі 12 °С. Таблиця 3.10 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 7 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 0,5 г/л 17,0 16,5 16,0 15,4 14,1 13,5 13,0 11,7 11,0 1,0 г/л 18 16,2 16,0 15,7 15,1 14,3 12,3 11,4 10,6 10,1 1,5 г/л 16,0 15,2 14,5 13,2 12,4 11,6 9,9 9,3 9,0 2,0 г/л 15,1 14,9 14,5 13,7 12,0 10,3 9,2 9,1 9,0 40 Екстрактивність, % 20 18 16 14 0 12 2484 10 8 9762 6 1114 20 4 16928 4 2 0 216 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.11 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 7 °С. Таблиця 3.11 – Динаміка зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 12 °С. Концентрація Тривалість бродіння, годин/Екстрактивність,% дріжджів 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 0,5 г/л 16,5 16,0 15,4 15,0 14,4 13,1 12,3 10,5 10,3 1,0 г/л 18 16,0 15,6 15,1 14,4 13,8 11,9 10,7 10,0 9,7 1,5 г/л 15,4 14,5 13,1 12,3 11,0 10,2 9,2 9,0 8,8 2,0 г/л 15,3 14,3 13,0 12,2 10,5 10,0 9,1 8,9 8,8 41 Екстрактивність, % 20 18 16 14 0 12 4248 10 7 8 92 6 11 624404 11682 0 21962 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.12 - Зміна екстрактивності в пивному суслі під час зброджування пивного сусла з концентрацією 18% дріжджами Раси W – 34/70, при температурі 12 °С. Таблиця 3.12 - Ступінь зброджування молодого пива Контрольний Ступінь зброджування молодого пива, %/ концентрація зразок дріжджів 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Раси W – S-23, 31 34,4 47,2 48,3 при температурі 7°С Раси W – S-23, 36,1 39,4 47,8 50 при температурі12°С Раси W – 34/70, 38,9 43,9 50 50 при температурі 7°С Раси W – 34/70, 42,8 46,1 51,1 51,1 при температурі12°С 42 Екстрактивність, % 60 50 40 РтеамсипеWРаси Wра –туSр-2і37, при 30 темпера–туSр-2і31, °Спри 20 тРеамсипеWра–ту3р4і/77 20°°С, Спри тРеамсипеWра–ту3р4і/1720°,Спри10 0 0,5 г/л 1,0 г/л 1,5 г/л 2,0 г/л Дозування дріжджів Рисунок 3.13 - Ступінь зброджування молодого пива При зброджуванні пивного сусла дріжджами Раси S-23 і Раси W – 34/70 при дозуванні дріжджів в кількості 0,5 та 1,0 г/л, отримали досить низьку ступінь зброджування, що обумовлено високим осмотичним тиском в наслідок високої концентрації сусла. При зброджуванні дріжджами Раси S-23 при температурі 12°С, дозуванні дріжджів в кількості 2,0 г/л, ступінь збродження – 50%, тривалість бродіння – 9 діб. При бродінні пивного сусла дріжджами Раси W – 34/70 ступінь зброджування молодого пива (51,1%) при температурі 12°С в кількості 1,5 та 2,0 г/л та 50% при температурі 7 °С -1,5 та 2,0 г/л. При дозуванні дріжджів 2,0 г/л бродіння закінчувалось на 8 – му добу. 3.2. Аналіз молодого пива Подальший аналіз молодого пива проводили у наступних зразках: Контроль 1 - 11% сусло зброджене дріжджами Раси S-23 при температурі 12 °С і дозуванні дріжджів в кількості 1,0 г/л. Контроль 2 - 11% сусло зброджене дріжджами Раси W – 34/70 при температурі 12 °С і дозуванні дріжджів в кількості 1,0 г/л. 43 Ступінь зброджування, % Дослід 1 - 18% сусло зброджене дріжджами Раси W – S-23 при температурі 12 °С і дозуванні дріжджів в кількості 2,0 г/л. Дослід 2 - 18% сусло зброджене дріжджами Раси W – 34/70 при температурі 12 °С і дозуванні дріжджів в кількості 2,0 г/л. В отриманих зразках визначали екстрактивність, ступінь зброджування молодого пива, кислотність, вміст спирту, кольоровість. Рисунок 3.14 – Визначення кольоровості Рисунок 3.15 – Визначення дійсного екстракту та вмісту спирту Отримані данні наведені в таблиці 3.13 та рисунку 3.16. 44 Таблиця 3.13 – Показники молодого пива Показник Контрольний зразок Дослідний зразок 1 2 1 2 Екстрактивність 11 18 11 18 початкового сусла, % Екстрактивність 5,1 4,5 9,0 8,8 молодого пива, % Ступінь 57 57,3 50 51,1 зброджування молодого пива, % Вміст спирту, % 3,2 3,6 5,7 5,8 об. Кислотність, 2,2 2,3 2,0 1,8 NaOH 0,1 моль/дм3 рН 4,4 4,6 4,4 4,3 Кольоровість, см3 1,0 1,2 0,9 1,0 р-ну I2 0,1 моль/дм3 Діацетил, мг/дм3 0,3 0,3 0,4 0,5 000. .78 0.0. 65 0..34 00..210 Контрольн1ий зразок Контрольн2ий зразок Дослідний зразок 1 Дослідний зразок 2 Рисунок 3.16 – Концентрація діацетилу в молодому пиві, мг/л. Діацетил СН3– СО-СО-СН3 - не бажаний ароматичний компонент пива. Утворюється дріжджами під час головного бродіння, надає пиву характерний медовий запах і присмак. Утворення діацетилу дріжджами відбувається на першій стадії головного бродіння, коли вони інтенсивно розмножуються і відбувається енергетичний обмін речовин. Допустима концентрація діацитилу в молодому пиві не більше 0,5 мг/дм3 [25]. Виходячи з отриманих даних ми бачимо, що в усіх 4-х зразках допустима концентрація діацетилу. Хоча в дослідних концентрація на межі 45 Концентрація діацетилу, мг/л граничнодопустимої норми, це обумовлено тим, що при підвищених температурах відбувається більш швидке утворення 2-ацетолактату. Аналогічний вплив надає і висока норма внесення дріжджів. Доброджування пива проводили при температурі 1-2 °С протягом 14 діб. Результати оцінки якості пива представлені в таблиці 3.14 Таблиця 3.14 – Оцінка якості пива Показник Контрольний зразок Дослідний зразок 1 2 1 2 Екстрактивність 11 18 11 18 початкового сусла, % Дійсний ступінь 62 62,5 67 68,3 зброджування пива, % Кислотність, 2,2 2,3 2,0 1,8 NaOH 0,1 моль/дм3 рН 4,4 4,6 4,4 4,3 Кольоровість, см3 0,8 0,9 0,7 0,9 р-ну I2 0,1 моль/дм3 Діацетил, мг/дм3 0,1 0,14 0,12 0,15 Стійкість піни,хв 3,0 3,6 3,8 4,2 Висота піни, 51 50 48 46 Профілограммі органолептичних покаників досліджуваних зразків пива зображена на рисунку 3.17. пр5озорість 4 піноутворення 3 колір 2 1 ддо0 доос слід 1(контроль) слліідд 32(контрольний)дослід 4 хмельова гіркота аромат смак Рисунок 3.17 - Профілограмма органолептичних покаників пива. 46 Концентрація вищих спиртів зменшується при достаточно высоком количестве аминокислот в начальном сусле. Висновки. В ході експериментів було визначено, що для зброджування сусла високої густини доцільно використовувати дріжджі раси S-23 та W – 34/70. Але враховуючи, те, що для досягнення високої концентрації сусла, його готують з внесенням цукру і глюкози в суслі спостерігається не достатня кількість амінного сусла, що під час зброджування сприяє накопиченню діацетилу, що в подальшому негативно вплине на органолептику пива. Тому доцільно використовувати підкормку для дріжджів. Також в процесі роботи визначилися з оптимальними параметрами зброджування дослідного сусла, а саме температура – 12 °С, доза внесення дріжджів 2,0 г/л. 47 РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 4.1. Принципово-технологічна схема. Солод Рис Цукор Очистка Відходи Приготування сиропу Подрібнення Фільтрація Приготування затору Вода Змішування І пауза 50°С, 30 хв ІІ пауза 62-63°С, 30 хв ІІІ пауза 70°С, 30 хв 100°С, 15-25 хв Вода Фільтрування затору Пивна дробина Хміль Кип’ятіння сусла з хмелем Пара Т = 100 °С, 2 год. Препарат «ВМС» Фільтрація Хмельова дробина Дріжджі Головне бродіння Осадочні дріжджі Доброджування Кізельгур Фільтрація Використаний кізельгур Готове пиво 48 4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми Технологічний процес виробництва пива починається з підготовки зернової сировини на очисних установках. Солод і рис зі складського приміщення поступають на очистку на повітряно-ситовому сепараторі 2, попередньо солод полірують на полірувальній машині 1. Далі очищений солод і рис надходять в бункери для неподрібненого зерна 3 та 4, з бункерів на дробіння. Розчиненню пивоварної сировини передує подрібнення солоду - дроблення. Незважаючи на те що це чисто механічний процес, він має великий вплив на перебіг біохімічних перетворень в процесі затирання, на склад сусла і вихід готового пива. Подрібнення солоду - операція непроста, оскільки для квіткових оболонок і ендосперму потрібна різна попередня обробка [28]. Оболонки слід подрібнювати максимально грубо. Хоча їх основний компонент (целюлоза) не розчиняється у воді, в них міститься цілий ряд дубильних, гірких і барвних речовин, надмірне вилуговування яких може негативно позначитися на смаку пива. Крім того, при фільтруванні сусла в фільтрчані оболонки утворюють фільтруючий шар, і їх дуже тонке подрібнення недоцільно. Для ендосперму необхідно тонке подрібнення, оскільки саме в ньому містяться основні екстрактивні речовини, але він подрібнюється нерівномірно, так як різні частини мають різну твердість внаслідок нерівномірного біологічного розчинення. Саме тому продукти подрібнення ендосперму розрізняються за розмірами, екстрактивності і розчинності. Зі збільшенням тонкості помелу зменшується об´єм подрібненого матеріалу, а зі зменшенням останнього зменшується і об´єм дробини. Чим тонше помел, тим щільніше осад з дробини і тим важче фільтрується сусло, через що фільтрування йде довше. Чим грубіше помел, 49 тим більше пухким стає шар дробини і тим швидше проходить процес фільтрування. Подрібнений солоду грає вирішальну роль в якості пива. Чим довше триває фільтрування через незбалансований склад подрібненого продукту, чим частіше доводиться промивати дробину для вилучення затриманого в ній екстракту, тим більше баластних компонентів оболонок зерна потрапляє в сусло, що може негативно вплинути на кольорі пива. Солод дробиться на солододробарці 5, а рис – на вальцьовому станку 6. Подрібнена сировина норією 7 подається на автоматичні ваги 8, з яких самопливом надходить в бункери для подрібненої сировини 9 та 10. З бункерів подрібнена сировина направляється в заторні апарати 11 на затирання. Переробка несоложеної сировини. Рис - містить всі компоненти ендосперму в їх нативнії формі. Оскільки вони не були розчинені в процесі солодоращення, не відбувалося утворення або активізації ферментів, для забезпечення, як мінімум, задовільного перетворення крохмалю і по можливості повного використання екстракту несолоджена сировина повинна піддаватися попередній обробці (розчиненню). Таку обробку здійснюють шляхом кип'ятіння несоложеної сировини, завдяки якому крохмаль клейстеризуєтся і згодом легше оцукрюється [25]. Щоб провести це розчинення найкращим чином, необхідно грубе подрібнення сировини. Так як в пивоварінні використовують зазвичай рисову січку, яка повинна бути додатково подрібнені. Так як в рисі відсутні оболонки, можна використовувати більш грубий кондиційований помел. Крім того, важливо забезпечити розчинення несолодженої сировини за допомогою ферментативних процесів. Під дією ферментів крохмаль у несолодженого зерна розріджується. Саме тому в процесі розчинення до 50 несолодженої сировини додають солод, що сприяє отриманню рідкого затору. Присутність амілаз солоду знижує температуру клейстеризації крохмалю приблизно на 20 ° С, завдяки чому клейстеризація може проходити ще в межах температур оцукрювання. Для розчинення несоложеної сировини потрібно досить багато води (1: 4-5), в зв'язку з чим затор із солоду роблять більш густим (1: 2,5-3), щоб після з'єднання обох заторів виходила нормальна концентрація сухих речовин в першому суслі[25]. Процес затирання проводять двовідварним способом. Затирання проводиться в апараті з паровим обігрівом. Спочатку готують затор з несолодженої сировини і 25 % подрібненого солоду від загальної кількості солоду. Початкова температура затирання 50 °С. після чого підкислюють молочною кислотою до рН 5,5. При 50 °С витримують 30 хв.(білкова пауза). Потім затор нагрівають до 62-63 ° С і витримують 30 хв, роблять ще аналогічну витримку при 70 ° С протягом 30 хв, підігрівають до кипіння і кип’ятять протягом 15- 25 хв. Готовий затор перекачують в другий заторний апарат де попередньо приготували солодовий затор з температурою 50 °С. Підігрівають всю масу до 68-70 °С. Таким чином, затор з несолодженої сировини є першою відваркою. Затор у другому заторному апараті повільно нагрівають до кипіння і кип’ятять протягом 10 хв. Охолоджують до 75 °С, перевіряють повноту оцукрення і перекачують в фільтраційний апарат. Готовий затір поступає на фільтраційний апарат 13 для відокремлення зернової дробини. Перекачування затору – є першою стадією фільтрації. Затор залишають у спокою на 15-30 хв. Перебування затору у спокою – є другою стадією процесу фільтрації. 51 Після 30 хв. Спокою в наслідок швидкого відкривання і закривання кранів в зоні стоків утворюються віхрові рухи. Перше каламутне сусло повертають на фільтрування насосом 15. Перший відбір сусла – є третьою стадією фільтрації. Повернення сусла продовжується до тих пір, поки сусло не стане прозорим. Дробина після закінчення процесу фільтрування вивантажується в збірник насосом 14. В дробині міститься багато екстракту. Кількість екстракту залежить від якості помолу, концентрації першого сусла, температури і поглинальної здатності дробини. Екстракт необхідно вилучить максимально. Вилуджування проводять гарячою промивною водою 75-77 °С. тривалість вилуджування 2 години. Для високонцентрованого сусла вилуджування закінчують при концентрації екстракту в промивних водах 3- 5%. Сусло з фільтраційного апарата подається насосом 15 в сусловарильний апарат 17 для кип’ятіння з хмелем. Даний апарат обладнано теплообмінником 16 для утилізації тепла, що виділяється при охмелені. Сусло після перекачування у сусло варильний апарат підігрівають до температури 70-75 °С, додають промивні води і нагрівають до кипіння, тривалість кип’ятіння складає в середньому 2 год. Хміль вносять в три прийоми: Перший – 25% на початки кип’ятіння. Другий - 50% після 40 хв кип’ятіння. Третій - 25% за 40 хв до закінчення кип’ятіння. Цукор і глюкозу додають в сусловарильний апарат після фільтрування або незадовго до перекачування охмеленого сусла з метою доведення до необхідного рівня масової частки сухих речовин у початковому суслі [7]. Цукор вносять або у вигляді кристалічної сахарози або у вигляді сиропу. Екстрактивність сиропів залежить від концентрації та варіює від 65 до 85%. 52 Охмелене сусло проходячи хмелецідильник 18 для відокремлення хмелевої дробини з допомогою насоса 19 передається на гідроциклон 20 для освітлення. В гідроциклоні гаряче сусло освітлюється від тонких завислих часточок і частково охолоджується. Потім освітлене сусло відцентровим насосом 21 перекачується в пластинчастий теплообмінник 22, який має дві секції – водяного та розсільного охолодження. В першій секції сусло холодною водою охолоджується до 23 0С, в другій розсолом до температури бродіння 6 0С. Охолоджене сусло поступає бродильний апарат відкритого типу 23 або в циліндро-конічний бродильний апарат 33. Розрізняють такі стадії бродіння: • Забіла (1-а доба); • стадія низьких завитків (на 2 і 3 добу); • стадія високих завитків (3 - 5 діб); • опадання піни і утворення деки (до 7 - 8 діб). Хід бродіння можна відслідковувати не тільки за цими зовнішніми проявами, але і по змінам, що відбуваються з бродячим суслом, тобто з поведінки дріжджів, зниження екстрактивності, збільшення температури і підвищенню кислотності (зниження значення pH). Оскільки картину бродіння в бродильних танках іноді взагалі спостерігати неможливо, то подальше опис відноситься до класичного бродінню в чанах. Контроль ходу головного бродіння здійснюється шляхом спостереження за стадіями бродіння і їх своєчасною зміною шляхом щоденного, по два рази на добу, визначення температури бродіння і екстрактивності. Для цих цілей використовують поплавкові термометри і цукроміри (окремо для кожного бродильного чана). Відображення значень здійснюється, як правило, в формі номограм. Для бродильних танків визначають тільки температуру і екстрактивність (іноді також значення pH), а в кінці бродіння - вміст вільного α-амінного азоту [28] 53 Процес бродіння в апаратах відкритого типу триває 7-10 діб при температурі 60С після чого молоде пиво насосом 24 направляють на доброджування в лагерні танки 25. Відпрацьовані дріжджі з бродильних апаратів перекачуються на зберігання в дріжджові ванни 39. Дріжджі під час зберігання в ваннах промиваються холодною водою, що подається зі збірника 38. Процес доброджування в залежності від сорту пива може тривати від 11діб до 3-4 місяців і навіть більше. За цей час в пиві остаточно формується смак та аромат, відбувається насичення продукту вуглекислим газом. Перекачування в ємності для доброджування проводиться після їх миття та дезінфекції. Пиво має надходити в ємності рівномірно щоб уникнути надмірного піноутворення (і, тим самим, втрат СO2) і захоплення повітря. Найбільш доцільною перекачування проводити знизу. Наповнення танка проводиться, як правило, не за один раз - за рахунок змішування і заповнення доливом намагаються нівелювати відмінності за складом окремих варок (по крохмалю, ступеню зброджування, кольором і смаком) і, таким чином, забезпечити, наскільки можливо, однакову якість пива. Таке «купажування» у відділенні доброджування позитивно відображається і на партіях пива, зброджених різними дріжджами. Та після доброджування пиво потребує фільтрування. Цей процес здійснюється на діатомітовому фільтрі 30 з допомогою насоса 26, дозаторів суспензії кізельгурового порошку 27,28 та насоса-дозатора 29. Перед фільтруванням необхідно створити фільтруючий шар кізельгуру на перегородках фільтра 30. Це здійснюється наступним чином: в дозатор 27 завантажується кізельгур і розбавляється пивом, що подається насосом 26, далі з допомогою цього ж насоса суспензію з дозатора змушують рухатись по замкненому контуру через фільтр 30. Коли фільтруючий шар намитий приступають до фільтрування. Насосом 26 безперервно подається пиво на фільтр, а насосом-дозатором 29 з дозатора 28 в його потік вприскується необхідна для нормального ходу процесу фільтрування кількість суспензії 54 кізельгурового порошку. Пиво, що пройшло даний процес на кізельгуровому фільтрі поступає на наступне фільтрування на знепліднюючий фільтр 31, фільтруючим матеріалом в якому служить целюлоза. Кізельгур (діатомова або інфузорна земля) складається з маленьких частинок (розміри 40-160 мкм в довжину і 2-5 мкм завширшки) одноклітинних інфузорних водоростей-діатомітів, які виявлені в США, Канаді, Італії, Франції та Німеччини. Сирий кізельгур очищають від органічних домішок і піску прокалюванням при температурі 700-900 °С. Також повинні видалятися карбонати і оксиди заліза (прожарений або кальцинований кізельгур, як правило, використовують для тонкого фільтрування) [25]. При введенні флюсу (NaCl, CaCO3) вже прожарений при 1000 °С кізельгур піддається повторному прокалюванню. При цьому точка плавлення діоксину кремнію діатомітів знижується, і діатоміт спікається в більші агломерати, завдяки чому після подрібнення утворюється білий кізельгур, який застосовується для прискореного фільтрування. В результаті повітряної сепарації відбувається якісний поділ кізельгуру за ступенем подрібнення. Різна структура кізельгуру обумовлює його різну систему фільтраційну здатність. Діатоміт у формі голок фільтрує повільно і тонко, у формі ножа або гребеня - із середньою швидкістю, а великі чотирикутні або круглі діатоміти фільтрують швидко, але з невисоким ступенем фільтрації. Коефіцієнт адсорбції у кізельгуру незначний (0,4-0,5 в порівнянні з 20 у фільтраційнії масі і 1000 у азбесту). У кізельгурі міститься 85-90% кремнієвої кислоти, а також близько 4% оксиду алюмінію. Вміст заліза не повинна перевищувати 0,1%, а значення pH має перебувати поблизу нейтральної точки [25]. Якщо процес бродіння відбувається в циліндро-конічних бродильних апаратах 33, то потреби в наступному доброджуванні немає, адже і бродіння і доброджування відбуваються в одному апараті. ЦКБА охолоджуються за допомогою сорочок, по яких циркулює розсіл. Тривалість перебування 55 продукту в цих апаратах 14-18 діб. Після зброджування пива протягом десяти діб проводиться перше знімання дріжджів з конічної частини апарата. Друге знімання проводять перед передачею пива на освітлення. Відпрацьовані дріжджі через проміжне монжю 35 поступають на вакуум-монжю 36, з якого передаються на промивання та зберігання до дріжджових ванн 39. Готове пиво з ЦКБА подається на фільтрування насосом 26. 4.3. Асортимент готової продукції та сировини В магістерській роботі запропоновано 2 види пива “Солодове ” – світле пиво, початкова концентрація сусла 11%, вміст алкоголю – 3,8% об. “Дніпровське” – світле пиво, початкова концентрація сусла 18%, вміст алкоголю – 8 % об. Пиво повинне бути виготовлене у відповідності з вимогами діючого стандарту (ДСТУ 3888:15) по технологічних інструкціях і рецептурах з дотриманням санітарних норм і правил, затверджених в установленому порядку [8] . За органолептичними показниками пиво повинно відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 4.1. Таблиця 4.1 — Органолептичні показники якості пива Найме- Характеристика показника нування показни-ка фільтроване пиво нефільтроване пиво: освітлене, неосвітлене світле світле 1 2 3 Зовні-шній Прозора піниста рідина, без осаду і Прозора піниста рідина, без осаду і вигляд сторонніх включень сторонніх включень, не властивих продукту (допускається наявність дріжджового осаду і слабка опалесценція) 56 Продовження таблиці 4.1. 1 2 3 4 Солодовий и Солодовий смак з Чистий смак збродженого солодового Смак хмелевий смак з присмаком напою з хмелевою гіркотою і з гіркотою, що карамельного присмаком дріжджів. Сторонній відповідає сорту солоду, з приємною присмак не допускається пива гіркотою, що відповідає сорту пива Аромат Аромат, що відповідає сорту пива, Аромат збродженого солодового напою. чистий, без сторонніх запахів і Допускається слабкий дріжджовий присмаків аромат. Сторонні запахи не допускаються Піноутворен Пиво с масовою часткою сухих речовин в суслі від 8 % до 11,5 %: висота піни, ня не менше, мм — 20,0 піностійкість, не менше, хв — 2,0 Пиво с масовою часткою сухих речовин в суслі від12,0 % до 20,0 %: висота піни, не менше, мм — 30,0 піностійкість, не менше, хв — 2,0 За фізико-хімічними показниками пиво повинне відповідати вимогам вказаним в таблиці 4.2 Таблиця 4.2 — Фізико-хімічні показники пива Стійкість, не менше, діб Масова 3 доля Колір, см фільтроване сухих Масова Кислот- 0,1 Назва пива 3 Масова 3 речовин доля ність, см моль/дм частка в спиртун 1 моль/дм3 розчину Діокси- початков е розчину йоду на ому менше, гідрок- 100 см3 ду вуг- води лецю Непа- суслі, % % сиду пастери- сте- натрію на не зоване ризова 100 см3 менше, пива % не Світле Солодове 12,0 3.4 1,7-3.2 0.4-1.8 0,33 30 8 Дніпровське 18,0 5,0- 8,0 2,5-5,0 0.4-1.8 0,35 30 12 57 Характеристика сировини Для приготування пива використовують таку сировину: Солод пивоварний ячмінний згідно з ДСТУ 4282:2018 Хміль мелений гранульований згідно ДСТУ 7028:2009; Несолоджені зернопродукти: Крупу рисову згідно з ДСТУ 4965:2008. Цукор-пісок згідно з ДСТУ 4623-2006. Солод – це заздалегідь замочене, проросле в штучних умовах й при цьому збагачене активними ферментами зерно різних видів зернових культур. Характеристика солоду наведена в таблиці 4.3. Таблиця 4.3– Характеристика світлого і темного солоду [9]. Найменування Характеристика світлого і темного солоду Зовнішній вигляд Однорідна зернова маса, яка не містить пліснявих зерен і зернових шкідників Колір Від світло-жовтого до жовтого. Не допускаються зеленуваті і темні, обумовлені цвіллю Запах Солодовий, більш концентрований темного солоду. Не допускаються: кислий, запах цвілі та ін Смак Солодовий, солодкуватий. Не допускається сторонній присмак За фізико-хімічними показниками світлий і темний (таблиця 4.4), Таблиця 4.4 – Характеристика світлого солоду [9]. Найменування Норми для типів солоду показників Світлого Високої I класу II класу якості 1 2 3 4 Прохід через сито (2,2X20) мм, %, не 3,0 5,0 8,0 більше 58 Продовження таблиці 4.4 1 2 3 4 Масова частка сміттєвих домішок, %, не Не допускается 0,3 0,5 більше Борошнистих, не менше 85,0 80,0 60,0 Склоподібних, не більше 3,0 5,0 10,0 Темних, не більше Не допускається Не допускається 4,0 Масова доля вологи, %, не 4,5 5,0 6,0 більше Масова частка экстракту в сухій речовині солода тонкого 79,0 78,0 76,0 помолу, %, не менше Різницяи масо- вих долей экс- трактів в сухій речовині солода Не більше 1,5 1,6-2,5 Не більше 4,0 тонкого і гру- бого помолу, % Масова частка білкових речо- вин в сухій речовині 11,5 11,5 12,0 солоду %, не більше 59 Продовження таблиці 4.4 1 2 3 4 Відносна масова частка розчинного білкув в білкових 39—41 - - речовинах в в сухій речовині солоду (число Кольбаха),% Оцукрення, хв, не більше 15 20 25 Вимоги до рисової крупи згідно ДСТУ 4965:2008. Таблиця 4.5 - Характеристика рисової крупи[14]. Назва показника Характеристика і норми Перший сорт Колір Білий з різними відтінками Запах Властивий рисовій крупі без посторонніх запахів, не затхлий, не пліснявий Смак Властивий рисовій крупі без посторонніх присмаків, не кислий, не гіркий Кількість ядер, що мають відношення - довжини ядра до ширини 2, 3 і більше, %, не менше Вологість, %, не більше 15,5 Доброякісне ядро, %, не менше 99,4 в тому числі: рис подрібнений, %, не більше 9,0 пожовклі ядра рису, %, не більше 2,0 крейдові ядра риса, %, не більше 2,0 ядра з червоними смугами, %, не більше 3,0 червоні ядра, %, не більше не допускається глютинозні ядра, %, не більше 2,0 лущені зерна просянки, %, не більше - Нелущені зерна рису,%, не більше 0,2 Сміттєва домішка, %, не більше 0,3 в тому числі: мінеральна домішка 0,05 органічна домішка 0,05 Зараженість шкідниками хлібних запасів Не допускається Забрудненість мертвими шкідниками хлібних запасів: мертві жуки, екз. в 1 кг, не більше 15 60 Металомагнітна домішка, мг в 1 кг, не 3 більше Обмежувальні норми якості гіркого хмелю ДСТУ 7028:2009 Таблиця 4.6 - Характеристика хмелю[12]. № Назва показники Норма 1. Масова частка альфа-кислот,% у СР, не 4,0 менше 2. Масова частка хмелевих домішок,%,не 6,0 більше 3. Масова частка насіння,%,не більше 4,0 4. Масова частка води,%, не більше 12,0 5. Масова частка золи,% у СР,не більше 13,0 6. Масова частка токсичних елементів, мг/кг, Не дозволено не більше 7. Наявність плісняви Не дозволено 8. Вміст нехмелевих домішок Не дозволено Цукор За органолептичними показниками цукор повинен відповідати вимогам зазначеним у таблиці 4.7. Таблиця 4.7 – Органолептичні показники цукру [13]. Назва Характеристика показника Зовнішній Білий, чистий без плям і домішок, для цукру третьої та вигляд четвертої категорій надає жовтуватий відтінок. Запах і Кристалічний цукор повинен бути пухким, без грудочок. Для смак цукру третьої та четвертої категорій допускаються грудочки, які розпадаються при легкому натисканні. Чистота Солодке без стороннього запаху і смаку, як у сухому цукрі, розчину так і у його водному розчині, для цукру четвертої категорії дозволяють слабкий запах патоки. За фізико-хімічними показниками цукор повинен відповідати вимогам зазначеним в таблиці 4.8. 61 Таблиця 4.8 – Фізико-хімічні показники кристалічного цукру [13]. Значення за категоріями Назва показника кристалічного цукру, сахарози для шампанського і цукрової пудри 1 (екстра) 2 3 4 Масова частка сахарози 99,7 99,7 99,61 99,5 (поляризація), %, не менше ніж Масова частка редукувальних 0,04 0,04 0,05 0,065 речовин (в перерахуванні на суху речовину), %, не більше ніж Масова частка вологи, %, не більше ніж: - кристалічного цукру 0,06 0,1 0,14 0,15 - сахарози для шампанського - 0,1 - - - цукрової пудри - 0,2 0,2 - Масова частка золи (в перерахуванні на суху речовину), 0,011 0,027 0,04 0,05 не більше ніж: % балів 6,0 15,0 - - Кольоровість в розчині, не більше ніж: 22,5 45,0 104 195 одиниць ICUMSA балів умовних 3 6 - - одиниць - - 0,8 1,5 Масова частка феродомішок, %, не більше ніж 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Величина окремих часток феродомішок, в найбільшому лінійному вимірі, мм, не більше 0,3 0,3 0,3 0,3 ніж За мікробіологічними показниками цукор повинен відповідати вимогам зазначеним в таблиці 4.9. 62 Таблиця 4.9 – Мікробіологічні показники [13]. Значення Назва показника Кількість мезофільних аеробних і 1,0 * 103 факультативно анаеробних мікроорганізмів, КУО в 1 г, не більше ніж Плісеневі гриби, КУО в 1 г, не більше ніж 1,0 * 10 Дріжджі, КУО в 1 г, не більше ніж 1,0 * 10 Бактерії групи кишкових паличок (коліформи) Не допускають в 1 г Патогенні мікроорганізми, в тому числі Не допускають бактерії роду Salmonella, в 25 г Допустимі рівні токсичних елементів в цукрі наведені в таблиці 4.10. Таблиця 4.10 – Допустимі рівні токсичних елементів [13]. Назва показника Допустимий рівень вмісту, мг/кг, не більше ніж ртуть 0,01 миш’як 1,0 свинець 0,5 кадмій 0,05 4.4. Продуктовий розрахунок Розрахунок продуктів виконаний згідно практикума Балашова В.Є., втрати на стадіях виробництва наведені в таблиці 4.11. Таблиця 4.11 – Втрати на стадіях виробництва пива [2]. Втрати Пиво з масовою часткою початкового сусла, % «Солодове» «Дніпровське» 12 % 18 % Екстракту з пивною 2,2 2,3 дробиною,% від маси зернопродуктів Екстракту з хмельовою 6,3 8,4 дробиною,шламомпід час 63 сепарування, стискування під час охолоджування, на замочування трубопроводів,% від об’єму гарячого сусла У цеху бродіння, % від 2,2 2,7 об’єму бродіння сусла Під час доброджування та 2,4 2,9 фільтрування, % від об’єму молодого пива В тому числі під час 1,1 1,1 фільтрування Під час розливу, % від об’єму фільтрованого пива У пляшки (з вирахуванням 2,5 2,5 поверненого пива) Загальні видимі з рідкою 12,8 12,8 фазою (від гарячого сусла до товарного пива) Загальні дійсні з рідкою 9,2 9,2 фазою (від сусла у варильному цеху, приведеного до 20ºС) Під час пастеризації пива в 2,2 2,2 пляшках, % від об’єму пастеризованого пива Розрахунок продуктів виробництва пива складається з визначення витрат сировини, об'єму напівпродуктів і відходів виробництва на одиницю готової продукції [2]. Дані для розрахунку – екстрактивність сировини, втрати екстракту у варильному цеху та втрати з рідкою фазою – беремо з урахуванням сучасної технології, чинних нормативів і досягнень підприємств галузі. «Солодове», з концентрацією СР у початковому 12 %; «Дніпровське», з концентрацією СР у початковому 18 %; У розрахунках виходу сусла у варильному цеху враховуємо, що об'єм сусла у процесі охолодження зменшується на 4%. Вихід товарного пива визначають за формулою: ВТ = (ВВ*ВБ*ВД*ВР/100*100*100*100)*100, де ВВ, ВБ, ВД, ВР — вихід напівпродуктів з рідкою фазою в цехах відповідно у варильному, бродіння, доброджування і розливу. 64 Втрати при розливі у кеги та пляшки: «Солодове» 12% 2,5*1 + 0,5*0 = 2,5% Дніпровське» 18% 2,5*0,10 + 0,5*0,90 = 0,7% Вихід по сортах за умови, що значення втрат прийняті для орієнтовного розрахунку, становитиме для пива: Концентрація початкового сусла Солодове 12 %-го: Вв=100 – 4 – 2,2 = 93,8%; Вб=100 – 2,2 = 97,8%; Вд=100 – 2,4 = 97,6%; Вр=100 – 2,5 = 97,5%. Вт 12%= (93,8*97,8*97,6*97,5/100*100*100*100)*100 = 87,29%; Концентрація початкового сусла Дніпровського 18 %-го: Вв=100 – 4 – 2,3 = 93,7%; Вб=100 -2,2 = 97,8%; Вд=100 - 2,9 = 97,1%; Вр=100 – 0,7 = 99,3%. Вт 18%= (93,7*97,8*97,1*99,3/100*100*100*100)*100 = 88,36%; Загальні втрати з рідкою фазою становитимуть для пива: Солодове 12% 100 – 87,29 = 12,71%; Дніпровське 18% 100 – 88,36 = 11,64 % Об'єм напівпродуктів у різних цехах виробництва визначаємо також з урахуванням втрат. Для одержання 1 дал Солодового пива потрібно: пива-фільтрованого (1 / (100 – 2,5)) * 100 = 1,0256 дал; молодого (1,0256 / (100 - 2,4)) * 100 = 1,0508 дал ; сусла-холодного (1,0508 / (100 - 2,2) * 100 = 1,0744 дал ; гарячого (1,0744 / (100 – 6,3)) * 100 = 1,1466 дал . Для одержання 1 дал Дніпровського пива потрібно: пива-фільтрованого (1 / (100 – 0,7)) * 100 = 1,007 дал; молодого (1,007 / (100 – 2,9)) * 100 = 1,0371 дал ; 65 сусла-холодного (1,0371 / (100 – 2,7) * 100 = 1,0659 дал ; гарячого (1,0659 / (100 – 8,4)) * 100 = 1,1636 дал. Витрати сировини, кг, на 1 дал пива розраховуємо за формулою: N = (e * d * 96 * 10) / (E - Втрр) * Вт, е — масова частка сухої речовини у початковому суслі, %; d — відносна густина сусла; Е — екстрактивність зернопродуктів у перерахунку на ПСР, %; Втрр— втрати екстракту в дробині, %; Вт — вихід товарного пива, %. Екстрактивність сировини для прийнятих сортів пива у перерахунку на ПСР становитиме: Для світлого солоду вологістю 5,6% і екстрактивністю 76,0%: 76,0 * (100 – 5,6) / 100 = 71,74%; Для рисової січки вологістю 15,0%: 85,0 * (100 – 15,0) / 100 = 72,25%; Для цукру вологістю 0,15 %: 100 * (100 – 0,15) / 100 = 99,85%; Для приготування Солодового з концентрацією початкового сусла 12% потрібно 100% світлого солоду. Середньозважена екстрактивність зернопродуктів Е дорівнює: 1 * 71,74 = 71,74%. Витрати солоду на 1дал пива з концентрацією початкового сусла 12% пива N буде становити: N = (12 * 1,0434 * 96 * 10) / ((71,74 – 2,2) * 97,5) = 1,77 кг; в тому числі: солоду світлого 1,79 * 1,0 = 1,77 кг; Для приготування Дніпровського з концентрацією початкового сусла 18 % потрібно 70% світлого солоду, 10% рисової січки та 20% цукру. Отже, екстрактивність сировини Е дорівнює: 66 0,70 * 71,74 + 0,10 * 72,25 + 0,20 * 99,85 = 77,42%. Витрати сировини N на 1 дал пива з концентрацією початкового сусла 18 % пива становитимуть: N = (18 * 1,0747 * 96 * 10) / ((77,42 – 2,7) * 99,3)) = 2,50 кг, у тому числі солоду : світлого 2,50 * 0,70 = 1,75 кг ; рисової січки 2,50 * 0,10 = 0,25 кг . цукру 2,50 * 0,20 = 0,5 кг . Для визначення економічної доцільності розраховуємо приготування Дніпровського з концентрацією початкового сусла 18 % виготовленого з 100% світлого солоду. Отже, екстрактивність сировини Е дорівнює: 1,00 * 71,74 = 71,74%. Витрати сировини N на 1 дал пива з концентрацією початкового сусла 18 % пива становитимуть: N = (18 * 1,0747 * 96 * 10) / ((71,74 – 2,7) * 99,3)) = 2,71 кг, у тому числі солоду : світлого 2,71 * 1,00 = 2,71 кг ; Витрати хмелю визначають за нормативною формулою з урахуванням основного вмісту в ньому альфа-кислот, що дорівнює 3,5%, вологості — 13 %. Нn=Гс * 106 / (α + 1) * (100 - W) * (100 - Ввтр) Гс – кількість хмельової гіркоти, яку треба внести в сусло, г/дал у перерахунку на суху речовину; α – вміст альфа-кислот, %; W – вологість ячменя, %; Ввтр – загальні втрати за рідкою фазою, %; Отже, витрати хмелю на 1 дал пива: Солодове з концентрацією початкового сусла 12%: 0,99 * 106 / ( 3,5 + 1) * (100 - 13) * (100 – 15) = 29,7 г; 67 Дніпровське з концентрацією початкового сусла 18%: 1,33 * 106 / (3,5 + 1) * (100 – 13) * (100 – 15) = 39,97 г; Вторинна сировина. Пивна дробина містить всі речовини зернової сировини за винятком екстракту, що перейшов у сусло. Для приготування 1 дал Солодового 12 %-го пива згідно з наведеним розрахунком потрібно 1,77 кг світлого солоду вологістю 5,6 %. Втрати екстракту з дробиною — 2,2 %. Кількість сухої дробини для Солодового 12 %-го пива дорівнюватиме за рахунок: Солоду світлого 1,77 – (1,77 * 0,056) – (1,77 * 0,7174) * 0,978 = 0,429 кг; Кількість сирої дробини вологістю 80 % становитиме: 0,429 * 100 / (100 - 80) = 2,15 кг. Для приготування 1 дал Дніпровського 18%-го пива згідно з наведеним розрахунком потрібно 1,75 кг світлого солоду вологістю 5,6 %, 0,25 кг рисової січки вологістю 15,0%, 0,5 кг цукру вологістю 0,15 %. Втрати екстракту з дробиною — 2,3 %. Кількість сухої дробини для Дніпровського 18%-го пива дорівнює за рахунок: Світлого солоду 1,75 – (1,75 * 0,056) – (1,75 * 0,7174) * 0,978 = 0,424 кг; Рисової січки 0,25 – (0,25 * 0,15) – (0,25 * 0,7225) * 0,978 = 0,036 кг; Цукру 0,2 – (0,2 * 0,0015) – (0,2 * 0,9985) * 0,978 = 0,0047 кг; Кількість сирої дробини становить: (0,424 + 0,036 + 0,0047) * 100 / (100 - 80) = 2,32 кг. 68 Для приготування 1 дал Дніпровського 18%-го пива згідно з наведеним розрахунком потрібно 2,71 кг світлого солоду вологістю 5,6 %. Втрати екстракту з дробиною — 2,3 %. Кількість сухої дробини для Дніпровського 18%-го пива дорівнює за рахунок: Світлого солоду 2,71 – (2,71 * 0,056) – (2,71 * 0,7174) * 0,978 = 1,33 кг; Кількість сирої дробини становить: 1,33 * 100 / (100 - 80) = 6,63 кг. Кількість хмельової дробини втричі більше за кількість використаного хмелю. Вихід дріжджів дорівнює 0,18 л на 1 дал пива, причому 0,085 л використовують як насіннєві,а 0,095 л — осадові товарні дріжджі. Вихід шламу в результаті сепарування становить 0,031 кг на 1 дал пива. Вихід осаду з апаратів доброджування приймаємо 0,03 л на 1 дал пива. Приймаємо, що весь зброджуваний екстракт — мальтоза. Його зброджування відбувається за рівнянням: С12Н22О11 + Н2О = 4С2Н5ОН + 4СО2, тобто з 342 мас.ч.мальтози утворюється 44 * 4 = 176 мас.ч. діоксиду вуглецю і 184 мас.ч. спирту. Для Солодового 12%-го пива приймаю ступінь зброджування 55%. Маса холодного сусла дорівнює: 1,0744 * 1,0434 * 10 = 11,21 кг. Кількість екстракту в ньому: 11,18 * 0,12 = 1,345 кг. Кількість збродженого екстракту: 69 1,342 * 0,55 = 0,74 кг. Утворюється діоксиду вуглецю 0,74 * 176 / 342 = 0,38 кг З цієї кількості зв’язується з пивом 11,21 * 0,003 = 0,034 кг І виділяється вільного СО2 0,38 - 0,034 = 0,346 кг. Для Дніпровського 18%-го пива приймаю ступінь зброджування 50%. Маса холодного сусла дорівнює: 1,0659 * 1,0747 * 10 = 11,46 кг. Кількість екстракту в ньому: 11,46 * 0,18 = 2,062 кг. Кількість збродженого екстракту: 2,062 * 0,50 = 1,031 кг. Утворюється діоксиду вуглецю 1,031 * 176 / 342 = 0,531 кг З цієї кількості зв’язується з пивом 11,46 * 0,003 = 0,034 кг І виділяється вільного СО2 0,531 – 0,034 = 0,497 кг. Таблиця 4.12 – Зведена таблиця розрахунку продуктів Сировина, напівпродукти, відходи для сортів пива Солодове 12% Дніпровське Дніпровське Продукт Од. 18% 18% вим. (100% солод) на 1 дал на 1 дал на 1 дал Солод світлий кг 1,77 1,75 2,71 Рисова січка кг - 0,25 - 70 Цукор кг - 0,5 - Всього сировини кг 1,77 2,5 - Хміль кг 0,03 0,04 0,04 Сусло гаряче дал 1,1466 1,1636 1,1636 Сусло охолоджене дал 1,0744 1,0659 1,0659 Молоде пиво дал 1,0508 1,0371 1,0371 Фільтроване пиво дал 1,0256 1,007 1,007 Товарне пиво дал 1,000 1,000 1,000 Пивна дробина кг 2,15 2,32 6,63 Дріжджі насінневі л 0,085 0,085 0,085 Дріжджі товарні л 0,095 0,095 0,095 Шлам при л 0,031 0,031 0,031 сепаруванні Відстій в апаратах 0,03 0,03 0,03 доброджування кг Діоксид вуглецю кг 0,346 0,497 0,497 Молочна кислота кг 0,0038 0,0038 0,0038 4.5. Розрахунок економічної ефективності Виробництво пива в Україні з кожним роком збільшується, так як зростає попит на нього, тобто є необхідне ринкове співвідношення попиту і пропозиції. Основне завдання КМР – є підвищення якості основного продукту, впровадженням нових технологій, які б забезпечували стійкість та стабільність смаку і аромату. Аналізуючи ринок пива в Україні, відзначимо що на ньому спостерігається тенденції росту. Однак, не зважаючи на зростання обсягів ринку пива в Україні він ще залишається ненасиченим і його потенціал набагато більший ніж фактичні обсяги. Також висока конкуренція змусила пивоварні заводи збільшити виробництво пива і виводити на ринок нові сорти хмільного напою. В асортименті 2 сорти пива: «Солодове» та «Дніпровське». «Солодове» – світле пиво, початкова концентрація сусла 12 %, вміст алкоголю – 3,8 % об. 71 «Дніпровське» – світле пиво, початкова концентрація сусла 18 %, вміст алкоголю – 8 % об. 4.5.1. Розрахунок собівартості продукції Стаття 1 «Сировина та матеріали» Таблиця 4.13 - Сировина та матеріали [49]. «Солодове» «Дніпровське» «Дніпровське І» Солод світлий кг 1,77 26 46,02 1,75 26 45,5 2,71 26 70,46 Рисова січка кг - - - 0,25 12 3 - - - Цукор кг - - - 0,5 22 11 - - - Хміль кг 0,03 150 4,5 0,04 150 6 0,04 150 6 Молочна кислота кг 0,0038 114 0,4332 0,0038 144 0,5472 0,0038 144 0,5472 Підкормка для дріжджів «ВМС» гр - - - 0,4 5 2 0,4 5 2 Дріжджі гр 0,1 12 1,2 0,2 12 2,4 0,2 12 2,4 Всього: 52,1532 70,4472 81,41 Транспортно- 4,07 5,50 заготівельні витрати (7,8 %) Всього 56,22 75,94 87,76 Собівартість по сировині «Солодового» пива склала -56,22 грн/дал. «Дніпровського» - 75,94 грн/дал. «Дніпровського І» - 87,76 грн/дал. «Дніпровське» 87,76-75,94 = 11,82 грн/дал. Висновки. При виробництві пива з висококонцентрованого сусла додавання цукру, для оптимізації концентрації, значно приводить до здешевлення напою. Економія, в порівнянні з напоєм виготовленому на 100% солоді, складає 11,82 грн/дал, що підтверджує економічну доцільність. 72 Назва сировини Одиниця виміру Норма витрат на 1 дал Оптово- відпускна ціна, грн Затрати на 1 дал Норма витрат на 1 дал Оптово- відпускна ціна, грн Затрати на 1 дал Норма витрат на 1 дал Оптово- відпускна ціна, грн Затрати на 1 дал РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 5.1. Аналіз шкідливих факторів на підприємствах галузі Закон України Про охорону праці від 21 листопада 2002 року № 229 - IV із змінами і доповненнями [19] викладено у новій редакції визначає основні положення щодо реалізації конституційного права працівників на охорону їх життя і здоров´я у процесі трудової діяльності на належні, безпечні і здорові умови праці, регулює за участю відповідних органів державної влади відносини між роботодавцем і працівником з питань безпеки, гігієни праці та виробничого середовища і встановлює єдиний порядок організації охорони праці в Україні. Фінансування охорони праці здійснюється роботодавцем. Фінансування профілактичних заходів з охорони праці, виконання загальнодержавної, галузевих та регіональних програм поліпшення стану безпеки, гігієни праці та виробничого середовища, інших державних програм , спрямованих на запобігання нещасним випадкам та професій- ним захворюванням передбачається, поряд з іншими джерелами фінансування, визначеними законодавством, у державному і місцевих бюджетах, що виділяються окремим рядком Для підприємств, незалежного від форми власності, або фізичних осіб, які використовують найману працю, витрати на охорону праці становлять 0,5% від суми реалізованої продукції. Суми витрат з охорони праці, що належать до валових витрат юридичної чи фізичної особи, яка відповідно до законодавства використовує працю найманих робітників, визначається згідно з переліком заходів та засобів з охорони праці, що затверджується Кабінетом Міністрів України [31]. 73 Основними шкідливими речовинами й виділеннями при виробництві пива є органічний пил, діоксид вуглецю, мийні засоби та дезінфектанти тепло- і вологовиділення, а також низька температура у бродильно- лагерному відділенні. Враховуючи це, на всіх виробничих дільницях необхідно створювати для працівників нормальні умови роботи. Мікроклімат виробничого приміщення повинен відповідати нормативним значенням, котрі дозволяють добре функціонувати організму працюючих без напруги і порушень механізмів терморегуляції, створити відчуття теплового комфорту, що в свою чергу стимулює високу працездатність [31]. Мікроклімат виробничого приміщення нормується в залежності від теплових характеристик виробничого приміщення, категорії робіт по тяжкості і пори року [32, с.187 , додаток 1] наведений у табл. 5.1. 74 Допустима на постійних і непостійних робочих місцях, не більше Оптимальна не більше Допустима на постійних і непостійних робочих місцях, не більше Оптимальна Оптимальна Допустима на постійних і непостійних робочих місцях, не більше Оптимальна,не більше Допустима на постійних і непостійних робочих місцях, не більше Оптимальна Оптимальна Категорії робіт 75 Продов ження т1а7бл. 16 15 14 13 12 11 Продов ження табл. Продов ження т1а5блиці Таблиця 5.1. - Норми5.1. 16 мікрокліматичних параметХроівлопдонвиійтряперроібоодчорїокзуони цехів по виробництву і Троепзллиивйу ппеирвіоад. року Найменуван Температура , °С Відносна Швидкість Температура , °С Відносна Швидкість ня вологість руху вологість.% руху,м/с2 0,3 0,4 професій допустима На На Допустима пос- непо- 0,3 0,4 тій - стій – На На них них пос- непос- робо - робо- тійних тійнихробо -робо - 0,3 0,4 чих чихміс - міс – чих чих цях цях місцях місцях 0,3 0,4 0,3 0,4 0,2 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Машиніст ІІ а 18-20 17-23 15-24 40-60 75 0,2 0,3 23 27/30 29/31 40-60 75 0,3 0,4 дробильних установок Варильник харчової ІІ а 18-20 17-23 15-24 40-60 75 0,2 0,3 21-23 27/30 29/31 40-60 75 0,3 0,4 сировини Загазованість повітря . 76 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Апаратник процесуІ І а 18 -20 17 -23 15-24 40-60 75 0,2 0,3 21-23 27/30 29/31 40-60 75 бродіння Апаратник процесуІ І б 17-19 15-21 13-23 40-60 75 0,2 0,4 20-22 27/30 29/31 40-60 75 бродіння Фільтру-вальник І І а 18-20 17-23 15-24 40-60 75 0,2 0,3 21-23 27/30 29/31 40-60 75 Оброблю- І І б 17-19 15-21 13-23 40-60 75 0,2 0,4 20-22 27/30 29/31 40-60 75 вач технологічних ємкостей Машеніст мийних і ро зливо -пакувальІ І а 18 -20 17-23 15-24 40-60 75 0,2 0,3 21-23 27/30 29/31 40-60 75 –них машин Контролер ха рчової І І б 21-23 20-24 17-25 40-25 75 0,2 0,2 22-24 27/30 30/32 40-60 75 продукції. При чистці і митті ємкостей як у варильному так і в бродильно- лагерному відділенні використовується сірчана кислота і лужні аерозолі, пари яких несприятливо впливають на організм людини . Згідно ГОСТ 12.1.005-76 ГДК для Н2SO4 становить 1,0 мг/ м³, а для лужних аерозолів 0,5 мг/м³. Також в процесі бродіння виділяється вуглекислий газ, який також негативно впливає на організм людини і якого ГДК згідно норм 0,5% одиниці об´єму. Фактично загазованість у цих відділеннях становить Н2SO4 - 0,8 мг/м³, лужних аерозолів 0,6 мг/ м³ і вуглекислого газу 0,2% одиниці об´єму. В цілях забезпечення захисту працюючих від шкідливих газів необхідно використовувати засоби індивідуального захисту . Запиленість повітря . В умовах пивоварного виробництва ГДК зернового пилу становить 0,6мг/ м³. [ 32 с. 17 ] Технологічні процеси, які зв’язані з виділенням пилу у робочу зону, повинні виконуватися в умовах повної герметичності обладнання. Норії, сита для очищення солоду, дробарки, бункера подрібнених і не подрібнених зернопродуктів повинні мати аспірацію. Шум та вібрація. Вібрація на робочих місцях виробничих приміщень не повинна перевищувати ГДР, що їх наведено у ГОСТ 12.1.012-90. Допустимий рівень шуму на робочих місцях робітників пивоварного виробництва не повинен перевищувати 80 дБА у частотах 8....63,5 Гц , а вібрація 92 дБ [32]. Так, перевищення рівня шуму відбувається на робочих місцях варника, слюсара-ремонтника, за що їм передбачені додаткові оплачувані відпустки. Цих робітників забезпечують навушниками. Для зменшення вібрації під обладнання встановлюють пружини і гумові амортизатори , слідкують за змащуванням рухомих деталів вузлів . 77 Для працівників варильного відділення і цеху розливу на робочих місцях в день передбачене природнє бокове освітлення скрізь вікна ,а вночі – робоче і аварійне штучне освітлення. Для працівників бродильно- лагерного відділення передбачене – робоче і аварійне штучне освітлення. Норми освітлення (при штучному освітлені) робочих місць виробничих приміщень приготування пива наведені в таблиці 5.2. [32]. Таблиця 5.2 - Норми освітлення ( при штучному освітлені ) робочих місць виробничих приміщень приготування пиваю Освітленість, лк (штучне освітлення) Найменування Найменуван Характеристика При При загально- приміщень, ня професій зорової роботи. комбіно- му освітленні виробництва. ваному освітлені При При газороз- газороз- рядних рядних лампах лампах При При лампах лампах розжарювання розжарю- вання 1 2 3 4 5 6 7 Підлогові склади Завантажник Загальне ячменю і солоду - спостереження VIII А - 75/30 вивантажува за перебігом ч харчової виробничого продукції процесу, постійне Варильний цех Дробильно- полірувальне Машиніст Малої точності V В - 150/100 відділення при дробильних сухому установок дробленні Продовження таблиці 5.2 78 Розряд зорової роботи Підрозряд зорової роботи 1 2 3 4 5 6 Варильне Варильник харчової сировини і відділення продуктів V+1 Б 500 200/150 Малої точності Склад Приймальник- Загальне несолодженої здавальник спостережен VIII А - 75/30 сировини харчової ня за продукції виробничим процесом, постійне Бродильно- лагерний цех Відділення Апаратник Малої V Б 200 150/100 освітлення і процесу точності охолодження бродіння сусла Відділення Апаратник -„- V Б 200 150/100 головного процесу бродіння бродіння Відділення Оператор -„- V+1 Б 500 200/150 чистої культури вирощування дріжджів ЧКД Відділення Апаратник -„- V+1 Б 500 200/150 робочих і вирощування надлишкових дріжджів дріжджів Відділення Апаратник доброджуван-ня процесу V Б 200 150/100 і видерж-ки бродіння - „ - пива Фільтраційне Фільтрувальник -„ - Б 200 150/100 відділення Мийно – розливний цех Відділення Машиніст Середньої V Б 500 200/150 миття мийних машин точності Відділення Машиніст V Б 500 200/150 розливу розфасувально- -„ – пакувальних машин Контролер -„ - V В 750 300/200 харчової продукції Клеєвар те ж V В 150/100 Електробезпека. 79 Таблиця 5.3 - Категорія приміщень по вибухопожежонебезпеці. Категорія Характеристика пиміщень приміщень у № Найменування цехів та приміщень по вибухо- відношенні їх до п/п пожежо- вибухопожежонебезпеки небезпеці та умов середовища по ПУЕ 1 2 3 4 1 Варильний цех 1.Бункерне відділення для недробленого В П – І І продукту 2.Бункерне відділення для дробленого Б В – І І а продукту 3. Дробильне відділення при сухому Б В – І І а дробленні 4. Полірувальне відділення В П - І І 5. Варильне відділення Д Вологе 6. Машинне відділення Д Вологе 7.Склад хмелю В П – І Іа 8.Склад несолодженої сировини В П – І Іа 2 Цех бродіння – доброджування 1. Відділення освітлення та охолодження Д Вологе сусла 2. Відділення головного бродіння Д Сире 3. Відділення чистої культури дріжджів Д Нормальне 4. Відділення робочих та надлишкових Д Сире дріжджів 5.Відділення доброджування та видержки Д Сире пива 6. Відділення бродіння та доброджування Д Сире пива в ЦКБА 7.Фільтраційне відділення Д Сире 8. Відділення збірників фільтрованого Д Вологе пива 9.Склад фільтруючих та допоміжних В П – І Іа матеріалів 3 Цех пляшкового розливу 1. Відділення виймання пляшок з ящиків В П – І Іа та укладання пляшок у ящики 2.Відділення миття пляшок Д Сире 3. Відділення розливу в пляшки Д Вологе 4. Відділення відпуску склобою Д Вологе 4. Цех розливу пива у КЕГи 1. Відділення розлеву пива у КЕГи Д Сире 2. Приміщення пиймання КЕГ В П – І Іа 3. Приміщення миття КЕГ Д Сире 4. Склад КЕГ В П- І Іа 5. Склад готової пляшкової продукції Д норм 80 Для забезпечення безпеки працюючих від враження електричним струмом необхідно забезпечити наступні міри : - недопущення до струму ; - забезпечення необхідною ізоляцією ; - заземлення електрообладнання ; - надійне захисне відключення ; - попереджувана сигналізація , надписи , плакати ; - використання ЗІЗ ; - проведення ППР ; - використання пониженої напруги ; - проведення навчання , атестацій , інструктажів . Електрообладнання, яке знаходиться в дробарному відділенні повинно бути виконано у вибухонебезпечному виконанні . Електрообладнання , яке знаходиться у варильному і бродильно- лагерному відділенні повинно бути виконано в вологозахисному виконанні [32]. Теплове випромінювання. У варильному відділенні проведення технологічного процесу супроводжується значним тепловиділенням . Основними методами захисту людини від теплового випромінювання є усунення високотемпературних джерел теплоти; теплоізоляція та охолодження гарячих поверхонь; екранування; застосування вентиляції; засобів індивідуального захисту; організація раціонального режиму праці і відпочинку [32]. Вентиляція . Робота вентиляційних систем повинна створювати на постійних робочих місцях відповідно діючим санітарним нормам ДНАОП 0.03.-3.02- 71 і ГОСТ 12.4.021.-75.ССБТ. Дослідження вентиляційних систем повинні 81 виконуватися у відповідності з вимогами нормативно-технологічної документації ГОСТ 12.3.0.18.-79. ССБТ. Мінімальна кількість зовнішнього повітря, яке подається в приміщення системами вентиляції і кондеціювання повітря регламентовано СниП І І-33-75 [32]. Пожежна безпека. Пожежна безпека забезпечується системою попередження пожеж, системою протипожежного захисту і організаційно-технічними заходами. Все обладнання повинно бути електростатично безпечним. Необхідно періодично прибирати приміщення від пилу, відходів виробництва. Всі приміщення і технологічне обладнання забезпечуються первинним інструментом пожежогасіння ( вуглекислотні вогнегасники, внутрішні пожежні крани з комплектом обладнання, щити з ломами, сокирами і інше.). На території підприємства передбачений пожежний гідрант, який забезпечує витрату води 30 л/с. Для евакуації працюючих передбачені два евакуаційних виходи розташовані на протилежних сторонах приміщення [32]. Техніка безпеки при обслуговуванні обладнання. Загальні вимоги до робочого персоналу: - у відділенні бродіння і доброджування пива допускаються особи ,що досягли 18-річного віку, пройшли медичний огляд, спеціальне навчання з обов’язковим складанням іспиту з охорони праці, вступний та первинний на робочому місці інструктажі з охорони праці; - працівник повинен додержуватися вимог правил внутрішнього розпорядку; - виконувати тільки доручену роботу; 82 - під час роботи бути дуже уважним, не допускати на робоче місце сторонніх; - не працювати на несправному обладнанні; - при одержані травми швидко звертатися у медпункт, і повідомити свого безпосереднього керівника; - пройти інструктаж з техніки безпеки. Забороняється: - включати і виключати обладнання ( крім аварійних ситуацій ) , на якому не доручено працювати; - працювати на обладнанні із знятою чи не справною огорожею ; - доторкатися до електрообладнання , арматури загального освітлення , електропроводки; - палити ( крім відведеного для цього місця ), розпивати спиртні напої , вживати наркотичні речовини; - зберігати або переносити легкозаймаючі суміші у відкритій посуді. Перед початком роботи необхідно: - одягнути спецодяг, сховати волосся під головний убір; - перевірити наявність засобів пожежогасіння; - впевнитися у наявності і справності огорожі приводів машин; - оглянути робоче місце, площадки обслуговування, сходи. Переконатись, що підлога чиста, неслизька, проходи до устаткування вільні; - увімкнути приплино-витяжну вентиляцію; - при виявленні несправностей повідомити безпосереднього керівника і без його дозволу до роботи не ставати . Під час роботи необхідно: - перед заповненням обладнання переконатися у відсутності у ньому людей і сторонніх предметів; 83 - слідкувати постійно за показами манометрів. Не дозволяти підвищення тиску вище дозволеного робочого. - миття та дезінфекцію внутрішніх поверхонь апаратів виконувати , додержуючись вимог інструкції з охорони праці для оброблювача технологічних місткостей; - при наявності нехарактерного шуму, вібрації, виключити працююче обладнання і повідомити безпосереднього керівника. Після закінчення роботи необхідно: - упорядкувати робоче місце; - зняти спецодяг і повісити цього у спеціально відведену шафу; - повідомляти змінника і безпосереднього керівника про всі помічені недоліки , що мали місце під час роботи; - вимити руки і обличчя теплою водою з милом або прийняти душ. Для покращення умов праці у даному проекті необхідно передбачити: - механізувати і автоматизувати виробничий процес; - забезпечити на робочих місцях надійну і ефективну роботу вентиляційної і аспіраційної систем; - використовувати для миття і дезінфекції обладнання сучасні менш токсичні препарати; - забезпечувати засобами індивідуального захисту; - герметизувати і забезпечити теплоізоляцію обладнанню і трубопроводам; - використовувати обладнання, яке відповідає зоні приміщення і категорії вибухонебезпечної суміші; - передбачити кімнату обігріву для апаратників процесу бродіння; - усі відділення повинні мати телефонний зв’язок та сигналізацію; - привод устаткування повинен бути споряджений блокувальним пристроєм; 84 - для приготування розчинів кислот, зберігання і приготування розчинів дезінфікуючих речовин передбачити спеціальне приміщення [32]. 5.2. Правила техніки безпеки під час роботи в хімічній лабораторії та надання першої допомоги [46]. Під час роботи в хімлабораторії необхідно підтримувати чистоту, тишу, порядок. Кожен повинен знати, де знаходяться засоби протипожежного захисту і аптечка. В лабораторії заборонено палити, приймати їжу, пити воду або інші напої. Досліди потрібно проводити лише в чистому посуді. Після закінчення експериментів посуд потрібно відразу вимити. Під час роботи слід бути дуже обережним та акуратним, слідкувати, щоб речовини не потрапили на одяг, шкіру, а також в очі. Недопустимо перевіряти речовини чи розчини на смак. Нюхати речовини можно, обережно направляючи на себе пар або газ легким рухом руки. На посуді, в якому зберігаються речовини або розчини, повинні обов'язково бути етікетки з назвою речовини або з складом розчину. Під час нагрівання рідких і твердих речовин в пробірках і колбах не можна направляти їх отвір на себе чи сусіда. Заглядати при цьому зверху в отвір пробірки заборонено. Після закінчення роботи необхідно виключити газ, воду, електроенергію. Забороняється виливати в раковину концентровані розчини кислот, лугів, солей важких металів. Під час роботи з отруйними речовинами, концентрованими кислотами і лугами, фенолом, органічними розчинниками та ін., необхідно користуватись захисними окулярами, протигазами, респіраторами або ін. 85 Досліди з речовинами, що легко займаються (ефір, бензин, ацетон, спирт тощо) проводять подалі від вогню і ввімкнених електроприладів. При виникненні пожежі негайно відключити газ, вимкнути електроприлади в лабораторії. Швидко забрати всі горючі речовини подалі від вогню, а полум'я гасити вогнегасником, піском або використовувати протипожежну ковдру. Не можна заливати вогонь водою. Якщо на комусь спалахне одяг, необхідно того, хто постраждав, повалити на підлогу і швидко накрити вовняною ковдрою, при цьому бігати по лабораторії забороняється, так як полум'я це більше підсилиться. При термічних опіках негайно роблять примочки спиртовим розчином таніну, етанолом або розчином перманганату калію. При опіках кислотами необхідно відразу ж промити уражене місце проточною водою, потім 5% розчином гідрокарбонату натрію При опіках лугами необхідно відразу ж промити уражене місце проточною водою, потім 3% розчином борної або оцтової кислоти. При попаданні кислоти або лугу в очi потрiбно швидко промити невеликим струменем води з-пiд крану на протязi 3-5 хвилин, потiм очi промивають розчином гiдрокарбонату натрiю (у випадку кислоти) або розчином борної кислоти (у випадку лугу). Пiсля цього треба звернутися до лiкаря. Шкiру, уражену органiчною речовиною (наприклад фенолом) необхiдно промити великою кiлькiстю спирту або другого нейтрального розчинника. Обов'язково студента, що постраждав, слiд вiдправити до медпункту. 86 Розділ 6. ЗАХОДИ З ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ На підприємствах, де неможливо здійснити герметизацію складських та інших приміщень, потрібно передбачити накривання харчової сировини захисними матеріалами: брезентом, прогумованою тканиною, поліетиленовими плівками високої цупкості товщиною не менше 0,15 мм або іншими підручними засобами [45]. Негерметизоване виробниче обладнання слід по можливості замінити закритим, наприклад відкриті бродильні чани - закритими бродильними танками, холодильні тарілки — відстійними баками, відкриті холодильники - закритими тощо. У приміщеннях бродильного відділу, цехів доброджування і дріжджового відділу, для забезпечення надійного захисту приміщень ремонтують термоізоляційні двері [45]. Для забезпечення захисту місткостей із запасом води потрібно: а) всі водонапірні баки, резервуари з питною водою і водозбірники з мінеральною водою щільно закрити, оснастити закриваючими кришками, а також повітряно-водними трубками (дихальними клапанами) з фільтрами; б) на вентиляційних витоках і на кінцях переливних труб обладнати захисні ковпаки і решітки для захисту резервуарів з водою від проникнення у них гризунів і комах; в) заготовити запас реагентів для знезараження води (вапнохлорне, коагулянти); г) заготовити захисні матеріали (брезент або полімерну плівку); д) обладнати каптаж мінерального джерела загороджувальною спорудою (типу будки), що гарантує не проникнення ОР і БЧ; 87 є) здійснювати систематичне очищення водяного баку жорсткими щітками і речовиною для дезінфекції (вапняним молоком) з наступним ретельним промиванням їх водою; ж) заготовити у відділеннях варіння пивоварних заводів запасні баки для холодної і гарячої води, щільно закрити їх кришками, промивати, дезінфікувати вапняним молоком або хлорним вапном не рідше одного разу в місяць з наступним промиванням водою [45]. На пивзаводах накриванню захисними тентами підлягає таке технологічне обладнання: солодовий цех: автоматичні ваги "Хронос", зерновий сепаратор, трієр для очистки ячменю, ростковідбивна машина, стрічкові та скребкові транспортери; варильний цех: бункери для солоду, сусло варильні, фільтраційні чани, баки з гарячою водою, розподільчі батареї для сусла ; відстійне відділення: відстійні чани, зрошувальні холодильники; бродильне відділення: дріжджові ванни, відкриті бродильні танки; фільтрувальне відділення: сепаратори, фільтри; цех розливу: розливні, укупорювальні, бракеражні, етикетувальні автомати, ізобарометричний апарат для розливу пива, діжко-мийна машина; ділянка приймання посуду і тари: пляшки, діжки, ящики по можливості зберігають у закритому приміщенні або накривають брезентом. Діжки закривають шпунтом і зберігають шпунтом вниз. Влітку цистерни заливають водою, а взимку - накривають брезентом (кран і кришку) [45]. У складах насипи зерна, штабелі з зерно продуктами й іншими сипкими продуктами, які зберігаються в тканинних мішках, накривають брезентом чи поліетиленовою плівкою. При цьому поверхні насипів ячменю, солоду мають бути добре вирівняні для зменшення площі можливого зараження і полегшення операції накривання, обслідування, дезактивації та дезінфекції [45] . 88 У складах, які завантажені неповністю, а також при зберіганні на складах окремих невеликих партій ячменю та солоду, кожна з них обмежується щитами. Штабелі сипких продуктів (ячменю, солоду, цукру, хмелю) у складських приміщеннях розміщують на підтоварниках, накритих підстилкою з брезенту чи другого цупкого матеріалу, і закривають захисним покривалом [45]. Установлюють суворий контрольно-пропускний режим. Посилюють охорону складів і водо джерел. Здійснюють поповнення запасів мийних і знезаражувальних речовин, а також приводять у готовність дегазаційні майданчики, камери, обмивальні пункти, санпропускник. Виробничі лабораторії приводять у повну готовність до роботи в умовах надзвичайної ситуації. Світлові ліхтарі у зерноскладах потрібно розібрати і отвори закласти. Всі витяжні шахти зерноскладів, які виходять на дах, треба ущільнити заздалегідь зшитими чохлами з брезенту. Ці чохли з лицевої сторони покривають водонепроникним шаром фарби[45] . У зерноскладах, обладнаних активною вентиляцією, на всіх отворах вентиляційних каналів установлюють герметичні клапани, засувки, шибери, а зверху - кришки з захисними засувками. У галереях і тунелях, які з'єднують зерносклади, з іншими спорудами, встановлюють перегородки, які відділяють приміщення зерноскладів від цих споруд або від навколишнього середовища . Під час зберігання зернової сировини в елеваторах або бункерах, підсилосні приміщення ущільнюють. Віконні прорізи закладають шлакоблоками. Нещільність з'єднуваних галерей між силосними корпусами і робочою баштою закривають гофрованими завісами з прогумованого брезенту з притискними клапанами по контуру [45]. Всі завантажувальні люки і вентиляційні отвори силосів обладнують герметичними кришками з гумовою ущільнювальною прокладкою. На 89 вхідних отворах конусної частини силосів установлюють герметичні клапани. Робочі башти обладнують ліфтами, а існуючі ліфти ремонтують. Машинне відділення ліфтів надійно герметизують. Автогужові і залізничні приймальні пристрої для зерна захищають методом підгонки воріт і приймальних отворів бункерів. Для заводів, які мають залізничні шляхи, пристанційні бази, ячмінь і солод рекомендується транспортувати безтарним способом. Підвищують надійність захисту транспортних засобів методом ущільнення прогумованими прокладками вагонів, ізотермічних автомашин, автопивовозів[45] . Повітрозабірні жалюзні отвори солодосушарок захищають шторами із прогумованого брезенту або щільними віконницями. Отвори повітрозмішувальних камер сушарок перекривають герметичними клапанами. Всі повітровивідні шахти закривають клапанами або брезентовими чохлами. Всі віконні прорізи коридорів і лицеві двері солодосушарок закривають склоблоками і віконницями. За сигналами ЦЗ припиняється робота на всіх виробничих ділянках і особовий склад заводу, вільний від виконання спеціальних робіт, укривається у сховищах. Робітники та службовці, призначені на спеціальні роботи, діють за передчасно розробленими інструкціями. Для захисту сировини від зараження приводять в дію всі пристрої в складських та інших виробничих приміщеннях, які забезпечують надійний захист, закривають захисними матеріалами відкриті ділянки [45]. 90 ВИСНОВОК 1. В ході виконання магістерської роботи за даною тематикою було проведено літературний огляд стосовно доцільності використання дріжджів для зброджування сусла високої густини. Такаж проаналізовано вплив високої концентрації сусла, раси дріжджів і температури на утворення побічних продуктів реакцій в процесі головного бродіння і доброджування. 2. В ході експериментів було визначено, що для зброджування сусла високої густини доцільно використовувати дріжджі раси S-23 та W – 34/70. Але враховуючи, те, що для досягнення високої концентрації сусла, його готують з внесенням цукру і глюкози в суслі спостерігається не достатня кількість амінного сусла, що під час зброджування сприяє накопиченню діацетилу, що в подальшому негативно вплине на органолептику пива. Тому доцільно використовувати підкормку для дріжджів. Також в процесі роботи визначилися з оптимальними параметрами зброджування дослідного сусла, а саме температура – 12 °С, доза внесення дріжджів 2,0 г/л. 3. Зроблено продуктовий розрахунок пива «Солодового» та «Дніпровського». Враховуючи, що зі збільшенням концентрації пивного сусла збільшується собівартість напою, провели розрахунок пива «Дніпровського» виготовленого на 100 % солоді та з заміною на 30% солоду на рисову січку(10%) та цукор(20%). Визначили, що при виробництві пива з висококонцентрованого сусла додавання цукру, для оптимізації концентрації, значно приводить до здешевлення напою. Економія, в порівнянні з напоєм виготовленому на 100% солоді, складає 11,82 грн/дал, що підтверджує економічну доцільність. 91 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1. Almeida, R.B., Almeida e Silva, J.B., Lima, U.A., Silva, D.P., Assis, A.N. (2001), “Evaluation of fermentation parameters during high-gravity beer production”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 18, рр. 459-465. 2. Балашов В.Е., Кретов И.Т., Антипов С.Т. Практикум по расчетам технологического оборудования предприятий бродильной промышленности. – М.: Колос,1992. – 210 с. 3. БеличенкоА.М., Голикова Н.В.,Айвазян С.С. Способ производства пива. Патент RU 2086621 C1, 6 C 12 C 7 / 00, 11 / 00, 1997. 4. Беличенко А.М., Голикова Н.В., Айвазян С.С. Способ производства крепкого пива. Патент RU 2086622 C1, 6 C 12 C 7 / 00, 11 / 00, 1997. 5. Беличенко А. М., Голикова Н. В., Образцова А.З. Способ производства крепкого игристого пива. Патент RU 2129597 C1, 6 C 12 C 7 / 04, 11 / 00, 12 / 00, 1999. 6. Вплив дріжджових лізатів на зброджування пивного сусла Нестерович, Р. О.; Березовська, Н. І.; Паляниця, Л. Я.; Косів, Р. Б. URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/9000 7. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма “ІНКОС”, 2004. – 426 с. 8. ДСТУ 3888:2015 Пиво. Загальні технічні умови. 9. ДСТУ 4282:2018 Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні умови. 10.ДСТУ 7103:2009 Пиво. Методи визначання органолептичних показників та об’єму продукції. 11. ДСТУ 7104:2009 Пиво. Методи визначання спирту, дійсного екстракту та розрахування сухих речовин у початковому суслі. 12.ДСТУ 7028:2009 Рослинництво. Гранули хмелю. Технічні умови. 13.ДСТУ 4623-2006 - Цукор білий. Технічні умови. 14.ДСТУ 4965:2008 Рис. Технічні умови. 92 15.ДСТУ 7239:2011 Система стандартів безпеки праці. Засоби індивідуального захисту. Загальні вимоги та класифікація. 16.Достижения в технологии солода и пива. Интенсификация производства и повышения качества, 1980 / Под рук. А.П. Колпакчи, О.Бендовой. – М.:Пищевая про-сть. 1980. 351 с. 17.Erten Huseyin, Tanguler Hasan, Cakroz Hanife. The effect of pitching rate on fermentation and flavour compounds in high gravity brewing / / J. of the institute of brewing. 2007. Vol. 113. No. 1. Р. p. 75–79. 18.Жидецький В. Ц. Охорона праці / Львів. Афіша. 2004 – 248 с. 19.ЗУ «Про охорону праці» від 14.10.1992 № 2694-XII Відомості Верховної Ради України (ВВР), 1992, N 49, ст.668 20.Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: підруч. / С.В. Іванов, В.А. Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.; за заг. ред. д-ра хім. наук, проф. С.В. Іванова. – К.: НУХТ, 2012. – 487 с. 21.Колотуша П.В., Кошова В.М. Сировина для виробництва пива.– К.: НМК ВО України, 1991. – 144 с. 22.Колотуша П.В.. Технологія виробництва пива.– К.: ІСДО, 1995. – 228 с с. 23.Косів Р. Б. Інтенсифікація зброджування високогустинного пивного сусла за участю вітамінів / Р. Б. Косів, Л. Я. Паляниця, Н. І. Березовська, Т. В. Харандюк // Харчова наука і технологія. - 2016. - Т. 10 Вип. 3. - С. 39-44. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Khnit_2016_10_3_9 24.Кошова, В. М. Дослідження впливу різних рас дріжджів на зброджування пивного сусла і якість готового пива / В. М. Кошова, Л. P. Решетняк, A. M. Куц // Наукові праці НУХТ. – 2015. – Т. 21, № 1. – С. 220-226. 25.Кунце В. Технология солода и пива. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 912 с. 26.Kupetz M., Weber M., Zarnikow M., Becker T. Den Blockern auf der Spur // Brauindustrie. - 2014. - 99, № 10. - С. 18-21. - Нем. 93 27.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. Мелетьєв A. C. Технохімічний контроль солоду, пива та безалкогольних напоїв : підручник / A. C. Мелетьєв, С. Р. Тодосійчук, В. М. Кошова. – Вінниця : Нова книга, 2008. – 300 с. 28.Нарцисс Людвиг. Краткий курс пивоварения / Л. Нарцисс; при участии В. Бака; пер. с нем.А. А. Куреленкова. — СПб.: Профессия, 2007. — 640 е., 29. О’Коннор-Кокс А. Введение дрожжей и определение их качества / / Спутник пивовара. 1999. № 3–4. С. 30–36. 30.Оганесянц Л.А., Кобелев К.В., Гернет М.В., Лаврова В.Л., Киселева И.В. Способ производства пива специального. Патент RU 2252950 C1, C 12 C 12 / 00, 2005. 31.Осокін В.В. Охорона праці на підприємствах харчових виробництв. Конспект лекцій. / В.В.Осокін, Ю.А.Селезньова. Донецьк. 2008. – 153с. 32.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. 33.Pratt-Marshall, P.L., Brey, S.E., deCosta, S.D., Bryce, J.H., Stewart, G.G. (2002), “High gravity brewing–an inducer of yeast stress”, Brewer’s Guardian, 131(3), рр. 22-26. 34.Pratt-Marshall, P.L., Bryce, J.H., Stewart, G.G. (2003), “The effects of osmotic pressure and ethanol on yeast viability and morphology”, Journal of the Institute of Brewing, 109, рр. 218-228. 35.Cahill, G., Murray, D.M., Walsh, P.K., Donnelly, D. (2000), “Effect of the Concentration of Propagation Wort on Yeast Cell Volume and Fermentation Performance”, J. Am. Soc. Brew. Chem, 58(1), 14-20. 94 36.Casey G P, Ingledew W.M. High-gravity brewing: influence of pitching rate and wort gravity on early yeast viability / / American society of brewing chemists journal. 1983. Vol. 41. No. 4. Р. p. 148–152. 37.Cunningham, S., Stewart, G.G. (1998), “Effects of High-Gravity Brewing and Acid Washing on Brewers' Yeast”, J. Am. Soc. Brew. Chem., 56(1), рр. 12-18. 38.Способ сбраживания сусла высокой плотности / Д.В.Карпенко, Е.О. Чуланов, Д.А.Лапин. – МГУПП: «Пиво и напитки» №4, 2008. С.24-26. 39.Технохімічний контроль виробництва солоду, пива і безалкогольних напоїв [Текст] / За ред. А. Є. Мелетьєва.– Вінниця:Нова Книга, 2007.– 392 с. 40.Тонюк М. Л. Дослідження впливу концентрації початкового сусла на утворення побічних продуктів бродіння в технології високогустинного пивоваріння / М. Л. Тонюк, О. О. Варанкіна // Вісник Нац. техн. ун-ту "ХПІ" : зб. наук. пр. Темат. вип. : Нові рішення в сучасних технологіях. – Харків : НТУ "ХПІ". – 2012. – № 9. – С. 105-109. 41.Харандюк Т. В. Вплив концентрації дріжджових клітин на зброджування високогустинного пивного сусла / Т. В. Харандюк, Р. Б. Косів, Н. І. Березовська, Л. Я. Паляниця // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького. Серія : Харчові технології. - 2016. - Т. 18, № 1(4). - С. 133-137. 42.Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/nvlnu_2016_18_1(4)__25. 43.Хорунжина С.И.Биологические и физико-химические основы технологии солода и пива. – М.:Колос, 1999. – 312 с. 44.Хныкин А.М., Хныкина Е.А., Ильяшенко Н.Г., Садова А.И. Способ производства пива. Патент RU 2161646 C1, 7 C 12 C7/00, 11/00, 2001. 45.Цивільний захист на підприємствах харчової промисловості : навч. посіб. / О. В. Хіврич, Б. Д. Халмурадов, О. П. Слободян, Н.В. Володченкова та ін. — К. : ЦУЛ, 2015. — 192 с. 95 46.Черепенникова Е.Б. Пути интенсификации стадии брожения в технологии светлых сортов пива: Дисс… канд. техн. наук. — М., 2001. Методичні вказівки 47.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. 48.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. 49.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. 50.Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного проекту для студентів спеціальності 181 «Харчові технології» усіх форм навчання / Укл.: – Черкаси: ЧДТУ, 2012. – 13 с. ІНТЕРНЕТ-РЕСУРСИ 51.http://www.dnop.kiev.ua - Офіційний сайт Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду (Держгірпромнагляду). 52.http://dnop.com.ua. Всеукраїнський портал з питань охорони праці. 53.http://www.mns.gov.ua - Офіційний сайт Міністерства надзвичайних ситуацій України. 96