Обґрунтування і вибір ресурсозберігаючої технології виробництва пива

Шемшур, Аміна Романівна

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8122

Title:	Обґрунтування і вибір ресурсозберігаючої технології виробництва пива
Authors:	Батраченко, Олександр Вікторович Шемшур, Аміна Романівна
Keywords:	СОЛОД;ЯЧМІНЬ;ОВЕС;ГЛЮКАМІЛ
Issue Date:	30-Dec-2023
Abstract:	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2023р. В магістерській роботі розроблено ресурсозберігаючу технологію виробництва пива. Основою ресурсозбереження є розумне використання (при постійному скороченні споживання та втрат) енергії та ресурсів, вторинне використання невідновних природних ресурсів, недопущення перевищення порога екологічної стійкості довкілля. Незважаючи на те, що ринок пива у світі динамічно розвивається, актуальним залишається завдання розширення асортименту пива та зниження його собівартості. Ресурсозберігаючі технології дозволяють вирішити це питання. Солод є основним традиційним компонентом у класичній технології приготування пива, проте його використання в повному обсязі не завжди є можливим для виробників в умовах складної економічної ситуації. Ефективним вирішенням даної проблеми є використання несолодженої сировини рослинного походження. Застосування нескладених матеріалів дозволяє підвищити якість продукції, знизити її собівартість, що робить цей напрямок особливо привабливим при створенні нових сортів пива за умов зростаючої конкуренції. Тому все більше підприємств вдається до використання таких зернових культур, як ячмінь, рис, кукурудза, пшениця, жито, овес, сорго, просо, тритикале
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8122
Appears in Collections:	181 Харчові технології (Харчові технології)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
КРМ_Шемшур А.Р._23.pdf Restricted Access	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2023р. В магістерській роботі розроблено ресурсозберігаючу технологію виробництва пива. Основою ресурсозбереження є розумне використання (при постійному скороченні споживання та втрат) енергії та ресурсів, вторинне використання невідновних природних ресурсів, недопущення перевищення порога екологічної стійкості довкілля. Незважаючи на те, що ринок пива у світі динамічно розвивається, актуальним залишається завдання розширення асортименту пива та зниження його собівартості. Ресурсозберігаючі технології дозволяють вирішити це питання. Солод є основним традиційним компонентом у класичній технології приготування пива, проте його використання в повному обсязі не завжди є можливим для виробників в умовах складної економічної ситуації. Ефективним вирішенням даної проблеми є використання несолодженої сировини рослинного походження. Застосування нескладених матеріалів дозволяє підвищити якість продукції, знизити її собівартість, що робить цей напрямок особливо привабливим при створенні нових сортів пива за умов зростаючої конкуренції. Тому все більше підприємств вдається до використання таких зернових культур, як ячмінь, рис, кукурудза, пшениця, жито, овес, сорго, просо, тритикале	1.78 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

АНОТАЦІЯ
Шемшур А.Р. Обґрунтування і вибір ресурсозберігаючої технології
виробництва пива
Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові
технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і
виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси –
2023р.
В магістерській роботі розроблено ресурсозберігаючу технологію
виробництва пива.
Основою ресурсозбереження є розумне використання (при постійному
скороченні споживання та втрат) енергії та ресурсів, вторинне використання
невідновних природних ресурсів, недопущення перевищення порога
екологічної стійкості довкілля.
Незважаючи на те, що ринок пива у світі динамічно розвивається,
актуальним залишається завдання розширення асортименту пива та зниження
його собівартості. Ресурсозберігаючі технології дозволяють вирішити це
питання. Солод є основним традиційним компонентом у класичній технології
приготування пива, проте його використання в повному обсязі не завжди є
можливим для виробників в умовах складної економічної ситуації.
Ефективним вирішенням даної проблеми є використання несолодженої
сировини рослинного походження. Застосування нескладених матеріалів
дозволяє підвищити якість продукції, знизити її собівартість, що робить цей
напрямок особливо привабливим при створенні нових сортів пива за умов
зростаючої конкуренції. Тому все більше підприємств вдається до
використання таких зернових культур, як ячмінь, рис, кукурудза, пшениця,
жито, овес, сорго, просо, тритикале
Ключові слова: СОЛОД, ЯЧМІНЬ, ОВЕС, ЦЕЛЮЛАЗА,
ГЛЮКАМІЛ, АЛЬФАМІЛ, ЗАТИРАННЯ, ФІЛЬТРАЦІЯ, ПИВО.
2
SUMMARY
Shemshur A.R.Justification and selection of resource-saving beer
production technology.
Master's qualification work on specialty 181 - Food technologies,
educational program "Technologies of fermentation products and winemaking" -
Cherkasy State Technological University, Cherkasy - 2023.
The master's work developed a resource-saving beer production technology.
The basis of resource conservation is the reasonable use (with constant
reduction of consumption and losses) of energy and resources, secondary use of
non-renewable natural resources, prevention of exceeding the threshold of
ecological sustainability of the environment.
Despite the fact that the beer market in the world is developing dynamically,
the task of expanding the range of beer and reducing its cost remains relevant.
Resource-saving technologies allow solving this issue. Malt is the main traditional
component in the classic beer brewing technology, however, its use in full is not
always possible for producers in the difficult economic situation.
An effective solution to this problem is the use of unsweetened raw
materials of plant origin. The use of raw materials allows to increase the quality of
products and reduce their cost, which makes this direction especially attractive
when creating new types of beer under conditions of growing competition.
Therefore, more and more enterprises resort to the use of such grain crops as
barley, rice, corn, wheat, rye, oats, sorghum, millet, triticale
Key words: MALT, BARLEY, OATS, CELLULASE, GLUCAMYL,
ALPHAMIL, MASHING, FILTRATION, BEER.
3
ЗМІСТ
ВСТУП 5
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 7
1.1. Поняття «ресурсозбереження» в інноваційних технологіях 7
харчової промисловості
1.2. Перспективні напрямки ресурсозбереження в пивоварній 9
промисловості
1.3. Нетрадиційні зернові культури у пивоварінні 20
1.4. Виробництво пива з використанням підвищеної кількості 25
неполаженої сировини
1.5. Ферментні препарати при затиранні і кип'ятінні сусла 26
РОЗДІЛ 2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 31
2.1 Об΄єкти дослідження 31
2.2 Методи дослідження 38
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 45
3.1 Характеристика та хімічний склад дослідної сировини 45
3.2. Приготування пивного сусла 50
3.3. Аналіз готового пива 56
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 58
4.1. Принципова технологічна схема 58
4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми 58
4.3 Розрахунок продуктів 59
РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОЇ 73
ЕФЕКТИВНОСТІ
5.1 Розрахунок економічної ефективності 73
РОЗДІЛ 6. ОХОРОНА ПРАЦІ 76
6.1 Вимоги безпеки під час проведення технологічних процесів 76
6.2. Мікроклімат виробничого приміщення 76
6.3Охорона праці та протипожежна безпека при виконанні
лабораторних робіт 81
ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ 83
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 84
ДОДАТКИ 88
4
ВСТУП
Актуальність теми. Ресурсозберігаючі технології - це сукупність
технологічних засобів і процесів з мінімальною витратою речовини та енергії
на всіх етапах виробничого циклу і з найменшим впливом на природні
екосистеми і людину.
Поняття ресурсозбереження включає кілька варіантів екологічно
позитивної господарської діяльності від безпосереднього ресурсозбереження
до повторного використання промислових і побутових відходів і машин,
вузлів і механізмів, що відпрацювали свій термін.
Основою ресурсозбереження є розумне використання (при постійному
скороченні споживання та втрат) енергії та ресурсів, вторинне використання
невідновних природних ресурсів, недопущення перевищення порога
екологічної стійкості довкілля.
Незважаючи на те, що ринок пива у світі динамічно розвивається,
актуальним залишається завдання розширення асортименту пива та зниження
його собівартості. Ресурсозберігаючі технології дозволяють вирішити це
питання. Солод є основним традиційним компонентом у класичній технології
приготування пива, проте його використання в повному обсязі не завжди є
можливим для виробників в умовах складної економічної ситуації.
Ефективним вирішенням даної проблеми є використання несолодженої
сировини рослинного походження. Застосування нескладених матеріалів
дозволяє підвищити якість продукції, знизити її собівартість, що робить цей
напрямок особливо привабливим при створенні нових сортів пива за умов
зростаючої конкуренції. Тому все більше підприємств вдається до
використання таких зернових культур, як ячмінь, рис, кукурудза, пшениця,
жито, овес, сорго, просо, тритикале
5
Метою даної роботи було розробити ресурсозберігаючу технологію у
виробництві пива.
Відповідно до поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
- провести аналіз літературних джерел щодо сучасних способів
ресурсозбереження в пивоварній галузі;
- обґрунтувати вибір несолодженої сировини для виробництва пива;
- проаналізувати хімічний склад сировини;
- обґрунтувати вибір ферментних препаратів «Целюлази»,
«Глюкамілу», «Альфамілу» на стадії затирання.
-розробить технологію отримання пива з використанням несолодженої
сировини і ФП;
- проаналізувати якість готового пива.
Наукова новизна одержаних результатів:
- розроблено технологію пива з використанням нетрадиційної
несолодженої сировини (овес) з використанням мультиферментного
комплексу (Целюлази+Глюкоміла+Альфамілу).
Практичне значення одержаних результатів. Розроблення
ресурсозберігаюча технологія, яка дозволяє скоротити час затирання,
прискорити фільтрацію сусла, зменшити собівартість напою і отримати напій
з високими органолептичними показниками
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 VІІ міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та
інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2023 року, м. Черкаси.
6
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1.1. Поняття «ресурсозбереження» в інноваційних технологіях
харчової промисловості
Значення і роль ресурсів у процесі виробництва продуктів харчування
якнайповніше розкривається в рамках ресурсної теорії. Однак дослідження
економічної сутності ресурсозбереження повинно розглядатися з
урахуванням ширшого спектру понять, до яких слід віднести «ресурси»,
«ресурсний потенціал». Тісний зв’язок між ними не скасовує їх принципової
відмінності, яка полягає в тому, що ресурси можуть існувати незалежно від
суб'єктів господарювання, а потенціал окремого підприємства є
невідокремленим від нього, як від суб’єкта діяльності. Тобто «потенціал»,
окрім різного роду ресурсів, включає також здібності та можливості
підприємства, його персоналу, до ефективного використання наявних
ресурсів[22].
Серед сучасних інституцій, що присвятили себе аналізу проблем
ресурсозбереження в харчовій промисловості, значне місце займає Римський
клуб – неформальна міжнародна організація, що об'єднує вчених різних
спеціальностей. У доповіді Римського клубу «Фактор чотири. Подвоєння
багатства, двократна економія ресурсів» саме ресурсозбереження визнано
методом вирішення соціально-економічних та соціальних проблем».
У монографії О. Оксанича розглядаються теоретичні проблеми
ресурсозбереження як форми інтенсифікації виробництва. Деякі науковці
обмежено пов’язують ресурсозбереження із забезпеченням оптимізації лише
рівня матеріало - та енергомісткості суспільного виробництва, а
ресурсозабезпечення, на їх думку, слід розуміти як процес забезпечення
зростання обсягів готової продукції за відносної стабільності матеріальних та
енергетичних витрат. Українські дослідники Ю. Лебединський, Ю. Склянкін,
П. Попов відзначають, що суть ресурсозбереження полягає в зниженні витрат
ресурсів на виробництво продукції. Фактично вони ототожнюють
7
ресурсозбереження із заощадженням, зберіганням, невикористанням ресурсів
у процесі виробництва[22].
Існуючі трактування сутності ресурсозбереження мають певну
обмеженість тому, що віддають перевагу тому чи іншому його аспекту, не
розглядаючи при цьому ресурсозбереження як складну, комплексну
економічну категорію.
Еволюція трактування терміна «ресурсозбереження» зазнала значних
трансформаційних змін з моменту його введення до наукової термінології.
Стосовно підприємства дослідження цієї категорії мають
фрагментарний характер як в теоретичному, так і в практичному аспектах,
що вимагає узагальнення наукових підходів до економічної сутності
ресурсозбереження з метою розширення класифікаційних ознак і визначення
взаємозв’язку між ресурсами, ресурсним потенціалом підприємства та
ресурсозбереженням в контексті досягнення економіко-екологічних ефектів
господарської діяльності[22].
Результати узагальнення теоретичних підходів до трактування категорії
«ресурсний потенціал» свідчать про неоднозначність думок щодо її
сутнісних характеристик. Так, ряд дослідників розглядають ресурсний
потенціал підприємства з погляду його кількісних показників, як сукупність
різних ресурсів, без урахування їх якісних характеристик. Відповідно до
іншого підходу, ресурсний потенціал служить матеріальною основою
виробництва і визначається тими ресурсами, що є у підприємства на даний
момент часу, до використовування їх у виробничому процесі.
У роботах більшості науковців ресурсний потенціал представлений
всіма ресурсами, що використовуються у виробництві на певній стадії
технологічного процесу. Визначаючи дану специфічну характеристику як
основоположну, слід також враховувати і наявність якісних економічних
характеристик ресурсного потенціалу. Перш за все, це його цільова і
стратегічна спрямованість, що визначається можливим синергетичним
8
ефектом від комплексного взаємозв'язаного використання різних видів
ресурсів і потенційними можливостями підприємства.
Із зазначеного вище можна виділити два основні підходи до
трактування категорії «потенціал». Відповідно до першого потенціал
детермінується сукупністю ресурсів, коштів, запасів, тобто об’єктивними
параметрами господарської діяльності. Другий підхід пов’язує потенціал з
існуючими можливостями, здібностями продуктивних сил[22].
1.2. Перспективні напрямки ресурсозбереження в пивоварній
промисловості
Одним із першорядних завдань соціально-економічного розвитку
України є забезпечення власної енергетичної незалежності.
Незважаючи на те, що дефіцит енергоносіїв в Україні досягає 60 % від
загальної потреби, енергоємність її національного продукту в два рази вища,
ніж в країнах ЄС. Таке становище в минулому компенсували низькою
вартістю енергоносіїв. Останнім часом ситуація змінилася, намітився диктат
з боку постачальників органічного палива, основним чином природного газу.
Для проведення активної енергозберігаючої політики необхідний
науковообґрунтований підхід до споживання енергії енергоємними
технологічними процесами, прогнозування шляхів їхнього подальшого
удосконалення, створення і широкомасштабне впровадження у виробництво
новітніх енерго- та ресурсозберігаючих технологій, які передбачають
максимальне використання вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР) та більш
глибоку і комплексну переробку сировини, скорочення за рахунок цього її
витрат з відходами виробництва[1].
Одним з основних споживачів енергетичних та сировинних ресурсів в
агропромисловому комплексі України є пивоварна промисловість.
Впровадження новітніх мало- та безвідходних технологій дозволяє
скоротити не тільки матеріалоємність виробництва, але зменшує й витрати
енергії на одиницю товарної продукції [1].
9
Усі енергозберігаючі заходи розподіляються на дві групи. До першої
групи належать ті, що не впливають на принципові основи техніки і
технології, використання технологічного продукту та напівпродуктів. Таке
енергозбереження називається рекуперативним або екстенсивним[1].
Друга група включає принципово нову сукупність взаємопов'язаних
заходів. Ці заходи розробляються в межах повних технологій матеріальних
виробництв з використанням енергетичного потенціалу первинного джерела
енергії, при комплексному вирішенні завдань ресурсозбереження і
спрямовані на створення технологій та обладнання нового покоління з
максимально високими енергоматеріалозберігаючими та екологічними
характеристиками. Таке енергозбереження називається інтенсивним[1].
Основним джерелом інтенсивного енергозбереження є вторинні
джерела енергії, мало- та безвідходні технологічні процеси.
Основні витрати енергетичних і сировинних ресурсів відбуваються під
час подрібнення несолодженої та солодженої сировини, затирання,
приготування охмеленого сусла, та його зброджування.
Подрібнення солоду.
Оптимальний склад солоду, що подається на дробарку, повинен
забезпечити якомога вищий вихід екстрактивних речовин і водночас високу
швидкість фільтрації сусла. Солод подрібнюється сухим або частково
зволоженим на чотирьох або шестивалкових дробарках, валки яких
обертаються з однаковою швидкістю. [21]
Склад помелу залежить від якості солоду, способів затирання та
фільтрації, таблиця 1.1.
10
Таблиця 1.1. – Характеристика зерно припасів після помелу
Складові Розміри Солод за фільтрації Ячмінь Рис Кукурудза
частини частинок, На На
помелу мм фільтр- фільтр
апараті пресі
Лушпиння Більше 15-18 9-12 10-20 0-2 0-5
2,2
Крупка:
Велика 1,0-2,2 18-22 12-15 20-30 30-35 25-30
Дрібна 0,56-1,0 30-35 30-35 30-35 40-45 25-34
Борошно 0,56 20-30 40-45 15-25 20-25 40-50
Порошковий помел отримують на молоткових дробарках або
дробарках ударної дії з ситами, розмір отворів яких становить 0,5-1,0 мм.
Певну проблему представляє подрібнення оболонок, які не повинні
перешкоджати нормальній роботі фільтраційним пристроям.
Енерговитрати при отриманні порошкового помелу досить високі (10-
12 кВт · год/т), причому додаткових витрат вимагає також знос дробильних
пристроїв та сит. Подальші розробки по тонкому помелу спрямовані на поділ
його на борошно, отримане з ендосперму і борошно, отримане з
алейронового шару[18].
При мокрому дробленні продуктивність сучасних дробарок з діаметром
вальців 500 мм досягає 40 т/год, що для сусловарочних відділень із засипом
10 т дозволяє скоротити тривалість дроблення приблизно до 15 хв. З
урахуванням дії оксидазних систем (насамперед ліпоксигеназ) прагнуть
дотримуватися короткої тривалість затирання та пізні паузи. Для цього
дробарку просто заповнюють нейтральним газом (N2, CO2). Роботі з
незначною кількістю кисню сприяє подача затору до заторної ємність знизу.
Для помелу 10 т продукту за 15 хв потрібно до 100 кВт електроенергії.
Для отримання порошкового помелу розроблені спеціальні дробарки,
які мінімізують захоплення кисню при отриманні порошкового помелу та
виключають необхідність дорогих заходів щодо створення атмосфери
інертного газу. Ці дробарки мокрого помелу є дискові дробарки, диск яких
11
обертається зі швидкістю 1275 об/хв (швидкість - 40 м/с).. Відстань між
дисками зазвичай становить 0,35 мм, а енергоспоживання дробарки
продуктивністю 15,5 т/год - 97 кВт (6,25 кВт/т солоду) [18].
Затирання
Цілі затирання:
1.Перевод у розчин розчинних речовин сировини
2.Перевод у розчинний стан нерозчинних екстрактивних речовин під
дією ферментів.
3.Найповніше розщеплення крохмалю до зароджуваних цукрів і
декстринів,що не забарвлюються розчином йоду
4.Отримання максимальної кількості екстракту за мінімальний час
Зброджуваний екстракт:
- фруктоза
- глюкоза
- мальтоза
- мальтотріоза
Незброджуваний екстракт:
1.білки
2.декстрини
3.гумі речовии (пентозани, β-глюкани)
Розщеплення крохмалю:
1. Клейстеризація (набухання і розрив оболонок крохмалю у теплому
водному розчині).
2.Розрідження (зниження в’язкості клейстеризованого крохмалю під
дією α-амілази. Довгі ланцюжки крохмалю (амілоза+амілопектин) під дією α-
амілази розриваються на більш короткі,тому в’язкість затору швидко
зменшується).
3.Оцукрення (повне розщеплення розрідженого крохмалю амілазами на
мальтозу і декстрини. β-амілаза гідролізує α-1,4-звязки крохмалю і
12
декстринів, відщеплюючи с нередукованого кінця в основному мальтозу,
через різну довжину ланцюжків декстринів утворюється також глюкоза і
мальтотріоза. Оптимальні умови дії β-амілази: температура 60-65 ºС, рН 5,4-
5,5. (температура інактивації – 70 ºС.) 10% крохмалю розщеплюється при
солодженні, а 90% при затиранні.
Крохмаль має бути розщеплений, тому що він не зброджується
дріжджами в спирт - вони зброджують лише продукти гідролізу крохмалю
(глюкоза, мальтоза, мальтотріоза),а ще тому що він викликає помутніння
пива.
Таблиця 1.2 - Ферментативні реакції при затиранні
Фермент Опт. Т, ºС Опт. рН Т інакт., ºС Продукти
β-амілаза 60-65 5,4-5,6 68 мальтоза
α-амілаза 70-75 5,6-5,8 80 декстрини 7-12 ед.
Протеіназа 50 4,6-5,0 - пептиди
Критична
декстриназа 57 5,1 65 декстрини
Эндо β-1,4
глюканаза 40-50 4,5-4,8 55 сахариди
β-глюкан- 60-65 5,0-6,5 70 Високомолекулярний
солюбілаза β-глюкан
Ліпоксигеназа 40 6,5 70 транс-2-ноненал
Вплив температури і часу на розщеплення крохмалю:
Довга пауза 62-64 ºС (оптимум β-амілази) – отримання пива з високим
ступенем зброджування.
Коротка пауза 62-64 ºС, довга пауза 72-75 ºС (оптимум α-амілази) –
отримання пива с низьким ступенем зброджування і високим вмістом
декстринів
13
Температура перекачки затору в фільтраційний апарат 76-78 ºС – так як
при фільтрації проходить перехід остаточного крохмалю в сусло, необхідно
мати можливість «дооцукрити» крохмаль за допомогою α-амілази
Можлива фільтрація сусла при температурах до 90 ºС – за умови
використання концентрованого ФП α-амілази.
Для збільшення ефективності використання обладнання допускається
використання ферментних препаратів Ultraflo, Filtrase чи інших за дозволом
Міністерства охорони здоров’я. Ці ферментні препарати задають в заторний
апарат на початку процесу затирання.
Удосконалення технології пива зі змішаної сировини йде шляхом
використання цитолітичних ферментних препаратів. На їх основі
створюються мультиензимні композиції (МЕК) із високою активністю
ферментів, що розщеплюють некрохмальні полісахариди. У таких МЕК
препарати з амілолітичною та протеолітичною активністю поєднують з
цитолітичними — «Целовіридином», «Ксилакомом», «Целоконінгіном»,
«Целокандином», «Цитореземіном» та ін. Застосування цитолітичних
ферментних препаратів скорочує тривалість, підвищує швидкість його
фільтрації, виходу екстракту та кінцевого ступеня зброджування. Хороші
результати отримані при використанні комплексу "Амілосубтиліну Г20х" та
"Ксилакома" у співвідношенні 1:1. При заміні 40-60% солоду ячменем
рекомендовано дозування цього ПЕК - 0,025-0,09% до маси сировини.
Приготування пивного сусла
Постійно зростаюча вартість газу, нафти та інших джерел енергії
вимагає не тільки їхнього раціонального використання на підприємствах
агропромислового комплексу, але й розроблення та впровадження
інноваційних технологій та устаткування, що спрямовані на
ресурсоенергозбереження з урахуванням економічних, екологічних і
соціальних аспектів. Харчові підприємства, зокрема виробництво пива, є
енергоємними процесами, тому необхідним є раціональне використання
14
енергії та ресурсів. Енергозбереження в харчовій галузі – один із найбільш
важливих факторів, який сприяє підвищенню конкурентоспроможності
вітчизняних товарів. Доведено, що впровадження у харчову промисловість
енергозберігаючих технологій дає змогу значно знизити собівартість
продукції і підвищити прибутки на підприємстві. Розглянуто наявні способи
зниження енерговитрат під час приготуваннія пивного сусла у виробництві
пива. Охарактеризовано заходи щодо збільшення використання вторинних
теплових енергетичних ресурсів. Поєднання кількох технології в одному
проєкті дозволяють розширити функціональні можливості енергозбереження
за рахунок повернення у виробництво не тільки тепла вторинної пари, але й
теплоти гарячого охмеленого сусла, що виводиться з гідроциклонного
апарату на стадію бродіння.
Утилізація вторинної пари сусло варильних апаратів
Як відомо, за варіння сусла 8—12% його перетворюється у вторинну
пару. На багатьох підприємствах України цей потенціал не використовується,
і виробництво кожної тисячі гектолітрів супроводжується тепловими
втратами 22,6·109 Дж, що еквівалентно теплоті згоряння близько 540 м3 газу з
теплотворною здатністю 42 000 кДж/м3. [23]
Однією з причин такого становища є циклічний характер виробництва
та відносна складність апаратурного забезпечення системи рекуперації
вторинної пари. Нагадаємо, що саме варіння займає близько 2 годин, тоді як
більшість енергомістких процесів здійснюються протягом однієї або кількох
змін (робота пляшкомийних машин, пастеризаторів, сушарок солоду та ін.).
Синхронізувати в часі генерування вторинної пари з якимись іншими
процесами можливо лише частково для останніх, а тому вони повинні мати й
інші системи живлення. Такими користувачами вторинної пари можуть бути
пляшкомийні машини або пастеризатори пляшкового пива (рис. 1.1).
15
Рисунок 1.1. - Схема до утилізації вторинної пари:
1 — сусловарильний апарат; 2 — ежектор; 3 — пляш комийна машина або
пастеризатор
У цій схемі вторинна пара відсмоктується ежектором 2 і суміш
первинної та вторинної пари подається в барботажні паророзподільні
пристрої пляшкомийної машини або пастеризатора 3. Використання останніх
дає можливість уникнути створення повітряних пробок і гарантувати
надійність роботи системи[23]
.Іншим напрямом рекуперації є схема пароструминним компресором
(ежектором) (рис. 1.2). У цьому випадку більшу частину вологої пари
спрямовують ежектор, куди одночасно подається первинна пара з
підвищеним тиском. У результаті взаємодії цих двох потоків суміш
подається в кип’ятильник, де відбувається конденсація пари[23]
Рисунок 1.2. - Схема використання тепла сусловарильного апарата за
допомогою пароструминного компресора
16
При кип'ятінні сусла утворюється водяна пара, яку називають
вторинною парою. Якщо ця вторинна пара безперешкодно випускають через
витяжну трубу, що призводить до забруднення навколишнього середовища.
Доцільно повернути хоча б частину теплоти пароутворення. Це
здійснюють шляхом встановлення конденсатора вторинної пари,
підключеного до витяжної труби котла. Якщо вторинна пара конденсувати в
цьому апараті, можна отримати назад теплоту пароутворення.
У цьому конденсаторі вторинну пару пропускають навколо труб або
будь-яких інших теплообмінних каналів, через які прокачують воду. Вода
при цьому нагрівається, а вторинна пара віддає свою теплоту пароутворення і
конденсується[32].
Дивлячись за цілями подальшого використання, вторинну пару
охолоджують в один або два ступені, отримуючи при цьому гарячу воду. В
даний час випускають конденсатори вторинної пари з одноступінчастим
охолодженням.
З 1 гл випареної води можна одержати до 80 гл гарячої води при 80 °С.
В даний час конденсатор вторинної пари випускають частіше у вигляді
одноступінчастого пластинчастого теплообмінника. При цьому вторинна
пара подається зверху в кожну другу пластину і конденсується при русі вниз,
тоді як вода, що охолоджує, тече в проміжних пластинах в протитоці, знизу
вгору, і при цьому нагрівається (рис. 1.3) [32].
Рисунок 1.3. – Конденсатор вторинної пари
1 - кожухотрубний теплообмінник; 2 - витяжна труба; 3 - водяна пара; 4 -
вихід гарячої води; 5 – подача охолоджувальної води; 6 - відведення конденсату
17
Іншим напрямком ресурсозбереження на стадії сусло варіння є
використання замінників хмелю з метою не тільки розширення асортименту
напою, але і зниження собівартості.
Пиво являє собою досить складну систему органічних і неорганічних
кристалоїдів та колоїдів у слабкому водно-спиртовому розчині. До його
складу входять більше 400 сполук, які визначають його високу якість.
Найціннішими в пиві є гіркі речовини хмелю, що надають йому
своєрідну приємну гіркоту, сприяють біологічній стійкості. Хміль, який лише
нещодавно загрожував поглинути все в навалі зеленої гіркоти, нині
відступає, щоб посісти своє правомірне місце серед інших способів варити
смачне і виразне пиво. Багато крафтовиків приглядаються й до інших рослин,
що притаманні конкретним регіонам, і пробують варити пиво з повагою до
місцевих традицій. Хміль є незамінним компонентом будь-якого пива, але в
разі надмірного вживання негативно впливає на організм людини. Останні
дослідження вчених дають підставу стверджувати про негативний вплив
хмелю на організм людини, оскільки в шишках хмелю є 8-пренілнарінгенін –
речовина, яка належить до класу фітоестрогенів. Тому заміна хмелю на іншу
нетрадиційну сировину є перспективним напрямом досліджень. Повний
список інгредієнтів, які використовуються як сурогат хмелю або задля
забезпечення альтернативних смакових властивостей, досить великий.
В роботі Бліщ, Р. О. розглянуто часткову заміну хмелю на натуральну
рослинну сировину (хвою хвойних порід дерев), яка за своїми властивостями
та хімічним складом наближена до хмелю. Також охарактеризовано
використання деревію, хрону, бузини, імбиру та інших альтернативних
хмелю рослин у виробництві пива. Зроблено висновок, що у виборі сировини
(замінника хмелю) необхідно звертати особливу увагу на її хімічний склад і
дію на організм людини, оскільки більшу частину цих властивостей отримає і
пиво з її додаванням[2].
Доведено, що інноваційні технології з використанням нетрадиційної
сировини як заміни хмелю можуть бути рекомендовані до використання в
18
пивоварінні задля розширення зразків продукції, що позитивно впливають на
організм людини та як ресурсозберігаючу технологію, яка дає можливість
зекономити дорого вартісний хмель[2].
Одним із завдань високогустинного пивоваріння як сучасної
енергоощадної технології є отримання пива високої якості, адже смак і
аромат напою ‒ його головні споживчі властивості. Віцинальні дікетони ‒
діацетил (2,3-бутандіон) та 2,3-пентандіон – відіграють значну роль у
формуванні смаку. Завдання пивоварів полягає в зведенні до мінімуму їх
утворення або пришвидшенні їх відновлення до речовин із вищим порогом
відчуття. До основних методів зниження вмісту дікетонів належать
оптимізація параметрів бродіння та дозрівання, використання модифікованих
штамів дріжджів та іммобілізованих дріжджових клітин. Цього досягають
також застосуванням ферменту α-ацетолактатдекарбоксилази, який міститься
в ферментному препараті Матурекс. Він каталізує реакцію перетворення α-
ацетолактату безпосередньо в ацетоїн, минаючи утворення діацетилу. Таким
чином значно знижується вміст дікетонів у пиві та скорочується тривалість
його дозрівання [10].
Також одним із напрямків ресурсозбереження є раціональне
використання відходів виробництва.
В пивоварному виробництві відходами є – пивна і хмельова дробина,
білковий відстій, надлишкові дріжджі.
Пивна дробина - вторинний продукт пивоваріння, успішно вживаний як
кормова добавка до раціонів продуктивних тварин в свіжому або в сухому
вигляді максимально підвищити цінність кормових добавок з дробини для
тварин, що випускаються в даний час, можна тільки шляхом вдосконалення
способів її переробки. Таких способів достатньо багато. Одним з
найперспективніших с бюферментація пивної дробини. Біоферментаиія із
застосуванням закваски Леснова, разом із підвищенням енергетичної
цінності одержуваного корму, збільшує білкову складову за рахунок
додаткового утворення мікробного білка. Технологія приготування добавок
19
із застосуванням закваски Ясенова включає прискорену твердофазну
ферментацію, яка в стислі терміни протягом 8-12 годин забезпечує значне
підвищення в них протеїнової складової. У результаті цього процесу в
оброблюваній сировині знижується вміст клітковини, збільшується кількість
кормових одиниць, перетравного протеїну, легкорозчинних цукрів. Також в
процесі бюферменгації синтезуються вітаміни. До 95% отриманого в процесі
ферментації мікробного білка засвоюється в організмі тварини. [Кошова]
Застосування сухої пивної дробини є резервом ресурсозбереження у
тваринництві, що забезпечить економію матеріальних ресурсів у виробництві
продукції, знизить її собівартість, підвищить продуктивність тварин,
зрештою, підвищить ефективність функціонування підприємств
агропромислового комплексу.
Зазначений підхід до використання відходів харчової промисловості є
сукупністю взаємозалежних інноваційних процесів щодо організації
виробництва і переробки продукції тваринництва [22]
1.3.Нетрадиційні зернові культури у пивоварінні
Крім ячменю, рису, кукурудзи та пшениці для отримання пива як
сортоутворювальний компонент використовують овес, просо, сорго, жито і
тритикале. Всі ці культури, за винятком вівса, містять крохмалю більше, ніж
ячмінь, і є нескладеними матеріалами, що сприяють збільшенню виходу
екстракту (табл. 1.3).
20
Таблиця 1.3. - Хімічний склад нетрадиційних зернопродуктів (у розрахунку
на 100 г продуктів, що містить 86% СР)
Компоненти, г Пшениця Жито Тритикале Овес Просо Сорго
Вода 14 14 14 14 14 14
Крохмаль 60,0 54,0 53,5 36,5 54,7 58,0
Клітчатка 2,3 2,6 2,6 10,7 7,9 3,5
Геміцелюлоза 1,8 6,9 — 10,0 5,2 4,0
Білки 13,2 9,9 12,8 10,0 11,2 10,6
Жири 2,9 2,2 2,1 6,2 3,9 4,1
Зола 2,1 1,7 1,7 3,2 2,9 2,2
Загальна 9,6 12,4 9,2 11,0 10,3
кількість —
амінокислот
Просо
Просо (Paniceae) відноситься до роду однорічних або багаторічних
трав'янистих рослин сімейства злакових. Розміри зерна коливаються від 2,0
до 3,1 їм за довжиною, 1,5-2,5 мм, за шириною та 1,2-2,1 мм за товщиною.
Абсолютна маса 1000 зерен змінюється в межах 5,5-7,2 г. Однією з відмінних
рис проса є сильно розвинений зародок, частка якого становить близько 8%.
Як і всяка дрібнонасінна рослина, просо характеризується високою
плівчастістю і, відповідно, містить багато некрохмалистих полісахаридів
(табл. 1.3), але при цьому кількість крохмалю в зерні вища, ніж у ячмені.
Крохмаль проса має високу температуру клейстеризації (70-80 ° С), тому при
його переробці слід застосовувати метод затирання з відварками.
Незважаючи на те, що рівень білка в просі дещо вищий, ніж у ячмені,
це не призводить до небажаних наслідків, оскільки вміст альбумінів та
глобулінів у ньому не перевищує 20% від загального білка, у той час як
проламіни, які переходять у дробину, що становлять у середньому 60% від
загального білка (табл. 1.4.).
Однією з особливостей проса є високий вміст жирових речовин (табл.
1.3), проте є відомості про використання просяного солоду в пивоварінні,
21
зокрема, він використовується для приготування пива в північно-східній
Африці.
Таблиця 1.4 – Фракційний склад білка проса
Фракція білка Вміст, % від
загального білка
(загальний вміст), 4,7-15,5
у тому чіслі:
альбуміни 2,3-9,2
глобуліни 4,1-7,5
проламіни 45,8-77,2
глютеліни 10,7-34,4
Сорго
Сорго (Sorghum) - рід однорічних і багаторічних рослин сімейства
злакових. Більшість видів сорго досягає висоти 4-5 м і більше. Зовні цей злак
схожий на кукурудзу. Сорго відрізняється високою посухостійкістю і росте в
посушливих та напівзасушливих районах. Як хлібну рослину його
вирощують в Африці (основний продукт харчування), в Азії (Індія та Китай)
та у США (на корм худобі).
Зернівка укладена в квіткові плівки, які у деяких сортів легко
відокремлюються (голозерні). Зважаючи на незначну плівчастість сорго, у
пивоварінні допустимі як плівчасті, так і голозерні сорти.
Маса 1000 зерен коливається не більше 10-70 гр; у пивоварінні
застосовуються сорти сорго, для яких цей показник перевищує 30 г.
Крохмальні зерна сорго мають округлу, багатокутну форму; Розмір
гранул в основному становить 10-12 мкм. Вміст білка в зерні сорго становить
понад 12% СВ (табл. 1.5). Кількість крохмалю в сорго досить велика (до
74%), температура його клейстеризації лежить у межах 70-80 ° С, тому при
використанні цього злаку застосовується метод затирання з відварками;
також практикується використання ферментних препаратів.
22
Таблиця 1.5 - Середній хімічний склад зерна сорго (в % від СР)
Співвіднош
ення частин
Зерно зерна Білок Крохмал Жир Зола
Ціле зерно 100,0 12,3 73,8 3,6 1,65
Ендосперм 82,3 12,3 82,5 0,6 0,37
Зародок 9,8 18,9 13,4 28,1 10,36
Оболонки 7,9 6,7 34,6 4,9 2,02
Пиво із застосуванням сорго отримують у деяких країнах Африки, при
цьому використовують культуру як у несолодженому вигляді, так і після
солодження. При підвищеному вмісті сорго у заторі рекомендується
використовувати плівчасті сорти (для забезпечення якісної фільтрації).
Жито
На відміну від ячменю жито (Secale) є голозерною культурою. За своїм
біохімічним складом вона близька до ячменю (табл. 1.3 та 1.6). Проте як
несолоджений матеріал жито застосовується мало. Основна частка житніх
зернопродуктів припадає на житній солод, який надає напою характерного
хлібного присмаку.
Таблиця 1.6 - Біохімічний склад зерен жита
Компонент зерна Білок Жир Крохмал Клітчатка
Вміст, % від СР 9,0-12,0 1,7 До 71 2
Тритикале
Тритикале є гібридом пшениці та жита. Цей злак використовують
для отримання солоду.
У зерні тритикале в залежності від сорту міститься (% від СВ):
крохмалю - 62,13-66,70%, білка - 9,75-14,80%, гумовиществ - 1,72-
3,48%, геміцелюлоз - 5 ,45 - 7,28%, жиру 2,1-2,5%, зольних елементів -
1,7-2,2%. У табл. 1.7 надано відомості щодо фракційного складу
азотистих речовин тритикале.
23
Таблиця 1.7 - Фракційний склад азотистих речовин
Фракції азотистих речовин по Амінний
Загальний Лундину, мг/100 г СР азот,
азот, мг/100 г А В С мг/100 г
СР СР
749,0 360,0 209,0 180,0 54,0
Для виробництва пивоварного солоду підходять сорти тритикале
Міхась, Мально, Згода, Дар, які характеризуються високим вмістом
екстракту (83,0-85,1% від СР), невисоким вмістом білка (11,10; 10, 70;12,90 і
9,75% від СР), високими показниками енергії (95-96% від СР) та здатності
проростання (97,6-98,8% від СР). Ці сорти містять мало гумі речовин.
Солодорощення. Відсутність у зерна тритикале м'якинної оболонки
суттєво прискорює процес замочування.
Необхідна ступінь замочування зерен всіх сортів тритикале (42-44%)
досягається вже через 24-28 годин, що скорочує процес замочування
тритикале порівняно з ячменем у 2-2,5 рази.
При збільшенні вологості замоченого тритикале до 46%
спостерігається збільшення активності всіх груп гідролітичних ферментів
(амілолітичних, протеолітичних, цитолітичних), але при цьому з'являється
в’язка консистенція ендосперма зерна, що свідчить про перезамочування
зерна. Тому найбільш оптимальним ступенем замочування тритикале є 44%,
а тривалість солодоріння 5-6 діб. За цих умов підвищується біосинтез
основних гідролітичних ферментів.
Використання тритикале для отримання пивного сусла. У зв'язку з
тим, що оптимальні умови для прояву активності ферментів солоду з
тритикале відрізняються від показників, встановлених для ячмінного солоду,
необхідно змінити режим затирання зернопродуктів і враховувати
особливості нового продукту.
24
Оптимальними умовами для прояву ферментативної активності α-
амілази є температура 58-62 ºС і pH середовища 5,3-5,6; для (β-амілази -
температура 47-51 ° С та pH середовища 4,9-5,3; для цитолітичних ферментів
- температура 47 ° С і pH середовища 4,8-5,2.
Гідролітичні ферменти тритикалевого солоду більш стабільні до
впливу температури та pH середовища в порівнянні з гідролітичними
ферментами ячмінного солоду.
1.4. Виробництво пива з використанням підвищеної кількості
неполаженої сировини
У пивоварній промисловості України та інших країн останніми роками
все більше використовується несолоджена сировина, головним чином ячмінь
завдяки застосуванню в процесі приготування сусла мікробних ферментних
препаратів. Викликано це прагненням підвищити рентабельність
виробництва шляхом зниження вартості основної сировини і капітальних
вкладень на будівництво солодовен.
Застосування підвищених кількостей несолодженої сировини вирішує
також проблему забезпечення виробництва солодом, оскільки значно
скорочується потреба у ньому. Крім того, менш напружений баланс солоду
дозволить зменшити навантаження на виробничі потужності діючих
солодовен і збільшити терміни витримки солоду, що позитивно позначиться
на його якості.
Підприємства ферментної промисловості випускають амілолітичні,
протеолітичні та цитолітичні препарати бактеріального та грибного
походження, за допомогою яких можливе отримання високоякісного пива
при заміні значних кількостей солоду ячменем. Це доведено не тільки-
чисельними дослідженнями, проведеними у виробничих умовах, але і
багаторічною практикою роботи підприємств багатьох країн.
На основі досліджень активності та властивостей ферментів, ячменю,
солоду та препаратів різного походження та вивчення дії останніх на ячмінь в
25
умовах виробництва пивного сусла розроблено науково обґрунтовані вимоги
до препаратів для переробки несолодженої сировини.
За допомогою ферментних препаратів можна також переробляти менш
якісну зернову сировину і регулювати технологічний процес, одержувати
пивне сусло заданого складу і покращувати якість-пива.
Систематичні дослідження щодо застосування нескладеного ячменю в
пивоварінні з використанням ферментних препаратів широко проводяться в
Україні. В Українському науково-дослідному інституті харчової
промисловості (УкрНДІПП) було розроблено технологію отримання
амілолітичного та протеолітичного препарату з цвілевого гриба Aspergillus
oryzae (Амілоризін Пх) та спосіб виробництва пива із заміною частини
солоду несолодженою сировиною та цим препаратом.
Також була розроблена технологія отримання цитолітичного
ферментного препарату з пліснявого гриба Trichothecium roseum
(Цптороземін Пх) та спосіб застосування його у виробництві пива при
переробці несолодженого ячменю, а також високобілковистих.
В даний час в Україні у пивоварному виробництві застосовуються три
ферментні препарати: Амілоризін Пх, Цитороземін Пх і Амілосубтілін Г10х.
Широку виробничу перевірку і перший етап впровадження пройшов
новий комплексний ферментний препарат - Мультіензимна композиція
(МЕК). Саме цей комплекс запропоновано в магістерській роботі на
стадії затирання.
1.5.Ферментні препарати при затиранні і кип'ятінні сусла
У процесі затирання та кип'ятіння охмеленого сусла з хмелем у розчин
із сировини, тобто із солоду та хмелю, переходять екстраговані речовини.
При цьому в стадії затирання під дією ферментів солоду високомолекулярні
речовини розщеплюються більш прості.
Найважливішими з ферментів є групи амілаз, протеаз і геміцелюлаз.
26
Амілази. Промислові ферментні препарати застосовуються в процесі
варіння на початку затирання при переробці великих кількостей
несоложеного зерна замість солоду (найчастіше на 30-60%). Доза препарату
залежить від виду та кількості замінника солоду, якості солоду та
песоложеного зерна, виду ферментів та їх активності у відповідному
ферментному препараті.
Як замінник солоду найчастіше використовують ячмінь, рис і
кукурудзу, менше - пшеницю для спеціальних сортів пива і дуже рідко - овес,
просо і соєве борошно. У табл. 3.1. наводиться хімічний склад основних
зернових культур (% абсолютно сухої речовини).
При переробці великих кількостей несолодженого зерна промислові
ферменти заповнюють насамперед недолік α-амілази і тим самим
забезпечують повне оцукрювання заторів.
α-Амілази це – ендоферменти. У першій фазі вони швидко
розщеплюють α-1,4-глюкозидні зв'язки амілози переважно на декстрини з
низькою молекулярною масою. У зв'язку з цим відбуваються швидкі зміни
кольору при реакції з йодним розчином. Ця швидка перша фаза розщеплення
протікає до ахроматичної точки йодокрахмальної реакції, коли
розщеплюється від 20 до 45% амілози. Потім настає друга фаза з більш
низькою швидкістю реакції, коли α-амілаза розщеплює низькомолекулярні
декстрини і в реакційній суміші підвищується вміст мальтотріози, мальтози і
глюкози. При розщепленні α-1,4-глюкозидних зв'язків амілопектину під дією
α-амілази утворюються спочатку розгалужені декстрини середньої
молекулярної маси, пізніше - декстрини з низькою молекулярною масою і
підвищується вміст мальтози і глюкози.
β-Амілаза діє в ланцюговій реакції з α-амілазою, відщеплюючи
поступово мальтозу від нередукуючого кінця ланцюга. Її дія оцукроюча. β-
Амілаза не може обійти α-1,6-глюкозидні зв'язки, гідроліз крохмалю
зупиняється на двох або трьох одиницях глюкози перед розгалуженням і
утворюються граничні декстрини.
27
При переробці ячменю та інших замінників солоду, але насамперед при
виробництві пива з високим ступенем зброджування, необхідно
використовувати ферментні препарати, які розщеплюють полісахариди та
продукти їх гідролізу в місцях розгалуження молекули, тобто ферменти, що
гідролізують α-1,6-глюкозидні зв'язки. Заміна або заповнення ферментів
солоду здійснюється за допомогою ферментних препаратів, що містять
амілоглюкозидазу або пулуланазу. Обидва ферменту розщеплюють α-1,6-
глюкозидні зв'язки розгалужених декстринів і підвищують у розчині вміст
мальтози та мальтотріози (пулуланази) та глюкози (амілоглюкозидази). При
цьому амілоглюкозидаза розщеплює зв'язки α-1,4. Гідроліз починається з
нередукуючого кінця ланцюгів, внаслідок чого утворюється єдиний вид
редукуючого цукру - глюкоза. Встановлено, що пулуланаза забезпечує
значне підвищення ступеня зброджування, ніж амілоглюкозидазу, оскільки
під її дією з усіх цукрів, що зброджуються, утворюється переважно глюкоза.
З промислових ферментних препаратів для забезпечення оптимального
розщеплення крохмалю і досягнення гарного оцукрювання охмеленого сусла
найбільш придатні препарати, що мають високу амілолітичну активність. Для
забезпечення підвищеного ступеня зброджування використовують препарати
з високою активністю амілоглюкозидази.
Протеолітичні ферменти. При переробці великих кількостей
несоложеного зерна необхідно вносити відповідні препарати протеолітичних
ферментів, які у несоложеном зерні мають низьку активність. При цьому
протеази гідролізують високомолекулярні азотисті речовини до
низькомолекулярних пептидів та амінокислот. Вони відіграють істотну роль
збагаченні сусла розчинними азотистими речовинами і сприяють хорошої
фильтруємості пива. Під впливом протеаз утворюються амінокислоти. З
технологічного погляду протеази мають значення для забезпечення
оптимальної концентрації амінокислот, необхідних харчування дріжджів під
час головного бродіння. Тим самим вони впливають і на приріст дріжджів, і
опосередковано на органолептичні властивості пива. Оптимальне
28
розщеплення високомолекулярних азотистих речовин у ході приготування
сусла має велике значення для поліпшення колоїдної стійкості пива.
Дір та Делекур рекомендували доповнити ферментний комплекс при
переробці великих кількостей несолодженого зерна технічним папаїном або
його комбінацією з бактеріальною протеазою. Нельсон вважає, що
застосування папаїну у варильному відділенні ускладнює надалі
фільтрування пива.
Американські дослідники пропонують використовувати папаїн при
переробці великих кількостей несолодженої сировини без застосування
інших ферментів. Вони виходять з того, що протеолітичний фермент звільняє
в розмеленому зерні α-амілазу та інші присутні ферменти, які разом з
ферментами солоду забезпечують утворення достатньої кількості цукрів, що
зброджуються. Цей варіант цілком придатний і у разі виробництва
охмеленого сусла з погано розчиненого солоду.
Геміцелюлази. Ферменти комплексу геміцелюлаз діють на оболонку
клітин ендосперму зерна, знижуючи вміст некрохмальних полісахаридів.
Найважливішим із цієї групи ферментів для пивоваріння є ендо-β-
глюканаза, яка розщеплює високомолекулярний β-глюкан. Геміцелюлази
звільняють крохмаль клітин для дії амілаз, білки для розщеплення
протеолітичними ферментами, гідролізують некрохмальні полісахариди, що
знижує в'язкість і покращує фільтрування охмеленого сусла. При цьому
збільшується вихід екстракту і покращуються фільтрування та якість пива.
Промислові ферментні препарати, які мають високу активність
геміцелюлаз, і насамперед ендо-β-глюканази, рекомендуються для
застосування як при переробці великих кількостей несолодженої сировини,
так і при переробці погано розчиненого солоду.
Відповідно з промислових ферментних препаратів при отриманні
охмеленого сусла придатні препарати, що містять комбінації α-амілази,
протеолітичні ферменти і геміцелюлази. Залежно від активності ферменту,
29
що переважає в препараті, промислові ферменти використовують у
наступних напрямках:
 для гідролізу крохмалю, якщо у препараті переважає активність
α-амілази;
 якщо основною активністю препарату є протеолітична, то
головна функція використовуваного ферменту спрямована на
оптимальне звільнення ферментних комплексів та розщеплення
азотистих речовин;
 якщо в препараті переважає активність геміцелюлази або ендо-β-
глюканази, то препарати роблять доступним субстрат для дії
амілаз, протеолітичних та інших ферментів і розщеплюють
некрохмальні полісахариди при одночасному зниженні в'язкості
середовища.
Висновок: В 1 розділі на основі літературних джерел проаналізовано
ресурсозберігаючі технології в пивоварінні. Для подальшої роботи обрано
використання нетрадиційної сировини, а саме овес, як несолоджений
матеріал. Викликано це прагненням підвищити рентабельність виробництва
шляхом зниження вартості основної сировини і капітальних вкладень на
будівництво солодовен. Для зниження енергозатрат в процесі затирання
рекомендовано застосовуватиМультиферментний комплекс (МФК).
30
РОЗДІЛ 2. ОБ΄ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1 Об΄єкти дослідження
Овес
Овес (Avenae) - рід однорічних трав сімейства злакових. Для
пивоваріння представляє інтерес група голозерного вівса (Niidae), при
обмолоті якого зерно звільняється від квіткових плівок і є
високоекстрактивною сировиною. В інших випадках овес являє собою
високоплівчасту культуру і тому містить багато геміцелюлози і клітковини,
що призводить до зниження виходу екстракту і підвищення грубої гіркоти
пива.
Розподіл хімічних речовин з окремих складових зерна
підпорядковується тим самим закономірностям, як і інші злаки (ячмінь,
пшениця, жито). Після видалення плівки кількість целюлози в зерні істотно
знижується, а відносний вміст крохмалю і жирових речовин зростає і
становить 55 і 11% відповідно.
Розмір крохмальних зерен зазвичай коливається від 2 до 10 мкм.
Температурний інтервал клейстеризації крохмалю вівса дещо нижчий (55-
60 °С), ніж у ячменю (61-62 °С), і тому при його використанні не потрібно
застосовувати з відварками метод затирання.
Рівень білка в вівсі може коливатись у досить широких межах - від 9,0
до 19,5%. Зі збільшенням загального вмісту білка зростає вміст альбумінів та
проламінів. У середньому кількість проліну в зерні вівса значно нижча, ніж у
ячміні, кукурудзі та пшениці (табл. 1.3). Однак це не має принципового
значення, так як культура містить багато некрохмалистих полісахаридів і
ліпідів, причому більша їх частина представлена ненасиченими жирними
кислотами, що несприятливо відбивається на смакової та колоїдної стійкості
пива. Тим не менш, овес застосовують як нескладний матеріал при
виробництві оригінальних сортів пива.
.
31
Як сортоутворювальний компонент в рецептурі пива також
використовують одержаний з вівса вітамінний солод, при цьому пиво
характеризується підвищеною каламутністю.
Високоплівковий овес може застосовуватися для покращення якості
фільтрації.
Ячмінь
Зерно ячменю є зернівкою, оболонка якої складається з семи клітинних
шарів, об'єднаних у м'якінну (або квіткову), плодову і насіннєву оболонку.
Серед культур, що використовуються в пивоварні, лише ячмінь має м'якінну
оболонку.
Ендосперм (борошняне тіло) покритий алейроновим шаром, до складу
якого входять білок та жир. Ендосперм має тонкостінні клітини, що
складаються з целюлози та білка; клітини з'єднані між собою ланцюжками β-
глюкану.
Хімічний склад зерна залежить від сорту, агротехнічних та
метеорологічних умов при культивуванні ячменю, а також агротехнології,
наприклад, від кількості та режиму внесення добрив.
Суха речовина ячменю представлено в основному органічними
речовинами, вміст яких досягає 85% маси зерна і лише близько 2-4%
припадає на частку неорганічних сполук.
Відомості з хімічного складу пивоварного ячменю наведено у табл. 2.1.
32
Таблиця 2.1 - Хімічний склад ячменю
Речовини Показники, %
Вода 14,0
Крохмаль 48.1
Целюлоза 4,3
Г еміцелюлоза 6,7
Пентозани —
Амінокислоти 10,1
Білок 10,3
Жири (ліпіди) 2,4
Моно-, ди- і
трисахариди 1,45
Гумі
речовини —
Мінеральні речовини 2,4
Дубильні речовини
(поліфеноли) —
Органолептичні та фізико-хімічні показники ячменю повинні
відповідати ДСТУ 3769-98, наведені в табл. 2.2
Таблиця 2.2 - Органолептичні та фізико-хімічні показники ячменю
згідно ДСТУ 3769-98
Показники Вимоги до зерна ячменю, яке використовують в
пивоварінні
1 класу 2 класу
1 2 3
Колір Світложовтий або Світложовтий, жовтий або
жовтий сірувато-жовтий
Вологість,%,не більше 14,5 15,0
Натура, г/дм3,не менше Не регламентується
Маса 1000 зерен, гр., не менше 40,0 38,0
Масова частка білка,%,не 11,0 11,5
більше
33
Продовження таблиці 2.2
1 2 3
Смітна домішка,%,не більше 1,0 2,0
в тому числі:
мінеральна домішка 0,5 0,5
в тому числі:
Галька 0,1 0,1
Шлак і руда 0,05 0,05
Зіпсовані зерна У границях норми загального вмісту смітної
домішки
Вівсюг Те саме
Кукіль 0,3 0,3
Фузаріозні зерна Не допускається
Шкідлива домішка 0,2 0,2
В тому числі:
Ріжки і сажка 0,1 0,1
Триходесма сива Не допускається
Зернова домішка,%, не більше 2,0 5,0
Дрібні зерна,%, не більше 5,0 7,0
Крупність,%, не менше 85,0 70,0
Здатність до проростання,%, не 95,0 92,0
менше
Життєздатність,%, не менше 95,0 95,0
Зараженість шкідниками Не допускається, крім зараженості кліщем 1
ступеня
Ячмінний солод
Основна сировина для виробництва пива - світлий солод, що
використовується для отримання практично всіх типів пива: від світлого типу
Пілзнер (Pilsner) до темного, майже чорного пива типу Стаут (Stout).
Якість світлого солоду оцінюють за органолептичним, фізичним,
механічним, фізіологічним і хімічним (технохімічним) показниками. При
затиранні оцінюють тривалість оцукрювання, а в конгресному суслі
визначають колір, кислотність, прозорість сусла та вміст у ньому розчинного
білка. На підставі отриманих даних щодо вмісту азоту в суслі та солоді
34
розраховують число Кольбаха. Відповідно до отриманих даних світлий солод
відносять або до солоду високої якості, або до солоду 1 та 2 класів.
Солод для пивоваріння повинен відповідати технічним умовам за
ДСТУ 4282:2018 Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні умови.
Вимоги вказані у таблиці (2.3). [6]
Таблиця 2.3 - Органолептичні показники світлого солоду
Назва Характеристика солоду
Зовнішній Однорідна зернова маса, що не містить пліснявих
вигляд зерен і шкідників
Колір Від світло-жовтого до жовтого, допускається
сірувато-жовтий
Запах Солодовий. Не допускається: кислий, запах плісняви
та ін.
Смак Солодовий, солодкуватий. Не допускається:
сторонній присмак
За фізико-хімічними показниками світлий солод повинен відповідати
вимогам вказаним в таблиці 2.4
Таблиця 2.4 – Фізико-хімічні показники світлого солоду
Норма для світлого солоду
Назва показника Високої 1 класу 2 класу
якості
Прохід крізь сито (2,2×20) мм, % не
більше 3,0 5,0 8,0
Масова частка сміттєвих домішок, %
не більше Не допу- 0,3 0,5
скається
Кількість зерен, %:
Мучнистих, не менше 85,0 80,0 80,0
Склоподібних, не більше 3,0 5,0 10,0
Не темних, не більше Не допу- Не до- 4,0
скається пуск.
Масова частка екстракту в сухій
речовині солоду тонкого помелу,
не менше 79,0 78,0 76,0
35
Продовження таблиці 2.4
1 2 3 4
Масова частка вологи (вологість),
не більше % 4,5 5,0 6,0
Різниця масових часток екстрактів у Не більше Не більше
сухій речовині солоду тонкого і 1,5 1,6-2,5 4,0
грубого помелів, %
Масова частка білкових речовин у
сухій речовині солоду, % не більше 11,0 11,0 11,5
Відношення масової частки
розчинного білку до масової частки
білкових речовин у сухій речовині
солоду (число Кольбаха), % 39-41 - -
Розчинний азот у солоді (на суху
основу), % 0,75-0,7 0,69-0,61 0,6-0,55
Тривалість оцукрювання, хв., не
більше 15 20 25
Лабораторне сусло:
кінцева ступінь зброджування, % - 79,81 75-78
в язкість, МПа с за 20 С 1,45-1,44 1,55-1,60 1,65-1,70
Рисунок 2.1. - Комплект ALPHAMIL + GLUCOMIL
Термостабільна альфа-амілаза Alphamil – ферментний препарат
бактеріального походження. Штам-продуцент Bacillus licheniformis.
Ферментативна активність щонайменше 12000 од. TAU/р.
Використовується для розрідження крохмалю зерна та іншої сировини, що
36
містить крохмалю. Дозується у заміс на стадії його приготування (при
змішуванні подрібненої сировини з водою).
Високоактивна глюкоамілаза Glucomil – ферментний препарат
бактеріального походження, штам-продуцент Aspergillus niger.
Ферментативна активність щонайменше 500 од. AMG/р.
Використовується для оцукрювання крохмалю, попередньо розрідженого
ферментом альфа-амілази. Дозується в заміс після стадії розрідження.
Рисунок 2.2. - Целолюкс (Целюлаза)
Ефективне руйнування некрохмалистих полісахаридів зерна здійснює
ферментний препарат Целюлаза. Він містить в своєму складі комплекс
ферментів целюлазно-глюканазно-ксиланазної дії. В результаті гідролізу
глюканів сировини відбувається додаткове звільнення глюкози, що сприяє
підвищенню виходу спирту. Ксиланаза робить істотний вплив на реологічні
властивості сусла, знижуючи його в'язкість.
Целюлазний комплекс гідролізує целюлозу до з'єднань, доступних для
розщеплення амілолітичними ферментами. В результаті дії цих ферментів
37
відбувається не тільки гідроліз некрохмалистих полісахаридів, але і
підвищується готовність крохмалю до дії амілаз, поліпшуються технологічні
показники, збільшується вихід спирту. Ферментна активність – 4000 (Cx).
2.2 Методи дослідження
Визначення концентрації сусла[15]
Вміст екстрактивних речовин в суслі визначають ареометричним
методом за допомогою цукроміру при 200С.
Хід аналізу
В скляний циліндр (на 100 см3) наливають сусла та повільно
занурюють в нього чистий та сухий цукромір, не випускаючи його із рук до
тих пір поки він опуститься до поділки, яка відповідає відповідній
концентрації. При відхиленні температури сусла від 200С в показник
цукроміру вносять поправку.
Визначенняповноти оцукрення[15]
Визначення оцукрювання проводять по йодно-спиртовій пробі.
Хід аналізу
В пробірку наливають сусло до поділки “5” та додають етиловий спирт
до поділки “30”. Пробірку закривають пробкою та перемішують.
Після відстоювання освітлену рідину з осаду зливають, розчиняють в
воді до поділки осад “10” та додають 2-3 краплі розчину йоду.
В пробірку для порівняння наливають 10 см3 води та додають 2-3
краплі розчину І2.
Якщо рідина в дослідній пробірці не забарвлюється в інший колір
(синій, сірий) в порівнянні з контрольною, це говорить про повне
оцукрювання крохмалю та продуктів його розпаду.
Визначення кислотності[15]
38
Метод заснований на титруванні кислот та кислотних солей, які
знаходяться в суслі, в присутності фенолфталеїну.
Хід аналізу
10 см3 сусла вносять в конічну колбу на 100 см3, та додають 40 см3
води, 3-4 краплі фенолфталеїну та титрують 0,1-н розчином NaOH до появи
рожевого забарвлення.
Кислотність сусла розраховують за формулою:
де V- об¢єм 0,1н розчину NaOH, який пішов на титрування, см3
К1- коефіцієнт поправки розчину NaOH
К2- коефіцієнт розбавлення сусла (К2=4)
Визначення кольору. [15]
Метод заснований на візуальному порівнянні кольору пива з кольором
розчину йода різної концентрації в 100 см3 води.
Хід аналізу
Компаратор встановлюють навпроти світла на рівні очей спостерігача.
В гнізда компаратора установлюють склянки. В одну відмірюють сусло
об¢ємом 100 см3, в іншу дистильовану воду об¢ємом 100 см3. В склянку з
водою приливають із бюретки розчин йоду, до тих пір доки колір розчину не
стане однаковим з кольором сусла.
Обробка результатів
Колір сусла (Ц) в умовних одиницях розраховують за формулою:
Ц=V*К
Де V- об¢єм розчину йоду концентрацією 0,1 моль/дм3, який додали до
100 см3 води, см3
К- коефіцієнт розбавлення (К=4)
39
Визначення рН[15]
Метод заснований на вимірі електрорушійної сили, яка виникає в
системі двох електродів.
Хід аналізу
Електроди занурюють в дослідну рідину та проводять відрахунок
показників по шкалі прибору.
Визначення вмісту алкоголю[9]
Вміст алкоголю в пиві визначають методом дистиляції (перегонки).
Дистиляційний прилад складається з плоскодонної перегінної колби 1 на 500
см3, холодильника Лібіха 3, краплеуловлювача 2 і приймача дистиляту колби
4 на 250 см3. Перед початком аналізу колбу 1 для перегонки і приймальну
колбу 4 для дистиляту заздалегідь зважують на технічних терезах з точністю
до 0,1 г. Потім в перегінну колбу наливають 200 см3 звільненого від
вуглекислоти пива, а в приймач 10 - 15 см3 дистильованої води і приступають
до перегонки пива. Приймач в літній час поміщають в посудину з холодною
водою або з кригою. Під час перегонки в холодильник повинна безперервно
подаватись холодна вода.
Рисунок 2.3 - Прилад для відгону спирту
Пиво в перегінній колбі спочатку нагрівають до кипіння і лише після
рівномірного кипіння нагрів збільшують. При перегонці стежать за тим, щоб
40
до стінок колби не пригорали екстрактні речовини пива.
Як тільки в приймачі за рахунок конденсації водно-спиртової пари
накопичиться 2/3-3/4 рідини від об'єму, узятого для випробовування пива,
перегонку припиняють. Припиняють спочатку нагрівач, а через деякий час
припиняють подачу води у холодильнику і розбирають прилад. Приймач
ставлять на терези і доливають дистильованою водою до маси рідини 200,0 г
(рівної масі узятого пива). Потім вміст приймача ретельно перемішують і за
допомогою пікнометра визначають відносну густину при 20 °С. За значенням
відносної густини, користуючись додатком 4, визначають відповідний вміст
алкоголю в пиві. Наприклад, густина відгону 0,9948; за додатком 4 цьому
значенню відповідає 2,850 мас. % алкоголю.
Визначення вмісту мальтози в суслі[9]
Визначення проводилося за допомого методу Вільштеттера-Шудля [17]
Розрахунок вмісту мальтози відбувався за формулою:
М = (25−а)∙0,0171∙100∙100
с , г/см3
де: а ̶ об’єм 0,1 н розчину тіосульфату, що пішов на титрування
надлишку йоду, см³;
с ̶ коефіцієнт розведення сусла; Досліджуване сусло містить мальтози:
М = (����−����,��)∙��,��������∙������∙������ 3
���� = 6,04 г/см .
Визначення загального азоту в суслі[9]
Азот входить в склад білків, нуклеопротеїдів, фосфопротеїдів,
міститься у всіх рослинах у вигляді азотистих речовин. По здатності
випадати в осад під дією різних осадників азотисті речовини ділять на дві
основні групи: білкові і небілкові азотисті речовини або білковий та
небілковий азот. Білковим азотом багаті зернові культури, в яких білки
займають друге місце після крохмалю. Із загального вмісту азотистих
41
речовин в зерні (9-17 % в перерахунку на суху речовину) частка білків
становить 85-95 %. В продуктах переробки рослинної сировини азотисті
речовини представлені в основному небілковим азотом, продуктами розпаду
білків (пептидами, амінокислотами), а також солями аміаку, азотистими
основами, амідами кислот. В процесі виробництва харчових продуктів
частина білків зернової сировини під дією ферментів гідролізується до
пептонів, пептидів і амінокислот, які впливають на якість готового продукту.
Амінокислоти є основним джерелом азотистого живлення
мікроорганізмів. Вони приймають участь в утворенні ароматичних і барвних
речовин, вищих спиртів, тощо. Пептони і пептиди надають пиву і квасу
пінистість і повноту смаку.
Під загальним азотом розуміють суму білкового та небілкового азоту.
Знаючи вміст загального азоту і помноживши отримане значення на
білковий коефіцієнт 6,25, розраховують вміст білку в пробі. Визначений
таким чином білок називають «сирим» протеїном тому, що він враховує
вміст всіх з’єднань, в яких є азот. Основним методом визначення азоту в
органічних з’єднаннях є метод К’єльдаля.
В основі методу К’єльдаля лежить здатність амінокислот утворювати
розчинні з’єднання з міддю, кількість якої визначають йодометричним
титруванням. Суть методу полягає в тому, що до слабо лужного розчину
амінокислот додають надлишок суспензії ортофосфату міді Cu3(PO4)2 у
боратному буферному розчині. При цьому утворюються розчинні мідні
з’єднання.
Для їхнього відділення від нерозчинного ортофосфату міді суміш
фільтрують. Потім до фільтрату прибавляють оцтову кислоту, яка відщеплює
мідь від комплексного з’єднання і перетворюється в ацетат міді.
Для визначення кількості міді, яка брала участь в реакції, до розчину
добавляють йодид калію:
2Cu(CH3COO)2 + 4KJ = J2 + 2CuJ + 4CH3COOK
42
В результаті реакції виділяється йод в кількості, еквівалентній кількості
міді, а відповідно, і азоту амінокислот, який відтитровують розчином
тіосульфату натрію:
J2+ 2Na2S2O3=2NaJ + Na2S4O6
1 см3 0,01 н розчину тіосульфату натрію відповідає 0,28 мг амінного
азоту, оскільки один атом міді реагує з двома молекулами амінокислот,
утворюючи з’єднання типу Cu(RCHNH2COO)2.
Визначення в’язкості сусла
Рисунок 2.4. - Віскозиметр
Віскозиметр скляний капілярний типу ВПЖ-2 (рис. 2.4) являє собою
U- подібну трубку, в коліно 1 якої впаяно капіляр 4.
Вимірювання в’язкості за допомогою капілярного віскозиметра
побудовано на визначені часу витікання через капіляр певного об’єму рідини
із вимірювального резервуара.
Перед початком роботи віскозиметр промивають послідовно
петролейним ефіром, хромовою сумішшю, водопровідною і дистильованою
водою, спиртом або діетиловим ефіром і сушать.
Для визначення часу витікання рідини на відвідну трубку 6 надівають
гумовий шланг. Далі, затиснувши пальцем коліно 5 і перевернувши
43
віскозиметр, занурюють коліно 1 у посудину з рідиною і засмоктують її за
допомогою груші (водоструминного насоса або іншим способом) до
позначки М2 резервуара 3, слідкуючи за тим, щоб у рідині не утворилось
бульбашок повітря.
У той момент, коли рівень рідини досягне позначки М2 резервуара 3,
віскозиметр виймають із посудини і швидко перевертають у нормальне
положення. Знімають із зовнішнього боку кінця коліна 1 надлишок рідини і
надівають на нього гумову трубку.
Віскозиметр установлюють в термостат так, щоб резервуар 2 був нижче
рівня рідини в термостаті. Після витримки в термостаті не менш 15 хвилин
при заданій температурі, засмоктують рідину в коліно 1 приблизно до 1/3
висоти резервуара 2. З’єднують коліно 1 з атмосферою і визначають час
опускання меніска рідини від позначки М1 до позначки М2.
Середню арифметичну величину часу витікання рідини у віскозиметрі
визначають з точністю до 0,1 с і обчислюють кінематичну в’язкість у м2/с за
формулою:
,
де С – стала віскозиметра, м2/с2;
τ – середнє арифметичне часу витікання рідини, с;
g - прискорення вільного падіння в місці вимірювання м/с2;
g/9,807 = 1, якщо додаткова похибка 0,02% не має значення.
Кінематичний коефіцієнт в’язкості перераховують на динамічний за
формулою:
µ = υ/ρ, Па·с
де ρ – густина сусла, кг/м3.
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
44
3.1. Характеристика та хімічний склад дослідної сировини
В роботі використовували світлий ячмінний солод сорту Преміум
Пілснер.
Рисунок 3.1. - Солод сорту Преміум Пілснер.
Солод Premium Pilsner (Преміум Пілзнер) - завдяки ретельному вибору
сировини та спеціальної технології виробництва солоду досягається
особливий світлий колір сусла.
Цей тип солоду може бути використаний для виробництва всіх сортів
світлого пива.
В якості несолодженої сировини використовували пивоварний ячмінь
сорту «Себастьян», та овес сорту «Чернігівський»
Рисунок 3.2. – Ячмінь «Себастьян» Рисунок 3.3. – Овес «Чернігівський»
Хімічний склад солоду та несолодженої сировини наведений в таблиці
3.1.
45
Таблиця 3.1. - Середній хімічний склад зернових
Зернові Волога,% Крохмаль Білкі Пентозани Целюлоза Жири Зола
Ячмінь 14 62,0 11,8 10,3 5,7 2,5 3,11
Овес 15 44,7 13,4 7,0 42,4 6,1 3,5
Ячмінний
солод 7 60 9,2 9,5 5,0 2,2 2,4
Крохмаль
Ячмінь
Овес
сяочмлоіндний
Рисунок 3.4. – Вміст крохмалю в зерні
Білки
Ячмінь
Овес
ясочмлоіндний
Рисунок 3.5. – Вміст білка в зерні
Овес в порівнянні з іншими зерновими культурами має не високий
вміст крохмалю і достатньо високий вміст білка (як для пивоваріння), але
підвищений інтерес до вівса останнім часом, як несолодженої сировини в
пивоварінні, обумовлений виключно цінним амінокислотним складом білка,
наявністю вітамінів, та крохмалю високої якості.
46
Пентозани
Ячмінь
Овес
ясочмлоіндний
Рисунок 3.6. – Вміст пентозанів в зерні
Пентозани – целюлозоподібні полісахариди, побудовані з ксилози,
арабінози й інших пентоз. Під час затирання зерно продуктів вони
змінюються не суттєво. Викликають помутніння пива. Овес має невисоку
кількість пентозанів, що в подальшому підвищить стійкість пива.
Целюлоза
Ячмінь
Овес
ясочмлоіндний
Рисунок 3.7. – Вміст целюлози в зерні
Целюлоза (або клітковина) – найбільш поширений рослинний
гомополісахарид. Вона виконує роль опорного матеріалу рослин, з неї
будується жорсткий скелет стебел, листя. У чистому вигляді вона відома у
вигляді вати і фільтрувального паперу (письмовий й усі інші види паперу
проклеюються). Деревина наполовину складається з клітковини і, крім того,
містить зв'язаний з нею лігнін – високомолекулярну речовину фенольного
47
характеру. Целюлоза є полімером, що містить 600...900 залишків глюкози
(середня молекулярна маса 1...1,5 млн.).
У молекулі целюлози залишки глюкози з’єднані β-(1,4)-глікозидними
зв'язками, що визначає лінійну структуру полімеру. Целюлоза
розщеплюється під дією ферменту целюлази, розпадається на целодекстрини
(олігоцелсахариди) і целобіозу.
В ячмені і значно більшою мірою в сирому солоді міститься набір
ферментів, що гідролізують некрохмальні полісахариди. Ендо-і екзо-β-1,3- і
β-1,4-глюканази та целобіазу гідролізують нерозчинний у воді β-глюкан
ячменю до водорозчинних гумі-речовин різної молекулярної маси, целобіози
та глюкози.
Ферментативний гідроліз некрохмальних полісахаридів має велике
значення для нормального перебігу процесу одержання сусла. При
недостатній глибині гідролізу підвищується в'язкість затора, погіршується
його фільтрування і сповільнюється оцукрювання. У той же час вважається,
що продукти ферментативного гідролізу некрохмальних полісахаридів
позитивно впливають на смак пива, його піноутворення та піностійкість.
Всі цитолітичні ферменти солоду термолабільні і майже повністю (крім
целобіази та ендо-β-1,3-глюканази) інактивуються при сушінні солоду, тому
сухий солод проявляє незначну цитолітичну активність. Відповідно до цього
при затиранні солоду подальшого гідролізу целюлози вже не відбувається.
Тому в затор який готують з додаванням вівса необхідно вносити
ферментні препарати цитолітичної дії.
У процесі цитолізу поряд з цитолітичні ферментами беруть участь і
протеолітичні. При затиранні йде подальший гідроліз азотистих речовин, але
меншою мірою, ніж при солодоращенні, так як частина протеолітичних
ферментів, особливо пептидаз, інактивується при сушінні солоду. Із загальної
кількості білка, що міститься в солоді, в сусло переходить у середньому
близько 35% (від 28 до 40%). Більше половини цієї кількості перебуває у
солоді вже у розчиненому стані. Проте розпад білків при затиранні має
48
велике значення, оскільки продукти їх гідролізу входять до складу екстракту
сусла, збільшуючи його вихід. Крім того, вони необхідні для нормальної
діяльності дріжджів при бродінні та впливають на органолептичні та фізико-
хімічні властивості пива. Білки, не прогідролізовані при солодоращенні та
затиранні, залишаються в дробині.
Основним ферментативним процесом при затиранні є розщеплення
крохмалю. Під дією α-амілази та β-амілази крохмаль при затиранні
гідролізує до мальтози і декстринів. При дії α-амілази, що є ендоферментом,
амілопектин, як і амілоза, швидко розріджується і перестає давати
забарвлення з йодом. β-амілаза є екзоферментом, під її дією в основному і
утворюється мальтоза при затиранні. Амілопектин через наявність α-1,6
зв'язків розщеплюється β-амілазою лише на 50%, оскільки гідроліз поблизу
розгалужень зупиняється. Залишається кістяк амілопектину, так званий β-
граничний декстрин, він дає з йодом червоно-фіолетове забарвлення.
В'язкість розчину знижується повільно. Граничні декстрини, які
утворюються при дії α-і β-амілаз на амілопектин і ними не розщеплюються,
гідролізуються граничною декстриназою, що міститься в солоді. Цей
фермент, що розщеплює α-1,6 зв'язок, перетворює граничні декстрини в
мальтозу, мальтотріозу мальтотетраозу, в результаті чого підвищується
кінцева ступінь зброджування сусла. α-Амілаза і β-амілаза не здатні повністю
гідролізувати крохмаль, але при одночасному їх дії ступінь гідролізу
крохмалю може досягти 95%.
Таблица 3.2. - Активність амілолітичних ферментів в зернових
Зернові α-Амілаза β-Амілаза
нативний пророслий нативний пророслий
Ячмінь 0,1 34,0 29,8 34,4
Овес 0,3 60,3 2,4 0.1
З таблиці 3.1. ми бачимо, що вміст α-амілази в нативному зерні
прирівнюється до 0, натомість в ячмінному солоді 34 у.од./гр. Що стосується
49
β-амілази то її активність у ячмені лише на 13% менше ніж у солоді. Овес має
досить низьку активність β-амілази, що потребує внесення в затор
амілолітичних ферментних препаратів.
3.2. Приготування пивного сусла
Готували декілька зразків сусла:
1. 100% солод.
2. 60% ячмінного солоду + 40 % ячменю + ФП.
3. 60% ячмінного солоду + 40% вівса + ФП.
Перший зразок готували наступним чином:
Зернопродукти змішували з теплою водою температурою 45о С при
постійному перемішуванні і при гідромодулі 1:4 (цитазна пауза).
Витримували 30 хв., після чого піднімали температуру затору до 50-52о С
(білкова пауза) також витримували 30 хв, далі – до температури 65о С з
витримкою 20 хв. (мальтозна пауза) з подальшим нагрівом до температури
70-72о С і витримкою затору до оцукрення, але не більше 60 хв. Після
оцукрення підігрівають затір до температури 75о С і фільтрували (розділення
затору на рідку частину – сусло і густу частину – дробину) .
Для другого і третього зразка застосовували комплекс «Альфаміл
+Глюкоміл» та «Целюлазу». «Целюлазу» (дозування 0,20 кг на 1т зерна)
вносили до загального затору при 45 °С. Після 1 години витримки затор
дооцукрювали за допомогою «Глюкамілу» (оптимальне дозування
глюкоамілази при становить 0,2 кг препарату на 100 кілограм сировини) та
«Альфамілу» (оптимальне дозування становить 0,05 кг препарату на 100
кілограм сировини). Послідовність внесення ферментів залежить від того, що
активність целюлаз пригнічується глюкозою.
50
На графіках показан вплив температури і рН на активність Целюлази.
Фермент найбільш активний при температурі 60 °С і рН від 3,5 до 4,5.
Відносна активніть, %
120
100
80
60
40
20
0
3.5 4.5 5.5 6.5 7.5
Рисунок 3.8. – Вплив рН при температурі 60 ºС .
Відносна активніть, %
120
100
80
60
40
20
0
30 40 50 60 70 80
Рисунок 3.9. – Вплив температури на відносну активність .
З графіків ми бачимо, що максимальна температури при якій
активність ферментного препарату «Целюлази» досягає 100% - 60 ºС.,
оптимальне рН – 3,5-4,5.
Активність «Альфаміл» представлена на рис. 3.10., 3.11,
51
Відносна активніть, %
120
100
80
60
40
20
0
3 4 5 6 7 8
Рисунок 3.10. – Вплив рН при температурі 70 ºС .
Відносна активніть, %
120
100
80
60
40
20
0
45 50 60 70 80 90
Рисунок 3.11. – Вплив температури на відносну активність
З графіків ми бачимо, що максимальна температури при якій
активність ферментного препарату «Альфаміл» досягає 100% - 70 - 80 ºС.,
оптимальне рН – 6,0.
В процесі роботи визначали тривалість оцукрення:
52
Тривалість оцукрення, хв
46
44
42
40
38
36
34
100% сол6о+0д%40яч%мяінчмноегно6ю0со%++лФя4оч0Пдм%уінвнівосгао+соФлПоду
Рисунок 3.12 – Тривалість оцукрення
У зразках приготовлених з додаванням ферментних препаратів
тривалість оцукрення зменшується на 16 та 9%, що дозволить зекономити
дороговартісні енергоносії.
Данні по зразкам готового сусла представлені в таблиці 3.3.
Таблиця 3.3. – Фізико-хімічні показники сусла.
Показники 100% солод. 60% ячмінного 60% ячмінного
солоду + 40 % солоду + 40%
ячменю + ФП вівса + ФП.
В´язкість, мПа·с 1,7 1,62 1,60
Редуковані 7,6 8,22 7,98
речовини, %
Загальний азот, 94,3 85,6 90,1
мг/100мл
Колір, мл 0,1н р- 2,4 2,0 1,9
ну І2 на 100 мл
Кислотність, мл 1,4 1,1 1,0
1н.NaOH/ 100мл
рН 4,7 4,8 4,7
53
Загальний азот, мг/100мл
96
94
92
90
88
86
84
82
80
100% сол6о+0д%40яч%мяінчмноегно6ю0со%++лФя4оч0Пдм%уінвнівосгао+соФлПоду
Рисунок 3.13 – Загальний азот, мг/100 мл.
Зразки з ФП мають дещо менше загального азоту ніж сусло
виготовлене на 100% солоді, але їх різниця не суттєва.
Редуковані речовини, %
88.38..12
7 8
77
...8
9
77.
7
.67.57 47..32
100% сол6о+0д%40яч%мяінчмноегно6ю0с%о+лФя4оч0Пдм%уінвнівосгао+соФлПоду
Рисунок 3.14 – Редуковані речовини, %.
54
Найкраще оцукрення відбулося у зразках з ферментними препаратами,
це пояснюється тим, що цитолітичні ферменти, змінюючи проникність стінок
клітин, полегшує доступ амілаз до крохмалю.
Вихід екстракту в суслі підвищується на 1,5-2,5%, мальтози - на 3-8%
порівняно з варіантом без ферментних препаратів.
Охмеління сусла проводили хмелем «Слов´янка». Хміль вносили в 2
прийоми: на початку пихтіння, та за 20 хв до закінчення. Охмелене сусло
охолоджували, відстоювали для максимального осадження білкового осаду і
зброджували пивними дріжджами Safale S-23. На 1 л сусла додавали 1 г
дріжджів.
Головне бродіння проходило протягом 7 діб, ефективність
зброджування цукрів сусла визначали за видимим ступенем зброджування.
Отримані дані наведені в таблиці 3.4.
Таблиця 3.4. – Кількість виділеного СО2 під час бродіння.
Показники Тривалість бродіння, год Видимий ступінь
24 48 72 96 120 144 168 зброджування, %
100% 1,9 6,0 17,3 28,2 45,6 51,8 54,5 65,3
солод.
60% 3,7 8,1 16,5 23,7 37,4 41,5 54,8 67,1
ячмінного
солоду +
40 %
ячменю +
ФП
60% 4,5 6,7 18,8 22,7 35,4 47,9 50,6 60,0
ячмінного
солоду +
40% вівса
+ ФП.
55
зВбирдоидмжиуйваснтунпяі,н%ь
68
66
64
62
60
58
56
100% сол6о+0д%40яч%мяінчмноегно6ю0со%++лФя4оч0Пдм%уінвнівосгао+соФлПоду
Рисунок 3.15 – Видимий ступінь зброджування, %.
Значення видимого ступеня зброджування дещо вище у пиві
виготовленого з додаванням солоду, що становить 67,1%. Для двох інших
варіантів цей показник у своїх значеннях достатньо близький - 60,0 та 65,3%.
3.3. Аналіз готового пива
Готове пиво аналізували за органолептичними та фізико-хімічними
показниками.
Данні по зразкам готового пива представлені в таблиці 3.5.
Таблиця 3.5. – Фізико-хімічні показники сусла.
Показники 100% солод. 60% ячмінного 60% ячмінного
солоду + 40 % солоду + 40%
ячменю + ФП вівса + ФП.
Масова частка 3,7 3,9 3,4
етанолу, %
Колір, мл 0,1н р- 1,8 1,2 1,0
ну І2 на 100 мл
Кислотність, мл 2,0 1,9 1,8
1н.NaOH/ 100мл
рН 4,4 4,5 4,38
56
Результати досліджень (табл. 3.5.) свідчать про зменшення кислотності
у зразку в який додавали овес.
Частка спирту в напоях змінюється незначно зі зміною сировини суслі і
становить 3,4-3,9%.
За показником кольоровості пива всі приготовлені напої відповідають
світлому пиву.
За смаковими якостями напої розрізняються, але мають повний,
чистий, гармонійний смак; хмелева гіркота м'яка, аромат чистий, свіжий,
виражений.
При частковій заміні солоду вівсом пиво характеризується найкращим
смаком та ароматом порівняно з пивом, у якому використовували як
несолоджений матеріал ячмінь
57
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1. Принципово - технологічна схема
Із сховища
Очищення солоду,
ячменю, вівса Відходи
Очищені зернопродукти
Подрібнення
Подрібнені зернопродукти
Кондиційована вода t=500C Приготування затору Вторинна пара
Пара р=0.4МПа t=50-1000C Конденсат пари
ФП
Оцукрений затор
Кондиційована вода t=76-780C Фільтрування затору Дробина
Відфільтроване сусло
Хміль
конденсат Кип'ятіння сусла з вторинна пара
хмелем Нагрівання
Пар р= 0.4МПа води
Конденсат
Охмелене сусло
Освітлення сусла
На охолодження
Рисунок 4.1.–Принципово-технологічна схема приготування пивного
сусла
58
4.3 Розрахунок продуктів
Розрахувати основний продукт та відходи виробництва пивоварного
заводу, який виробляє пиво Солодове світле [26].
Визначення виходу екстракту в варильному цеху з 100 кг зернової
сировини:
Солодове - світле пиво виготовляють із 100% світлого солоду, звідки
маса солода Q/=100 кг Втрати солоду при поліруванні Вп=0,5% до маси,
тобто:
Кількість полірованого солоду:
При вологості солоду W/=5.6% кількість сухих речовин:
в солоді:
Екстрактивність солоду Є/ приймають рівною 76% маси сухих
речовин. Звідки вміст екстрактивних речовин в солоді:
Загальна кількість сухих речовин:
Загальна кількість екстрактивних речовин:
Втрати екстракту в варильному цеху Вє рівні 2,6% до маси
зернопродуктів, отже:
Звідки в сусло перейде екстрактивних речовин:
59
В гаряче сусло переходить наступна кількість екстрактивних речовин
для Солодове – 68,79кг.
Масу сусла визначають відношенням кількості екстрактивних речовин
до масової частки сухих речовин в початковому суслі (е) для Солодового –
1,0484 кг/л [26].
Тоді маса сусла при 200С:
для Солодового пива:
Коефіцієнт об’ємного розширення при нагріванні сусла до 100°С
рівний 1,04. З урахуванням цього коефіцієнта об’єм гарячого сусла Vгс
рівний:
для Солодового – 54,679·1,04=56,866 дал.
Втрати сусла Вxg в варильному цеху з солодовою і хмелевою
дробиною, на стадії освітлення і охолодження сусла, рівні 6% об’єму
гарячого сусла.
Об’єм холодного сусла:
Таким чином:
для Солодового:
Зброджування пивного сусла проводиться з використанням
бродильних апаратів.
Втрати у відділенні бродіння і доброджування Вб для сортів пива з
масовою часткою сухих речовин в початковому сулі 12 складають 2,5%
60
об`єму холодного сусла. Втрати при фільтрування Вф=1,5%
Об’єм нефільтрованого пива:
для Солодового:
Об’єм фільтрованого пива:
для Солодового:
Втрати товарного пива при розливі в кеги 0,5% до об’єму
фільтрованого пива. Приймається що усі проектовані сорти пива
розливаються у кеги, звідси Вр =0,5%
Кількість товарного пива:
для Солодового:
Загальні видимі втрати по рідкій фазі визначаються по різниці між
об’ємом гарячого сусла і товарного пива і складає:
для Солодового 56,866 – 51,059 = 5,81дал
або по відношенню до об`єму гарячого сусла:
для Солодового
При розрахунку по єдиним нормам витрати хмелю на 1 дал готового
пива множать на кількість пива отриманого з 100кг сировини:
61
Норма витрат хмелю Нх на 1 дал Солодового – 30г. Відповідно,
витрати хмелю:
для Солодового:
Зведені дані продуктового розрахунку наведені в таблиці 4.1
Таблиця 4.1 – Зведена таблиця розрахунку продуктів
Сировина і Оди Солодове 12% світле
продукти ниці
вимі На 100 кг зернової На 1 дал пива
рювання сировини
Зернова сировина
Солод світлий кг 100 1,960
Всього: кг 100 1,960
Інші види сировини
Хміль кг 1,53 0,030
Проміжні продукти і товарне пиво
Сусло гаряче дал 56,866 1,114
Сусло дал 53,454 1,047
холодне
Пиво
дал 52,118 1,021
нефільтроване
Пиво
фільтроване дал 51,316 1,005
Пиво товарне дал 51,059 1,000
Відходи
Дробина
солодова кг 204,9 4,013
Дробина
хмельова кг 6,000 0,118
Білковий осад кг 1,750 0,034
Дріжджі
залишкові л 4,564 0.090
Двуокис
вуглецю кг 7,607 0,150
62
Кізельгуровий
осад кг 3,043 0,060
Подольське пиво
Визначення виходу екстракту у варильному відділенні із 100 кг
зернової сировини
Подольське пиво готують із 60 % світлого солоду і 40 % ячмінного
борошна. Отже, маса солоду 60 кг, маса ячменю 40 кг.
Втрати при поліруванні складають 0,5% маси солоду [26], тобто
60·0,5/100 = 0,30 кг.
Кількість полірованого солоду:
60·(100 – 0,5) / 100 = 59,65 кг.
При вологості світлого солоду - 5,5 % і ячменю - 15,5 % кількість
сухих речовин:
в солоді
59,65·(100 – 5,5) / 100 = 56,42 кг;
в ячмені
40·(100 – 14,5) / 100 = 34,2 кг.
Вміст екстрактивних речовин в сировині при екстрактивності світлого
солоду 76% й ячменю 75% маси сухих речовин:
в солоді
56,42·76/100 = 42,88 кг;
в ячменому борошні
34,2·75/100 = 23,65 кг.
63
Загальна кількість:
сухих речовин
56,42 + 34,2 = 90,62 кг;
екстрактивних речовин
42,88 + 23,65 = 66,53 кг.
Втрати екстракту у варильному цеху дорівнюють 2,6% до маси зерно
продуктів [26],
або
100·2,6 / 100 = 2,6 кг.
Отже, в сусло перейде екстрактивних речовин
66,53 – 2,6 = 63,93 кг.
Визначення кількості проміжних продуктів і готового пива.
У гаряче сусло у відповідності з розрахунком переходить 63,93 кг
екстрактивних речовин.
Маса сусла визначається співвідношенням кількості екстрактивних
речовин до масового відсотка речовин у початковому суслі, поділеній на
100. Масова частка СР в початковому суслі для Подольського пива – 11%,
густина сусла при 20 ºС дорівнює 1,0442 кг/л [26]
Таким чином, маса сусла
63,93·100 / 11=581,18кг.
об’єм сусла при 20 ºС
581,18 / 1,0442·10 = 55,66 дал,
Коефіцієнт об’ємного розширення при нагріванні сусла до 100 ºС
дорівнює 1,04. З урахуванням цього коефіцієнта об’єм гарячого сусла
64
дорівнює
55,66 · 1,04 = 57,88 дал.
Втрати сусла у варильному цеху з солодовою та хмелевою дробиною
на стадії освітлення і охолодження сусла дорівнюють 6 % об’єму гарячого
сусла.
Об’єм холодного сусла.
57,88·(100-6) / 100 =54,41 дал.
Кількість не фільтрованого і фільтрованого пива залежить від способу
зброджування пивного сусла.
При зброджуванні Подольського пива в ЦКБА втрати у відділенні
бродіння й доброджування пива та відділенні фільтрування складають
4,65% об’єму холодного сусла, в тому числі втрати при фільтруванні –
1,55% [26].
Втрати при бродінні й доброджу ванні
4,65 – 1,55 = 3,1 %,
об’єм нефільтрованого пива
54,41·(100 – 3,1) / 100 = 52,72 дал,
а об’єм фільтрованого пива
54,41·(100 – 4,65) / 100 = 51,88 дал.
Втрати товарного (готового) пива при розливанні в пляшки
дорівнюють 2%, в кеги 0,5% [26]. Передбачається, що 60% Подольського
пива розливається в пляшки і 40% у кеги. Втрати пива в середньому
складають
(2·60) + (0,5·40) / 100 = 1,4%.
65
Кількість товарного пива
51,88 (100 – 1,4) / 100 = 51,16 дал.
Загальні видимі втрати рідкої фази визначаються за різницею між
об’ємом гарячого сусла і товарного пива і складають:
57,88 – 51,16 = 6,73 дал;
або по відношенню до об’єму гарячого сусла:
6,73·100/57,88 = 11,62%.
Визначення витрати хмелю
Витрата хмелю визначається за нормами, розрахованими з
урахуванням масової частки в хмелі a - кислот і вологи.
Норма витрати повітряно-сухого хмелю на 1 дал пива розраховується
за формулою
Х = Гс ·106 / (α + 1)(100 – w)(100 – В),
де Гс = 0,62 г/дал – норма гірких речовин на 1 дал гарячого сусла
Подольського пива [15];
α = 3,7 % до маси СР – масова частка α – кислот в хмелі;
1 – величина гіркоти β – фракції в хмелі, % до маси СР;
W = 14,0 % - масова частка вологи в хмелі;
В = 11,62 % - втрати рідкої фази.
Тоді витрати хмелю на 1 дал пива
0,62 ·106/(3,7 + 1)(100 – 14)(100 – 11,62) = 17,36 г/дал,
а на 100 кг зерно продуктів
51,16·17,36/1000 = 0,89 кг.
Визначення кількості відходів
Кількість відходів на 100 кг зерно продуктів для Подольського пива
66
складає [17]:
дробини солодової вологістю 88 % - 201,4 кг;
дробини хмелевої вологістю 85 % - 4,9 кг;
відстою білкового вологістю 80 % - 1,75 кг.
Кількість надлишкових дріжджів вологістю 88% при зброджуванні й
доброджу ванні пива в ЦКБА складає 2 л на 10 дал зброджуваного сусла [26]
Тоді кількість надлишкових дріжджів на 100 кг зернової сировини
складе:
57,88·2/10 = 11,58л.
На 1 дал готового пива при головному бродінні виділяється 150 г
діоксиду вуглецю [26], який може утилізуватись.
Кількість виправного брак пива із цеху розливання складає 2% за всіма
сортами пива [26], його об’єм на 1 дал складає 0,2 л.
Дані, одержані при розрахунку на 100 кг зернової сировини, на 1 дал
пива і на річну продуктивність, наведені в таблиці 4.2.
При розрахунку на 1 дал пива кількість кожного продукту ділять на
кількість товарного пива, яке одержують із 100 кг зерно продуктів.
Помножуючи кількість продуктів, потрібних для одержання 1 дал пива, на
його річний випуск, одержують річну кількість сировини, проміжних
продуктів і відходів.
Розрахунок ФП
Целюлаза на 1 т зерна витрачається 0,20 кг ФП, тоді на 100 кг
відповідно 0,020 кг.
Глюкоміл на 10 кг зерна витрачається 20 г ФП, тоді на 100 кг
відповідно 0,2 кг.
Альфаміл на 10 кг зерна витрачається 5г ФП, тоді на 100 кг відповідно
0,050 кг.
Святкове пиво
67
Визначення виходу екстракту у варильному відділенні із 100 кг
зернової сировини
Святкове пиво готують із 60 % світлого солоду і 40 % вівса. Отже,
маса солоду 60 кг, маса вівса 40 кг.
Втрати при поліруванні складають 0,5% маси солоду [26], тобто
60·0,5/100 = 0,30 кг.
Кількість полірованого солоду:
60·(100 – 0,5) / 100 = 59,65 кг.
При вологості світлого солоду - 5,5 % і ячменю - 15,5 % кількість
сухих речовин:
в солоді
59,65·(100 – 5,5) / 100 = 56,42 кг;
Овес
40·(100 – 14,5) / 100 = 34,2 кг.
Вміст екстрактивних речовин в сировині при екстрактивності світлого
солоду 76% й овса 62% маси сухих речовин:
в солоді
56,42·76/100 = 42,88 кг;
овес
34,2·62/100 = 21,2 кг.
Загальна кількість:
сухих речовин
56,42 + 34,2 = 90,62 кг;
68
екстрактивних речовин
42,88 + 21,2 = 64,08 кг.
Втрати екстракту у варильному цеху дорівнюють 2,6% до маси зерно
продуктів [26],
або
100·2,6 / 100 = 2,6 кг.
Отже, в сусло перейде екстрактивних речовин
64,08 – 2,6 = 61,48 кг.
Визначення кількості проміжних продуктів і готового пива.
У гаряче сусло у відповідності з розрахунком переходить 63,93 кг
екстрактивних речовин.
Маса сусла визначається співвідношенням кількості екстрактивних
речовин до масового відсотка речовин у початковому суслі, поділеній на
100. Масова частка СР в початковому суслі для Святкового пива – 11%,
густина сусла при 20 ºС дорівнює 1,0442 кг/л [26]
Таким чином, маса сусла
61,48·100 / 11=558,9кг.
об’єм сусла при 20 ºС
558,9 / 1,0442·10 = 55,35 дал,
Коефіцієнт об’ємного розширення при нагріванні сусла до 100 ºС
дорівнює 1,04. З урахуванням цього коефіцієнта об’єм гарячого сусла
дорівнює
55,35 · 1,04 = 55,67 дал.
69
Втрати сусла у варильному цеху з солодовою та хмелевою дробиною
на стадії освітлення і охолодження сусла дорівнюють 6 % об’єму гарячого
сусла.
Об’єм холодного сусла.
55,67·(100-6) / 100 =46,76 дал.
Кількість не фільтрованого і фільтрованого пива залежить від способу
зброджування пивного сусла.
При зброджуванні Святкового пива в ЦКБА втрати у відділенні
бродіння й доброджування пива та відділенні фільтрування складають
4,65% об’єму холодного сусла, в тому числі втрати при фільтруванні –
1,55% [26].
Втрати при бродінні й доброджу ванні
4,65 – 1,55 = 3,1 %,
об’єм нефільтрованого пива
46,76·(100 – 3,1) / 100 = 45,31 дал,
а об’єм фільтрованого пива
46,76·(100 – 4,65) / 100 = 44,59 дал.
Втрати товарного (готового) пива при розливанні в пляшки
дорівнюють 2%, в кеги 0,5% [26]. Передбачається, що 60% Святкового пива
розливається в пляшки і 40% у кеги. Втрати пива в середньому складають
(2·60) + (0,5·40) / 100 = 1,4%.
Кількість товарного пива
44,59 (100 – 1,4) / 100 = 43,96 дал.
Загальні видимі втрати рідкої фази визначаються за різницею між
70
об’ємом гарячого сусла і товарного пива і складають:
55,67 – 43,96 = 11,7 дал;
або по відношенню до об’єму гарячого сусла:
11,7·100/55,67 = 21,0%.
Визначення витрати хмелю
Витрата хмелю визначається за нормами, розрахованими з
урахуванням масової частки в хмелі a - кислот і вологи.
Норма витрати повітряно-сухого хмелю на 1 дал пива розраховується
за формулою
Х = Гс ·106 / (α + 1)(100 – w)(100 – В),
де Гс = 0,62 г/дал – норма гірких речовин на 1 дал гарячого сусла
Святкового пива [15];
α = 3,7 % до маси СР – масова частка α – кислот в хмелі;
1 – величина гіркоти β – фракції в хмелі, % до маси СР;
W = 14,0 % - масова частка вологи в хмелі;
В = 21,0 % - втрати рідкої фази.
Тоді витрати хмелю на 1 дал пива
0,62 ·106/(3,7 + 1)(100 – 14)(100 – 21,0) = 19,41 г/дал,
а на 100 кг зерно продуктів
43,96·19,41/1000 = 0,85 кг.
Визначення кількості відходів
Кількість відходів на 100 кг зерно продуктів для Святкового пива
складає [26]:
дробини солодової вологістю 88 % - 201,4 кг;
дробини хмелевої вологістю 85 % - 4,9 кг;
відстою білкового вологістю 80 % - 1,75 кг.
Кількість надлишкових дріжджів вологістю 88% при зброджуванні й
71
доброджу ванні пива в ЦКБА складає 2 л на 10 дал зброджуваного сусла [26]
Тоді кількість надлишкових дріжджів на 100 кг зернової сировини
складе:
55,67·2/10 = 11,13л.
На 1 дал готового пива при головному бродінні виділяється 150 г
діоксиду вуглецю [26], який може утилізуватись.
Кількість виправного брак пива із цеху розливання складає 2% за всіма
сортами пива [26], його об’єм на 1 дал складає 0,2 л.
Дані, одержані при розрахунку на 100 кг зернової сировини, на 1 дал
пива і на річну продуктивність, наведені в таблиці 4.2.
При розрахунку на 1 дал пива кількість кожного продукту ділять на
кількість товарного пива, яке одержують із 100 кг зерно продуктів.
Помножуючи кількість продуктів, потрібних для одержання 1 дал пива, на
його річний випуск, одержують річну кількість сировини, проміжних
продуктів і відходів.
Таблиця 4.2. - Норми витрати сировини і продуктів для виробництва
Святкового пива та Подольського пива.
Сировина і продукти Святкове Подольське
На 100 кг На 1 дал На 100 кг На 1 дал
зернової зернової
сировини сировини
Зернова сировина, кг
Солод світлий 60,0 1,172 60 1,37
Ячмінь 40,0 0,78 - -
Овес - - 40 0,91
Усього 100,0 1,95 100 2,28
Інші види сировини, кг
Хміль 0,89 0,017 0,85 0,019
Ферментні препарати
Целюлаза 0,02 0,0004 0,02 0,0005
Глюкомілаза 0,05 0,001 0,5 0,001
Альфаміл 0,2 0,004 0,2 0,005
Проміжні продукти і товарне пиво, дал
72
Сусло гаряче 57,88 1,131 55,67 1,266
Сусло холодне 54,41 1,064 46,76 1,064
Пиво нефільтроване 52,72 1,030 45,31 1,031
Пиво фільтроване 51,88 1,014 44,59 1,014
Пиво товарне 51,16 1 43,96 1
Відходи, кг
Дробина солодова 201,4 3,94 201,4 4,58
Дробина хмелева 4,9 0,096 4,9 0,111
Відстій білковий 1,75 0,034 1,75 0,04
Надлишкові дріжджі, л 11,58 0,226 11,13 0,25
Відходи при 0,43 0,008 0,43 0,01
поліруванні
РОЗДІЛ 5. РОЗРАХУНОК СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОЇ
ЕФЕКТИВНОСТІ
5.1 Розрахунок економічної ефективності
Розрахунок собівартості продукції за сировиною
Стаття 1 «Сировина та матеріали»
Таблиця 5.1- Сировина та матеріали
«Солодове»
Солод світлий кг 1,960 60,0 117,6
Хміль кг 0,030 500,0 15
Всього: 132,6
Транспортно- 10,34
заготівельні
73
Назва сировини
Одиниця виміру
Норма витрат
на 1 дал
Оптово-
відпускна
ціна, грн
Затрати на 1 дал
витрати (7,8 %)
Всього 143,0
Таблиця 5.2- Сировина та матеріали
«Святкове»
Солод світлий кг 1,172 60,0 70,32
Ячмінь кг 0,78 9 7,02
Ферментні
препарати:
Целюлаза Кг 0,0004 1600 0,64
Глюкоміл Кг 0,001 1000 1
Альфаміл кг 0,004 1500 6,0
Хміль кг 0,017 500,0 8,5
Всього: 93,48
Транспортно- 7,29
заготівельні
витрати (7,8 %)
74
Назва сировини
Одиниця виміру
Норма витрат
на 1 дал
Оптово-
відпускна
ціна, грн
Затрати на 1 дал
Всього 100,78
Таблиця 5.3- Сировина та матеріали
«Подольське»
Солод світлий кг 1,37 60,0 82,2
Овес кг 0,9 9 8,1
Ферментні
препарати:
Целюлаза Кг 0,0005 1600 0,8
Глюкоміл Кг 0,001 1000 1
Альфаміл кг 0,005 1500 7,5
Хміль кг 0,019 500,0 9,5
Всього: 109,1
Транспортно- 8,5
заготівельні
витрати (7,8 %)
Всього 117,6
Проаналізувавши собівартість по сировині визначили, що економія
Святкового пива (ячмінний солод+ячмінь) по відношенні до Солодового
пива(100% солод) склала – 29,5%, відповідно у Подольского пива – 17,8%.
75
Назва сировини
Одиниця виміру
Норма витрат
на 1 дал
Оптово-
відпускна
ціна, грн
Затрати на 1 дал
РОЗДІЛ 6. ОХОРОНА ПРАЦІ
6.1 Вимоги безпеки під час проведення технологічних процесів
Запобігання нещасним випадкам при роботах в апаратах варильного
цеху
У деяких варильних ємностях в періуд миття потрібно спускатися
всередину, натомість в сучасних апаратах миття проводиться методом (CIP).
Незважаючи на це, в такі ємності також доводиться час від часу
спускатися, щоб проводити контроль або усувати несправності[32].
Проникнення у такі ємності пов'язані з великою небезпекою. Якщо
відбудеться несанкціонований пуск мішалки або розрихлювача, коли
працівник перебуває у ємності, він не встигне навіть попросити про
допомогу[32].
В якості захисного заходу від несанкціонованого включення мішалки
або іншого пристрою, що рухається, потрібно виконати такий простий захід,
як викручування з патрона електричного запобіжника, щоб можна було
зберігати його у себе весь час робіт. У цьому випадку навіть при наявності
76
дистанційного управління будь-яке ненавмисне включення рухомих
механізмів не спрацює.
В автоматизованих системах управління передбачено, що працівник,
що спускається в апарат, виймає із замку ключ блокування і бере його з
собою[32].
6.2. Мікроклімат виробничого приміщення
Мікроклімат виробничих приміщень - метеорологічні умови
внутрішнього середовища цих приміщень, які визначаються діючими на
організм людини поєднаннями температури, вологості, швидкості руху
повітря і теплового випромінювання.
Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до температури, вологості,
швидкості руху повітря і вмісту шкідливих речовин робочої зони встановлює
“Мікроклімат робочої зони” і поширюється на повітря робочої зони
виробничих приміщень підприємств[20].
Параметри мікроклімату:
1) температура повітря Т, 0С;
2) відносна вологість Y, %;
3) швидкість руху повітря V, м/с.
Значні коливання параметром мікроклімату можуть привести до
порушення терморегуляції організму (здатність організму утримувати
постійну температуру), що приводить до порушення системи кровообіг,
загальної слабкості.
Всі ці параметри поодинці, а також у комплексі впливають на
фізіологічну функцію організму – його терморегуляцію і визначають
самопочуття. Температура людського тіла повинна залишатися постійною у
межах 36…37оС незалежно від умов праці.
Вологість повітря впливає на теплообмін, переважно на віддачу тепла
випаровуванням. Середній рівень відносної вологості 40…60% відповідає
77
умовам метеорологічного комфорту при спокою або при дуже легкій
фізичній праці.
Мікроклімат виробничих приміщень нормується в залежності від
теплових
характеристик виробничого приміщення, категорії робіт по важкості і
періоду року. Основні нормативні документи, де наводяться норми
мікроклімату, – це санітарні норми та стандарти безпеки праці.
Оптимальні мікрокліматичні умови – це такі параметри мікроклімату,
які при тривалому і систематичному впливі на людину забезпечують
нормальнийтепловий стан організму без напруги і порушення механізмів
терморегуляції. [20]
Вони створюють відчуття теплового комфорту і забезпечують
передумови для високого рівня працездатності. Нормуються в залежності від
категорії робіт по важкості (таблиця 6.1) та періоду року (таблиця 6.2).
Таблиця 6.1 Класифікація робіт за важкістю та енерговитратами
Категорія робіт Характеристика робіт Енерговитрати
Іа – легка Виконуються сидячи при певному До 120 ккал/год
фізичному напруженні (139 Вт)
Іб – легка Виконуються сидячи, стоячи або в 121 – 150 ккал/год
русі з незначними фізичними (140 – 174 Вт)
навантаженнями
ІІа – середньої Виконуються в русі при 151 – 200 ккал/год
важкості переміщенні вантажів вагою до 1 кг (175 – 232 Вт)
або сидячи чи стоячи з фізичними
навантаженнями
ІІб - середньої Пов’язані з ходьбою, переміщенням 201 – 250 ккал/год
важкості та перенесенням вантажів вагою до (233 – 290 Вт)
10 кг і супроводжуються помірним
фізичним напруженням
ІІІ - важка Постійне переміщення з Понад 250 ккал/год
перенесенням вантажів (понад 10 (понад 290 Вт)
кг), що потребують значних
фізичних втрат
Таблиця 6.2 – Норми мікрокліматичних параметрів повітря робочої зони
Наймену- Наймену- Категорії Холодний період року Теплий період року
вання вання робіт Темпе- Віднос- Швид- Темпе- Віднос- Швид-
приміщень професій ратура, на во- кість ратура, на во- кість
оС логість, руху, оС логість, руху,
78
% м/с % м/с
Варильне Варильник Оптимальна
відділення харчової
сировини і ІІа 18-20 40-60 0,2 21-23 40-60 0,3
продуктів
Оператор
лінії у
виробництві ІІа 18-20 40-60 0,2 21-23 40-60 0,3
харчової
продукції
Допустима
Варильник 15-24 75 0,3 29/31 75 0,4
харчової ІІа
сировини і
продуктів
Оператор
лінії у
виробництві ІІа 15-24 75 0,3 29/31 75 0,4
харчової
продукції
Для операторської норми мікроклімату мають відповідати
оптимальним, а для приміщення, де розміщенні апарати – допустимим.
Допустимі норми мікроклімату застосовуються для приміщень, де
теплові надлишки перевищують 23 Дж/(м3*с). Це виробничі цехи та дільниці
(наприклад, варильне відділення). При цьому випромінюється тепло в
повітря приміщення, що створює несприятливі умови для людей.
Загазованість повітря
Загазованість повітря – це присутність у повітрі робочої зони шкідливих
газів та парів. Загазованість не нормується для варильного відділення,
оскільки там немає обладнання, яке б виділяло шкідливі гази та пари.
Запиленість повітря
Запиленість повітря – це присутність у повітрі робочої зони пилу, тобто
дуже подрібнених частинок твердої речовини, які можуть мати різну форму
та розміри.
Пил різного походження, що утворіться внаслідок механічної дії на
тверді тіла подрібненням, розмелюванням, розтиранням, при
завантажувально-розвантажувальних, вибухових, зварних, земляних та інших
79
роботах, згубно діє на органи дихання, очі і шкіру людини. За характером дії
на організм людини пил поділяється на подразнюючий і токсичний. До
подразнюючого належить мінеральний (вугільний, наждаковий, кварцовий
тощо), металевий (чавунний, сталевий, цинковий та ін.) і деревний пил.
Проникаючи в легені і лімфатичні залози, він спричинює захворювання -
пневмоконіоз, силікоз. Може проявлятися механічна дія пилу у вигляді
шкірних гноячкових захворювань і подразнення слизових оболонок очей -
кон'юнктивіт.
Токсичний пил (ртуті, миш'яку, свинцю та ін.), розчиняючись у
біологічному середовищі, діє як введена в організм отрута і завдає величезної
шкоди здоров'ю.
При роботі в приміщеннях з високою запиленістю-потрібно
користуватися індивідуальними засобами захисту; респіраторами,
спецодягом і протипиловими окулярами.
Крім шкідливої дії на організм людини, пил також підвищує зношення
обладнання, збільшує брак продукції.
Запиленість не нормується для варильного відділення, оскільки там
немає обладнання, яке б виділяло пил.
Вентиляція
Вентиляцією називають організований і регульований повітрообмін,що
забезпечує видалення з приміщення забрудненого повітря і подачу на його
місце свіжого. Задачею вентиляції є забезпечення чистоти повітря і заданих
метеорологічних умов у виробничих приміщеннях. За способом переміщення
повітря розрізняють системи природної, механічної і змішаної вентиляції.
Головним параметром вентиляції є повітрообмін, тобто обсяг повітря, що
видаляється (Lв) або надходить у приміщення (Lп). [20]
Для ефективної роботи вентиляції необхідно дотримувати ряду вимог:
1. Обсяг припливу повітря Lп у приміщення повинний відповідати
обсягу витяжки Lв. Різниця між цими обсягами не повинна перевищувати
10–15%. Можлива організація повітрообміну, коли обсяг припливного
80
повітря більше обсягу повітря, що видаляється. При цьому в приміщенні
створюється надлишковий тиск у порівнянні з атмосферним, що виключає
інфільтрацію забруднюючих речовин у дане приміщення. Така організація
вентиляції здійснюється у виробництвах, що пред’являють підвищені вимоги
до чистоти повітряного середовища (наприклад, виробництво електронного
устаткування). Для виключення витоків із приміщень з підвищеним рівнем
забруднення обсяг повітря, що видаляється з них, повинен перевищувати
обсяг повітря, що надходить. У такому приміщенні створюється незначне
зниження тиску в порівнянні з тиском у зовнішньому середовищі.
2. При організації повітрообміну необхідно свіже повітря подавати в ті
частини приміщення, де концентрація шкідливих речовин мінімальна, а
видаляти повітря необхідно з найбільш забруднених зон. Якщо щільність
шкідливих газів нижче щільності повітря, то видалення забрудненого повітря
виконується з верхньої частини приміщення, при видаленні шкідливих
речовин із щільністю більшою – з нижньої зони.
3. Система вентиляції не повинна створювати додаткових шкідливих і
небезпечних факторів (переохолодження, перегрів, шум, вібрацію,
пожежовибухонебезпечність).
4. Система вентиляції повинна бути надійної в експлуатації і
економічною.
6.3. Охорона праці та протипожежна безпека при виконанні
лабораторних робіт
Студенти в лабораторії зобов’язані працювати у халатах, а в деяких
випадках (при розбавленні кислот, лугів і перенесенні їх у великих
кількостях) обов’язково одягати захисні окуляри, гумові рукавички і
прогумований фартух.
На робочих місцях можна залишати ті реактиви, які не становлять
небезпеки, у кількостях, необхідних для аналізів. Вогненебезпечні речовини
(ефір, спирт, бензол) слід видавати лише у день проведення аналізу в
81
обмежених кількостях (не більше 200 см3).
Працювати з вогненебезпечними речовинами потрібно особливо
обережно, оскільки їхня пара має властивість поширюватися на значній
відстані і спалахувати. В приміщенні, де проводяться аналізи, забороняється
запалювати пальники, використовувати інші джерела тепла. Підігрівання або
перегонку вогненебезпечних речовин здійснюють у водяній бані, яку
попередньо нагрівають. [9]
Працювати з отруйними речовинами можуть лише ті особи, які
ознайомлені з правилами роботи з отрутами, в окремій кімнаті під витяжкою.
Вживати їжу на робочих місцях і користуватися з цією метою
лабораторним посудом категорично забороняється.
Газова мережа, крани, пальники і відвідні гумові трубки повинні бути
справними.
При використанні електронагрівальних приладів необхідно стежити за
справністю електричної мережі, штепсельних вилок і розеток.
Крім перелічених правил і вимог щодо техніки безпеки, не менш
важливо виключити можливість виникнення пожежі. Тому в лабораторії
завжди повинні бути сухий пісок, листовий азбест, достатня кількість
вогнегасників і пожежні рукави. При спалаху бензину, скипидару, спирту,
ефіру найкращими засобами для гасіння є пісок, азбест, вогнегасники.
Воду в цьому випадку використовувати забороняється. [9]
82
ВИСНОВКИ
Як основний об'єкт досліджень було обрано овес, як один з
перспективних видів несолодженої сировини в пивоварінні. Овес має багатий
склад та потужні цілющі властивості: зміцнює імунітет, тонізує, віддаляє
старіння; сприяє самоочищенню організму та кровотворенню; перешкоджає
утворенню тромбів, знижує цукор у крові; зміцнює нервову систему,
покращує сон; нормалізує обмін речовин; посилює перистальтику шлунка та
кишечника; сприяє подрібненню каміння в організмі. Сухе зерно вівса
містить приблизно 13,5% вологи, 9,5% білка, 55% вуглеводів, 10,7%
клітковини, 4,7% ліпідів, 3,2% золи та ряд вітамінів. Овес застосовують як
несолоджений матеріал при виробництві оригінальних сортів пива. Вівсяна
амілаза розщеплює майже весь розчинний крохмаль до мальтози. Овес має
низьку екстрактивність та вміст білків, проте високу частку оболонок
(близько 10 %), тому полегшує фільтрацію. При частковій заміні солоду
вівсом пиво має більш гармонійний смак і аромат у порівнянні з пивом, в
якому як несолоджену сировину використовували ячмінь. Зазвичай солод
замінюють вівсом трохи більше 15 %. У цій роботі застосовували його
процентний зміст 40%. При збільшенні частки сировини слід вносити
відповідні ферментні препарати із заданою активністю для забезпечення
можливості виробництва пива гарної якості.
83
При збільшенні частки вівса у зернопродуктах, що використовуються,
підвищується вміст поліфенолів, що впливає на стабільність пива. При
додаванні вівса вміст етанолу в готовому продукт зменшується, що робить
смак пива легшим.
При додаванні ферментних препаратів в'язкість сусла зменшується,
покращується фільтрація, скорочується час затирання.
Використання несолодженої сировини зменшує собівартість пива:
Святкового пива (ячмінний солод+ячмінь) по відношенні до Солодового
пива(100% солод) склала – 29,5%, відповідно у Подольского пива – 17,8%.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. А.Українець, П.Шиян, В.Сосницький «Харчова і переробна
промисловість 2006, № 4, с 4-12.
2. Бліщ, Р. О., Н. З. Петришин y І. М. Бабич. "АЛЬТЕРНАТИВА ХМЕЛЮ
У ВИРОБНИЦТВІ ПИВА". Herald of Lviv University of Trade and
Economics Technical sciences, n.º 25 (11 de mayo de 2021): 31–37.
http://dx.doi.org/10.36477/2522-1221-2021-25-04.
3. Бліщ, Р. О. y Н. З. Петришин. "Енергозберігаючі технології
приготування пивного сусла". Herald of Lviv University of Trade and
Economics Technical sciences, n.º 28 (10 de enero de 2022): 13–17.
http://dx.doi.org/10.36477/2522-1221-2021-28-02.
4. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма “ІНКОС”,
2004. – 426 с.
5. ДСТУ 3888:2015 Пиво. Загальні технічні умови. З поправкою
6. ДСТУ 4282:2018 Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні умови
7. ДСТУ 3769-98. Ячмінь. Технічні умови
8. ДСТУ 4963:2008 Овес. Технічні умови
9. Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик.
лаб. практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки
6.051701 ‘‘Харчові технології та інженерія‘‘ спец. “ Технологія
84
продуктів бродіння і виноробства ” / Укл.: А.М. Куц, М.В. Бондар,
Ю.В. Булій. – К: НУХТ, 2011. – 53 с.
10.Kharandiuk, T. V., R. B. Kosiv, O. M. Borukh, R. S. Dalybozhyk, L. Ya
Palianytsia y N. I. Berezovska. "Зниження вмісту віцинальних дікетонів
при зброджуванні високогустинного сусла". Scientific Messenger of LNU
of Veterinary Medicine and Biotechnologies 19, n.º 75 (3 de febrero de
2017): 149–52. http://dx.doi.org/10.15421/nvlvet7530.
11.Кошова, В. М. Способи переробки пивної дробини / В. М. Кошова, Л. С.
Якименко // Інтеграція освіти, науки та бізнесу в сучасному середовищі:
літні диспути : матеріали I Міжнародної науково-практичної інтернет-
конференції, 1-2серпня 2019 р. – Дніпро, 2019. – С. 326–331.
12.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.
13.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.
14.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.
15.Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з дисципліни
«Технологія солоду, пива та безалкогольних напоїв» для здобувачів
освітнього ступеня бакалавр зі спеціальності 181 «Харчові технології»
для усіх форм навчання [Електронний ресурс] / [упоряд.: Куриленко
Ю.М., Омельчук С.В.]; М-во освіти і науки України, Черкас. держ.
технол. ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2018. – 79 с.
85
16.Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни „Біохімія
солоду і пива” та дисципліни «Технологія солоду і пива» для студентів
усіх форм навчання зі спеціальності 181 «Харчові технології» / уклад.
Арутюнян Т.В.. – Харків: НТУ „ХПІ”, 2022. – 60с.
17.Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного
проекту для студентів спеціальності 181 «Харчові технології» усіх форм
навчання / Укл.: – Черкаси: ЧДТУ, 2012. – 13 с.
18.Нарцисс Л. Краткий курс пивоварения / Нарцисс Л.; [пер. с нем. А. А.
Куреленкова]. – СПб. : Профессия, 2007. — 640 с.
19.Осокін В.В. Охорона праці на підприємствах харчових виробництв.
Конспект лекцій. / В.В.Осокін, Ю.А.Селезньова. Донецьк. 2008. – 153с.
20.Основи охорони праці: Підручник. 21ге видання, доповнене та
перероблене. / К. Н. Ткачук, М. О. Халімовський, В. В. Зацарний,
Д. В. Зеркалов, Р. В. Сабарно, О. І. Полукаров, В. С. Коз’яков,
Л. О. Мітюк. За ред. К. Н. Ткачука і М. О. Халімовського. — К.:
Основа, 2006 — 448 с.
21.Огляд та оцінка методів рекуперації теплової енергії на сушарках
солоду / А. І. Соколенко, О. А. Білик, І. М. Вінніченко, І. М. Дідик //
Хранение и переработка зерна. – 2013. – № 6 (171). – С. 64-67.
22.Тимчак В.С. Інноваційні напрями використання відходів пивоварної
галузі [Електронний ресурс] / В. С. Тимчак // Науковий вісник
Ужгородського національного університету. Серія : Міжнародні
економічні відносини та світове господарство. - 2016. - Вип. 10(2). - С.
113-117. - Режим доступу:
http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvuumevcg_2016_10(2)__27
23.Транспортно-технологічні системи пивзаводів / А.І. Соколенко, А.І.
Українець, В.А. піддубний / За ред.. А.І. Соколенка. – К.:2002. – 304с.
24.Серьогін О.О. Ресурсоощадні технології у харчовій промисловості
[Електронний ресурс]: підручник. О.О. Серьогін, О.О. Осьмак, Д.В.
Риндюк.– К.: НУХТ, 2018. – 414 с.
86
25.Сухенко Ю.Г., Серьогін О.О., Сухенко В.Ю., Рябоконь Н.В.
Ресурсозберігаючі технології в харчових і переробних виробництвах:
[Підручник] / За ред. проф. О.О.Серьогіна. – К.: ЦП «КОМПРИНТ»,
2016. – 338 с
26.Технология солоду, пива та безалкогольних напоїв у задачах і
прикладах: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних
закладів / А.Є. Мелетьев, В.А. Домарецкий, С.Р. Тодосійчук, А.М. Куц
та ін. – К.: НУХТ, 2007.– 256 с.
27.Технологія бродильних виробництв : методичні вказівки до виконання
лабораторних робіт для здобувачів вищої освіти за освітньою
програмою "Харчові технології та інженерія" (освітній ступінь
бакалавр) всіх форм навчання / Укл. : Ж. В. Замай, О. Л. Гуменюк. –
Чернігів : НУ «Чернігівська політехніка», 2022. – 108 с.
28.Харчова хімія. Тексти лекцій для студентів напряму підготовки
6.051701 "Харчові технології та інженерія" / Уклад.: Гуменюк О.Л. –
Чернігів: ЧДТУ, 2013. – 244 с.
29.Annemüller G. Gärung und Reifung des Bieres. Berlin: VLB-Fachbücher,
2013. S. 872 (ISBN 978-3-921690-73-4).
30.Bamforth C-W. Beer: tap into the art and science of brewing. New York:
Oxford University Press, 2003. 233 р. (ISBN 0-19-515479-7).
31.Good D.L. Development of a new rheological laboratory method for mash
systems – its application in the charcterization of grain modification levels.
Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2005. Vol. 63. P.
76–86.
32.Wolfgang Kunze. Technology Brewing and Malting. Translated by Sue Pratt,
Berlin. 4th updated edition, 2010. ISBN 978-3-921690-64-2.
87
УДК 178.1/.2-023.36:663.4
ОБҐРУНТУВАННЯ І ВИБІР РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧОЇ
ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ПИВА
Шемшур А.Р., студентка групи МТБВ-203
кафедри харчових технологій
Черкаський державний технологічний університет
Ресурсозберігаючі технології - це сукупність технологічних засобів і
процесів з мінімальною витратою речовини та енергії на всіх етапах
виробничого циклу і з найменшим впливом на природні екосистеми і
людину.
Поняття ресурсозбереження включає кілька варіантів екологічно
позитивної господарської діяльності від безпосереднього ресурсозбереження
до повторного використання промислових і побутових відходів і машин,
вузлів і механізмів, що відпрацювали свій термін.
Основою ресурсозбереження є розумне використання (при постійному
скороченні споживання та втрат) енергії та ресурсів, вторинне використання
невідновних природних ресурсів, недопущення перевищення порога
екологічної стійкості довкілля.
Незважаючи на те, що ринок пива у світі динамічно розвивається,
актуальним залишається завдання розширення асортименту пива та зниження
його собівартості. Ресурсозберігаючі технології дозволяють вирішити це
питання. Солод є основним традиційним компонентом у класичній технології
88
приготування пива, проте його використання в повному обсязі не завжди є
можливим для виробників в умовах складної економічної ситуації.
Ефективним вирішенням даної проблеми є використання несолодженої
сировини рослинного походження. Застосування нескладених матеріалів
дозволяє підвищити якість продукції, знизити її собівартість, що робить цей
напрямок особливо привабливим при створенні нових сортів пива за умов
зростаючої конкуренції. Тому все більше підприємств вдається до
використання таких зернових культур, як ячмінь, рис, кукурудза, пшениця,
жито, овес, сорго, просо, тритикале
В магістерській роботі як основний об'єкт досліджень було обрано
овес, як один з перспективних видів несолодженої сировини в пивоварінні.
Овес має багатий склад та потужні цілющі властивості: зміцнює імунітет,
тонізує, віддаляє старіння; сприяє самоочищенню організму та
кровотворенню; перешкоджає утворенню тромбів, знижує цукор у крові;
зміцнює нервову систему, покращує сон; нормалізує обмін речовин; посилює
перистальтику шлунка та кишечника; сприяє подрібненню каміння в
організмі. Сухе зерно вівса містить приблизно 13,5% вологи, 9,5% білка, 55%
вуглеводів, 10,7% клітковини, 4,7% ліпідів, 3,2% золи та ряд вітамінів. Овес
застосовують як несолоджений матеріал при виробництві оригінальних
сортів пива. Вівсяна амілаза розщеплює майже весь розчинний крохмаль до
мальтози. Овес має низьку екстрактивність та вміст білків, проте високу
частку оболонок (близько 10 %), тому полегшує фільтрацію. При частковій
заміні солоду вівсом пиво має більш гармонійний смак і аромат у порівнянні
з пивом, в якому як несолоджену сировину використовували ячмінь.
Зазвичай солод замінюють вівсом трохи більше 15 %. У цій роботі
застосовували його процентний зміст 40%. При збільшенні частки сировини
слід вносити відповідні ферментні препарати із заданою активністю для
забезпечення можливості виробництва пива гарної якості.
При збільшенні частки вівса у зернопродуктах, що використовуються,
підвищується вміст поліфенолів, що впливає на стабільність пива. При
89
додаванні вівса вміст етанолу в готовому продукт зменшується, що робить
смак пива легшим.
При додаванні ферментних препаратів в'язкість сусла зменшується,
покращується фільтрація, скорочується час затирання.
Використання несолодженої сировини зменшує собівартість пива:
Святкового пива (ячмінний солод+ячмінь) по відношенні до Солодового
пива(100% солод) склала – 29,5%, відповідно у Подольского пива – 17,8%.
Список використаної літератури:
1. Сухенко Ю.Г., Серьогін О.О., Сухенко В.Ю., Рябоконь Н.В.
Ресурсозберігаючі технології в харчових і переробних виробництвах:
[Підручник] / За ред. проф. О.О.Серьогіна. – К.: ЦП «КОМПРИНТ»,
2016. – 338 с
2. Annemüller G. Gärung und Reifung des Bieres. Berlin: VLB-Fachbücher,
2013. S. 872 (ISBN 978-3-921690-73-4).
3. Bamforth C-W. Beer: tap into the art and science of brewing. New York:
Oxford University Press, 2003. 233 р. (ISBN 0-19-515479-7).
4. Good D.L. Development of a new rheological laboratory method for mash
systems – its application in the charcterization of grain modification levels.
Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2005. Vol. 63. P.
76–86.
90

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