Введение
Пиво представляет собой игристый, освежающий напиток с характерным хмелевым ароматом и приятным горьковатым вкусом, насыщенный углекислым газом (диоксидом углерода), образовавшемся в процессе брожения. Оно не только утоляет жажду, но и повышает общий тонус организма человека, способствует лучшему обмену веществ.
Пивоварение является одним из древних производств. Предполагается, что еще за 7 тыс. до н.э. в Вавилоне варили пиво из ячменного солода и пшеницы. Затем способ приготовления пива распространился среди народов населявших Кавказ и юг Европы, а позже по всей Европе.
Важнейшим началом для развития промышленного пивоварения стало изобретение паровой и холодильной машин. К концу 19 века примерно треть заводов была оснащена паровыми машинами, а затем некоторые из них стали пользоваться электричеством.
В настоящее время на многих предприятиях устанавливается современное высокопроизводительное оборудование. Особое внимание уделяется совершенствованию осветления и разлива пива.
При приготовлении пива протекает многие физико-химические, биохимические и другие процессы, обуславливающие качественное и вкусовые показатели готового продукта. Управление этими процессами и получение напитка высокого качества требует от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело. Объемы производства янтарного напитка в России возросли за последние пять лет, большей частью благодаря привлечению иностранных инвестиций, модернизации оборудования, маркетинговой политике.
В условиях современной, жесткой конкуренции способность пива сохраняться достаточно долго стала обязательным условием его успешной реализации. В этом пивоварам обычно помогают качественная фильтрация и, как дополнение к ней, пастеризация. К сожалению, оба этих способа искажают исходную органолептику пива, но радикальной альтернативы им пока что нет. Необходимая степень прозрачности пива традиционно достигается за счет качественной фильтрации. Под фильтрацией, в данном случае, понимается отделение от пива взвешенных частиц, дрожжевых клеток и микроорганизмов.
Раздел 1. Обзор литературных источников
Основным сырьем для производства пива является ячмень
Характеристики ячменя. Основным сырьем для приготовления пива служит ячменный солод(проросший ячмень), получаемый из пивоваренных сортов ячменя. Ячмень относится к семейству злаковых, роду Гордеум. Бывает двухрядным и шестирядным. На рисунке 1. показаны колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя, а также форма и расположение зерен на стержнях. Двухрядные ячмени, в основном, яровые, а шестирядные - яровые и озимые. Для производства пива используется двухрядный ячмень, а шестирядный используется на корм скоту(фураж).
У пивоваренных сортов ячменя более тонкая оболочка зерна, повышенное содержание крахмала, а содержание белка, понижено.
Рис.1- колосья двухрядного а и шестирядного б ячменя
Строение ячменного зерна. Ячменное зерно (рис.2.)состоит из зародыша 2, эндосперма (мучнистого тела) 6 и оболочек 8,9. Зародыш находится у нижнего конца зерна. Состоит из зародышевого листа-почечки 3 и зародышевого корешка 1. зародыш является главной частью зерна, ответственной за его проращивание. От эндосперма Зародыш отделен щитком 5, через клетки которого при прорастании подводятся питательные вещества. Эндосперм- мучнистая часть зерна. Состоит из крупных клеток, заполненных крахмалом и белком. Тонкие стенки клеток состоят из гемицеллюлозы. Наружная часть эндосперма представляет собой алейроновый слой 7, который состоит из трех слоев толстостенных клеток, содержащих белок и жир. По мере приближения к зародышу толщина слоя уменьшается, а возле зародыша алейроновый слой исчезает. Клетка эндосперма 4 вблизи зародыша не содержит крахмала, т.к он был израсходован при созревании и хранении зерна. В этом слое, во время прорастания, образуется большая часть ферментов. Оболочки. Зерно окружено оболочками, которые располагаются в следующем порядке: наружная - цветочные плёнки 9, под ними плодовые, затем семенные пленки 8. Если цветочные плёнки срослись с эндоспермом, такой ячмень называют плёнчатым, если не срослись, то голозерным. У голозерных ячменей пленка, при обмолоте, отделяется. В пивоварении используют пленчатые ячмени.
Оболочки защищают зерно от повреждения, пропускают внутрь воду, но задерживают соли. В большом количестве в них находится целлюлоза, не имеющая значения в пивоварении. Некоторые вещества оболочек (полифенольные, азотистые, липиды, кремниевая кислота, горькие вещества) влияют на качество пива.
Химический состав зерна. Химический состав зерна сложный. Сухое вещество представляет собой сумму органических и неорганических веществ. Органические -это в основном белки и углеводы, а также жиры, полифенолы, органические кислоты, витамины и др. Неорганические -это фосфор, сера, кремний, калий, натрий, магний, кальций, железо и хлор. Некоторая их часть связана с органическими соединениями.
Средний химический состав зерна, % от сухого веса.
Крахмал ……45 - 70
Целлюлоза…………3,5 - 7
Белок ……… 7 - 26
Жир………………….2 - 3
Пентозаны …7 - 11
Зольные элементы….2 - 3
Сахароза……1,7 - 2,0
По массе зерна компоненты распределяются неравномерно. Наибольшее количество Углеводов находится в эндосперме, а жиры, азотистые и минеральные вещества - в зародыше, сырая целлюлоза в оболочке.
Углеводы, находятся в зерне, делятся на моносахариды, дисахариды, трисахариды, полисахариды.
Моносахариды - это гексозы(глюкоза и фруктоза, у которых хим.формула одинакова С6Н12О6, но по строению молекулы разное) и пентоза( ксилоза С6Н10О5). Дисахариды в зерне основном находятся в виде сахарозы и мальтозы с общей формулой С12Н22О11; из трисахаридов - раффиноза (С18Н32О16). Все эти составляющие хорошо растворяются в воде, находятся в зародыше и эндосперме.
Полисахариды -это в основном крахмал, гемицеллюлоза, целлюлоза (клетчатка), гумми-вещества, пектины. Основную часть полисахаридов составляет крахмал. Он входит в состав эндосперма в виде крахмальных зерен, в которых содержится около 3% примесей( белки, жиры, минеральные вещества).
Крахмал - это смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина. В ячменном крахмале около 20% амилозы и 80% амилопектина. Под действием кислот, амилоза и амилопектин расщепляются и образуют глюкозу:
(С6Н10О5)х +Н2О= х С6Н10О5
Для амилозы х равен 60-2000, для амилопектина - от 6000 до 40 000. В холодной воде
Крахмал не растворяется, он набухает, а при температуре 65 - 80 град, он клейстеризуется.
Целлюлоза:(С6Н10О5), входит в состав оболочки зерна, х равен 2000 -11 000. Под действием кислот целлюлоза распадается до глюкозы. В воде не растворяется. В технологическом процессе остается неизменной.
Гемицеллюлозы располагаются в оболочке зерна и стенках эндосперма. От крахмала и целлюлозы они отличаются продуктами распада, т.к кроме глюкозы под действием кислот образуют пентозы и уроновые кислоты. В воде гемицеллюлозы нерастворимы.
Такое же строение, как у гемицеллюлозы имеют гумми - вещества, но у них меньшая молекулярная масса, они растворяются в воде. Водные растворы имеют большую вязкость, что замедляет технологические процессы.
Азотистые вещества ячменя это белок, свободные аминокислоты, продукты распада белков(пептоны и др.). Молекулы белка построены из остатков аминокислот, содержащих одну или две аминогруппы ( -Np) и одну или две карбоксильные группы(-СООН).В белках ячменя встречаются следующие аминокислоты: аланин, валин, глицин, лейцин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, лизин и др. Белки находятся в эндосперме зерна и алейроновом слое. Они подразделяются на четыре вида: растворимые в воде и в солевых растворах (альбумин-лейкозин); растворимые в солевых растворах, но нерастворимые в чистой воде(глобулин-элестин); растворимые в спирте -проламин(гордеин); растворимые в слабощелочных растворах- глютелин. Молекулярная масса белков колеблется от 26000 до 166000. Кроме простых белков в ячмене содержатся сложные белки протеоиды-соединия белков с веществами небелковой природы, такими, как фосфорная кислота, сахар , нуклеиновая кислота и др.
Жиры ячменя составляют 2-3%. Часть жиров расходуется при проращивании зерна. Жиры представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот.
Состав минеральных веществ зерен ячменя (% к массе сухих веществ):
Р2О5 SO3 SiO2 Cl K2O Na2O CaO MgO Fe2O3
35,10 1,80 25,91 1,02 20,92 2,39 2,47 8,83 1,19.
Ферменты - это биологически активные вещества белкового происхождения. Все процессы происходящие в зерне происходят под действием ферментов. Ускоряя биохимические реакции сами ферменты остаются неизменными. Так как ферменты имеют белковую природу, то при нагревании они свёртываются(денатурируют) и теряют свою активность. Комплекс ферментов ячменя представлен амилолитическими, протеолитическими и цитолитическими видами. а- амилаза и в- амилаза превращают крахмал в сахар и декстрины; протеолиты расщепляют белок, а цитолитические ферменты разрушают клетки эндосперма. При хранении зерна активность ферментов невысока, но во время проращивания она значительно усиливается.[7]
Витамины- это органические вещества, необходимые для развития зародыша. В ячменном зерне присутствуют витамины Е, В1, В2, В6, РР, С и др. Содержатся они в зародыше и в алейроновом слое.
Хранение ячменя
Свежеубранный ячмень должен дозреть, чтобы в зерне закончились все необходимые процессы, поэтому такой ячмень не применяют, а отправляют, на склады для дозревания. Этот процесс занимает примерно 2 месяца. Хранят ячмень напольным и силосным способом. При напольном способе зерно хранится на полу, при силосном зерно хранится на элеваторах, в силосах, отсюда и название. Первым способом пользуются при небольших объемах производства. При хранении регулярно контролируют температуру влажность зерна. При хранении насыпью влажность не выше 14 процентов, в силосах не выше 13 процентов. Если зерно саморазогревается, то его проветривают и перемешивают. С увеличением влажности усиливается дыхание зерна, увеличивается тепловыделение и выделение диоксида углерода. Показателем процесса дыхания является его интенсивность, характеризуемая количеством диоксида углерода, выделяемого в единицу времени, из единицы объема зерна.
Хмель в шишках
Характеристики хмеля: Хмель наряду с ячменным солодом является основным и пока незаменимым сырьём для пивоварения. Вещества хмеля придают пиву специфический вкус и аромат, увеличивают стойкость при хранении, способствуют лучшему осветлению пива и образованию пены.
Хмель - вьющееся многолетнее растение, двудомное, относящееся к семейству коноплевых. В пивоваренном производстве от хмеля используют только шишки- женские неоплодотворенные соцветия. При возделывании хмеля мужские хмелевые растения с плантаций удаляют.
Рис.2-строение хмелевой шишки.
Шишка хмеля состоит из 40-70 цветков (1), расположенных на изогнутом стерженьке (2), покрытом волосками, с цветоножкой(3). Цветки представляют собой туго собранные зеленые лепестки-чешуйки(4), у основания цветков расположены золотисто желтые зернышки лупулина(5), содержащие смолистые вещества, которые придают аромат пиву. В хмелевой шишке лупулин составляет примерно 19,81%, чешуйки- 66,85%, стержень -7,36%, цветоножка -5,98%.
Химический состав.
Состав хмелевых шишек различен и зависит от сорта, почвенно-климатических условий произрастания, послеуборочной обработки. Главными веществами хмеля, используемыми в пивоварении являются горькие и полифенольные вещества, а также эфирное масло. Средний химсостав сухих хмелевых шишек (в %) следующий:
Вода 10-14, целлюлоза 12-16, азотистые вещества 15-24, безазотистые экстрактивные вещества 25-30, зола 6-9, хмелевые смолы 10-20, полифенольные вещества 2-5, эфирные масла 0,2- 1,7.
Горькие вещества., содержащиеся в хмеле, до сих пор не найдены в других растениях, но некоторые из них получены синтетическим путем. Горькие вещества хмеля, называемые общими смолами, состоят из мягких и твердых смол. Мягкие смолы- это б -кислоты и в -фракция. К б -кислотам относятся гумулон, когумулон, адгумулон, прегумулон, постгумулон. К в-кислотам-лупулон, колупулон, адлупулон, Прелупулон, и постлупулон. б и в-мягкие смолы - это продукты окисления б и в-кислот.
Горькие вещества плохо растворяются в воде, при кипячении сусла они образуют коллоидные растворы. б- и в- кислоты подавляют действие бактерий, но не влияют на развитие дрожжей. б- кислоты имеют горький вкус, в- кислоты горечи не имеют, но окисляясь, образуют вещества с приятной горечью. Твердые смолы представляют собой продукты окисления мягких смол и состоят из г- и д-смол. У г-смол нет горечи, у д-смол горечь в 8 раз меньше, чем у б- кислот. При кипячении сусла с хмелем, горькие вещества, переходят в сусло, а затем и в пиво. Процент перехода горьких веществ в сусло( процесс охмеления) следующие: б- кислоты( изо- б- кислоты) 100, в- кислоты( гумулоны, лупулоны) 36-66, б- мягкая смола 36, в-мягкая смола 29, д- твердая смола 12.
Если принять общее содержание веществ хмеля за 100%, то в свежеубранном хмеле содержится 30-42% б- кислот, 46-58% в -фракция и около 12% твердых смол. Антисептическое действие горьких веществ очень высоко. Для подавления развития микроорганизмов Вас.bulgaricus, встречающихся в пиве гумулона требуется в 2300раз меньше , чем фенола ( обладающего сильным бактерицидными свойствами).[3]
Полифенольные вещества лучше растворяются в воде, легче вступают в реакции, чем полифенолы солода. Полифенолы хмеля предохраняют вещества от окисления и образования комплексных соединений, обладают антибиотическими свойствами. В ходе технологического процесса осаждают белки сусла, что способствует лучшему осветлению. Из полифенолов в хмеле содержатся: кумарины, флавонол-гликозиды, катехины, лейкоантацианы, фенолкарбоновые кислоты и вещества хлорогеновой кислоты. При окислении и конденсации полифенолов образуются красно -коричневые соединения, которые вызывают помутнение сусла, так как образуют с белками нерастворимые соединения, а с солями железа- черноватые соединения. Для приготовления пива нужен хмель с содержанием полифенолов не менее 4,5%. Эти вещества содержатся в основном в лепестках шишек хмеля.
Раньше считали, что наличие в пиве полифенольных веществ хмеля нежелательно, но потом было установлено, что неблагоприятные воздействия на качество готового пива(появление осадка и грубый вкус) обусловлено дубильными веществами ячменя, а действие полифенолов благоприятно. При кипячении сусла образуются белково -дубильные комплексы, которые при его охлаждении выпадают в осадок, что способствует лучшему осветлению сусла. При большом содержании полифенольных веществ в пиве появляется неприятная горечь. Поэтому хмель с высоким содержанием полифенолов рекомендуется обработать в кипящей воде в течении 2-3 минут.
Хмелевое эфирное масло .придает хмелю присущий ему специфический аромат. Хмелевое масло -это смесь летучих маслообразных веществ с приятным запахом. Оно содержится в основном в лупулине.
Хмелевое масло состоит на ? из терпенов и на ? из кислородсодержащих компонентов . оно летучее и большая его часть теряется при кипячении сусла. Всего в настоящее время в хмелевом масле обнаружено 224 компонента. При длительном хранении компоненты эфирного масла окисляются, поэтому изменяется и аромат шишек хмеля. Хмелевое масло не имеет антисептического деиствия.[4]
Другие вещества содержащиеся в хмеле.
К ним можно отнести азотистые вещества, углеводы, липиды, кислоты, витамины, гормоны, минеральные и красящие вещества.
К азотистым веществам хмеля относятся низкомолекулярные белковые фракции: альбумозы, пептоны, полипептиды и аминокислоты. Найденный в хмеле амид аспарагиновой аминокислоты(аспарагин) является одним из источников питания пивных дрожжей. В сухом хмеле более 40% углеводов: целлюлоза, гемицеллюлоза, пентозаны, пектиновые вещества и сахара( глюкоза, фруктоза, сахароза, раффиноза, стахноза). Пектиновые вещества положительно влияют на качество пива, улучшают пенообразование и пеностоикость, создающие полноту вкуса.
Основным липидом хмеля является воск-мирицин(до1,5%), придающий блеск хмелевым шишкам и предохраняющий их от смачивания водой, высыхания и действия микроорганизмов. Жира много в семенах (до30%). В хмеле содержится щавелевая, яблочная, янтарная, лимонная, кремниевая, серная, фосфорная, и борная кислота. Из витаминов обнаружены тиамин, пиридоксин, биотин, никотиновая кислота, токоферолы. Из минеральных веществ- калий, кальций, фосфор, кремний и др.
Обработка и хранение шишкового хмеля.
Хмель собирают в период технической спелости, когда шишки закрыты и лупулин имеет светло- желтый цвет. При полной спелости шишки раскрываются и лупулин может высыпаться, что изменит состав горьких веществ и ухудшит технологические качества хмеля. Свежеубранный хмель содержит 75-80% воды, поэтому перед хранением его следует высушить при температуре не выше 50С до влажности 11-13%. Для подавления жизнедеятельности микробов одновременно с сушкой хмель окуривают серой. Высушенный хмель плотно прессуют и упаковывают в тканевые мешки диаметром 60-70см, высотой 120-130см, массой не более170 кг. Такие упаковки называют балоты. На каждый мешок наносят маркировку: завод- изготовитель, наименование продукции, номер партии, номер упаковки, год урожая, массу брутто и нетто, при влажности 13%.
В соответствии с требованиями госта к прессованному сульфитированному хмелю, предназначенному к использованию в пищевой промышленности, предъявляются следующие требования: цвет -от светло-желто-зеленого до золотисто-зеленого, шишки могут быть с покрасневшими кончиками лепестков; содержание б-кислот, в пересчете на абсолютно сухое вещество -3,5%; влажность 13%. Ограничительные нормы хмеля следующие: цвет зеленый, желтовато- зеленый, желтый с коричневыми пятнами, бурый; содержание кислот- не менее 2,5%. содержание хмелевых примесей- не более5%, содержание золы- не более14%, влажность- не более13% и не менее 11%, содержание семян -не более 4%, содержание сернистого ангидрида- не более 0,5%. Не допускается применение хмеля с прелым, затхлым, серным и другими посторонними запахами, а также хмель пораженный плесенью и вредителями. Хмель принимают партиями. Партией считают любое количество хмеля одинакового качества, одного района произрастания, оформленное одним документом о качестве. Хмель хранят в продизенфицированных тёмных помещениях при температуре от 0 до 2 градусов, на деревянном полу или настиле. Балоты хранят без соприкосновения со стенами хранилищ. Проходы между рядами балотов не менее 0,5 м.
Препараты и экстракты хмеля.
Для консервирования хмеля и повышения степени использования горьких веществ шишки хмеля брикетируют или готовят экстракт хмеля.
Молотый брикетированный хмель. Хмель влажностью 10-12% из балота подвергают сушке при температуре 48оС за 28 мин. При этом влажность понижается до 6%. После этого хмель измельчают в дробилке и прессуют в брикеты под давлением 70-80 Мпа и температуре пресс-формы до 50оС. Полученные брикеты упаковывают в мешочки из полимерной плёнки вакуумным способом. Влажность готовых брикетов не более 7%.
Экстракт хмеля. Экстракты хмеля получают при обработке шишек растворителями. При этом извлекаются наиболее ценные компоненты, а изомеризации не происходит. Такие экстракты хмеля называют неизомеризованными. Экстракт хмеля готовят экстрагированием с использованием этилового спирта. При этом кроме горьких и ароматических веществ извлекается около 60% полифенолов (полностью они извлекаются водой). Вырабатываемый экстракт бывает трёх сортов: из хмеля первого сорта, 2- из хмеля второго сорта, и экстракт купаж из 2 и 3го сортов хмеля, взятых в равных количествах. В соответствии с ГОСТ на «экстракт хмелевой» экстракты перечисленных сортов содержат соответственно: 30, 28 и 27% сухих веществ; 25, 23 и 21,5% общих горьких веществ, при этом на долю б-кислот приходится от 20 до 25% от общей массы горьких веществ.
Преимущество экстрактов перед шишковым хмелем в том, что экстракты сохраняют качество гораздо дольше и занимают намного меньше места, что выгоднее при транспортировке и при складском хранении. Сокращаются потери сусла с хмелевой дробиной, повышается степень извлечения горьких веществ хмеля.
Производство солода. Получение свежепроросшего солода. Принципиальная схема солодоращения. Основным сырьем для получения пива является солод, получаемый проращиванием ячменя при определенной температуре и влажности. Этот процесс называется солодоращением, а получаемый продукт свежее проросшим солодом. Основная цель солодоращения - накопление в зерне максимального количества ферментов.
Свежепроросший солод сушат при повышенной температуре. При этом в нем накапливаются ароматические и красящие вещества. В результате сушки свежепроросшего солода увеличиваются сроки его дальнейшего хранения. От высушенного солода отделяются (отбиваются)ростки.
На рисунке выше приведена схема получения ячменного солода.
Рис.3- схема получения ячменного солода
Очистка и сортирование ячменя.
Технологическая схема очистки и сортирования ячменя.
Пивоваренный завод должен иметь запас ячменя, обеспечивающий его бесперебойную работу. Ячмень, поступающий на завод, содержит различные примеси и в таком виде непригоден для дальнейшего использования. Поэтому при приёмке его подвергают очистке. После этого зерно поступает на хранение, где находится до начала переработки. Перед замачиванием зерно подвергают вторичной, более тщательной, очистке. При этом из зерновой массы удаляются оставшиеся посторонние примеси и битое зерно. После вторичной очистки зерно разделяют по размеру на 1, 2 и 3 сорта. Это необходимо для более равномерного проращивания зерна.
Очистка зерна на воздушно- ситовом сепараторе.
Для отделения лёгких примесей( пыли, половы, частиц стеблей и пр.) сквозь поток зерна продувают струю воздуха. Легкие примеси захватываются этой струей и уносятся из зерновой массы. Для этого процесса предназначен воздушно -ситовой сепаратор. Сепаратор состоит из набора сит, вентилятора и корпуса. Зерно, продвигаясь по внутриситовому пространству, попадает под действие наружной воздушной струи, создаваемой вентилятором. В результате этого из зерна уносятся примеси, а само зерно задерживается ситами.
Рис 4.-Очистка зерна на триере.
Для отделения примесей, отличающихся от целых зерен своей длиной, используют триеры. Рабочим органом в триере является цилиндр с ячейками, выбирающими короткие частицы. Цилиндр триера вращается, короткие зерна и примеси попадают в ячейки, и поднимаясь выше, чем целое зерно, отделяются от целых зёрен. Поднимаясь далее, примеси выпадают в лоток. Для выделения половинчатых зерен и шаровидных примесей диаметр ячеек триера предусмотрен 6,25 -6,5 мм, а для отделения от овса и овсюга 9,5 - 10 мм.
Разделение зерна по сортам.
Для деления зерна на три сорта используют сита с продолговатыми отверстиями шириной 2,2 и 2,5 мм. Проходом через сито 2,2 мм. идут щуплые зерна(3 сорт); сквозь второе сито проходит 2сорт; наиболее крупные зерна 1го сорта идут сходом с этих сит. При делении на четыре сорта ширина отверстий сит будет : 2,2 мм, 2,5 и 2,8 мм.
На заводах для сортировки зёрен по сортам используются сортировочные машины.
Отделение металлических примесей
Во время уборки урожая, а также проходя по технологическому оборудованию предварительной очистки и сортировки, в зерно могут попасть металлические примеси. Для их отделения используется магнитный способ очистки зерна. Аппарат для очистки зерна от металла представляет собой электромагнитный барабан, вращающийся на своей оси. При прохождении зерна по поверхности барабана металлические примеси притягиваются магнитным полем к поверхности барабана, а чистое зерно направляется дальше. По мнению аналитиков АПН украинский рынок пива заполнен лишь на 70%, что позволяет развивать и укреплять позиции на рынке. На среднестатистического жителя Украины в 2004 году приходится 38 л пива в год, что в полтора раза меньше, чем в России и в три раза меньше чем в Европе. Учитывая позитивную динамику в потреблении пива, по прогнозам экспертов АПН к 2010 году этот показатель может достигнуть российского уровня. Конкурентная борьба на украинском пивном рынке ужесточается с каждым годом. Лидеры отраслинаращивают обороты производства пенного напитка, вытесняя слабых конкурентов. Конкуренция со стороны таких мощных производителей, как «Сан Интербрю Украина» и ВВН создает стимул для работы отечественных пивоваров в новых сегментах рынка.
Чтобы укрепить свои позиции на рынке, в настоящее время пивоварам приходится проводить более агрессивную маркетинговую политику. Во-первых, за счет выведения на рынок оригинальных, не свойственных для рынка, сортов пива - например, нефильтрованного, ледяного, безалкогольного, фруктового пива. Во-вторых, за счет развития отдельных сегментов - пива в банках, как это сделали с Taller Ice на "Десне". Рынок завоевывают и благодаря активной экспансии в регионы. Если еще год-два назад можно было говорить о превалировании в том или ином регионе пива того или иного производителя, то в настоящее время крупные компании представляют свою продукцию почти во всех областях Украины, продолжая отвоевывать рынок у мелких пивзаводов местного значения.
По мнению аналитиков АПН возможно повышение продаж пива в следующем 2006 году до отметки 240 - 250 млн. дал, соответственно и его потребления на душу населения. Предпосылками для этого является увеличение производственных мощностей основными лидерами отрасли, расширение ассортиментного ряда продукции. Однако возможен и другой вариант развития отрасли - перенасыщение. Что касается развития структуры рынка, то эксперты склонны предполагать возможность вытеснения с него средних компаний. В этом прибыльном бизнесе в перспективе останутся, по мнению экспертов несколько крупных игроков. Однако это не исключает существования параллельно с ними небольших заводов, практически не влияющих на структуру рынка, но вносящих разнообразие в региональный пивной ассортимент.
Принимая во внимание изменения, произошедшие в российском законодательстве, в частности законе «О рекламе», и ужесточение мер связанных с потреблением ячменного напитка, такая практика может со временем коснуться и украинских производителей пива.
В настоящее время среди проблем отечественных пивоваров можно выделить проблему утилизации отходов, высокую пошлину на импортный солод, в размере 30%, а также пошлину на импортный хмель - 50%. Ставка акциза на пиво в России составляет 0,27 грн. за литр.
Основными составляющими при производстве пенного напитка, являются хмель и солод. В России остро ощущается нехватка хмеля. Из необходимых 3,4 тыс. тонн производится 0,7 тыс. тонн, что вынуждает предприятия экспортировать хмель из Германии, Чехии, Словакии. На Украине хмель выращивают в восьми областях: Житомирской, Киевской, Волынской, Ровенской, Черниговской, Львовской, Винницкой, Хмельницкой. Одной из проблем хмелеводства, как отмечают аналитики АПН является отсутствие технологической базы. Производство таких видов пивоваренного сырья, как хмелевой экстракт и гранулы в Украине не освоено. ОАО «Укрхмель» построило в Житомире единственный в стране гранулятор. И это при том, что крупные пивзаводы практически не используют шишки хмеля, а употребляют хмелевые гранулы или экстракт. По своему составу и свойствам хмель не имеет аналогов. В сухом виде он состоит из 18,5% горьких веществ, 0,5% хмелевого масла, 3,5% дубильных веществ, 20% белка и 8% минеральных веществ. Остальные 48,7% составляют целлюлоза и другие вещества. По итогам 2005 наибольший удельный вес в импорте экстракта хмеля у компании “AG John Barth & Sohn” - 56.34%. В импорте хмеля (в т.ч.шишек хмеля) пальму первенства также занимает компания “AG John Barth & Sohn”, с долей в 59,36%. Напомним, что сейчас ввозная пошлина на хмель составляет 50%, но не менее 2,5 евро за кг. Потребность украинской пивоваренной отрасли в солоде оценивается на уровне 350 - 400 тыс. тонн в год. Крупными производителями солода в России являются Славутский солодовый завод, принадлежащий компании Soufflet Group, компания Malteurop, ЗАО "Оболонь", пивоваренная группа "Сармат". В январе-декабре 2005 производство солода увеличилось на 27,8%, или на 74,926 т. тонны, до 344 72 тонн по сравнению с 2004. В сентябре текущего года в Украине отмечалось значительное сокращение производства солода - до 9,6 тыс. тонн. Так, по сравнению с предыдущим месяцем объемы производства уменьшились на 6 тыс. тонн, или 39%, а по сравнению с сентябрем 2003 года - на 2,4 тыс. тонн, или 20%. В целом, за 3 месяца (производство солода, по данным оперативной статистики, составило 43 тыс. тонн против 37,3 тыс. тонн за соответствующий период прошлого сезона.
В России экспорт пива превышает импорт. Экспортируется, в основном продукция отечественных пивоварных заводов на территорию Украины. Хотя доля украинского пива на российском рынке составляет около 2%, в ближайшей перспективе планируется расширение объема поставок. Снижение объемов импорта вызвано высокой ввозной пошлиной в размере ЕURO 0,5 за литр. На полках наших магазинов можно встретить продукцию российских, бельгийских, немецких, чешских пивоваров. По итогам 12 месяцев 2005 года из России было вывезено 26 095,2 тыс. дал пива. В четверке лидеров главенствующую позицию в рейтинге экспортеров пива занимает компания «Оболонь», с долей более 80% от общего объема экспорта в натуральном выражении. Увеличение экспортного потенциала пивоваренной промышленности, как утверждают аналитики АПН,свидетельствует о росте конкурентоспособности отечественного пива на внешнем рынке, а также правильном выборе ценовой политики.
В свою очередь, необходимо отметить, что северному соседу принадлежит львиная доля в импорте, а самым крупным импортером является "Балтика". Данная компания занимает 68% в общем импорте пива в Украину. На сегодняшний день в страну начали активно импортироваться следующие российские марки пива "Балтика", "Эфес Пилснер", "ПИТ", "Старый мельник", "Золотая бочка", Бочкарев". Из глобальных пивных брендов заметные объемы в Украину ввозят Corona Extra, Warsteiner и Пауланэр.
Ассортимент пива разделяют в зависимости от рецептуры и технологии изготовления на два типа: светлые и темные. Светлые виды пива имеют янтарный цвет и хмельной вкус, темные - коричневый цвет и солодовый вкус. Отдельные виды пива отличаются за органолептическими показателями, массовой частицей сухих веществ в начальном сусле и спирте. В светлых видах пива эти показатели должны составлять соответственно: Донецкое - 12 и 3; Львовское - 12 и 3,3; Киевское светлое - 14 и 4; Двойное золотое - 15 и 4,2; Столичное - 19 и 7%. Для темных видов пива они установлены в таких размерах: Бархатное - 12 и 2,5; Украинское - 13 и 3,2Закарпатское - 16 и 4; Портер - 20 и 5%.
Пиво в зависимости от массовой доли сухих веществ в начальном сусле подразделяют на группы: 8 % светлое; 9 % светлое; 10 % светлое, полутемное; 10,5 % светлое, полутемное; 11 % светлое, полутемное, темное; 11,5% светлое, полутемное, темное; 12 % светлое, полутемное, темное; 12,5 % светлое, полутемное, темное; 13 % светлое, полутемное, темное; 13,5 % светлое, полутемное, темное; 14 % светлое, полутемное, темное; 14,5 % светлое, полутемное, темное; 15 % светлое, полутемное, темное; 15,5 % светлое, полутемное, темное; 16 % светлое, полутемное, темное; 16,5 % светлое, полутемное, темное; 17 % светлое, полутемное, темное; 17,5 % светлое, полутемное, темное; 18 % светлое, полутемное, темное; 18,5 % светлое, полутемное, темное; 19 % светлое, полутемное, темное; 19,5 % светлое, полутемное, темное; 20 % светлое, полутемное, темное.
Отдельные виды пива отличаются за вкусом и ароматом. Так, для пива Донецкого характерный мягкий, хмельной вкус, для Киевского светлого - выраженный хмельной вкус со слабым виновным привкусом, для Украинского - немного сладковатый вкус и ясновиражений солодовый аромат.
В последние годы ассортименты светлых видов пиво значительно расширился и почти каждый пивзавод разрабатывает свой вид, хотя известные и традиционные: Оболонь, Золотой колос, Славянское, Галичское, Подольское, Переяславське, Янтарное и др. Разработано национальные массовые виды пива; Украинское светлое и Украинское специальное вместо жигулевского специального, а также высококачественные виды - Украинское оригинальное и Украинское золотистое, которые изготовляют по технологии стойкого пива со сроком сохраняемости не меньше 3 месяцев.
Пиво по способу обработки подразделяют на фильтрованное и нефильтрованное, фильтрованное пиво -- на пастеризованное и непастеризованное, нефильтрованное -- на осветленное и неосветленное.
Рынок пива России представлен обширным ассортиментом, основной часть которого является пять основных марок: светлое, темное, красное, белое и крепкое. Около 90% отечественного пивного рынка занимают светлые сорта, на которые приходится основной объем продаж, а остальные 10% разделяют между собой другие сорта, преимущественно темные. Сейчас «в моде» нефильтрованые сорта пива.
По органолептическим показателям пиво должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1 приложения.
По физико-химическим показателям пиво должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2 приложения.
По микробиологическими показателям пиво должно соответствовать нормам, указанным в таблице 3 приложения.
Массовая концентрация дрожжевых клеток в нефильтрованном неосветленном пиве -- не более 2 млн.кл./см3, в осветленном -- не более 0,5 млн.кл./см3.
Раздел 2. Технологическая схема производства пива
Технологическая линия по производству пива приведена на листе графической части №1.
Процесс производства пива состоит из следующих операций: приёма и хранения солода, приготовления пивного сусла, приготовления дрожжей чистой культуры, сбраживания пивного сусла, осветления и розлива пива в бутылки, бочки, автотермоцистерны.
Свежеприготовленный сухой солод, очищенный от ростков, подают в приемный бункер(поз .1). Из него, через весы(поз.2), солод направляется в силосы(поз.3), где выдерживается не менее 4 недель. При этом его влажность повышается с 3-4% до 5-6%. Отлежавшийся солод из силосов направляется на дальнейшую переработку. Для транспортировки солода используются вакуумные и пневматические системы транспортировки. Далее солод поступает в полировочную машину, где очищается от пыли и других примесей, и проходя через магнитный сепаратор(поз.4 )направляется на весы. Для ускорения процесса экстрагирования солод после взвешивания измельчается в вальцовой дробилке (поз.5)и собирается бункере. Дробленый солод смешивают с горячей водой температурой 54°С в заторном котле «А»(поз6). после тщательного перемешивания (затирания) часть затора(смесь солода с водой) направляется в котел «Б». Здесь эта часть затора нагревается до температуры 68-70С. при этом происходит осахаривание- процесс гидролиза крахмала ферментами с образованием растворимых, не окрашиваемых йодом, сахаров и декстринов. Большая часть нерастворимых веществ превращается в растворимые. Затем затор доводят до кипения (для разваривания крупки). Эта стадия называется первой отваркой. После разваривания солодовой крупки содержимое котла Б возвращается в котел А, где смешивается с накипяченной частью затора. Температура в котле, в результате смешивания, поднимается до 70С, что необходимо для осахаривания некипяченой части затора. По окончании осахаривания часть затора снова перекачивают в котел Б (вторая варка) для кипячения и разваривания оставшейся крупки. Вторая отварка снова возвращается в котел А, где температура повышается до 75-78С. После этого вся масса из котла А перекачивается в фильтрационный аппарат, где происходит отделение сусла от дробины (гущи). В фильтрационном аппарате затор разделяется на мутное сусло, светлое сусло (первое сусло) и солодовую дробину. Мутное сусло возвращается обратно в фильтрационный аппарат, солодовая дробина после промывки идет на продажу на корм скоту, а светлое сусло в сусловарочный котел «В». Промывочная вода возвращается в котел «А» для приготовления следующего затора.
В сусловарочном котле «В» светлое (первое) сусло кипятят с хмелем. При кипячении в сусло переходят горькие и ароматические вещества хмеля, происходит частичная денатурация белков и стерилизация сусла. Далее горячее сусло проходит через хмелеотделитель, где задерживаются лепестки хмеля, а сусло поступает в сборник горячего сусла.
Такой способ приготовления горячего сусла получил наиболее широкое распространение. Из сборника горячее сусло поступает в центробежный сепаратор, где очищается от белковых взвесей. Из центробежного сепаратора сусло направляется в теплообменник, где охлаждается до 5-6С, затем сусло перекачивается в бродильные танки. Осветленное и охлажденное сусло со стандартной концентрацией экстрактивных веществ называется «начальным суслом». Для обеспечения чистоты брожения семенные дрожжи периодически заменяют дрожжами чистой культуры, получаемыми в лаборатории в стерильных условиях. Для размножения дрожжей чистой культуры используют небольшое количество стерильного сусла, в которое вводится дрожжевая культура. После того как это сусло забродит, его сливают в бродильный танк, к основной массе сусла.
Охлажденное ( начальное) сусло сливается в бродильные танки, сюда же добавляются дрожжи. По окончании главного брожения, через 6-8 сут. молодое пиво из бродильных танков перекачивается в танки для дображивания. Дрожжи, оставшиеся на дне бродильных танков откачиваются вакуум насосом и направляются либо на повторное использование, либо на продажу. Дображивание молодого пива происходит в танках для дображивания в течение 21-90 сут., в зависимости от типа производимого пива. По окончании дображивания пиво под давлением диоксида углерода поступает в смесители, а затем насосом нагнетается в сепараторы- осветлители. Здесь пиво освобождается от взвешенных дрожжей, мелких частиц и пр. Отфильтрованное пиво, осветленное пиво охлаждается в пластинчатом теплообменнике, затем в карбонизаторе насыщается диоксидом углерода и сливается в сборники, а затем и в отделение розлива. В зависимости от того, как пиво будет транспортироваться на продажу, цех розлива может быть оснащен различным оборудованием( для розлива в бутылки, бочки, автотермоцистерны).
Приготовление пивного сусла.
Очистка солода от примесей и дробление солода.
Отлежавшийся солод содержит остатки ростков пыль, волокна, металлическую пыль и другие примеси. Для их отделения используют полировочную машину и магнитный сепаратор. Полировочная машина состоит из наклонных плоских сит 4, щеточного барабана 2, и центробежного вентилятора 6. Очищаемый солод непрерывным потоком подается на колеблющиеся сита; сходом с верхнего сита идут крупные примеси, сходом с нижнего-солод; проходом сквозь нижнее сито удаляются мелкие примеси. Пыль из ситовой коробки отсасывается вентилятором через трубу 5.
Очищенный на ситах солод поступает на вращающийся щеточный барабан 2 и многократно отбрасывается на волнистую деку 3. Под действием трения поверхность зерен очищается- солод полируется. Рабочую щель между декой и щеточным барабаном регулируют установочным винтом 1., перемещающим деку в горизонтальном направлении.
При выходе из машины солод проветривается струей воздуха из вентилятора 6. Расширительный конус 7 предназначен для улавливания солода, захваченного воздухом.
Масса отходов от полирования солода составляет 0,1-1,0%. Работу машины контролируют по составу отходов. Если повреждены сита или велика скорость потока воздуха от вентилятора , то в отходах появляются целые зерна. Для удаления металлических примесей полированный солод проходит очистку на магнитном сепараторе.
Дробление зерна.
Чтобы полнее экстрагировать из солода экстрактивные вещества, его измельчают. Зерно ячменного солода покрыто оболочкой(шелухой), ухудшающей вкус пива, но являющуюся хорошим фильтрующим материалом при фильтровании затора. Поэтому при дроблении солод не размалывают, а раздавливают, сохраняя оболочку зерна в боее или менее целом виде, а из эндосперма стараются получить максимальное количество мелкой однородной крупки. Высокое содержание муки и измельченной шелухи затрудняют фильтрование сусла.
Оптимальный помол солода должен обеспечить максимальную возможность выхода экстракта и достаточно высокую скорость фильтрования сусла. Состав помола зависит от качества солода и способа его затирания. При переработке солода хорошего качества рекомендуется следующий состав дробленого солода: шелухи 15-18%, кукурузной крупки 18-22%, мелкой крупки 30-35%, муки 25-35%.
На пивоваренных заводах солод измельчают на четырех- и шестивальцовых дробилках., работающих с одинаковой частотой вращения вальцов. В этих дробилках происходит только раздавливание зерен солода.
Основными рабочими органами четырехвальцовой дробилки являются две пары вальцов 1и 2 и плоские сита 3. Солод раздробленный на верхней паре вальцов, поступает на сита, с помощью которых можно по-разному направить продукты помола: При переработке хорошо растворенного солода на вторую пару вальцов 1 подается шелуха, а крупка и мука выходят из дробилки, минуя их; пре переработке ивердого стекловидного солода на повторный помол идет крупка.
Шестивальцовая дробилка обеспечивает лучшее измельчение солода. Последовательное дробление солода на трех парах вальцов дает удовлетворительный выход экстракта даже при обработке плохо растворенного и стекловидного солода. В шестивальцовой дробилке на верхней паре вальцов 8 солод подвергается предварительному дроблению и затем падает на колеблющиеся сита 6. Дробленый солод ситами 9 и 10 разделяется на три фракции: мука проходит через оба сита и по плоскостям 7и5 направляется в бункер; крупка задерживается ситом 10 и затем попадает на вторые сита 12; сходом с верхнего сита 9 идет шелуха, в которой еще остаются частицы мучнистого тела. Шелуха, размолотая ещё раз второй парой вальцов 11, падает на сита 12, где снова разделяется на три фракции: чистая шелуха по ситу 4 сходит в бункер; крупная крупка проходит сквозь сито 4, соединяется с крупкой, полученной на первой вальцовке, и направляется на третью пару вальцов 2, снабженных разделительной перегородкой 3. Мелкая крупка проходит сквозь сито 13 и по плоскости 14 направляется в бункер. Пробы солода отбираются выдвижным лотком, установленным в желобе 1.
Вальцы верхней и средней пар имеют гладкую поверхность и вращаются с одинаковои скоростью, благодаря чему солод раздавливается , а не растирается. Нижняя пара вальцов рифленая и предназначена для раскалывания крупки. Необходимое соотношение фракций помола достигается регулировкой зазора между вальцами. Примерные зазоры: первая пара- 1,2-1,4 мм, вторая пара -0,6-0,8 мм, третья пара -0,3-0,5 мм.
Производительность дробилки превышает производительность заторного агрегата, поэтому между ними устанавливается накопительный бункер для дробленого солода.
Вместимость бункера принимают из расчета 3 куб.м на одну тонну солода.
Применяется также способ дробления увлажненного солода. При этом способе солод перед помолом увлажняют водой 35-50С в течении 20 мин. При этом влажность солода достигает 28-32 %. Благодаря увлажнению шелуха легче отделяется от мучнистого тела зерна.
Дробление несоложеного зернового сырья.
Качество размола несоложеного зернового сырья ( ячмень, рис и пр.), как и сухого солода, оказывает влияние на скорость физико- химических процессов при затирании. натуральное зерно по сравнению с солодовым имеет более плотную структуру, но при его размалывании стараются получит более крупную шелуху.
Дробление предварительно очищенного от примесей ячменя проводят на мельничном двухвальцовом станке с рифлеными вальцами, которые вращаются навстречу друг другу с разной скоростью.
Состав помола зависит от зазора между вальцами и скоростью подачи зерна
Рекомендуется следующий состав помола несоложеного зернового сырья : шелухи- 12-22%, крупной крупки -20-40%, мелкой крупки- 25-50%, муки-12-20%.
На некоторых заводах используют шлифованный дробленый рис . Примерный состав его помола: шелухи- 0-2%, крупной крупки-30-35%, мелкой крупки- 40-45%, муки- 20-25%.
Приготовление пивного сусла.
Затирание и осахаривание затора
Цель и схема приготовления затора
Затирание -процесс смешивания дробленого соложенного и несоложенного зернового сырья с водой, нагревание и выдержку полученной смеси при определенном температурном режиме. Смесь дробленых зернопродуктов с водой, подвергаемых затиранию, называют затором, массу зернопродуктов, загружаемых в котел,- засыпью, количество воды, расходуемой на приготовление затора,- наливом.
Цель затирания состоит в экстрагировании растворимых веществ солода и несоложеного зерна и превращении под действием ферментов большей части нерастворимых веществ в растворимые. Вещества, перешедшие в раствор при затирании, называются экстрактом.
Основными аппаратами для приготовления пивного сусла являются заторные котлы, фильтрационный аппарат и сусловарочный котел, которые соединены между собой трубопроводами в единую систему, называемую варочным агрегатом. В схеме агрегата имеются насосы для перекачивания заторной массы, мутного сусла, а также хмелеотделитель, приборы для контроля и управления процессами приготовления сусла.
В зависимости от числа основных аппаратов различают варочные агрегаты с двумя, четырьмя и шестью аппаратами.
Четырехаппаратный котел состоит из двух заторных котлов А и Б, фильтрационного аппарата, сусловарочного котла, водонагревателя и хмелеотделителя. В одном из заторных котлов производят затирание солода, несоложеного сырья и осахаривание, в другом- нагревание и кипячение заторной массы. Оба заторных котла совершенно одинаковы, что позволяет маневрировать их работой.
Заторные котлы четырехаппаратного агрегата находятся в работе не более 50% времени, поэтому для двух рядом установленных агрегатов число заторных котлов можно сократить вдвое. В результате получится один шестиаппаратный агрегат с удвоенной производительностью. Смешивание дробленого солода и несоложеного сырья с водой, производят в заторном котле, который представляет собой цилиндрический сосуд с двойным сферическим днищем, образующим рубашку, предназначенную для нагревания и кипячения заторной массы. В рубашку подается пар, а конденсат и остатки пара отводятся по трубам . Крышка котла также куполообразная и снабжена вытяжной трубой, в которой установлена регулирующая тягу заслонка. В котле установлена лопастная мешалка с приводом от электродвигателя. В верней крышке котла установлена труба для подачи солода, а в нижней- труба для перекачки заторной массы и перекрывающий вентиль. Для направления перекачиваемой заторной массы в соседний заторный котел или в фильтрационный аппарат служит распределительный кран. Для уменьшения теплопотерь боковые стенки котла покрыты изоляционным слоем.
Способы затирания затора
В пивоварении применяют два способа затирания: настойный и отварочный.
Настойный способ затирания наиболее прост и заключается в том, что дробленый солод смешивают с водой при температуре 37-40С и перемешивании в течении 20-30 мин., затем поднимают температуру до 50-52С, делая паузу для протеолиза белковых веществ. Во время выдержки мешалка не работает. Затем температуру поднимают до 62-64С, со скоростью 1С в 1мин., и при этой температуре затор выдерживают10-30 мин.( в зависимости от помола солода) ...........
Страницы: [1] | 2 | 3 | 4 |
|
