Caiet de practica TEHNOLOGIA DE FABRICARE A BERII

1

2012

Cuprins

1. Introducere…………………………………………………………………...pg. 32. Descrierea procesului tehnologic de obtinere a berii............pg. 4 3. Descrierea materiilor prime folosite in productie..................pg .144. Schema tehnologica de obtinere a berii...................................... pg. 165. Analiza comparativa cu tehnologii existente.............................pg. 17

2

Introducere

SC. Martens SA. este un producator de bere de dimensiuni medii pe piata, ce isi are sediul in Galati, pe strada Grigore Ventura, nr.11 producand anual aproximativ 200.000 hectolitri de bere. Berea produsa este destinata atat pietei interne cat celei externe, fabrica de bere Martens exportand in USA branduri ca berea Ploll sau berea de abatie Altvs Abbey Beer si in Orientul Mijlociu: berea alba Ma Donna (cu coriandru şi coajă de portocală) si berea fara alcool Driver . Pe piata nationala productia se axeaza pe berea la PET distribuind prin distribuitori autorizati si magazine tip Super/Hypermarket ( Rewe Romania, miniMax Discount, Billa Romania, Plus Discount, Cora , Kaufland ) produse ca :Negoiu, Price, Premium, Cozia, Anker sau Steiner.

In prezent are aproximativ 129 de salariati permanenti si colaboratori temporari.

3

Descrierea procesului tehnologic de obtinere

a berii

Procesul de fabricare a berii consta in parcurgerea urmatoarelor principale etape:

1. OBTINEREA MUSTULUI DE BERE (BRASAJUL)2. FERMENTAREA – FILTRAREA BERII3. IMBUTELIEREA BERII

1. OBTINEREA MUSTULUI DE BERE

Obtinerea mustului de bere din malt , cu adaos de cereale nemaltificate cuprinde urmatoarele operatiuni :

1.1 macinarea maltului si a cerealelor nemaltificate

1.2 plamadirea si zaharificarea

1.3 filtrarea plamezii

1.4 fierberea mustului cu hamei

1.5 racirea mustului fiert

1.1 Macinarea maltului si a cerealelor nemaltificateMaltul si cerealele nemaltificate sunt supuse inainte de plamadire si

zaharificare operatiei de macinare care se face cu scopul de a permite enzimelor sa treaca in solutie si sa actioneze asupra amidonului , proteinelor si a altor produse macromoleculare in timpul plamadirii si zaharificarii. Macinarea prezinta o importanta deosebita pentru transformarile care au loc mai departe la plamadire-zaharificare , pentru randamentul fierberii si pentru compozitia mustului de bere .

In timpul macinarii se urmareste o anumita maruntire a partilor componente ale bobului si anume : coaja trebuie sa fie cat mai putin maruntita pentru a evita trecerea polifenolilor in must si pentru a se putea forma in cazanul de fierbere un strat cat mai afanat de borhot.

Gradul de macinare al maltului influenteaza in mod hotarator procesul de filtrare a plamezii.

Se foloseste procedeul de macinare conditionata umeda a maltului .

4

Procedeul se bazeaza pe inmuierea prealabila cu apa a maltului inainte de macinare , astfel incat cojile devin elastice si in timpul macinarii raman intregi .Ca urmare borhotul format in cazanul de filtrare este mai afanat si filtrarea decurge mai rapid .

Macinarea umeda a maltului se realizeaza intr-o moara speciala prevazuta deasupra cu un buncar , partea de conditionare a maltului , dozator , o pereche de valturi rifluite si o pompa .Pentru o buna macinare umeda este necesar ca maltul sa fie bine polizat in prealabil deoarece o cantitate mare de praf , pleava in malt face ca acesta sa adere la suprafata peretilor buncarului , conducand la marirea timpului de macinare , maltul alunecand mai greu in moara .Polizarea se realizeaza cu ajutorul masinii de polizat din dotare.

Macinarea cerealelor nemaltificate se realizeaza cu o moara de macinare uscata cu doua perechi de valturi.

1.2 Plamadirea si zaharificarea Prin operatiile de plamadire si zaharificare se urmareste :

- solubilizarea substantelor solubile preexistente in malt - solubilizarea prin actiunea enzimelor proprii si respectiv cu ajutorul celor adaugate , a substantelor care in starea lor nativa sunt insolubile - modificarea pe cale enzimatica a structurii chimice a substantelor solubilizate la un nivel dorit

Transformarea amidonului este procesul enzimatic cel mai important care are loc la plamadire – zaharificare, de care depinde in mare masura fermentescibilitatea mustului de bere . Sub actiunea combinata a enzimelor : a amilaza si b amilaza (din malt) amidonul este transformat in maltoza si dextrine . Hidroliza amidonului se controleaza prin reactia cu iodul considerandu-se zaharificata plamada cand nu mai da coloratie cu iodul.

Cantitatea cea mai mare de zahar fermentescibil se obtine in intervalul de temperatura 60 – 65 °C.In ce priveste transformarea proteinelor , enzimele proteolitice actioneaza asupra proteinelor nedegradate formandu-se o serie de fractiuni proteice care intra in componenta azotului solubil al mustului de bere.Sub actiunea glucanazelor are loc transformarea hemicelulozelor insolubile in gume solubile ceea ce conduce la cresterea vascozitatii plamezii .

Referitor la transformarea substantelor cu fosfor sub actiunea fosfatazelor se pune in libertate acid fosforic care disociaza in continuare in fosfat primar si ioni de hidrogen .

5

Plamadirea si zaharificarea plamezii se realizeaza in cazane de plamadire - zaharificare cilindrice prevazute cu manta exterioara de incalzire cu abur , agitatoare cu turatie variabila si pompa. Amestecul macinisului cu apa poarta denumirea de plamadire. Procedeul de plamadire – zaharificare folosit este cel prin infuzie .

1.3 Filtrarea plamezii

Filtrarea are drept scop separarea fractiunii solubilizate a plamezii de partea insolubila, respectiv de borhot. Procesul are loc in doua faze : scurgerea libera a mustului si spalarea cu apa fierbinte a borhotului pentru recuperarea extractului retinut. Prima fractiune de must primar are o concentrarie constanta, 4-8% mai mult extract decat mustul obtinut prin amestecare cu apele de spalare. Pentru obtinerea unui must cu un continut in extract de 12% se foloseste un raport de 1/0,7 intre cantitatea de must primar cu un extract de 14% si apa de spalare sau de 1/1,9 in cazul cand concentratia mustului primar este de 22%.Procesul de filtrare este influentat de calitatea maltului si a macinisului, de procedeul de plamadire, de metoda, de temperatura si durata de filtrare, precum si de modul de spalare a borhotului.

1.4 Fierberea mustului cu hamei

Operatia de fierbere a mustului cu hamei are ca scopuri principale:

- solubilizarea in must a unor componente valoroase ale hameiului

- coagularea unor fractiuni proteice macromoleculare

- stabilitatea biologica, biochimica , coloidala si de aroma a mustului

- concentrarea mustului pana la extractul primitiv dorit.

Hameiul adaugat la fierbere confera mustului un gust amar si o aroma ca marea solubilizarii substantelor amare si respectiv a uleiurilor eterice asigurand si o anumita conservabilitate berii finite.

Pentru fierberea mustului se foloseste un cazan din inox de forma cilindrica, incalzirea si fierberea mustului realizandu-se prin recircularea acestuia printr-un schimbator de caldura multitubular exterior, alaturat cazanului.

Durata fierberii mustului este de o ora si jumatate pana la un extract primitiv dorit ( in functie de sortimentul de bere ) .

6

Dupa terminarea fierberii trubul format la cald este captat in vasul de trub si este adus in cazanul de filtrare la sarja urmatoare.

1.5 Racirea mustului fiert

Mustul fierbinte fiert cu hamei este supus, inainte de a fi trecut la fermentare, racirii pana la temperatura de 6-7°C in cazul fermentatiei inferioare si 12-18°C in cazul fermentatiei superioare ; cat si limpezirii ce se impune datorita formarii « trubului la cald », care are loc la fierberea cu hamei, ca urmare a coagularii proteinelor si a polifenolilor macromoleculari din hamei, si a formarii « trubului la rece » ce are loc in timpul raciri mustului fiert cu hamei de la temperatura de 55-70°C pana la cea de insamantare a drojdiilor.

Separarea trubului la cald trebuie sa fie cat mai completa, pentru a se evita impurificarea drojdiilor si inrautatirea proceselor de depunere ce au loc la fermentare, care au drept urmare obtinerea unor beri de culoare mai inchisa, cu gust amar neplacut de « trub » si spumare insuficienta. Separarea trubului cald se face in cazane de sedimentare, in care se realizeaza racirea pana la 60-65°C, in care separarea trubului se face dupa principiul de lucru al unui hidrociclon, centrifuge cu camere inelare si separatoare centrifugale cu talere.

Racirea mustului cald limpezit se face de la o temperatura apropiata de cea de fierbere (95-100°C) si pana la temperatura de insamantare cu drojdie, printr-o zona de temperatura de 20-50°C, favorabil pentru infectia cu diferite microorganisme.Separarea trubului la rece se poate face prin sedimentare in linuri sau tancuri de sedimentare, prin centrifugare.

2. FERMENTAREA – FILTRAREA BERII

2.1 Fermentarea berii in sistem unitanc

In cadrul fermentarii se disting doua faze si anume:

- fermentatia propriu zisa a mustului de bere si

- maturarea berii

Ambele faze atat fermentatia propriu zisa cat si maturarea au loc in acelasi vas cilindroconic (tanc) motiv pentru care este denumita “fermentatie in sistem unitanc”.

Mustul de bere racit este transportat de la sectia fierbere in vasele cilindroconice din dotarea sectiei fermentare.Aici este supus operatiei de insamantare cu drojdie care este un agent al fermentatiei alcoolice.

7

In prima faza are loc o multiplicare intensa a drojdiei favorizata de oxigenul dizolvat in must.Datorita activitatii fermentative a drojdiei are loc transformarea zaharului fermentescibil din must in alcool etilic si bioxid de carbon ca produse principale cat si o serie de produse secundare de fermentatie care contribuie la gustul si aroma berii .

In urma procesului de fermentatie rezulta berea tanara.Deoarece in timpul fermentatiei se degaja caldura care produce o accelerare a proceselor metabolice ale celulei de drojdie, este necesara reglarea temperaturii de fermentare pentru a mentine activitatea drojdiei intre anumite limite .Bioxidul de carbon eliberat prin fermentatie este recuperat (in functie de puritate) in stocatorul de bioxid de carbon pentru folosirea lui in procesul de fabricatie (impregnare, perna de CO2, etc.)

Drojdia folosita la insamantat poate fi recuperata dupa fermentatie si refolosita la insamantarile urmatoare pana la max. generatia 9 (in functie de viabilitatea acesteia).In timpul fermentatiei propriu zise se urmareste permanent corelatia dintre temperatura si extract conform diagramei de fabricatie.

Dupa epuizarea fermentatiei propriu- zise drojdia depusa este scoasa pe la partea inferioara a tancului urmand ca berea tanara ramasa sa parcurga in continuare faza de maturare(in acelasi tanc) in conditiile de temperatura si presiune prescrise.

In timpul maturarii se produc urmatoarele :

- fermentarea partiala sau totala a restului de extract fermentescibil pe care il contine berea tanara ;

- limpezirea naturala a berii prin sedimentarea drojdiei si a altor substante care alcatuiesc tulbureala ;

- finisarea si innobilarea gustului si aromei berii.

Tancurile cilindroconice sunt din inox prevazute cu sistem de racire (serpentina de racire pe 3 zone) izolat cu poliuretan expandat protejat de o manta din tabla ondulata zincata.In interior sunt prevazute cu un dus de spalare sferic prin care iese si bioxidul de carbon rezultat la fermentare.

Umplerea si golirea tancurilor cilindroconice se face pe la partea inferioara.

2.2 Filtrarea berii

In urma maturarii berea nu ajunge niciodata la limpiditatea necesara in vederea

8

comercializarii, ea mai contine particule in supensie : celule de drojdie, proteine, rasini de hamei, etc.Din aceste motive berea este supusa operatiei de filtrare .

Se foloseste procedeul de filtrare utilizand un filtru cu placi metalice si cartoane filtrante. Capacitatea filtrului depinde de numarul si dimensiunea placilor .Ca material, suport filtrant se foloseste kisellgurul care se adauga in functie de dimensiunea particulelor in 3 straturi primul mai grosier si celelalte mai fine. Pe tot parcursul filtrarii se dozeaza cel mai fin.

Dupa filtrare berea este depozitata in tancuri cilindroconice din inox la o temperatura scazuta mentinandu-se sub presiune pentru a evita pierderile in bioxid de carbon .Ele au rol de rezervoare tampon, filtrarea si umplerea decurgand linistit si fara socuri .

Tancul de depozitare este prevazut cu : dispozitiv de urmarire a presiunii, robinet de luat probe, o gura de vizitare si un racord umplere-golire la partea de jos.

3. IMBUTELIEREA BERII

3.1 Pasteurizarea berii

Inainte de imbuteliere berea este supusa unui proces de pasteurizare .

In urma filtrarii berea mai contine un numar mai mic sau mai mare de microorganisme, drojdii sau bacterii care pot duce la aparitia tulburelilor de natura biologica .

Scopul pasteurizarii este acela de imbunatatire a stabilitatii biologice a produsului finit prin inactivarea microorganismelor capabile sa se dezvolte in bere si respectiv inactivarea enzimelor care pot cauza modificari chimice nedorite

Efectul de pasteurizare depinde de :

- temperatura de pasteurizare

- durata pasteurizarii

- felul microorganismelor din bere

- numarul initial de microorganisme din bere

- compozitia chimica a berii si pH-ul acesteia .

Ca masura pentru efectul de distrugere a microorganismelor serveste unitatea de pasteurizare, care corespunde efectului care se obtine la temperatura de 60°C

9

in timp de 1 minut.Pentru o siguranta deplina a pasteurizarii sunt suficiente 14 UP .

Pasteurizarea berii se realizeaza in pasteurizatorul cu placi Tenez,pasteurizatorul cu placi APV sau pasteurizatorul tunel, la temperaturi de 68-75°C .Pasteurizarea berii asigura un termen de garantie ridicat respectiv 6 luni – 1 an.

3.2 imbutelierea berii la sticla

Sticlele de bere sunt aduse in navete si descarcate , pe paleti ,in depozitul de ambalaje unde se depoziteaza cu ajutorul electrostivuitorului (pentru temperare).De aici navetele sunt aduse la masina de dezambalat (de scos sticle din navete) .

Sticlele goale sunt trecute apoi pe banda de alimentare a masinii de spalat sticle. La intrare in masina sticlele de bere sunt intoarse cu gatul in jos pentru scurgerea eventualelor resturi de bere apoi sprituite cu apa calda in interior .Se efectueaza astfel o inmuiere preliminara si o incalzire evitandu-se spargerile ca urmare a unor socuri prea mari de temperatura .

Sticlele intra apoi in baia de inmuiere situata la partea inferioara a masinii, unde se realizeaza inmuierea cu o solutie de soda caustica cu o conc. de 2,3-2,7% la o temperatura de 60-65°C . In aceasta zona are loc si dezlipirea etichetelor si incalzirea in continuare a sticlelor .

Sticlele ies apoi din baia de inmuiere si trec printr-o zona de sprituire interioara si exterioara cu solutie alcalina la 70-75°C apoi in alta zona de sprituire interioara si exterioara cu solutie alcalina la 60°C .

Clatirea sticlelor se face prin sprituire mai intai cu apa calda la temperatura de 50°C (apa refolosita din zona de inmuiere preliminara) .

Urmeaza apoi o sprituire interioara si exterioara cu apa la 30-35°C si apoi cu apa de 10-15°C .La ultima sprituire se adauga o solutie dezinfectanta .Dupa spalarea si verificarea (cu un ecran de control) sticlelor, acestea sunt dirijate cu ajutorul unei benzi simple la masina de umplut .

Pentru tragerea berii la sticle (imbuteliere) se folosesc masini speciale care lucreaza pe baza principiului izobarometric, de mentinere a aceleeasi presiuni in rezervorul cu bere al masinii si in butelie .

10

Procesul de umplere se realizeaza in 4 faze :

- faza I : pistonul pe care sta sticla se ridica cu ajutorul aerului comprimat si fixeaza sticla pe capul de umplere

- faza II : umplerea sticlei cu bioxid de carbon,

- faza III : umplerea sticlei cu bere,

- faza IV: pistonul de sustinere al sticlei coboara iar sticla plina cu bere este trecuta la faza urmatoare .

Dupa fiecare folosire are loc o igienizare a masinii de imbuteliat .

Imediat dupa umplere se face inchiderea sticlelor pentru a se evita pierderile de bioxid de carbon .In acest scop se folosesc capsule metalice care de obicei sunt litografiate cu denumirea sortimentului de bere .

Capsularea se face cu ajutorul unei masini speciale cu mai multe capete de inchidere.

Urmeaza un nou control al sticlelor pline cu ajutorul ecranului luminos de control. Sticlele pline verificate sunt trecute pe o banda de stocare care le dirijeaza la masina de etichetat .Lipirea etichetelor se face cu ajutorul unor masini speciale rotative .

La etichetare prezinta importanta atat calitatea hartiei din care sunt confectionate etichetele cat si calitatea adezivului folosit .

Etichetele folosite pentru sticlele de bere contin urmatoarele indicatii :

- denumirea produsului

- numele si adresa producatorului

- cantitatea

- termenul de valabilitate

- conditii de depozitare

- concentratia alcoolica

- extract primitiv

- lista ingredientelor

11

Sticlele etichetate ajung pe o banda de stocare care alimenteaza masina de ambalat (de umplut navetele goale cu sticle) . Navetele goale dupa spalare(masina de spalat navete) sunt aduse cu ajutorul transportoarelor cu role .

Navetele cu sticle pline sunt transportate cu ajutorul benzilor cu role la masina de paletizat si de aici mai departe in depozitul de sticle pline unde se depoziteaza pana la expeditie.

3.3 imbutelierea berii la keg-uri

Keg-urile sunt descarcate si depozitate paletizat pana la umplere .

Procesul tehnologic de tragere a berii la keg-uri cuprinde o serie de operatii si anume:

• Fazele de la statia de spalare

- spalarea cu apa rece

- evacuare apa (aburire)

- spalare cu agent de spalare

- evacuare solutie de spalare (aburire)

- spalare cu apa fierbinte

- evacuare apa

• Fazele de la statia de umplere .

- incercarea la presiune

- vaporizare

- evacuare

- pretensionarea

- umplerea

12

Dupa umplere urmeaza cantarirea si etichetarea lor. Se ataseaza capace din platic. Keg-urile pline se depoziteaza paletizat in depozitul de produse finite, dupa care urmeaza a fi expediate .

3.4 imbutelierea berii la pet-uri

Buteliile pentru bere din material plastic sunt executate din PVC , dar caserate cu clorura de poliviniliden. Acestea sunt de forma cilindrica , cu fundul usor bombat prevazut cu 5 denivelari ce asigura stabilitatea in pozitie verticala si rezistenta mecanica necesara.

Partea superioara este usor tronconica , rotunjita in zona gatului. Deschiderea se efectueaza cu ajutorul unui inel de rupere. Capacitatea buteliei este de 2 l .Avantajele acestora constau in : usurinta de manipulare si deschidere ; masa proprie extrem de mica ; lipsa cioburilor ; lipsa modificarii insusirilor organoleptice ale berii .

Pet-urile vin sub forma de preforme , care sunt suflate intr-o masina speciala pentru a se obtine forma finala , pet-urile obtinute fiind dirijate spre sectia de productie unde in prima faza sunt supuse unei operatii de spalare-dezinfectare , apoi introduse la umplere.

Imbutelierea berii la pet-uri se realizeaza pe o linie de imbuteliere care este formata din: instalatie tribloc (spalat-umplut-capsat),masina de etichetat (pentru etansarea pet-urilor se folosesc dopuri).Buteliile rezista la presiunea maxima de 1 MPa.

Etichetarea se realizeaza cu o masina speciala rotativa de etichetat.

La etichetare prezinta importanta atat calitatea hartiei din care sunt confectionate etichetele cat si calitatea adezivului folosit .

Etichetele folosite contin urmatoarele indicatii :

- denumirea produsului

- numele si adresa producatorului

- cantitatea

- termenul de valabilitate

13

- conditii de depozitare

- concentratia alcoolica

- extract primitiv

- lista ingredientelor

Pet-urile etichetate ajung pe o banda de stocare care alimenteaza masina de baxat(cate sase /bax), apoi baxurile sunt paletizate si transportate in depozitul de produse finite de unde se livreaza la clienti.

Descrierea materiilor prime folosite in productie

La fabricarea berii se folosesc urmatoarele materii prime: - malt - orz - hamei - apa de brasaj - inlocuitori maltului -drojdia de bere

Maltul este principala materie prima utilizata la fabricarea berii, este o sursa de substante cu rol de substrat si o sursa de enzime hidrolitice, care prin actiunea lor asupra substratului determina la fabricarea mustului de bere formarea extractului. In industria berii, maltul este analizat din punct de vedere fizic si chimic. In cadrul analizei chimice a maltului se determina umiditatea (valoarea limita este de 5%), randamentul in extract a maltului, durata de zaharificare, culoarea si alti indici.

Orzul este material prima traditionala pentru fabricarea berii, foarte raspandita in cultura. Orzul nu introduce in bere substante care sa-i imprime acesteia un gust sau un miros neplacut, iar din punct de vedere enzimatic, prin germinarea unui orz bine maturat, se acumuleaza in bobul orzului un echipament enzimatic bogat si echilibrat.

Apa de brasaj. Apa este una din materiile prime de baza pentru fabricarea berii produs in compozitia caruia intra in medie in proportie de 88% si ale carei calitate le influenteaza. Cele mai renumite si mai tipice beri fabricate in lume isi datoreaza caracteristicile indeosebi calitatilor apelor cu care sunt obtinute.

14

Sarurile din apa, disociate sub forma de ioni,isi exercita cea mai importanta actiune in procesul de brasaj, cu consecinte asupra transformarilor care au loc in must in decursul operatiilor tehnologice ulterioare si asupra insusirilor berii.

Hameiul reprezinta o materie prima indispensabila fabricarii berii conferindu-i acesteia gust amar si o aroma specifica. Valoarea la fabricarea berii este data indeosebi de substantele (rasinile ) amare si de uleiurile esentiale aduse de hamei. Componentele chimice ale hameiului contribuie la o mai buna stabilitate si limpezire a mustului si la imbunatatirea insusirilor de spumare a berii. Singura parte a plantei de hamei care se utilizeaza la fabricarea berii este conul de hamei care reprezinta inflorescenta femela. Conurile de hamei trebuie culese pe cat posibil la maturitate si in decurs a zece zile dupa atingerea maturitatii tehnice. Recoltarea hameiului se face manual sau mecanic.

Inlocuitorii maltului. In multe tari maltul este inlocuit partial cu cereale nemaltificate sau cu zahar. Cei mai utilizati inlocuitori sunt : porumbul, orezul si orzul

Drojdia de bere este folosita la fermentarea mustului de bere in urma careia se formeaza alcool si bioxid de carbon fiind achizitionata de la un laborator din strainatate sub forma de cultura pura fiind multiplicata in cadrul statiei de culturi pure din unitate.

15

Schema tehnologica de obtinere a berii

Malt Cereale nemaltificate Pretratare malt Pretratare cereale Curatire Curatire Desprafuire Desprafuire Macinare Pregatire termica a nemaltificatelor Brasaj (cazan de plamadire) (plamadire si zaharificare) 50100C,40-60min. 40-70C,100-150min Filtrare plamada zaharificata Borhot Must Hamei Fierberea mustului cu hamei Separarea truibului la cald Trub la cald Racire must Limpezire la rece Trub la rece CO2 Fermentare Inoculator drojdie 10-20C,0-15zile Tanc de maturare la 0C/7-21zile Drojdie Filtrare bere Pasteurizare in tunel sau Flash 64-70C/40/0,5min Tragere bere in sticle,butoaie,cutii

16

Analiza comparativa cu tehnologii existente

MĂCINAREA MALŢULUIMăcinarea malţului este o operaţie tehnologică care se face cu scopul de a

permite solubilizare enzimatică a malţului, solubilizare care are loc în procesul de plămădire-zaharificare.

Măcinarea trebuie realizată în aşa fel încât cojile să nu fie rupte. Numai în aceste condiţii borhotul devine afânat, se poate realiza o scurgere normală a mustului şi o spălare mai rapidă a borhotului. Totodată se urmăreşte ca miezul făinos al bobului de malţ să fie transformat, prin măcinare, într-o făină foarte fină. Ambele cerinţe se pot realiza numai folosind un malţ de calitate corespunzătoare.2

Cu cât măcinişul este mai fin, cu atât volumul ocupat de acesta este mai redus, iar stratul filtrant în cazanul de filtrarea fiind şi el mai compact, se îngreunează procesul de filtrare. Din contră, măcinişul grosier ocupă un volum mai mare, cu consecinţe favorabile asupra operaţiei de filtrare.

După filtrare, borhotul reţine încă cantităţi apreciabile cu extract ce pot fi recuperate în cea mai mare parte prin spălări repetate. Spălările exagerate însă conduc la extragerea unor cantităţi de substanţe nedorite din tegument, care influenţează negativ culoarea mustului.

Pentru măcinare se folosesc mori cu ciocane sau mori cu valţuri. Morile cu ciocane realizează o pulverizare fină a malţului, permiţând utilizarea lor la procedee de filtrare continuă, cu tamburi rotativi sub vid. Morile cu valţuri permit fracţionarea produselor de măciniş prin cernere, respectiv obţinerea separată a grişurilor, a făinii şi tegumentului. Morile cu valţuri se folosesc pentru măcinarea uscată sau umedă a malţului.A) MĂCINAREA USCATĂ

Prin măcinare uscată cu ajutorul valţurilor se obţin mai multe fracţiuni de măciniş, urmărindu-se menajarea tegumentului în vederea utilizării acestuia ca strat filtrant în cazanele de filtrare. Morile pentru măcinarea uscată a malţului se execută cu 2, 4, 5 sau 6 valţuri riftuite sau netede cu viteze de rotaţie egale sau diferite.

Cele mai răspândite mori sunt cele cu 3 perechi de valţuri. Prima pereche zdrobeşte boabele după care urmează o cernere pentru îndepărtarea făinei şi a grişurilor fine, care nu necesită altă măcinare. Astfel de mori realizează până la 45 kg măciniş pe cm/valţ şi oră.

17

Fig.2

Moară cu trei perechi de valţuri:1 – valţ de distribuire; 2 – pereche de valţuri de prezdrobire; 3 – pereche de valţuri pentru coji; 4 – pereche de valţuri pentru grişuri; 5 – sită oscilantă superioară; 6 – sită oscilantă inferioară; 8 – grişuri; 9 – făină.

B) MĂCINAREA UMEDĂÎn vederea reducerii duratei de filtrare a mustului şi a măririi înălţimii

stratului de borhot în cazanele de filtrare, s-au introdus în ultimii ani procedee şi instalaţii de măcinare umedă a malţului.

Procedeul se bazează pe înmuierea cu apă a malţului înainte de măcinare până la o umiditate de circa 30%, prin care cojile devin elastice astfel că în timpul măcinării rămân întregi. Ca urmare borhotul format în cazanul de filtrare este mult mai afânat, filtrarea decurge mai rapid, astfel încât se poate mări înălţimea stratului de borhot cu circa 50% faţă de procedeul clasic cu cazan de filtrare. Datorită păstrării cojilor întregi se diminuează şi trecerea polifenolilor în must, rezultând beri de culoare mai deschisă şi cu un gust mai fin.

Măcinarea umedă a malţului se realizează în mori speciale (Maişomat-uri) prevăzute deasupra cu un buncăr de înmuiere şi cu numai o pereche de valţuri rifluite la distanţa de 0,35÷0,45 mm.

Procesul de măcinare se realizează în patru faze şi anume:

18

• înmuierea cu apă cu temperatura de 30÷500C în buncărul de înmuiere timp de 20÷25 minute, urmată de recircularea apei timp de 10 minute până la atingerea unei umidităţi a malţului de circa 30%. Temperatura apei de înmuiere este cu atât mai ridicată cu cât malţul este mai bine solubilizat;

• evacuarea apei de înmuiere cu un extract de circa 0,3÷1% care poate fi trecută în cazanul de plămădire ca apă de plămădire sau aruncată la canal. Această operaţie durează în medie 5 minute;

• măcinarea umedă propriu-zisă a malţului timp de 40 minute, perioadă în care se introduce în camera de amestec de sub valţuri, apă de plămădire, raportul dintre malţ şi apă fiind de 1:3 sau chiar mai mult;

• curăţirea şi spălarea morii prin şpriţuire de apă şi pomparea apei de spălare în cazanul de plămădire în timp de 5 minute.

Măcinarea umedă prezintă următoarele avantaje: Se păstrează bine integrabilitatea tegumentului diminuându-se

posibilitatea extracţiei substanţelor polifenolice în cursul procesului de plămădire

Se pot realiza straturi de borhot la filtrare cu înălţimi până la 6080 cm faţă de circa 30 cm la măcinarea uscată

Se pot obţine randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de măcinare şi plămadire

Se evită pierderile de malţ la măcinare prin generare de praf.PROCEDEE DE PLĂMĂDIRE ŞI ZAHARIFICARE.

În conducerea practică a procesului de plămădire şi zaharificare se urmăreşte aducerea amestecului de măciniş şi apă de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 77÷780C printr-un domeniu de temperaturi favorabile pentru acţiunea diferitelor grupe de enzime din malţ, care contribuie la solubilizarea şi degradarea componentelor acestuia.

Procedeele de brasaj se clasifică în procedee prin infuzie şi procedee prin decocţie, în cadrul fiecărui procedeu existând mai multe variante de brasaj. Alegerea variantei de brasaj depinde de caracteristicile berii care se fabrică, de caracteristicile utilajelor de fierbere şi de calitatea malţului folosit.

Procedeele practice la care aceste procese de degradare se realizează numai pe cale enzimatică poartă denumirea de procedee prin infuzie. În cadrul acestor procedee întreaga masă de plămadă se încălzeşte până la temperatura finală, cu pauzele respective, fără ca o parte din plămadă să fie prelevată şi fiartă într-un cazan separat. Dintre avantajele procedeului de brasaj prin infuzie putem enumera:• procesul tehnologic poate fi automatizat;

19

• necesarul de energie este mai scăzut cu 25÷50% decât la decocţie;• se obţin musturi care dau beri de culoare mai deschisă şi gust mai puţin

pronunţat.Dezavantajul procedeului prin infuzie este randamentul în extract mai

scăzut, mai ales la utilizarea unui malţ slab solubilizat.Solubilizarea componentelor malţului se mai poate realiza şi pe cale

fizică prin fierberea unei porţiuni de plămadă, când amidonul este cleificat şi poate fi astfel atacat de enzime după întoarcerea plămezii fierte în restul de plămadă. Plămezile parţial fierte reprezintă şi un mijloc de ridicare a temperaturii restului de plămadă. Astfel de procedee poartă denumirea de procedee prin decocţie, iar în funcţie de numărul de plămezi care se fierb deosebim procedee cu una, două sau trei plămezi. Fierberea unei părţi din plămadă, care se efectuează în cazanul de zaharificare, diferit de cel de plămădire, conduce la:• gelatinizarea şi zaharificarea amidonului nemodificat la malţificare;• o extracţie mai mare a substanţelor din coaja bobului;• formarea mai intensă de melanoidine;• o degradare mai slabă a proteinelor din decoct;• reducerea cantităţii de enzime active din întreaga plămadă;• un randament mai mare la fierbere.

Ca dezavantaje pentru brasajul prin decocţie se pot enumera: creşterea necesarului de energie cu 20%, energie consumată pentru fierberea decoctului, utilizarea a două cazane diferite, pentru plămădire şi zaharificare.

În unele cazuri este necesară combinarea infuziei cu decocţia rezultând aşa-numitele procedee mixte de plămădire-zaharificare. În cazul folosirii cerealelor nemalţificate la plămădire-zaharificare se lucrează de asemenea după procedee speciale care diferă în funcţie de calitatea malţului şi felul cerealelor nemalţificate utilizate.

Cazanul de plămădire este un recipient metalic cu încălzire indirectă şi prevăzut cu un sistem de agitare. La instalaţia clasică predomină secţiunea rotundă, fundul bombat sau plan, manta de încălzire izolată, capacul cu hotă pentru evacuarea vaporilor. Părţile în contact cu produsul sunt confecţionate din cupru şi mai rar din tablă de oţel.

20

Fig.3

Cazan classic de plămădire cu serpentine de încălzire1-preplămăditor; 2-hotă; 3-vizor; 4-serpentină de încălzire; 5-oală de condens; 6-ventile de abur pentru două rânduri de serpentine; 7-ventile de golire; 8-ventile de evacuare directă a condensului; 9-agitator; 10-motor

Capacitatea utilă necesară este de 6÷8 hl/100 kg măciniş, ceea ce corespunde cu o cantitate de apă de 3÷4 hl apă. Agitatorul trebuie astfel dimensionat încât să asigure o amestecare intimă, o mărire a turbulenţei pentru creşterea coeficientului de transmisie a căldurii prin perete şi să evite o vătămare a cojilor ce vor constitui patul filtrant în cazul utilizării de cazane de filtrare. Forma şi turaţia agitatorului sunt astfel alese încât să realizeze o ridicare

21

a plămezii pe marginea cazanului şi căderea acesteia în partea centrală, asigurându-se obţinerea unei turbulenţe ridicate. Se preferă agitatorul tip elice. Acţionarea agitatorului are loc de jos, realizându-se de cele mai multe ori două viteze. În momentul încărcării se lucrează cu viteza mare de 35÷40 rot./min., iar la sfârşitul procesului, în momentul transvazării, cu 10÷12 rot./min.

Încălzirea are loc prin manta cu abur, aplicată pe fund sau cu serpentine. Acestea din urmă se construiesc mai uşor, dar se curăţă mai greu. În mod uzual, serpentinele se amplasează pe unul sau două rânduri inelare.

FILTRAREA PLĂMEZII ZAHARIFICATEFiltrarea are ca scop separarea mustului de malţ limpede de particulele

aflate în suspensie şi de precipitatele formate la brasaj. Partea insolubilă a plămezii este denumit borhot de malţ. Filtrarea plămezii comport doua faze:

Scurgerea primului must Spălarea borhotului de malţ, rezultând ape de spălare sau mustul

secundar.Spălarea şi epuizarea borhotului sunt necesare pentru recuperarea extractului

rămas în borhot după scurgerea primului must. Cantitatea de apă utilizată la spălare depinde de concentraţia primului must. Spălarea trebuie să antreneze cât mai mult din extractul in borhot, epuizarea borhotului oprindu-se când ultima apă de spălare are 0.5-0.6% extract, având în vedere fabricarea de bere cu 11-14% extract. În cazul fabricării berii cu 16-17% extract, spălarea borhotului se opreşte la concentraţii mai mari ale apelor de spălare, care apoi sunt utilizate ca apă de plămădire în şarjele următoare.1

Cantitatea de must rezultată în faza de scurgere liberă a mustului este generată mai ales prin micşorarea volumului de borhot, fără a avea loc un proces propriu-zis de filtrare. Abia în faza a doua are loc o filtrare şi atunci capacitatea de reţinere a borhotului depinde mai mult de modul de sedimentare decât de caracteristicile filtrului. În principiu, în ultima fază se pot aplica legile Hagen-Poiseuille şi Barcy respectiv capacitatea de filtrare într-o unitate de timp este proporţională cu diametrul porilor borhotului şi cu diferenţa de presiune. Productivitatea scade pe măsura creşterii înălţimii stratului de borhot şi a vâscozităţii. Deşi teoria nu poate fi aplicată în întregime deoarece borhotul nu posedă pori tubulari cu secţiune constantă, permeabilitatea acestora este influenţată de calitatea măcinişului, de încărcarea specifică, de procedeul de plămădire, cât şi de sistemul de filtrare. Totuşi, în linii mari se aplică aceste legi.

22

În ultima fază este vorba de o combinare a unor procese de spălare şi filtrare, deosebindu-se următoarele etape:-pătrunderea apei în masa de borhot şi eliminarea mustului adherent-difuzarea unor substanţe solubilizate din interiorul particulelor spre suprafaţă-solubilizarea unor componenţi încă nedizolvaţi din măciniş şi difuzia extractului spre suprafaţa particulelor-spălarea substanţelor rezultate în urma proceselor mai sus arătate.2

Filtrarea cu ajutorul cazanului de filtrare este cel mai răspândit procedeu de filtrare a plămezii, folosindu-se atât cazane clasice cât şi cazane de filtrare rapidă în cadrul fierberilor cu măcinare umedă a malţului system Hydro-Automatic.

Cazanele clasice de filtrare sunt prevăzute cu un fund perforat cu suprafaţă liberă de circa 10% din cea totală, pe care se depune borhotul într-un strat de 30-40 cm. Fundul perforat este împărţit în mai multe zone, de obicei 10, de la care se colectează separate mustul limpede.

Cazanul de filtrarea tip Hydro-Automatic este prevăzut cu o sită din profile sudate cu o suprafaţă liberă de trecere de 20-30%, iar înălţimea stratului de borhot este de circa 60 cm.Acest lucru este posibil datorită măcinării umede a malţului prin care se păstrează întregi cojile şi care formează un strat afânat. Unele cazane sunt prevăzute şi cu site laterale care măresc şi mai mult suprafaţa de filtrare. Fundul cazanului este prevăzut cu un singur racord pentru eliminarea mustului, existând şi posibilitatea de sifonare a primului must limpede de deasupra stratului de borhot.

23

Fig.4Cazan de filtrare a mustului de bere1-hotă pentru eliminarea vaporilor; 2-capac; 3-fund; 4-fund intermediary perforat; 5-izolaţie termică; 6-conductă de plămada; 7-dispozitiv de tăiere cu cuţite; 8-acţionarea dispozitivului de tăiere; 9-dispozitiv de ridicare a cuţitelor; 10-conductă pentru ridicarea dispozitivului de tăiere; 11-conductă de apă pentru spălarea borhotului; 12-braţ rotativ; 13-conducte pentru evacuarea mustului; 14-baterie de robinete; 15-preaplin la robinete; 16-jgheab de evacuare

Conducerea practică a filtrării plămezii cu ajutorul cazanului de filtrare se realizează astfel:

Înainte de introducerea plămezii în cazan se pompează apă fierbinte având temperatura cu 3oC mai ridicată decât cea a plămezii zaharificate, de exemplu 78oC pănă ce nivelul apei ajunge la 10 mm faţă de sita perforată; în acest fel se realizează dezaerarea spaţiului de sub sita perforată;

Se pompează plămada în cazan, se uniformizează grosimea stratului filtrant cu ajutorul dispozitivului de afânare şi se lasă în repaus 10-30 minute pentru

24

sedimentare. Cu cât malţul este mai bine solubilizat cu atât durata de sedimentare este mai mică;

Se pompează primele porţiuni de must tulbure din nou în cazanul de filtrare şi se începe filtrarea primului must. Când mustul a ajuns la nivelul borhotului se opreşte colectarea şi se face afânarea cu ajutorul dispozitivului de afânare. Se continuă colectarea primului must şi afânarea în acelaşi fel până când nivelul primului must ajunge la circa 40 mm faţă de sita perforată. Durata de scurgere a primului must este de 1-2 ore;

În scopul scurtării duratei de obţinere a primului must se practică şi sifonarea mustului limpede de deasupra după terminarea sedimentării, pâna ce nivelul mustului ajunge la circa 20 mm faţă de stratul de borhot. Prin acest procedeu are loc o scurtare a duratei de scurgere a apelor de spălare, întrucât stratul de borot este mai puţin solicitat;

Upă scurgerea primului must se face spălarea borhotului, deoarece particulele de borhot reţin o mare cantitate de extract, atât la suprafaţă cât şi în interiorul lor. Spălarea se realizează cu apă caldă cu temperature de 75oC, care se adaugă în 2-3 porţiuni, uneori chiar 4. În timpul spălării borhotului se controlează epuizarea în extract, considerându-se spălarea terminată când extractul ultimelor ape de spălare nu depăşeşte 0.6-0.8%. Durata de spălare a borhotului este de 1 ½ -2 ore;

După scurgerea apelor de spălare se face evacuarea borhotului cu ajutorul dispozitivului de afânare. Evacuarea se efectuează într-un şnec dozator şi de aici borhotul este transportat cu aer cu aer comprimat la silozul de borhot, aşezat la înălţine pe un schelet de beton sau metallic, astfel încât borhotul să poată fi descărcat direct în autocamioane. Durata de evacuare a borhotului este de circa 15 minute.

În acest fel durata totală a filtrării cu ajutorul cazanului de filtrare este de 4 ore, astfel încât se pot realize maximum 6 fierberi pe zi.

25