Procesul Tehnologic de Fabricare a Berii, Alcoolului, Drojdiei, Fabricarea Vinului

INTRODUCERE

Industria fermentativă ocupă un loc important în cadrul industriei alimentare. Ea se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă glucidele fermentescibile din materii prime de origine vegetală și chiar animală în alte substanțe care constituie produsele finite.

Prin procese fermentative se pot obține o gamă largă de produse. Procesul tehnologic de fabricare a berii, alcoolului, drojdiei, fabricarea vinului se bazează pe următoarea schemă tehnologică generală:

Pregătirea pentru fermentație Multiplicare

în laborator

Multiplicare în stație

de culturi pure

Fermentare

(Multiplicare)

Prelucrarea plămezii fermentate

Fig.1. Schema tehnologică generală de obținere a produselor pe cale fermentativă

Materiile prime utilizate sunt diferite substraturi bogate în glucide fermentescibile, medii naturale ce conțin și alte substanțe necesare pentru un metabolism activ:

malțul ce conține diglucidul maltoză se folosește la fabricarea berii;

materii prime amidonoase folosite la fabricarea alcoolului, ce conțin poliglucidul amidon, hidrolizat în prealabil pe cale chimică sau enzimatică până la formarea de glucide fermentescibile. Această zaharificare prealabilă este obligatorie, deoarece drojdiile de fermentare nu pot produce hidroliza enzimatică a poliglucidelor;

melasa, reziduu de la fabricarea zahărului din sfeclă de zahăr sau trestie de zahăr folosită la fabricarea alcoolului și a drojdiei de panificație sau a drojdiei furajere, ce conține diglucidul zaharoză;

strugurii folosiți la fabricarea vinului, ș.a.

Diglucidele întâlnite în mediile naturale sunt hidrolizate, de către enzimele drojdiilor, în glucide simple, direct fermentescibile, astfel:

maltază

Maltoza –––→2 glucoză

invertaza

Zaharoza ––––→ glucoză + fructoză

celobiaza

Celobioza –––-→ 2 glucoză

lactaza

Lactoza –––→ glucoză + galactoză

Materiile prime sunt supuse mai întâi, în funcție de compoziția lor chimică, unor operații de pregătire în vederea fermentării în urma cărora se obține o plămadă sau un must limpede, ce conține glucide fermentescibile și alte substanțe nutritive necesare activității drojdiei.

Fermentarea se realizează cu ajutorul unei culturi pure de drojdie, care se multiplică mai întâi în laborator și apoi în stația de culturi pure în condiții sterile în vederea obținerii unor plămezi de drojdie în cantitatea necesară pentru însămânțarea plămezii principale. În funcție de condițiile de dezvoltare, drojdiile pot produce fermentație alcoolică sau pot produce acumulare de biomasă. Astfel, prin fermentare în condiții anaerobe, sub acțiunea complexului zimazic al celulei de drojdiei în stare activă, glucidele fermentescibile sunt metabolizate prin reacții de oxidoreducere, în produși principali – alcool etilic și CO2 – , produși secundari – alcooli superiori, acizi, aldehide – și o cantitate mică de energie, conform reacției globale:

C6H12O6 ––→ 2CH3-CH2-OH + 2CO2 + 117kj

Agenții tipici ai fermentației alcoolice sunt drojdiile din genul Saccharomyces care, prin fermentarea glucidelor, pot să producă mai mult de 8% vol. alcool etilic.

Enzimele sunt implicate în metabolismul energetic al celulei de drojdie, prin care se obține energia necesară diferitelor activități biologice. Punctul de plecare al proceselor producătoare de energie este reprezentat de glucoză, al cărui metabolism are loc, de regulă, pe calea unor reacții catalizate de enzime corespunzătoare procesului de glicoliză (calea Embden-Meyerhof-Parnas).

Calea enzimatică a fermentației alcoolice a fost elucidată pe parcursul multor ani de cercetare. S-a demonstrat că enzimele de fermentație pot funcționa și după eliberare din structuri celulare. Harden și Young au descoperit că, pentru ca fermentația alcoolică să aibă loc, este nevoie de două fracțiuni de extract de drojdie: o fracțiune termolabilă numită zimază, conținând probabil enzimele necesare procesului și o fracțiune termostabilă, cozimaza, necesară activității zimazei. Fracțiunea termostabilă a fost ulterior descrisă ca având două componente esențiale, coenzima de oxidoreducere nicotinamidadenin- dinucleotidul sau NAD și un amestec de adenin nucleotidele ADP și ATP (Lehninger, A.L., 1987).

Sub acțiunea complexului zimazic al celulei de drojdie în stare activă, în condiții anaerobe are loc fermentația alcoolică, prin care se transformă D-glucoza, D-fructoza, D-manoza și după hidroliză enzimatică la nivelul membranei, zaharoza, maltoza și 1/3 din rafinoză, în alcool etilic, dioxid de carbon și o cantitate mică de energie.

Mecanismul fermentației alcoolice produse de drojdii cuprind 5 etape principale, catalizate de enzimele complexului zimazic:

formarea esterilor fosforici, formă sub care glucidele fermentescibile sunt transportate prin membrana celulară și metabolizate;

scindarea esterului fructofuranozo 1-6 difosfat, în prezența aldolazei, în două trioze: aldehida fosfoglicerică și fosfodioxiacetona, aflate în echilibru tautomer;

metabolizarea triozelor cu formare de acid piruvic, component de bază format în cadrul metabolismului microbian;

decarboxilarea acidului piruvic, cu eliberarea dioxidului de carbon ca produs principal și formarea acetaldehidei;

formarea alcoolului etilic ca urmare a faptului că aldehida acetică devine acceptor de hidrogen.

În componența complexului zimazic al drojdiei au fost identificate 12 enzime:

1. GLUCOKINAZA – devine activă în celulă când în mediu se acumulează glucoză. Este o hexokinază, necesită prezența Mg2+ sau a Mn2+ și catalizează fosforilarea prin intermediul ATP. Enzima fosforilează numai glucoza și nu are acțiune asupra altor hexoze.

2. FOSFOGLUCOIZOMERAZA – este o oxidoreductază intramoleculară și catalizează transformarea revesibilă a glucozo-6-fosfatului în fructozo-6-fosfat.

3. FOSFOFRUCTOKINAZA – este o enzimă de degradare, activitatea ei poate fi inhibată prin represie catabolică, ca urmare a acumulării esterului 1-6 difosfat.

4. ALDOLAZA – este alcătuită din 4 subunități, având o greutate moleculară mare. Activitatea ei este stimulată de pH-ul neutru, ușor alcalin. Dacă pH-ul la începutul fermentației este prea acid, ea se împarte în 4 subunități și se reduce activitatea sa. Are grupări active fixe -SH și este stimulată de prezența ionilor de Zn, Ca, Fe, K. Are masa moleculară de aproximativ 65000.

5. FOSFOTRIOZOIZOMERAZA catalizează intertransformarea produșilor intermediari ai glicolizei, 3-fosfogliceroaldehida și fosfodioxiacetona.

6. GLICEROFOSFATDEHIDROGENAZA este alcătuită din 4 subunități, formate din lanțuri lungi de aminoacizi, de aproximativ 330 resturi, este activată de ioni de Mg. A fost izolată sub formă cristalină (masa moleculară 140000) din mușchiul de iepure sau drojdie. Catalizează transformarea reversibilă a α-glicerofosfatului în dioxiacetofosfat.

7. FOSFATGLICEROKINAZA catalizează reacția de transfer a grupării fosfat de la acid 1,3 -difosfatgliceric la acid 3 fosfogliceric.

8. FOSFATGLICEROMUTAZA asigură conversia acidului 3-fosfogliceric în acid 2-fosfogliceric.

9. ENOLAZA a fost obținută în formă cristalină din mai multe surse (masa moleculară 85000). Ea necesită în mod absolut un cation bivalent (Mg2+ sau Mn2+) care alcătuiește împreună cu enzima un complex înainte ca substratul să fie legat. Enzima este puternic inhibată de fluorură, în special în prezența fosfatului.

10. PIRUVATKINAZA catalizează reacția de transfer a fosforului de la acidul fosfoenolpiruvic la ADP cu formare de ATP. A fost obținută în formă cristalină (masa moleculară 250000). Reacția este puternic exergonică și este ireversibilă în condiții intracelulare.

11. PIRUVATDECARBOXILAZA catalizează reacția de decarboxilare a acidului piruvic în aldehidă acetică. Necesită TPP și ioni de Mg.

12.ALCOOLDEHIDROGENAZA catalizează reacția reversibilă de transformare a aldehidei acetice în alcool etilic.

Bilanțul masic al fermentației alcoolice este următorul:

180 g glucoză = 2 x 46 g alcool etilic + 2 x 44 g dioxid de carbon

Randamentul teoretic este de 51,1% (92/180 x 100). Randamentul practic este de 0,64÷0,67 din randamentul teoretic, deoarece nu toată cantitatea de zahăr este transformată în alcool. O parte din cantitatea de zahăr este transformată în produse secundare, în produși de biosinteză intracelulari (biomasă), iar o altă cantitate este transformată prin respirație în produși finali.

În condiții de aerare drojdiile asimilează glucidele producând oxidare până la produși finali prin respirație, procurându-și astfel o cantitate mai mare de energie folosită în procese de biosinteză ale compușilor celulari:

6O2

C6H12O6 ––→ 6CO2 + 6H2O + 2840 kj

Ca urmare a cantității mai mari de energie, este intensificată creșterea și înmulțirea celulelor, deoarece toate procesele de biosinteză sunt procese endogene, consumatoare de energie.

În funcție de condițiile de dezvoltare, drojdiile din genul Saccharomyces își pot schimba metabolismul său de la o cale fermentativă la una oxidativă, ambele sisteme producând energie celulei, dar în cantități diferite. Metabolizarea moleculei de glucoză în condiții aerobe, la CO2 și H2O furnizează celulei de drojdie cantitatea maximă de energie. În lipsa oxigenului, producerea de energie este mică, astfel încât în condiții anaerobe fermentația glucidelor duce în primul rând la formarea etanolului.

Această comportare metabolică pregnant diferențiată, în funcție de prezența oxigenului este folosită în industrie, unde se creează, după caz, condiții de anaerobioză atunci când produsul dorit este alcoolul sau condiții de aerobioză, atunci când se urmărește creșterea biomasei celulare. În condiții de aerobioză proporția substratului asimilat este mult mai mare decât cea realizată în condiții de anaerobioză. Producția de celule crescute aerob poate fi de 10 ori mai mare decât cea obținută în condiții de anaerobioză pentru aceeași cantitate de glucoză utilizată. S-a stabilit că de la inoculul inițial la propagarea finală acesta a crescut cu un factor de 109 în 5÷7 zile. Încă din timpul lui Pasteur s-a stabilit că oxigenul accelerează mult multiplicarea drojdiilor. Contactul celulelor cu oxigenul le “întineresc”, stimulează multiplicarea lor, întreținând activitatea lor vitală. Pasteur a demonstrat primul că o drojdie fermentativă când este ținută în condiții aerobe își micșorează activitatea fermentativă și parte din glucoză este transformată prin respirație în CO2 si H2O. Capacitatea oxigenului de a interfera cu procesele anaerobe, inhibând prin prezența sa procesul de fermentație și determinând o sporire simultană a respirației, este cunoscută sub numele de efect Pasteur.

Principalele etape ale ciclului acizilor tricarboxilici sunt:

formarea acidului citric, prin condensarea acetil~ CoA cu acidul oxalil-acetic;

izomerizarea acidului citric la acid izocitric;

oxidarea acidului izocitric în acid oxalilsuccinic și decarboxilarea acestuia în acid α-cetoglutaric;

decarboxilarea oxidativă a acidului α-cetoglutaric, cu formare de succinil ~ CoA;

formarea acidului succinic și sintetizarea ATP;

oxidarea acidului succinic la acid fumaric;

hidratarea acidului fumaric la acid malic;

oxidarea acidului malic cu formare de acid oxalilacetic (Segal, R., 1998).

La finalul procesului de fermentare se obține o plămadă fermentată care este supusă în continuare unor operații de prelucrare în vederea obținerii produsului finit: bere, alcool rafinat, vin, drojdie de panificație sau drojdie furajeră.

Deși tehnologiile de fabricare utilizate pentru obținerea produselor enumerate au la bază procese fermentative, ele se deosebesc în unele cazuri fundamental, pentru înțelegerea cărora sunt necesare cunoștințe de microbiologie și biochimie.

Particularitățile schemei tehnologice generale de obținere a produselor pe cale fermentativă fac obiectul prezentului curs ce va cuprinde:

Tehnologii și utilaj în industria berii;

Tehnologii și utilaj în industria alcoolului și a drojdiei;

Tehnologii și utilaj în industria vinului și a băuturilor alcoolice distilate.

TEHNOLOGIA BERII – DEFINIȚIE, SCURT ISTORIC. ASPECTE ACTUALE ALE INDUSTRIEI BERII.

BEREA – ALIMENT ȘI MEDICAMENT.

TEHNOLOGIA BERII – DEFINIȚIE, SCURT ISTORIC. ASPECTE ACTUALE ALE INDUSTRIEI BERII

Berea „Bătrâna Doamnă a băuturilor”, trăiește o a doua tinerețe prin noua abordare europeană care este atribuită acestei vechi licori sub genericul „berea ca aliment și medicament”.

Berea este o băutură slab alcoolică, nedistilată, obținută prin fermentare, cu ajutorul drojdiei, a unui must fabricat din malț, apă și hamei, malțul putând fi înlocuit parțial cu cereale nemalțificate (porumb, brizură de orez, orz)și, eventual, enzime.

Etimologia cuvântului bere se pare că are la origini ca sursă latinescul „bibere” – a bea.

Calitățile organoleptice/gustative ale berii conferă acestui produs o largă adresabilitate la mai multe categorii de consumatori, este un produs de masă, se consumă indiferent de momentul zilei, indiferent de starea sufletească.

După însușirile senzoriale și fizico-chimice, berea se clasifică în următoarele categorii:

bere blondă;

berea brună;

bere specialitate.

Pe plan mondial se produc în prezent peste 3000 tipuri de bere, numai în Germania și Belgia producându-se în jur de 1000 tipuri. Procesul tehnologic este un secret al fiecărei fabrici, care nu poate fi divulgat: numai astfel se menține specificitatea sortimentului de bere produs.

La fel de veche ca și pâinea, ea însăși denumită „pâine lichidă”, berea ne-a însoțit de-a lungul transformării noastre în persoane civilizate. Pentru ca berea să fie băutura minunată pe care o știm astăzi a fost nevoie de un drum lung. Întregul proces de fabricare a berii este o adevărată artă, pe care omul a creat-o din cele mai vechi timpuri și a perfecționat-o continuu de generații de berari.

De această licoare magică se leagă o întreagă cultură și o istorie bogată. Producerea berii s-a transmis de la sumerieni la babilonieni, cu 6000 de ani î.d.H., care foloseau circa 40% din recolta anuală de cereale pentru obținerea a circa 20 sortimente de bere. De la babilonieni această tehnologie s-a transmis la egipteni, greci și apoi la popoarele germanice din Europa. Primul document scris a fost găsit în Egipt și datează din timpul primei dinastii cu aproximativ 3000 de ani î.d.H.

Berea servea egiptenilor ca aliment de bază, mijloc de vindecare, precum și în cadrul ceremoniilor religioase. În aceste cazuri se adăugau în bere și diverse parfumuri. Considerată ca un element al vieții civilizate, berea era băutura curentă și în Mesopotamia. În antichitate și chiar în Evul Mediu, la banchete, berea se bea direct din butoiul în care se găsea proaspăt preparată.

Mărturii ale unor importante personalități istorice stau ca argumente importante în favoarea berii: Plutarh, Hildegard von Bingen (o înaltă competență din Evul Mediu care a demonstrat încă de atunci, calitățile trofice și terapeutice ale berii), Erasmus von Rotterdam, Goethe, Wilhelm Busch (strălucit poet și grafician în opera cărui se reflectă și rolul pozitiv al berii în viața oamenilor). Istoria berii este asociată și de cercetările lui Louis Pasteur în domeniul proceselor fermentației și de controversele în acest domeniu al chimiei biologice, dintre Pasteur, Liebig și Wöhler. Dr. Schur definește berea și ca o bătură a temperanței, disociată de pericolul alcoolismului și generatoare a unei benefice euforii, citând în această ordine de idei un aforism al marelui om politic britanic, mare personalitate a secolului XX, Winston Churchill: „îmi obișnuiesc corpul cu berea, pentru ca sufletul să aibă dorință de a sălășlui în el.”

Europa de vest are de asemenea o tradiție milenară în producerea berii și câteva repere merită a fi menționate:

literatura islandeză veche menționează următoarea povață: “Nu te lipi de pahar, bea berea cu măsură”;

tatăl “marelui William”- John Shakespeare era pe la 1556 degustător de bere, iar dramaturgul afirmă în piesa sa “Poveste de iarnă”- ‹o halbă de bere e o băutură regală›;

laureatul premiului Nobel din 1929 Thomas Mann scria: ”Eu ca orice om beau la masa de seară un pahar de bere blondă… ceea ce îmi oferă liniște, deconectare și odihnă…”

Belgienii au un sfânt al berii, sfântul Arnoud. Se povestește, că în secolul al XI-lea, în Belgia bântuia ciuma și pentru a scăpa de aceasta Arnoud, un călugăr benedictin i-a sfătuit pe oameni să bea bere în locul apei. Și cum sfatul său a fost luat în seamă, epidemia de ciumă s-a sfârșit. Apa era probabil unul din purtătorii de germeni, în timp ce berea supusă proceselor de fierbere și fermentare era curată și, în consecință o băutură sănătoasă. Religia s-a îmbogățit astfel cu un sfânt, iar oameni cu o serie de tradiții și de sărbători legate de acesta, ziua sfântului Arnoud a devenit în Belgia ziua berii. Respectul pe care cea mai mare parte a țărilor îl acordă vinului, belgienii îl acordă berii. Nici o țară din lume nu are atâtea sortimente de bere, atât de bogate și atât de fine.

Îmbinarea esteticului cu valoarea organoleptică și trofico-medicală a berii a dus la o adevărată explozie de grafică și cromatică a ambalajelor și etichetelor „cărți de vizită” ale „identității” mărcilor și sortimentelor de bere. O contribuție benefică a istoriei berii se realizează în cadrul muzeelor berii, numeroase în lumea contemporană.

În prezent, în Europa cel mai mare producător de bere rămâne Germania, urmată de Anglia. În America, S.U.A. produc aproximativ jumătate din producția de bere a acestui continent, urmate de Brazilia și Mexic. În Africa, pe primul loc în producția de bere se situează detașat Republica Sud-Africană, urmată de Nigeria.

Pe plan mondial se produc în prezent produse tip beer cooler, reconfortante și hrănitoare, obținute din bere cu suc de fructe, suc de legume, extracte aromatice naturale. În Franța se obțin, de exemplu, băuturi pe bază de bere, la care se adaugă apă impregnată cu CO2, extracte de fructe, cum ar fi kiwi, lămâi, portocale, pere, zmeură, având un conținut redus de zahăr și fără adaos de conservanți. În Canada se adaugă chiar suc de roșii pentru a face berea Calgary Red – Eye. Britanicii pun suc de lămâi verzi în berile blonde, mexicanii mai adaugă diverse fructe proaspete în berile ușoare.

Există beri fabricate după metode similare șampaniei. Pentru obținerea acestui sortiment, berarii adaugă drojdie în sticle în vederea unei fermentații suplimentare (Belgia – berea „geuze”).

În România, berea nu este o băutură națională, tradiția este însă veche. Un document din Transilvania din 1366 îl menționează pe Jakob Berarul din Cluj. În Moldova, la 1401, domnitorul Alexandru cel Bun a stabilit într-un cod de legi comerciale că străinii nu au dreptul să producă bere. O moară de malț, ce a fost donată mânăstirii Moldovița, este menționată într-un document din 31.10.1402. Paul von Alep povestește despre o petrecere de la curtea domnitorului Vasile Lupu unde s-a băut bere rece. Conform cronicilor, la 1522 domnitorul Radu de la Afumați a adus bere în Țara Românească din Brașov.

După toate aceste informații, berea pare să fi fost mai mult o băutură de lux pentru nobili și oameni înstăriți.

Cu totul alta a fost situația în Banat, unde, din cauza ocupației habsburgice, coloniștii și-au adus din țara natală obiceiurile și necesitățile. Ei au contribuit la construirea celor două fabrici de bere Timișoara (1718) și Ciclova (1728) și o fabrică de bere în București (1821).

După 1881, când România a fost proclamată regat, Regele Carol I, care aparținea dinastiei de Hohenzollern, a adus berari bavarezi în țară și a sprijinit importul de malț. Chiar dacă numărul fabricilor de bere era mare, producția de bere nu a depășit un milion hl/an. La naționalizare, în România erau 13 fabrici de bere, iar până în 1960 industria berii s-a dezvoltat prin mărirea capacităților de producție existente. Cu toate acestea, o glumă din anii aceia spunea că berea nu poate fi găsită cu ușurință decât în lunile cu „R”, și nicidecum în mai, iunie, iulie, august. Abia anii 60 ai secolului la XX –lea au constituit un salt în industria berii. Anul 1989, cu 50 litri/cap de locuitor și o producție de 11513 mii hl, a constituit punctul culminant al producției românești de bere. Înainte de anul 1990, în România a existat un program de dezvoltare a industriei berii, care prevedea construirea de fabrici de bere în toate județele țării. În afară de câteva județe precum Sălaj, Vrancea, Vaslui și Botoșani, în toate celelalte județe exista cel puțin o fabrică de bere cu capacitatea cuprinsă între 50000 și 750000 hl.

După anul 1990, producția a stagnat, datorită în primul rând scăderii puterii de cumpărare a populației, deși pe piața și în industria producătoare de bere din România, și-au făcut apariția companii străine recunoscute în domeniu, iar numărul societăților producătoare de bere a crescut de la 38 în 1990, la peste 300, multe din acestea cu o capacitate mică de 5000-10000 hl/an. Cu toate eforturile depuse de investitori, circa 80% din aceste microfabrici au dat faliment datorită următoarelor cauze:

lipsa unor tehnologii adecvate pentru acest tip de instalații;

dotarea cu utilaje neperformante, construite arbitrar, fără o idee tehnologică precisă;

lipsa de specialiști;

lipsa controlului de calitate și microbiologic pe fluxul tehnologic;

prelucrarea unor materii prime de calitate inferioară;

concurența fabricilor tradiționale în producția de bere;

lipsa unui sistem de management- marketing adecvat.

În România, piața berii și-a început redresarea în anul 1998, când a fost inundată de valuri de bere de calitate: zeci de sortimente, zeci de mărci, diferite tipuri de bere și o seamă de berari de talie mondială își dispută interesul consumatorilor români. Cine reușește să se diferențieze, câștigă. Producătorii de bere sunt preocupați pe de o parte de a îmbunătăți calitatea produselor ce constituie producția curentă, iar pe de altă parte de a lansa produse noi care să satisfacă preferințele unui cerc mai larg de consumatori.

Industria berii a dat până acum cele mai multe și cele mai mari tranzacții de achiziții și fuziuni din România și este de așteptat ca tendința de consolidare să continue. În Moldova încă nu au investit marii producători de bere, deoarece ei au considerat că Moldova este piața vinului și berea se consumă într-o măsură mai mică.

Fiecare producător de bere are un anume stil de a produce, un anume fel de a conduce afacerea sau chiar un anume mod de a promova produsul. Indiferent de toate acestea, în prezent există o certitudine: berea și-a căpătat un loc în inimile și pe mesele românilor. Consumul anual de bere în România este de aproximativ 12 milioane de hectolitri. În prezent, consumatorul are prilejul să aleagă tipul de bere pe care-l dorește, în funcție de calitatea acesteia, ceea ce conduce la o stimulare a producătorilor de bere în diversificarea sortimentală și în menținerea calității berii la cele mai înalte exigențe.

1.2. BEREA – ALIMENT ȘI MEDICAMENT

Berea este un aliment datorită conținutului său în glucide și în substanțe proteice. Cantitativ principalele componente ale berii sunt apa, extractul și alcoolul etilic, alături de care, o mare varietate de compuși chimici contribuie la însușirile senzoriale și la valoarea nutritivă a berii. Glucidele și aminoacizii sunt factori esențiali pentru obținerea energiei și sinteza de noi proteine umane. Lipsa glucidelor conduce la scăderea timpului de reacție, a capacității de concentrare și la scăderea forței musculare.

Berea oferă între 280÷570 kcal/l în funcție și de conținutul său în alcool. Prin conținutul ridicat în apă (91%÷92%) și prin conținutul în elemente minerale, berea satisface senzația de sete și acoperă pierderile în oligoelemente care au loc prin transpirație. Datorită substanțelor amare din bere se produce în mod reflex o creștere a cantității de suc gastric, element strict necesar pentru o bună digestie. Această stimulare a apetitului, obținută și prin stimularea secreției de gastrină, un hormon ce determină de asemenea stimularea sucului gastric, permite o mai bună digestie și a altor glucide îngerate concomitent cu berea. Acest lucru face ca berea să fie recomandată în acest scop bătrânilor și covalescenților.

Ansamblul componenților și în special dioxidul de carbon, conferă un efect răcoritor și de stimulare a digestiei. Prin evaporarea unei cantități de dioxid de carbon antrenate prin bulele ce se degajă în cavitatea bucală și traiectul intestinal se mărește efectul răcoritor caracteristic băuturilor carbogazoase și se stimulează secreția de suc gastric.

S-a constatat că, glucidele conținute în bere întârzie absorbția alcoolului, astfel că alcoolul din bere se absoarbe mai lent decât o simplă soluție alcoolică. Pe de altă parte, absorbția este întârziată și din cauza volumului mare de lichid și a concentrației alcoolice mici ceea ce face ca alcoolul să ajungă mai greu pe suprafața de absorbție. Astfel, prin consumarea rapidă a 1,5 litri bere nu determină după o oră o concentrație în sânge mai mare de 0,60 alcool la litru de sânge, după care urmează o pantă rapidă descendentă, datorită atât metabolizării, dar și acțiunii diuretice, încât după aproximativ 4 ore și jumătate, valorile alcoolemiei revin aproape de zero. Trebuie însă menționată variabilitatea mare în funcție de sex – femeile realizează o absorbție mai rapidă -, rasă- rasa galbenă tolerează foarte slab alcoolul – și în funcție de particularitățile biochimice individuale.

Referitor la calitățile nutritive ale berii, se poate afirma că datorită compoziției sale chimice, se constituie ca un supliment prețios în alimentația umană. Astfel un litru de bere oferă 27% din dieta necesară zilnică de aminoacizi, ca metionina și lizina, 29% din aminoacidul valină și 46% din fenilalanină, aceștia făcând parte din cei 20 aminoacizi denumiți “esențiali”, deoarece constituie materia primă pentru “cărămizile vieții”, proteinele. Se adaugă substanțele minerale și în special fosfații, alături de componenți ai complexului de vitamine B, care laolaltă măresc capacitatea de suportare de către organism a alcoolului înglobat.

Berea este și o băutură igienică. Datorită pH – ului scăzut, conținutului în alcool și substanțelor amare din hamei, în bere nu se pot dezvolta și prin ea nu se pot transmite microbi patogeni.

Consumatorul obișnuit cu berea nu are conștiința clară a efectului nutritiv benefic al unui consum moderat de bere, el o consumă în special pentru efectul răcoritor și euforizant al acesteia, nu este interesat de compoziția chimică a berii, pentru el fiind valabil proverbul latin „De gustibus non est disputandum” sau și mai simplu „este bun ceea ce îmi place”. Berea este folosită și pentru a prepara diverse alimente. Există colecții de rețete în care se utilizează berea ca principal ingredient.

Prin conținutul său de apă, vitamine, aminoacizi, flavonoide și minerale, berea se dovedește utilă (sau promite a fi) în numeroase condiții patologice:

boli digestive: inapetență, hipoaciditate;

boli renale: diureza provocată de bere favorizează eliminarea “nisipului” urinar prevenind formarea calculilor renali;

boli cardiovasculare: consumul moderat de bere este pozitiv corelat cu prevenirea bolii ischemice coronariene, în special la persoanele de peste 40 de ani, bărbați. Rezultate asemănătoare au fost comunicate și în cazul hemoragiilor cerebrale, boli arteriale periferice. Contribuie la formarea globulelor roșii datorită fierului conținut;

sistemul nervos central, berea având un afect calmant spre deosebire de alte băuturi alcoolice. De altfel, substanțele amare din hamei-materia primă specifică fabricării berii- exercită un slab efect de obosire, ele fiind utilizate și în rețeta producerii unor tranchilizante;

compușii fenolici din bere, în special antocianii, cu masă moleculară mică au rol bacteriostatic, efect cardioprotector și contracarează crampele stomacale, contribuie la absorbția fierului și magneziului de către organism, au activitate antioxidantă și putere reducătoare;

previne apariția alergiilor și intoxicațiilor de natură alimentară. Motivul este capacitatea de îndepărtare a substanțelor chimice de adaos ce intră în compoziția alimentelor, în principal datorită alcoolului și substanțelor din hamei;

cancerul- acest flagel mondial pare a avea în bere un dușman. Cercetări efectuate în Japonia oferă date cu privire la contracararea efectelor cancerigene ale unor compuși ce se găsesc în hrană în urma prelucrării termice. Acești compuși au proprietatea de a determina transformarea celulelor normale în celule canceroase. Cercetătorii au examinat eficiența a 24 diferite sortimente de bere din toată lumea de a contracara efectele unor amine heterociclice prezente în hrana obținută prin procesarea termică. S-a ajuns la concluzia că hameiul conține de fapt principiile active anticancerigene și că acestea sunt flavonoidele, substanțe ce s-au dovedit toxice față de celula canceroasă și indiferente față de celula normală. S-a constatat însă, că cele mai bune efecte anticanceroase le-a avut berea neagră și cele mai slabe berea slab alcoolică, ceea ce arată că efectul este mai complex și nu se poate rezuma la acțiunea singulară a flavonoidelor. Antioxidanții derivați din malț și hamei au dovedit că au un potențial protector împotriva dezvoltării unor forme de tumori canceroase. Cercetările vor continua în această direcție terapeutică a berii;

dermatologia – beneficiază de pe urma berii în special prin utilizarea drojdiei de bere în numeroase afecțiuni. De altfel, în cosmetică, măștile cu drojdie de bere sunt bine cunoscute în tratamentul unor tulburări ale tegumentului, au acțiune antiinflamatorie și de protecție a vaselor mici de sânge.

Dintre contraindicațiile consumului de bere putem aminti:

persoanele care suferă de gută, gastrite hiperacide, ulcer;

persoanele ce desfășoară activități care impun atenție și reacții psihice prompte-conducerea auto, ș.a.

Din numeroasele date existente în literatura de specialitate, se desprinde concluzia că, un consum moderat de bere este benefic pentru sănătate și că această băutură naturală, oferită la parametrii ceruți prin lege, are atât calități de aliment – PÂINE LICHIDĂ -, de băutură răcoritoare și, în anumite cazuri, de adjuvant al medicației. De aceea se consideră ca o necesitate de ordin moral, medical, social, ca berea să fie recunoscută ca un produs cu largă adresabilitate, care nu trebuie situat alături de băuturi alcoolice tari, adesea contrafăcute, fiind așa cum s-a arătat prin argumentele prezentate o băutură-aliment și în același timp, o băutură-medicament.

MATERII PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

Principalele materii prime folosite la fabricarea berii sunt:

orzul (orzoaica) – materie primă pentru fabricarea malțului;

înlocuitori ai malțului;

hameiul – materie primă specifică pentru fabricarea berii;

apa;

drojdia de bere;

preparatele enzimatice, ș.a.

Prof. dr. Anton Piendl din München, într-o expunere privind importanța calității materiilor prime utilizate la fabricarea berii arăta că „malțul este sufletul berii, hameiul – condimentul, drojdia este spiritul și apa corpul berii”.

ORZUL (ORZOAICA) – MATERIE PRIMĂ PENTRU

FABRICAREA MALȚULUI

Orzul-orzoaica este principala materie primă folosită pentru fabricarea malțului. A fost cultivat din cele mai vechi timpuri, cu circa 7000 de ani î.d.H., pentru prima dată în Orientul Apropiat.

Orzoaica este menționată pentru prima oară abia în jurul anilor 4000 î.d.H. în Europa, ca o formă rară de orz, cultivată de greci și romani. În țara noastră orzul a fost cultivat încă din neolitic, de la începuturile practicării agriculturii.

În prezent orzul-orzoaica este, după grâu, porumb și orez, cea de a patra cereală cultivată pe plan mondial, producția de orz-orzoaică reprezentând circa 10% din totalul producției de cereale.

Orzul-orzoaica constituie principala materie primă pentru fabricarea berii, deoarece:

boabele de orz-orzoaică au un înveliș păios, aderent, care protejează germenele în timpul procesului de malțificare;

pe parcursul filtrării mustului, învelișurile păioase ale boabelor formează stratul filtrant care asigură separarea corespunzătoare a mustului de malț din plămada zaharificată;

în timpul procesului tehnologic de obținere a mustului, malțul din orz-orzoaică oferă cel mai bogat echipament enzimatic și substrat pentru acțiunea enzimelor; berea fabricată din malț din orz-orzoaică este considerată a fi cea mai autentică, cu toate că s-a verificat experimental și la nivel industrial că și alte cereale (grâul, secara, maniocul) pot conduce la obținerea malțului;

orzul-orzoaica este o plantă foarte răspândită, care nu este folosită în alimentația umană, puțin pretențioasă la condițiile de cultivare;

orzul-orzoaica nu conține substanțe dăunătoare pentru gustul berii.

Din punct de vedere botanic, orzul face parte din familia gramineelor și cuprinde următoarele grupe:

soiuri cu două rânduri de boabe pe spic (Hordeum distichum);

soiuri cu șase rânduri de boabe pe spic (Hordeum hexastichum).

În România, majoritatea soiurilor de orz pentru bere aparțin grupei Hordeum distichum, varietățile nutans și erectum, care se mai numesc și orzoaică de primăvară, cultivându-se numai primăvara. Soiurile cu șase rânduri de boabe pe spic, Hordeum hexastichum, varietatea pallidum, sunt cunoscute ca orz de toamnă și se cultivă numai toamna. Datorită faptului că pe spic sunt șase rânduri de boabe, acestea sunt mai puțin dezvoltate, cu învelișul păios mai gros și dau un randament în extract inferior soiurilor de primăvară.

Compoziția chimică a orzului destinat fabricării berii este prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1

Compoziția chimică medie a orzului destinat fabricării

malțului pentru bere

Amidonul este localizat în endosperm și reprezintă componentul chimic cel mai important calitativ și cantitativ. Conținutul de amidon depinde de soiul de orz, condițiile pedoclimatice și tehnologiile de cultură utilizate. În timpul depozitării, amidonul este folosit de embrion ca substanță nutritivă. La fabricarea berii, constituie principala sursă de extract a mustului de bere.

Proteinele pot varia cantitativ foarte mult în funcție de soiul de orz, de condițiile pedoclimatice, tehnologiile de cultură. Din cantitatea totală de proteine, numai 1/3 trec în bere, având influență asupra calității berii, influențând culoarea, plinătatea gustului, însușirile de spumare, caracteristicile spumei, aroma berii și stabilitatea ei coloidală. Conținutul în proteine scade în timpul fabricării malțului și a berii, datorită hidrolizei enzimatice sau a coagulării.

Lipidele sunt prezente în orz în țesutul aleuronic și în embrion. În proporție de 95% se găsesc sub formă de trigliceride și în cantități mici fosfolipide. Sunt insolubile în apă, rămân nemodificate la malțificare și brasaj și se elimină cu borhotul de malț.

Substanțele minerale prezintă importanță pentru fiziologia bobului la germinare, pentru nutriția drojdiei la fermentare precum și pentru asigurarea condițiilor optime de pH a enzimelor ce intervin la brasaj, deoarece cele mai multe din ele formează sisteme tampon în must și bere.

Substanțele polifenolice sunt localizate în special în învelișul bobului și mai puțin în endosperm. Deși sunt în cantitate mică, ele influențează atât culoarea, gustul cât și stabilitatea coloidală a berii.

Celuloza și hemicelulozele sunt substanțe de structură a învelișului bobului de orz, conținutul lor variază cu gradul de coacere și cu condițiile climatice de cultură.

Orzul conține cantități importante de vitamine, în special din grupa B. Conținutul de vitamine, este prezentat în tabelul 3 (Stoicescu, A., 1999).

În bobul de orz matur sunt prezente un număr relativ mare de enzime, care îi sunt necesare întreținerii activității vitale.

Aprecierea orzului destinat fabricării malțului este necesară deoarece calitatea orzului determină, în mare măsură, calitatea malțului și a berii precum și randamentele de fabricație; se realizează atât după aspectul exterior, cât și după proprietățile fizice și chimice (Stroia, I., 1998).

Aspectul exterior este foarte important în aprecierea orzului. Se examinează:

mirosul – trebuie să fie plăcut, fără miros de mucegai, asemănător paielor proaspete. Mirosul de mucegai denotă că orzul a fost depozitat necorespunzător și pericolul ca germenele să fie afectat este foarte mare, fapt care influențează negativ capacitatea de germinare a bobului respectiv;

culoarea – trebuie să fie galben pai, cu strălucire caracteristică. Boabele de culoare închisă, spre brun și mată, indică faptul că orzul a fost recoltat la o umiditate ridicată;

finețea paleelor – învelișurile subțiri cu riduri fine, constituie indiciul unui soi de orz bun pentru bere, cu o cantitate mare de extract. Învelișurile groase indică un orz de calitate inferioară.

Principalii indicatori de calitate care se urmăresc la aprecierea fizico-chimică a orzului sunt următorii:

greutatea hectolitrică, care variază între 63 și 75 kg, este influențată de forma boabelor, de umiditatea acestora, de temperatura în momentul determinării. Determinarea se bazează pe faptul că amidonul are cea mai mare greutate dintre componentele bobului de orz. Deci, cu cât greutatea hectolitrică este mai mare, cu atât soiul respectiv are un conținut mai mare de amidon;

umiditatea este un factor care influențează randamentul în extract. Un orz cu umiditatea mai mare de 16% se încinge și treptat își pierde capacitatea de germinare;

masa a 1000 de boabe. Mărimea acestui indicator este proporțională cu cantitatea de extract. Corelația care există între cei doi indicatori se prezintă astfel:

E = A – 0,85 P + 0,15 G, în care:

E – conținutul în extract, % s.u.; A – factor care variază în funcție de soi; P – conținutul în proteine, %s.u.; G – masa a 1000 de boabe;

energia de germinare – procentul de boabe care germinează, în condiții normale, după 3 zile. Determinarea energiei de germinare se face la cel puțin 45 zile de la recoltare, deoarece orzul proaspăt recoltat se află în așa numita pauză de germinare;

capacitatea de germinare este unul dintre indicatorii cei mai importanți ai orzului, deoarece numai boabele care germinează vor fi utilizate la fabricarea berii. Capacitatea de germinare trebuie să fie de minimum 95%;

sortimentul (uniformitatea). Cu cât bobul este mai mare, cu atât raportul între cantitatea de endosperm și conținutul de coajă este mai mare, iar conținutul de proteine este mai mic. Se recomandă ca orzul pentru bere să aibă o uniformitate de minimum 80% (boabe cu dimensiuni peste 2,5 mm);

farinozitatea, se determină prin examinarea aspectului secțiunii bobului de orz obținută cu farinotomul sau cu diafanoscopul și trebuie să fie de minimum 80%;

conținutul de proteine trebuie să fie cât mai scăzut, între 9÷11,5%. O cantitate mai mare creează dificultăți pe parcursul procesului tehnologic și conduce la obținerea unei beri cu o stabilitate coloidală mai redusă;

conținutul în extract poate atinge valori de 80% în cazul orzoaicei de primăvară, iar pentru orz numai 75%. Extractul reprezintă substanța utilă din bob și este indicatorul care influențează în mod direct consumul specific. Componentul principal al extractului este amidonul;

sensibilitatea la apă a orzului se determină ca diferență între energia de germinare stabilită la germinarea a 100 boabe de orz înmuiate cu 4 ml apă și cea la care înmuierea se face cu 8 ml apă și este corelată cu insuficiența în alimentarea cu oxigen a embrionului; condiționează germinarea și depinde de cantitatea de apă absorbită;

conținutul de corpuri străine trebuie să fie cât mai mic, maximum 4%.

Se consideră corpuri străine:

corpuri inerte minerale (praf, pământ, nisip, pietriș);

corpuri inerte organice (paie, frunze, larve);

semințe de alte plante de cultură ;

semințe de buruieni;

spărturi mai mici decât jumătatea bobului și boabe la care lipsește embrionul;

boabe golașe, la care lipsește mai mult de un sfert de înveliș în zona embrionului.

Criteriile analitice recomandate de European Brewing Convention (EBC) privind calitatea orzului pentru bere, precum și valorile orientative sunt prezentate în tabelul 2.

Tabelul 2

Criteriile analitice recomandate de EBC pentru orz

Factorii care influențează calitățile tehnologice ale orzului pentru fabricarea malțului sunt:

soiul de orz;

condițiile pedoclimatice;

solul;

agrotehnica și tehnologia utilizată;

rezistența la frig, boli și ploi.

2.2. ÎNLOCUITORII MALȚULUI

Înlocuitorii malțului se folosesc într-o proporție variabilă, ce poate reprezenta 10÷50% din totalul cantității de malț folosită în procesul de obținere a berii. Utilizarea lor este avantajoasă din punct de vedere economic, deoarece produc un extract mult mai ieftin decât cel obținut în cazul malțului și mai puțin în ceea ce privește calitatea berii finite. Înlocuitorii malțului se folosesc pentru corectarea fermentescibilității mustului, pentru îmbunătățirea stabilității spumei, pentru modificarea culorii berii sau pentru ajustarea aromei produsului finit.

Înlocuitorii malțului se pot clasifica după mai multe criterii, de exemplu:

după locul în care se adaugă în procesul tehnologic de fabricare a berii;

după necesitatea prelucrării prin fierbere;

după originea și gradul lor de prelucrare necesar pentru utilizarea în industria berii.

În prezent, în industria berii se utilizează următoarele categorii de înlocuitori ai malțului:

înlocuitori care se adaugă în cazanul de plămădire;

înlocuitori adăugați în cazanul de fierbere a mustului;

înlocuitori care se adaugă înainte de fermentația secundară;

înlocuitori care pot fi adăugați în berea finită, pentru a conferi produsului finit gust dulce și diverse arome.

Înlocuitorii malțului care se adaugă în cazanul de plămădire poartă denumirea și de nemalțificate, sunt reprezentați de:

cereale brute (orz, grâu, secară, porumb, ș.a.);

cereale prăjite sau torefiate;

fulgi din cereale (de porumb, orez, orz, grâu sau ovăz);

fracțiuni rafinate obținute din boabe de cereale după măcinare (de exemplu grișuri de porumb, sorg, brizura de orez, ș.a.);

cereale sub formă de făină;

amidon de cartofi sau tapioca.

Înlocuitorii malțului care se adaugă în cazanul de fierbere pot fi materiale sub formă solidă sau sub formă de siropuri și sunt reprezentate de:

zaharoză;

zahăr invertit;

hidrolizate de amidon;

extracte de malț;

siropuri de cereale. Aceste materiale se adaugă ca surse de glucide, în primul rând, dar, în cazul unora dintre ele și ca sursă de azot solubil sau micronutrienți pentru drojdie.

Înlocuitorii malțului care se adaugă înainte de fermentația secundară sau care se adaugă în berea finită sunt reprezentați de:

siropuri de dextroză;

zaharoză;

zahăr invertit;

izosiropuri;

caramel.

Cerealele brute. Principalele cereale nemalțificate care se pot folosi ca înlocuitori ai malțului în industria berii sunt prezentate în tabelul 3.

Conținutul ridicat în lipide al unor cereale reprezintă un inconvenient pentru obținerea unor beri de calitate. Din acest motiv, în prezent, se folosește foarte rar ovăzul, în timp ce porumbul, sorgul sau orezul se preferă a se utiliza sub formă degerminată sau descojită.

Tabelul 3

Compoziția chimică a principalelor cereale nemalțificate utilizate în

industria berii (% în raport cu s.u.)

Porumbul este folosit de mult timp ca înlocuitor parțial al malțului, el prezentând în comparație cu alte cereale avantajul că se produce în cantitate mare și are un conținut mai ridicat în amidon. Se poate utiliza la plămădire-zaharificare sub formă de făină, grișuri, amidon din porumb cât și alte deșeuri care rezultă de la obținerea mălaiului. Prin adaos de porumb în procent de maximum 30% se obțin beri cu o bună plinătate și un gust dulceag.

Orezul se folosește ca înlocuitor al malțului în special în țările mari producătoare de orez în proporție de până la 40%. La noi în țară se folosește brizura de orez, deșeu care rămâne de la decorticarea orezului, în proporție de 15÷20%. Se caracterizează printr-un conținut mai mare de amidon și unul redus de proteine și lipide și se adaugă direct în cazanul de plămădire, obținându-se beri de culoare mai deschisă, cu spumă îmbunătățită, dar cu o plinătate redusă.

Orzul se poate utiliza în proporție de până la 15÷20% sub formă de orz măcinat, fulgi din orz descojit sau nedescojit, sirop de orz, direct în cazanul de plămădire. Se folosește de obicei, orzul cu energie scăzută de germinare, care nu poate fi malțificat. Prin folosirea unor procente mai mari de înlocuire a malțului cu orz apar dificultăți la filtrarea plămezii, la fermentare, la limpezire și filtrarea berii finite, deoarece β-glucanii rămân nesolubilizați. Pentru a se evita aceste neajunsuri se utilizează preparate enzimatice care degradează substanțele insolubile ce provin din orz.

Grâul se folosește rar ca cereală nemalțificată, dar se folosește sub formă de grâu malțificat la obținerea berii din grâu în proporție de 50÷60%. Nu se utilizează grâul cu conținut ridicat de proteine și se poate adăuga direct la plămădire.

Sorgul se poate folosi sub formă măcinată sau sub formă de grișuri și se recomandă o prelucrare separată a acestuia în cazanul de cereale nemalțificate, deoarece amidonul de sorg are temperatura de gelatinizare mai ridicată decât cea a malțului.

Modul în care se utilizează aceste cereale la plămădire depinde de temperatura de gelatinizare a amidonului. Cerealele ale căror amidon prezintă o temperatură de gelatinizare superioară temperaturii de gelatinizare a amidonului din malț sunt supuse mai întâi fierberii. În cazul cerealelor a căror temperatură de gelatinizare este egală sau mai mică cu cea a amidonului de malț, acestea se pot folosi la brasaj direct în amestec cu malțul.

Cereale tratate termic. Din această categorie fac parte boabele de orz prăjite sau torefiate ce prezintă avantajul unei ușoare prelucrări prin măcinare, dar prezintă inconvenientul obținerii unor extracte mai mici decât cele obținute în cazul cerealelor brute. Prăjirea boabelor se realizează fie prin metode directe în instalații cilindrice rotative, fie prin metode indirecte, folosind aer fierbinte, evitându-se astfel carbonizarea boabelor. Boabele prăjite se utilizează în diferite procente la fabricarea berilor brune sau speciale, conferindu-le o aromă și culoare caracteristică.

Fulgii de cereale. Fulgii de cereale utilizați în industria berii se obțin din boabe de orz, grâu sau ovăz, fie din grișuri de porumb, mai rar, din grișuri de orez. Dintre avantajele utilizării fulgilor de cereale la fabricarea berii sunt:

manipulare ușoară și adăugare direct în cazanul de plămădire alături de malțul măcinat;

conținut scăzut în azot solubil al mustului obținut prin adaos de fulgi de cereale;

contribuție redusă asupra aromei produsului finit.

Cereale sub formă de făină. Se pot folosi, în general făinuri din toate tipurile de cereale. De exemplu, prin utilizarea făinii de grâu se reduce nivelul de azot solubil al mustului de bere, berea rezultată prezintă o stabilitate coloidală avansată, respectiv o conservabilitate mai mare.

Zahărul. Pentru mărirea producției de bere cât și pentru creșterea conținutului mustului în glucide fermentescibile se adaugă uneori în cazanul de fierbere zahăr, glucoză sau zahăr invertit, cu 15÷20 minute înainte de terminarea fierberii mustului cu hamei. Pentru unele tipuri de bere, zahărul se adaugă și înainte de filtrarea berii pentru realizarea extractului primitiv dorit sau pentru a obține însușirile specifice dorite ale berii (de exemplu, berea caramel).

Se poate folosi zahăr rafinat ce conține peste 99,9% zaharoză sau sirop de zaharoză cu 66% extract, care se dizolvă ușor în timpul fierberii mustului. Glucoza obținută prin hidroliza cu acizi a amidonului din cereale sau cartofi se adaugă și ea în timpul fierberii mustului cu hamei, obținându-se beri cu un conținut mai ridicat în alcool.

Zahărul invertit obținut prin hidroliza zaharozei cu acizi diluați se folosește în special pentru îndulcire și aromă. Se pot folosi și amestecuri de glucide fermentescibile („primings”) formate din zaharoză și zahăr invertit și uneori hidrolizate de amidon. De exemplu, un astfel de amestec care se comercializează sub formă de sirop este format din 55% zahăr invertit și 45% zaharoză.

Zahărul și glucoza se mai utilizează la obținerea caramelului necesar pentru obținerea berilor brune speciale, conferindu-le gust specific și o culoare închisă.

Extractele de malț și siropurile de cereale. Extractele de malț se obțin prin concentrarea mustului de bere prin evaporare la presiune redusă sub forma unui sirop și se utilizează prin adăugare direct în cazanul de fierbere fiind o sursă suplimentară de extract pentru mustul de bere. Deoarece extractele de malț sunt în general scumpe, în prezent se obțin produse sub formă de sirop prin prelucrarea boabelor de cereale cu ajutorul enzimelor. Aceste siropuri se utilizează ca înlocuitori ai mustului de malț și se caracterizează printr-un conținut redus în azot și zinc, ceea ce poate limita procesul de fermentație. Siropurile de cereale se utilizează ca adaosuri în cazanul de fierbere în scopul creșterii capacității de producție în fabricile de bere în condițiile folosirii aceluiași echipament sau pentru producerea de musturi cu conținut ridicat în extract.

2.3. HAMEIUL – MATERIE PRIMĂ SPECIFICĂ ÎN INDUSTRIA BERII

Hameiul este o materie primă specifică foarte importantă pentru fabricarea berii, rolul său situându-se imediat după malț, reprezintă „condimentul” care se adaugă berii. Pe plan mondial întreaga producție de bere se realizează cu hamei sau cu produse derivate din hamei. Până în prezent nu a fost găsită nici o substanță chimică sintetică care ar putea să înlocuiască cu succes lupulina din conurile de hamei, deci hameiul se bucură de privilegiul de a fi unica materie primă specifică utilizată la fabricarea berii.

Hameiul se folosește în industria berii deoarece acesta:

conferă gust amar și aromă specifică berii;

îmbunătățește spuma și stabilitatea coloidală a berii;

prezintă acțiune antiseptică, fiind un conservant natural al berii.

Pe lângă fabricarea berii, hameiul se mai utilizează în industria farmaceutică pentru hopeină un alcaloid narcotic prezent în conurile de hamei folosit în compoziția unor medicamente cu acțiune somniferă. Sub formă de decoct, hameiul este folosit împotriva căderii părului, iar uleiurile eterice au proprietăți bactericide, îndeosebi tuberculostatice. Ceaiul din conuri de hamei se folosește în remediile fitoterapeutice împotriva calculilor renali pe bază de urați. Xanthohumulonul este un antioxidant din hamei cu rol în combaterea colesterolului, bolilor de inimă, de cancer, precum și boala Alzheimer conform rezultatelor recente a unor cercetători americani.

Hameiul este utilizat și ca adaos în diferite preparate culinare, cum ar fi la prepararea cârnaților, salatelor și chiar în pâine. De exemplu lăstarii tineri, tăiați și amestecați cu oțet, ulei, piper și sare reprezintă ingredientele unei specialități care se găsește pe piața Germaniei.

Planta de hamei își are originea în planta sălbatică din Europa și Asia de Vest. S-a cultivat din cele mai vechi timpuri la prepararea băuturilor și ca ingredient în supe sau salate, primele popoare care au utilizat hameiul au fost babilonienii și egiptenii cu 4÷5 mii de ani î.d.H. Hameiul este o plantă perenă cu durata de viață de 30÷50 de ani, fiind productive numai plantațiile de 20÷25 de ani. Hameiul este o plantă care necesită anumite condiții de cultură, un sol fertil, temperaturi și zile însorite vara, o anumită umiditate a solului.

În prezent hameiul se cultivă în aproximativ 30 de țări. Cel mai mare producător sunt S.U.A., urmate de Germania, China, Cehia și Anglia. Cea mai mare regiune de cultură a hameiului din întreaga lume este regiunea Hallertau din Germania (de exemplu, în 1994 existau 3300 cultivatori de hamei și 160 uscătorii de hamei, suprafața de cultură a fost de 17360 ha – ¾ din suprafața totală a Germaniei pe care s-a realizat ¼ din recolta mondială de hamei). Suprafața mondială cultivată cu hamei în 1992 de 91782 ha a scăzut în 1998 la 60111 ha cu o producție de hamei de 94610 mii tone, iar în 1999, aceasta a fost de 57000 ha cu o producția de 95451 mii tone.

În țara noastră zona favorabilă de cultură o reprezintă podișul Transilvaniei (în județele Alba, Brașov, Cluj, Hunedoara, Mureș, Sibiu), iar dintre soiurile care s-au adaptat cel mai bine și prezintă însușiri tehnologice ridicate sunt soiurile englezești Northern Brewer și Brewers Gold, soiul belgian Record și soiul Hüller Bitter importat din Germania. În ultimul timp, suprafețele cultivate cu hamei în țara noastră s-au redus extrem de mult. Pe o parte din suprafețe au rămas butași de hamei care însă se sălbăticesc în câmp.

Planta de hamei aparține din punct de vedere botanic familiei Cannabisaceae, genul Humulus, specia Humulus lupus. Este o plantă dioică, cu florile feminine și masculine pe tulpini diferite. La fabricarea berii se folosește, din planta de hamei, numai inflorescența femelă, conul de hamei, care conține, ca substanțe specifice, substanțele amare și uleiurile eterice. Formarea conurilor de hamei se declanșează la 5÷8 zile după înflorire, la sfârșitul lunii iunie și începutul lunii iulie sub formă de inflorescențe compuse din 20÷60 flori care se dezvoltă la baza frunzelor, ciclul de formare a conurilor fiind de 20÷30 de zile. Cultivarea plantelor de hamei masculine este interzisă de legislație, iar plantele de hamei în stare sălbatică au fost distruse. Pe măsura creșterii lor, conurile iau forma caracteristică soiului.

Comitetul European pentru cultura hameiului clasifică hameiul din producția mondială, după însușirile brasicole, în patru grupe (Stroia, I., et al., 1998):

grupa A – hamei aromatic, foarte fin, cuprinde soiurile: Saaz, Spalt, Tettnang, Strisselspalt, etc.;

grupa B – hamei aromatic, cu soiurile: Hallertau, Hersbruck, Hüll, Perle, Golding, Fuggle, Cascade, Aroma, etc.;

grupa C – hamei comun, cu soiurile: Sighișorean, Record, Orion, Kent, etc.;

grupa D – hamei cu valoare amară ridicată, de exemplu soiurile Northern Brewer, Brewers Gold, Cluster, Bullion, Pride of Ringwood.

Principalii indicatori de calitate ale acestor grupe de hamei sunt prezentate în tabelul 4.

Tabelul 4

Indicii de calitate ai hameiului destinat fabricării berii

Specialiștii recomandă ca într-o plantație de hamei să se cultive 3÷4 soiuri cu perioadă de vegetație diferită, pentru eșalonarea recoltării pe o perioadă mai îndelungată în concordanță cu momentul maturității optime a conurilor. Locul de cultură este hotărâtor pentru același soi de hamei. Dezvoltările din domeniul biologiei moleculare și al biotehnologiei permit cultivarea de hameiuri și cu proprietăți agricole și calitative îmbunătățite. În ultimii ani, cultivatorii de hamei și specialiștii din industria berii, și-au îndreptat atenția asupra unor aspecte de cercetare în domeniul plantei de hamei, care marchează industria berii de la materia primă la produsul finit. Viitorul hameiului va fi caracterizat de aplicarea unor metode de ameliorare a soiurilor actuale, de obținere a unor noi varietăți de hamei, de ameliorare a procedeelor fitotehnice aplicate culturilor de hamei, găsirea unor condiții ecologice de cultivare propice hameiului, de selecționare a unor soiuri cu înaltă rezistență față de bolile criptogamice și dăunători, selecționarea de soiuri performante din punctul de vedere al randamentului în acizi alfa amari.

În domeniul cercetărilor se vor avea în vedere următoarele aspecte:

creșterea producției specifice;

îmbunătățirea caracteristicilor de cultură;

micșorarea conținutului de azot, prin eliminarea sau reducerea de îngrășăminte chimice (agenți fitopatologici, nitrați);

evitarea contaminării plantei de hamei cu metale grele ce pot proveni din agenții de stropire, utilizați pentru protecția plantei de hamei;

luarea în considerare a criteriilor ecologice în determinarea zonării geografice a culturilor de hamei;

introducerea unor biotehnologii moderne și unor metode eficace ale analizei genomului în selecții pentru sporirea productivității culturilor de hamei;

asigurarea unor bune condiții fitosanitare;

aplicarea de strategii eficiente legate de producția de hamei corelate cu comerțul de hamei și producția de bere;

obținerea unui hamei de calitate superioară prin:

selecționarea și promovarea unor varietăți de hamei purtătoare ale unor calități aromatice de remarcabilă finețe;

obținerea și promovarea unor soiuri cu grad ridicat de rezistență față de boli și dăunători.

Genetica urmează să joace un rol primordial în cultura hameiului mileniului trei, în sensul creării de noi soiuri de mare productivitate, dar și cu însușiri organoleptice superioare, cum ar fi de pildă soiuri cu un conținut ridicat de acizi alfa aromatici (Gusic, V., 2000).

Compoziția chimică a conurilor de hamei este prezentată în tabelul 5.

Tabelul 5

Compoziția chimică medie a hameiului

Compușii chimici cei mai valoroși sunt rășinile amare care, după solubilitatea în diferiți solvenți și după capacitatea de a forma săruri cu acetatul de plumb sunt reprezentate de mai multe componente prezentate în figura 2 (Stoicescu, A., 1999).

Solubilitatea acizilor α-amari în must depinde de pH-ul și temperatura de fierbere a mustului. Ei sunt compușii chimici cei mai importanți la fabricarea berii și se prezintă sub forma a cinci omologi. După Narziss, acizii alfa amari reprezintă 4÷12% din compoziția chimică a conurilor de hamei.

Substanțele amare au însușiri bacteoriostatice, inhibând dezvoltarea anumitor microorganisme în must și bere.

Valoarea amară a unui hamei proaspăt se poate calcula cu formula lui Wöllmer:

valoarea amară = α-acizi amari +

Pentru caracterizarea hameiurilor vechi, Kolbach a stabilit următoarea formulă:

valoarea amară = , în care:

Va – valoarea amară după Wölmer;

b – proporția de rășini tari din rășinile totale.

În prezent, hameiurile se caracterizează prin valoarea amară universală (UBW) determinată după metoda Pheninger și Schur. După această metodă, valoarea universală este următoarea:

valoarea amară universală = [mg/g], în care:

E279 – extincția extractului cloroformic la lungimea de undă de 279 nm;

m – masa probei de hamei, în grame.

Uleiurile esențiale dau hameiului și berii aroma caracteristică. Sunt constituite din circa 200 compuși chimici care se grupează în hidrocarburi terpenoide (70÷75%) și compuși cu oxigen (25÷30%). După Kunze, aceste substanțe se clasifică astfel:

Hidrocarburi terpenoide:

Monoterpene:

mircen, max. 60% din total;

diterpene:

dimircen;

sesquiterpene:

β-cariofilen, max.15% din total;

humulen (0÷40%);

alți compuși fără oxigen;

Compuși cu oxigen:

mono, di și sesquiterpene oxigenate;

alți compuși cu oxigen;

terpene cu oxigen și sulf, alți compuși;

Compuși cu sulf fără oxigen.

Celelalte substanțe din compoziția chimică a hameiului, deși se află în cantități relativ mari, nu prezintă valoare tehnologică deosebită, iar influența lor asupra compoziției mustului și a berii este neînsemnată și datorită cantității mici de hamei utilizată la fierberea mustului de bere.

Odată cântărit și obiectiv certificat, hameiul este furnizat de către cultivatori către punctele de depozitare la rece, unde este descărcat pentru a se lua mostre și pentru a fi analizat în ceea ce privește calitatea, umiditatea și conținutul de acizi alfa.

Aprecierea hameiului pentru fabricarea berii se realizează senzorial și prin analize fizico-chimice, astfel:

aspectul exterior:

aspectul conurilor – se preferă un hamei cu conul închis, de mărime mijlocie și cu axul fin; codița conului trebuie să fie de maximum 1 cm;

culoarea conurilor – depinde de soi și de starea de maturitate – variază de la galben la verde, fără pete roșietice sau brune cu urme de îmbolnăvire;

aroma hameiului – este caracteristică soiului de hamei. Mirosul trebuie să fie fin, delicat, curat;

granulele de lupulină – să fie galbene, lucioase, cu aspect cleios;

prezența eventualelor boli sau dăunători.

analiza chimică:

umiditatea hameiului;

valoarea amară a hameiului;

conținutul în substanțe tanante și uleiuri eterice;

valoarea antiseptică a hameiului.

Pentru analiza senzorială a conurilor de hamei se poate utiliza metoda standard (European Hop Producers Commision), metodă care stabilește prin puncte calitatea hameiului prin următoarele însușiri:

puritatea probei 1÷5

gradul de uscare 1÷5

culoarea și luciul 1÷15

forma conului 1÷15

lupulina 1÷30

aroma 1÷30

dăunători, semințe ale altor plante de cultură – (1÷15)

tratamente necorespunzătoare – (1÷15)

După stabilirea numărului de puncte, hameiul supus analizei poate fi:

de calitate inferioară, < 60 puncte;

de calitate medie, 60÷66 puncte;

de calitate bună, 67÷73 puncte;

de calitate foarte bună, 74÷79 puncte;

hamei premium, >80 puncte (Stoicescu, A., 1999).

Folosirea hameiului sub formă de conuri prezintă în practică unele dezavantaje, cum ar fi:

dificultăți în depozitare și transport;

deprecierea substanțelor utile din conurile de hamei în timpul depozitării;

randament scăzut de extracție a substanțelor amare;

neomogenitatea substanțelor utile prezente în conurile de hamei îngreunându-se dozarea hameiului în procesul tehnologic.

Din aceste considerente, s-a trecut la obținerea produselor de hamei. După anul 1960, producerea, comercializarea și utilizarea produselor din hamei a căpătat o largă răspândire. De exemplu, în anul 1992, producția de bere pe plan mondial s-a obținut utilizând: 20% conuri de hamei, 30% extracte de hamei, 40% pelleți și 10% produse izomerizate. În prezent se obțin diverse tipuri de produse din hamei, ce pot fi clasificate astfel:

pudre din hamei;

pelleți;

concentrate de lupulină;

extracte de hamei:

normale;

izomerizate;

preparate mixte: pudre cu extracte de hamei;

produse de aromă din hamei:

emulsiile din ulei de hamei;

extractele uleioase.

Cele mai utilizate sunt:

Pelleții și pulberile normale, care se obțin prin măcinarea în particule de 1÷5 mm a conurilor de hamei. Pelleții se obțin prin granularea pulberilor sub formă de mici cilindri, care se ambalează sub vid în atmosferă de gaz inert. Pulberile se ambalează în ambalaje impermeabile la aer, sub vid și cu impregnarea de gaz inert, CO2 sau azot.

Pelleții și pulberile concentrate conțin 45÷75% din greutatea hameiului inițial, îndeosebi granule de lupulină. Se obțin prin măcinarea conurilor de hamei, la temperatura de –350C, în particule de circa 0,15 mm. Pulberea îmbogățită în granule de lupulină este ambalată sub vid sau se supune granulării și formării pelleților îmbogățiți. Pelleții sunt ambalați într-un ambalaj cu patru straturi și cu o barieră de aluminiu pentru a fi feriți de oxidare.

Pelleții izomerizați sunt produse ce conțin substanțe amare izomerizate. Ca materie primă se utilizează un hamei bogat în α-acizi amari, ce se transformă în pulbere, apoi se adaugă 1÷3% oxid de magneziu, care catalizează izomerizarea, apoi pulberea se granulează. Pelleții obținuți se ambalează și se mențin în camere cu temperatura de 500C până are loc izomerizarea a 95÷98% din α-acizii amari. Utilizarea pelleților izomerizați la fabricarea berii prezintă următoarele avantaje:

crește gradul de utilizare a hameiului cu circa 60%;

scade timpul de fierbere a mustului;

economie de hamei și de energie;

se reduc pierderile prin deteriorare în timpul depozitării.

Extracte de hamei. Se obțin prin extracția cu solvenți organici a rășinilor de hamei și a uleiurilor eterice care au un caracter hidrofob. De obicei, pentru extracție se utilizează alcoolul etilic și dioxidul de carbon.

Extractele izomerizate de hamei sunt în prezent foarte răspândite, în următoarele tipuri:

Extracte rășinoase izomerizate se utilizează sub formă de soluție 2÷5% în apă distilată sau demineralizată, pentru a evita formarea de săruri insolubile de Ca și Mg care dau tulbureală.

Extracte izomerizate postfermentare se pot utiliza sub formă de soluție apoasă adăugată în berea matură înainte de filtrare, contribuind la îmbunătățirea berii în substanțe amare; de aceea, prin adăugarea acestora trebuie să se asigure numai 20÷60% din unitățile de amăreală din berea finită.

Extracte de hamei reduse se utilizează la sortimentele de bere stabile la lumină, chiar în cazul ambalării în sticle incolore, precum și pentru îmbunătățirea spumei și aderenței. Aceste extracte se pot adăuga în orice stadiu al procesului tehnologic.

Modul în care se face adăugarea hameiului are influență hotărâtoare asupra gustului berii. Dozarea hameiului la fierberea mustului se face în funcție de conținutul în acizi amari.

Doza de hamei utilizată la fabricarea berii a avut o evoluție descendentă datorită oscilației preferințelor consumatorilor pentru sortimentele de bere cu diferite grade de hameiere (fig. 4) (Banu, C., et al., 2000).

Hameiul se poate adăuga ca atare sau măcinat la fierberea mustului de bere în cantități de 110÷344 g/hl bere, în funcție de tip și sortiment. Adăugarea hameiului se face în două, trei, sau mai multe porțiuni, primele servind pentru amăreală, iar ultimele, în special pentru aromă, folosindu-se de obicei mai multe sortimente de hamei.

Cercetările din domeniul cultivării hameiului, pe de o parte, și cele din domeniul utilizării acestuia în industria berii, pe de altă parte, vor conduce la soluționarea problemelor cu care se confruntă în prezent specialiștii berari din întreaga lume.

2.4. APA

Apa este o materie primă importantă pentru industria berii, de compoziția căreia depinde în mare măsură calitatea produsului finit, cantitativ reprezentând 80÷90% din compoziția acestuia. Principalele domenii de utilizare ale apei, în industria berii, sunt:

materie primă propriu-zisă;

spălarea utilajelor, ambalajelor și încăperilor tehnologice;

producerea aburului;

agent de răcire.

Apa utilizată ca materie primă trebuie să îndeplinească anumite cerințe, reglementate prin standarde de calitate. Cele mai renumite și mai tipice beri fabricate în lume își datorează caracteristicile îndeosebi calităților apelor cu care sunt obținute.

Fabricile de bere își pot procura apa necesară în procesul tehnologic din diverse surse. Astfel, se poate utiliza apa de suprafață, mai săracă în săruri, dar de regulă expusă în mai mare măsură poluării, costul apei din aceste surse se mărește cu costul tratamentului de depoluare. Fabricile de bere pot utiliza și apa subterană extrasă din puțuri proprii, care are un grad de poluare mai scăzut, o stabilitate mai mare a debitului asigurat, o temperatură uniformă, puritate microbiologică ridicată. Se poate utiliza și apa din rețeaua urbană care îndeplinește condițiile unei ape potabile. Alegerea sursei de apă de către o fabrică de bere ia în considerare calitatea apei și costurile impuse de transportul apei și de tratamentul necesar.

În tabelul 6 se prezintă indicatorii de calitate ai apei folosite pentru producerea unor sortimente de bere și necesarul de apă pentru producerea malțului și berii (Banu, C, et al., 1998).

2.4.1. Compoziția chimică a apei

Cantitatea de săruri dizolvate în apă este în medie de 500 mg/l, putând să ajungă uneori chiar la 2000 mg/l. Sărurile conținute în apă sunt disociate în cea mai mare măsură în cationi și anioni care se află în echilibru. Totalitatea sărurilor de calciu și magneziu din apă formează duritatea totală care se exprimă în grade de duritate, de obicei în grade germane de duritate.

Un grad german de duritate este egal cu 10 mg CaO/l de apă. Se mai utilizează gradul francez de duritate care este egal cu 10 mg CaCO3/l și gradul englez de duritate egal cu 10 mg CaCO3/0,7 l de apă.

În funcție de duritatea totală , apele se pot încadra în:

domeniul 1 de duritate, ape moi cu până la 70d;

domeniul 2 de duritate, ape cu duritate medie, cu 7÷140d;

domeniul 3 de duritate, ape dure, cu 14÷21,30d;

domeniul 4 de duritate, ape foarte dure cu peste 21,30d.

Pentru caracterizarea unei ape folosite la fabricarea berii trebuie să se mai cunoască și duritatea temporară, care reprezintă duritatea dată de bicarbonații și carbonații de calciu și magneziu. Diferența dintre duritatea totală și cea temporară este duritatea permanentă, dată de sărurile de calciu și magneziu cu ionii sulfat, clor, azotic, etc.

În funcție de duritatea apei s-au obținut principalele tipuri renumite de bere. De exemplu, pentru berile blonde de tip Pilsen se folosesc ape foarte moi, pentru berile brune de tip Mϋnchen, ape cu un conținut mai ridicat în bicarbonați, iar pentru berile de tip Dortmund, ape foarte dure la care predomină duritatea permanentă. Apele folosite în fabricile de bere din țara noastră prezintă durități cuprinse între 1,5 și 220 germane, predominând de regulă duritatea temporară.

Tabelul 6

Indicatorii de calitate și necesarul de apă pentru producerea malțului și berii

Compoziția apei influențează pH-ul plămezii, mustului și al berii. Ionii și sărurile din apă, la plămădire, pot să manifeste două tendințe și anume:

de creștere a acidității. La scăderea pH-ului contribuie ionii de Ca2+ și Mg2+ și sărurile de calciu și magneziu cu acizii minerali tari (sulfuric, clorhidric, azotic);

de scădere a acidității. La creșterea pH-ului contribuie bicarbonații de calciu și magneziu și carbonații și bicarbonații alcalini.

Alcalinitatea totală a unei ape este dată de concentrația în bicarbonați. Alcalinitatea remanentă reprezintă acea parte a alcalinității totale care nu este compensată prin acțiunea ionilor de calciu și magneziu. După Kolbach, o apă de brasaj este cel mai bine caracterizată de alcalinitatea remanentă:

Alcalinitatea remanentă =

Apa cu alcalinități remanente sub 50 se poate utiliza la fabricarea berilor blonde de tip Pilsen fără tratare, în timp ce la fabricarea berilor brune se pot utiliza ape cu alcalinitate remanentă mai mare fără a avea dificultăți la brasaj.

2.4.2. Tratarea apei utilizate la fabricarea malțului și berii

Tratarea apei depinde de măsura în care aceasta răspunde cerințelor specifice de calitate și constă în:

corectarea durității apei, care se poate realiza prin următoarele metode:

fierberea apei la presiune normală sau sub presiune cu precipitarea carbonatului de calciu;

decarbonatarea cu lapte de var;

decarbonatarea sau demineralizarea prin folosirea schimbătorilor de ioni;

demineralizarea prin electroosmoză;

demineralizarea prin electrodializă;

metode speciale de compensare a alcalinității apei.

compensarea alcalinității;

corectarea pH-ului.

Cele mai utilizate metode sunt cele de decarbonatare a apei cu schimbători cationici sau lapte de var.

2.5. DROJDIA DE BERE

Drojdia de bere aparține grupei ascosporogene, familia Saccharomycetaceae, genul Saccharomyces. Acest gen se distinge prin următoarele caractere:

înmulțirea celulelor se face prin înmugurire;

formează uneori pseudomiceliu;

sporii sunt de obicei rotunzi sau ovali;

fermentează întotdeauna alcoolic și nu asimilează azotații.

Din punct de vedere al fermentării există:

drojdii de fermentație inferioară – Saccharomyces carlsbergensis – care fermentează la temperaturi scăzute, mergând până la 0÷10C și care se depun pe fundul vasului la sfârșitul fermentației;

drojdii de fermentație superioară – Saccharomyces cerevisiae – care fermentează la temperaturi ridicate, iar la sfârșitul fermentației se ridică la suprafața lichidului.

Primele drojdii de bere de fermentație inferioară au fost izolate în cultură pură la Laboratorul din Carlsberg (Danemarca) de către E.C. Hansen (1908), cultură considerată o specie distinctă, Saccharomyces carlsbergensis.

Drojdia de bere poate avea dimensiuni și forme diferite – este monocelulară, de obicei are forma rotundă sau ovală cu dimensiuni de 5÷10 microni.

Drojdia de bere presată conține aproximativ 75% apă, iar substanța uscată a celulei conține 90÷95% substanță organică și 5÷10% substanțe anorganice. Compușii principali ai celulei sunt:

glicogenul;

trehaloza;

substanțele azotate;

gumele;

lipidele;

substanțele minerale.

Conținutul acestor constituenți este foarte variabil și depinde de starea fiziologică a celulei.

Verificarea și selecționarea celor mai bune tulpini de drojdii pentru a fi introduse în producție

Pentru obținerea unei bune fermentări a mustului de malț hameiat, este necesar să se folosească o cultură de drojdie viguroasă. Numai o asemenea cultură poate provoca o fermentare rapidă și energică, împiedicând astfel eventualele contaminări cu alte microorganisme.

Obținerea culturilor de drojdie într-o fabrică de bere se realizează întotdeauna pornind de la o cultură pură. Folosirea culturilor pure de drojdie prezintă o serie de avantaje dintre care amintim:

se îmbunătățește calitatea berii;

scad posibilitățile de degradare a berii, de apariție a tulburelilor, de modificare a gustului, mirosului, ș.a.;

fermentarea decurge uniform, obținându-se o bere cu o compoziție și proprietăți gustative mai uniforme.

Pregătirea culturii pure de drojdie se face în general în două faze și anume:

faza de laborator;

faza dezvoltării în instalația de culturi pure.

De o importanță deosebită sunt caracteristicile tulpinii de drojdie de la care se pornește cultura pură. Se poate spune cu certitudine, la nivelul cunoștințelor actuale, că tulpina de drojdie cu care lucrează o fabrică poate imprima un anumit gust specific sortimentului de bere produs. De aceea, microbiologul berar trebuie să fie înarmat cu suficiente cunoștințe nu numai de microbiologie, dar și de tehnologie și procese biochimice specifice industriei malțului și berii. Astfel pregătit cu aceste cunoștințe, el poate conduce cu o mai mare siguranță întregul proces de izolare, adaptare, înmulțire, fermentare și refermentare a tulpinii de drojdie pe care o introduce în producție.

Obținerea berii este unul din cele mai vechi procese biotehnologice care folosesc drojdiile pentru a transforma glucidele fermentescibile în alcool etilic și dioxid de carbon. Primele date privind microbiologia berii sunt descrise de Louis Pasteur în 1876, în cartea “Etudes sur la biere”.

Clarificarea aspectelor microbiologice ale fermentației au fost posibile și datorită dezvoltării unor noi utilaje de fermentare. În ultimii 20 de ani, prin metode de fermentație noi s-a redus substanțial timpul necesar pentru fermentare, prin folosirea unor cantități mai mari de drojdie, folosirea de temperaturi de fermentare mai ridicate și de menținerea celulelor de drojdie într-o stare activă. Pe lângă acestea, tehnologia de imobilizare a celulelor de drojdie, asigură prelungirea perioadelor de fermentare, comparativ cu metodele tradiționale.

Drojdia de bere, Saccharomyces carlsbergensis, utilizată ca starter al fermentației, poate proveni din culturi pure de laborator sau prin recuperarea celulelor dezvoltate la o șarjă precedentă de fermentare. Alegerea unei anumite tulpini de drojdie pentru obținerea berii, în condiții specifice de aprovizionare cu materii prime, dotării și tehnologiei folosite, se realizează luând în considerare principalele caractere specifice ale drojdiei de bere:

gradul final de fermentare și viteza de fermentare;

capacitatea de asimilare a substanțelor ce participă în metabolism;

randamentul de multiplicare;

capacitatea de floculare și sedimentare;

spectrul și cantitatea de produse secundare ale fermentației cu implicații în gustul și aroma berii;

rezistență față de degenerare, contaminare, ș.a.

Realizarea acestei alegeri este mult mai dificilă decât a celorlalte materii prime pentru bere. Încercările de a caracteriza drojdiile care se comercializează au arătat că cele mai multe dintre ele sunt alcătuite din specii diferite care adeseori posedă proprietăți de floculare. În practica industrială apar mutații nedorite ce împiedică flocularea.

Principalii factori care influențează performanțele fermentative ale drojdiilor și calitatea berii sunt:

compoziția mustului de bere;

condițiile de aerare ale culturii de drojdie;

temperatura de fermentare;

dimensiunile și geometria vasului de fermentare.

O evoluție interesantă în ultimii ani a avut-o implementarea fermentatoarelor cu drojdii imobilizate, care prezintă avantajul de a crește și optimiza productivitatea, a reduce costurile și de a controla întregul proces prin automatizare. Cercetări privind maturarea și fermentarea cu drojdii imobilizate au început încă din 1984, calitatea berii obținute fiind comparabilă din toate punctele de vedere cu berea maturată și fermentată prin tehnologia clasică. Rezultate foarte bune se obțin la fabricarea de bere fără alcool cu drojdii imobilizate pe un purtător de DEAE-celuloză. S-au obținut milioane de hectolitri de bere fără alcool, ca urmare a faptului că, în reactor fermentarea este limitată, este impusă de condiții strict anaerobe, temperatură scăzută, presiune ridicată, timp scurt de contact, combinație de factori care limitează activitatea metabolică a celulei de drojdie. În aceste condiții o cantitate mică de glucoză este metabolizată și rezultă un produs cu un conținut în alcool mai mic de 0,1%.

Dacă pentru maturarea berii și obținerea berii fără alcool, sistemele de utilizare a drojdiilor imobilizate sunt introduse în practică, fiind avantajoase din punct de vedere economic, folosirea drojdiilor în fermentarea primară este încă în stadiul de cercetare. Stabilitatea microbiologică a sistemului de drojdii imobilizate este dependentă de concentrația, activitatea și puritatea drojdiilor. Prin fierberea mustului înainte de fermentare se evită contaminarea. Dintre contaminanții periculoși sunt bacteriile care pot avea o rată mare de creștere la temperaturi scăzute și care se atașează pe suprafața purtătorilor de drojdii imobilizate. Pentru a sesiza contaminarea se recomandă detectarea diacetilului, a compușilor fenolici sau a acidității în efluent, ca și metode directe microbiologice.

2.6. PREPARATELE ENZIMATICE

Preparatele enzimatice exogene de origine microbiană se folosesc în procesul tehnologic de fabricare a berii în diferite faze tehnologice, și anume:

la operația de plămădire-zaharificare, în cazul utilizării unui procent ridicat de cereale nemalțificate se folosesc preparate enzimatice pentru lichefiere ce conțin enzime amilolitice, β-glucanază, peptidaze, celulaze care hidrolizează substanțele macromoleculare, insolubile prezente în plămezi, în substanțe cu moleculă mai mică, solubile;

la fermentarea primară a mustului de bere se utilizează preparate enzimatice amilolitice în scopul hidrolizei urmelor de amidon din must, pentru creșterea gradului de fermentare și pentru îmbunătățirea filtrabilității berii;

la fermentarea secundară și la maturarea berii se utilizează preparatele enzimatice pentru:

îndepărtarea proteinelor care ar produce în berea finită trubul coloidal: papaina, care se adaugă în tancul de fermentare secundară, în timpul maturării berii când pH-ul este mic, favorabil activității enzimei, de regulă cu 10÷14 zile înainte de filtrare. Doza de preparat comercial utilizată este de 2÷10 g/hl;

îndepărtarea compușilor fenolici prin folosirea de polifenoloxidază;

îndepărtarea oxigenului. Oxigenul dizolvat în bere poate să modifice caracteristicile senzoriale ale acesteia, prin reacții de oxidare. Pentru îndepărtarea acestuia se poate utiliza preparatul enzimatic glucoxidază – catalază de origine fungică;

accelerarea maturării berii prin reducerea diacetilului și a acetoinei prin folosirea de α-acetolactat decarboxilază sau diacetilreductază, timpul de fabricare al berii se scurtează cu 5÷6 zile.

3. TEHNOLOGIA FABRICĂRII MALȚULUI

3.1. TIPURI DE MALȚ. SCHEMA TEHNOLOGICĂ GENERALĂ DE

FABRICARE A MALȚULUI

Malțul reprezintă un produs obținut prin germinarea în condiții speciale a semințelor de orz, în scopul acumulării de enzime și al dezagregării substanțelor macromoleculare din bob; este numit de specialiști „sufletul berii”, deoarece de calitatea malțului depinde în cea mai mare măsură calitatea berii. Malțul este deci, un preparat enzimatic utilizat ca materie primă în industria berii și ca agent de zaharificare la fabricarea alcoolului din materii prime amidonoase (cereale, cartofi). Se mai folosește și în panificație ca ameliorator al făinurilor din secară și grâu și la obținerea diferitelor extracte de malț.

Pentru fabricarea berii se folosesc următoarele tipuri de malț:

malț blond;

malț brun;

malțuri speciale.

Malțul blond reprezintă materia primă de bază pentru fabricarea berii. Se caracterizează printr-o culoare deschisă și activitate enzimatică ridicată și este destinat producerii berii blonde.

Malțul brun este folosit la fabricarea berii brune și se produce în general din orz mai bogat în proteine, care se solubilizează mai avansat la germinare. Uscarea se realizează în condiții speciale la temperaturi mai ridicate pentru formarea melanoidinelor ca substanțe de culoare și aromă tipice malțului brun.

Malțurile speciale se utilizează la fabricarea berii blonde pentru corectarea culorii acestora și pentru a mări stabilitatea gustului.

La obținerea berii brune utilizarea de malțuri speciale și malțuri prăjite conduce la îmbunătățirea culorii și a proprietăților senzoriale ale produsului finit: aroma, culoarea, spuma și plinătatea berii.

Dintre malțurile speciale, cele mai cunoscute sunt următoarele:

malțul caramel – este utilizat pentru a accentua aroma de malț, precum și pentru culoarea berii. Datorită conținutului ridicat de compuși reducători, malțul caramel îmbunătățește stabilitatea berii. Malțul caramel se adaugă în proporție de 10÷15% din cantitatea totală de malț la fabricarea berii brune;

malțul torefiat – este un malț de culoare foarte închisă, folosit la obținerea unor beri speciale. Conține cantități mari de substanțe reducătoare, contribuind la creșterea stabilității berii. Doza optimă este de 1÷4% din cantitatea de malț folosită pentru obținerea berii brune speciale;

malțul acid – este utilizat în scopul reducerii valorilor de pH ale apei de plămădire și pentru neutralizarea durității temporare a apei. Malțul acid se utilizează în proporție de 2÷10% din cantitatea totală de malț folosită în procesul tehnologic;

malțul melanoidinic – se utilizează în scopul intensificării culorii și aromei berii, procentul recomandat fiind de 10% din cantitatea de malț utilizată;

malțurile culoare – sunt utilizate în proporție de 2% din cantitatea totală de malț utilizată în procesul tehnologic pentru obținerea unor sortimente de bere brună de culoare foarte închisă;

malțurile „ascuțite” – sunt folosite în scopul îmbunătățirii stabilității spumei, adaosul recomandat fiind de 10÷20% din cantitatea totală de malț utilizată în procesul tehnologic de obținere a unor sortimente de bere.

În decursul timpului, procesele de bază la fabricarea malțului au rămas aceleași, progresele tehnico-științifice permițând scurtarea ciclurilor de producție și asigurarea unei calități constante a malțului obținut.

Principalii factori care influențează calitatea malțului sunt:

orzul – orzoaica utilizată ca materie primă;

tehnologia de malțificare adoptată;

instalațiile de malțificare utilizate.

Schema tehnologică de obținere a malțului este prezentată în figura 2.

Recepție calitativă și cantitativă

Depozitare (maturare)

Condiționare:

– precurățire

– curățire

– sortare pe calități

Înmuiere

Germinare

Uscare

Răcire și degerminare

Fig. 2. Schema tehnologică de obținere a malțului

Recepția calitativă și cantitativă. Prin recepția calitativă se urmărește ca materia primă să corespundă condițiilor impuse de standardele de calitate în vigoare pentru orz și orzoaică. Orzul este adus în fabrică cu vagoane de cale ferată care pot fi vagoane de marfă obișnuite sau vagoane – siloz sau cu autocamioane. Orzul se supune recepției cantitative, cantitățile respective fiind înregistrate în documentele de evidență primară.

Din vagoanele de marfă obișnuite, orzul se descarcă cu lopata mecanică cu ajutorul căreia un vagon de 40 tone se descarcă în 20 minute sau descărcarea se efectuează manual, cu lopată obișnuită, durata descărcării fiind mult mai mare în acest caz. În cazul vagoanelor siloz, descărcarea se efectuează automat în buncărul de primire al silozului de cereale al fabricii. Din acest buncăr orzul este preluat cu un transportor cu lanț și apoi de un elevator cu cupe care-l dirijează într-o celulă în siloz. Descărcarea orzului din autocamioane se face prin bascularea platformei prin acționare mecanică sau hidraulică. Pentru descărcarea orzului din vagoane și autocamioane și pentru transportul orzului până la silozul de depozitare se pot folosi și instalații pneumatice care pot acționa:

prin aspirație;

prin refulare;

mixt.

Depozitarea orzului. Se efectuează în magazii sau silozuri, la care se impune existența unei posibilități de aerisire. Nu se recomandă depozitarea boabelor de orz în saci, deoarece se reduc posibilitățile de aerisire a acestora. Silozurile pentru depozitare sunt celule metalice sau din beton de diferite dimensiuni, cu secțiune pătrată, dreptunghiulară, rotundă sau hexagonală. Corpurile de siloz moderne au de obicei o formă rotundă sau hexagonală, grupate sub formă de fagure.

Depozitarea orzului proaspăt recoltat este necesară pentru maturizarea boabelor în vederea unei germinări uniforme. Boabele proaspăt recoltate se află în așa numitul repaus de germinare, care reprezintă un mijloc de apărare a perpetuării speciei. Acest repaus de germinare durează între 3 și 9 săptămâni și constă în imposibilitatea orzului de a germina chiar dacă i se asigură condiții optime de germinare. Germinarea boabelor este condiționată și de sensibilitatea la apă a orzului. La sfârșitul perioadei de postmaturare, orzul iese din repausul germinativ și atinge energia de germinare maximă.

În timpul depozitării, datorită activității vitale, bobul de orz respiră, producându-se o anumită cantitate de căldură și pierderi, în special în amidon. De aceea trebuie să se controleze în permanență temperatura stratului de orz și atunci când aceasta crește cu mai mult de 10C/24 h este necesară aerarea imediată a orzului care se poate face prin insuflare de aer prin masa de orz sau prin prefirarea orzului. Aerarea orzului se efectuează cu aer care are o umiditate relativă în echilibru cu umiditatea orzului (tab. 7).

Tabelul 7

Umiditatea relativă a aerului în funcție de umiditatea orzului

3.2. CONDIȚIONAREA ORZULUI

Orzul brut constituie o masă de boabe mai mult sau mai puțin uniforme, care conține întotdeauna și impurități. În tehnologiile actuale, orzul brut este precurățit pentru îndepărtarea impurităților mari (pietre, bulgări de pământ) și de praf, după care este însilozat urmând ca înaintea intrării în procesul de malțificare să fie supus unei curățiri și sortări corespunzătoare.

3.2.1. Precurățirea orzului

Prin această operație se urmărește îndepărtarea din masa de orz a impurităților de natură organică și anorganică mai mici și mai mari ca boabele de orz, ca: paie, buruieni, coji, semințe de buruieni și de alte plante cultivate, bulgări de pământ, pietre, corpuri metalice, nisip, praf, etc. Precurățirea orzului se realizează cu ajutorul tararului aspirator (separator-aspirator) și a separatorului electromagnetic.

Tararul-aspirator este prevăzut cu un sistem de 3 site cu următoarele dimensiuni ale ochiurilor:

sita superioară – lungime 20 mm și lățime 12 mm;

sita mijlocie – lungime 15 mm și lățime 3,5 mm;

sita inferioară – lungime 15 mm și lățime 1,5 mm.

De pe primele două site se separă impuritățile mai mari decât boabele de orz de diferite dimensiuni, de pe ultima sită rezultă orzul, iar de sub ea impuritățile mai mici decât boabele de orz. Utilajul este prevăzut cu un ventilator și cu două camere de depunere a impurităților ușoare (praf, pleavă, paie). Aceste separatoare cu trei site au capacitate mare de lucru, putând prelucra 5000÷6000 kg boabe /oră.

Fig.3. Tararul-aspirator Toplet

Părțile principale ale tararului aspirator sunt gura de alimentare 1; clapeta de reglare a debitului 2; caseta cu cele 3 site 3; sitele tararului 4; bilele de curățire a sitelor 5; sistemul de acționare cu excentric 6; camera de decantare a impurităților ușoare 7; tubul de racordare la un sistem de aspirație 8; clapetele de reglare a debitului și vitezei aerului 9; transportorul elicoidal pentru evacuarea corpurilor străine ușoare 10; gura de evacuare a produsului curățat 11; pâlnia de evacuare a impurităților mai mari decât boabele 12 și pâlnia de evacuare a impurităților mai mici decât boabele 13.

Produsul intră în tarar prin sistemul de alimentare, fiind apoi repartizat pe întreaga lățime a sitei superioare cu ajutorul clapetei reglabile. Sita superioară reține corpurile străine de dimensiuni mari care se elimină printr-un jgheab și o pâlnie și lasă produsul să treacă prin sita mijlocie. Aceasta sortează produsul de corpurile străine cu dimensiuni ceva mai mari decât a bobului de curățit. Ele sunt evacuate printr-o pâlnie, iar produsul trece prin sita inferioară unde are loc cernerea și descărcarea prin gura de evacuare, în timp ce impuritățile cu dimensiuni mici trec prin sită fiind colectate cu ajutorul unui jgheab cu pâlnie. Particulele ușoare sunt aspirate la intrare și la ieșire prin sistemul de aspirație.

Îndepărtarea impurităților metalice (cuie, șuruburi, ș.a.) se efectuează cu separatoare magnetice sau electromagnetice care rețin numai corpurile feroase. Operația este necesară deoarece impuritățile metalice pot conduce la deteriorarea morilor de malț și pot produce incendii și explozii prin emiterea de scântei la trecerea acestora prin instalații. Separatoarele magnetice sunt dotate cu magneți permanenți staționari. Cele mai utilizate sunt separatoarele electromagnetice întrucât câmpul lor magnetic este constant în timp.

După operațiile de precurățire orzul poate fi trimis la depozitare sau poate fi supus în continuare operațiilor de curățire propriu-zisă (triere) și sortare pe calități.

3.2.2. Curățirea orzului

Scopul acestei operații este acela de a îndepărta din masa de orz impuritățile care se deosebesc de orz prin grosime și lungime (neghină, mazăre, mei, boabe sparte) care, datorită formei și dimensiunilor lor nu au putut fi separate cu tararul-aspirator.

Operația de curățire se realizează cu ajutorul trioarelor care pot fi de mai multe tipuri:

trioare cilindrice cu manta alveolată;

trioare cu discuri și alveole;

trioare cu bandă alveolată;

trioare cu palete.

Fig.4. Trior:

1 – manta; 2 – ax; 3 – jgheab; 4 – transportor elicoidal evacuare impurități; 5 – acționare; 6 – alimentare orz; 7 – strat de orz; 8 – gură de evacuare produs; 9 – gură de evacuare impurități.

Cele mai utilizate sunt trioarele cu manta alveolată, care funcționează după următorul principiu: masa de orz se introduce pe la unul din capete și se deplasează către celălalt capăt, în timpul rotirii cilindrului triorului, datorită înclinării față de orizontală a cilindrului cu manta alveolată. Impuritățile mici, rotunde se dispun în alveole și odată cu rotirea cilindrului alveolat, la o anumită înălțime, se desprind de fundul alveolei și cad într-un jgheab de colectare. Un transportor elicoidal dirijează impuritățile mici către un separator elicoidal, care realizează separarea spărturilor de orz de celelalte semințe străine.

După viteza de lucru, trioarele cilindrice întâlnite în industria berii pot fi:

cu viteză redusă, lente;

cu viteză mărită, rapide (ultratrioare);

combinate.

Eficiența operației de curățire se realizează prin analiza orzului și a impurităților rezultate. Astfel, în orzul curățit nu trebuie să rămână semințe străine, iar impuritățile separate nu trebuie să conțină boabe de orz.

3.2.3. Sortarea orzului

După efectuarea operațiilor de precurățire și curățire, orzul sau orzoaica sunt supuse sortării după dimensiuni. Această operație este necesară deoarece boabele de diferite dimensiuni se caracterizează prin:

conținut diferit de azot;

viteză de absorbție a apei diferită;

capacitate de germinare diferită.

Sortarea orzului pe calități se poate efectua cu ajutorul sortatoarelor cilindrice sau prin folosirea sitelor plane.

Fig.5. Sortator cilindric

În figura 5 este prezentată o secțiune longitudinală și transversală a unei instalații cilindrice de sortare a orzului-orzoaicei, la care, boabele se introduc pe la capătul mai ridicat 1, în timpul rotirii tamburului, boabele căpătând atât o mișcare de rotire cât și o alunecare către celălalt capăt înclinat al tamburului 5. Sub fiecare sită de sortare se află montat câte un buncăr de colectare a boabelor care trec prin sită, după cum urmează: sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,2 mm lățime se află buncărul de colectare pentru boabele de calitatea a IV-a 2, sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,5 mm lățime se află buncărul pentru boabele de calitatea a III-a 3, sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,8 mm lățime se află buncărul pentru boabele de calitatea a II-a 4. Boabele de calitatea I sunt cele reținute de sita cu orificii dreptunghiulare de 2,8 mm lățime și se evacuează prin alunecare pe un jgheab 5 amplasat la capătul înclinat al cilindrului de sortare și sunt colectate în buncărul 7.

În timpul operației de sortare, orificiile dreptunghiulare ale sitelor de sortare se încarcă cu boabe, micșorând astfel suprafața activă a sitelor de sortare. Pentru înlăturarea boabelor prinse în ochiurile sitelor se efectuează permanent curățirea din exterior, folosind o perie 6.

Sortatoarele de orz sunt prevăzute cu site din tablă perforată, de obicei cu fante dreptunghiulare cu lungimea de 25 mm și lățimea variabilă, în funcție de calitatea boabelor ce urmează a fi sortate:

sita de 2,8 mm – pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,8 mm și care formează calitatea I;

sita de 2,5 mm – pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,5 mm formând calitatea a II-a;

sita de 2,2 mm pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,2 mm și care formează calitatea a III-a. Boabele care trec prin ochiurile sitei de 2,2 mm reprezintă orzul-orzoaica de calitatea a IV-a.

Sortatorul cilindric este format dintr-un tambur cilindric perforat 1, cu cele 3 zone cu site 2,2, 2,5 și 2,8 mm. Sub fiecare zonă este montat câte un buncăr pentru calitatea respectivă. Orzul ce urmează a fi sortat intră pe la capătul din stânga al tamburului alunecând de la un capăt la celălalt datorită înclinării acestuia. Calitățile de orz IV, III și II trec prin sitele cu lățimea de 2,8, 2,5 și 2,2 mm, iar calitatea I este evacuată de pe ultima sită de la capătul tamburului. Pentru a se evita astuparea ochiurilor sitelor aparatul este prevăzut cu un tambur cu perii 3 plasat la exteriorul tamburului de sortare.

Sitele plane (Plansichter) reprezintă un utilaj care constă în 20÷28 cadre prevăzute cu site orizontale, cadre aranjate unul deasupra altuia (fig.6.). Cadrele cu site sunt suspendate pe un cadru care primește mișcare plan-circulară de la un mecanism cu excentric. Orzul este distribuit în acest fel, pe întreaga suprafață de sitare, schimbându-și permanent poziția și orientarea. Alimentarea și evacuarea orzului se fac prin tuburi confecționați din pânză groasă.

Fig.6. Sită plană:

1 – pachet cu rame; 2- cadru susținere; 3 – mecanism oscilant; 4- roată de curea; 5 – ax vertical; 6 – cutie de lemn; 7 – poliță; 8 – tijă; 9 – conductă alimentare; 10 – gură tronconică; 11 – conductă aspirație; 12 și 13 – racord elastic; 14 – cablu; 15 – role.

Orzul de calitatea I și a II-a se utilizează la fabricarea berii, iar cel de calitatea a III-a și a IV-a la obținerea malțului pentru alcool sau în scopuri furajere. Calitățile rezultate de la sortare se malțifică separat pentru a se obține un malț de calitate omogenă.

3.3. ÎNMUIEREA ORZULUI

Orzul maturizat, după repaosul germinativ, poate fi supus procesului de malțificare. În silozuri, procesele de sinteză din bobul de orz stagnează, activitatea enzimatică este minimă.

Prin crearea condițiilor necesare desfășurării germinării, bobul de orz poate fi readus la activitate prin asigurarea cantității suficiente de apă, pentru atingerea unui anumit grad de umiditate a orzului, asigurarea oxigenului necesar respirației embrionului, precum și asigurarea temperaturii adecvate desfășurării procesului.

În timpul înmuierii au loc trei procese mai importante: absorbția apei în bob, alimentarea cu oxigen , spălarea și dezinfecția orzului.

Prin absorbția apei boabele își măresc volumul, învelișurile se întind, devin netede, embrionul crește și se dezvoltă dând naștere la apariția radicelelor și a plumulei.

Procesul de înmuiere trebuie astfel condus încât acesta să țină seama de sensibilitatea orzului față de apă, evitându-se sufocarea embrionului și să se elimine inhibitorii germinației, cu ajutorul apei de înmuiere.

Prin acumularea apei în cursul procesului de înmuiere se declanșează germinația. Pentru obținerea unei cantități mari de enzime și pentru solubilizarea părții făinoase a bobului într-un timp relativ scurt, orzul trebuie să aibă o umiditate de 44÷48%.

Absorbția apei depinde de :

temperatura apei de înmuiere;

mărimea bobului de orz;

varietatea de orz și anul de recoltare;

procedeul de înmuiere (Banu, C., et al., 2000).

Cu cât temperatura apei de înmuiere este mai mare cu atât absorbția apei este mai rapidă și se reduce mai mult durata de înmuiere. Astfel, pentru atingerea unei umidități a orzului înmuiat de 43% sunt necesare:

la 90C …………. 78 ore;

la 130C ……….. 54 ore;

la 170C ………… 46 ore;

la 210C ………… 28 ore.

Prin numeroase experimentări s-a stabilit că, temperatura normală pentru desfășurarea proceselor fiziologice la înmuiere este de 12÷130C.

Absorbția apei se produce cu intensitatea cea mai mare în primele 4÷8 ore ale procesului de înmuiere, apoi ea scade treptat până la punctul de saturație. Absorbția apei este mai rapidă dacă înmuierea se realizează alternativ cu și fără apă, iar eficiența absorbției va crește și mai mult prin lungirea perioadelor de înmuiere fără apă, care reprezintă circa 50÷80% din timpul total de înmuiere.

Se supune operației de înmuiere numai orzul sortat în prealabil pe calități, deoarece capacitatea de absorbție a apei depinde de mărimea și structura bobului. Boabele mai mari de orz și boabele mai pline se înmoaie mai încet decât boabele mai mici și mai slabe. Conținutul inițial de apă al orzului nu influențează capacitatea de absorbție, în schimb, de exemplu, un orz bogat în substanțe proteice și sticlos, necesită timp mai îndelungat pentru atingerea aceluiași grad de înmuiere.

În timpul înmuierii se realizează și spălarea și dezinfectarea orzului. Se îndepărtează praful ce nu a fost separat din masa de orz în decursul precurățirii și curățirii orzului, ca și orzul plutitor, printr-o bună agitare a orzului în apa de înmuiere cu ajutorul aerului comprimat cât și prin recircularea amestecului de apă-orz. De regulă, la spălarea mecanică se aplică și o spălare chimică, prin introducerea în a doua apă de înmuiere a unor substanțe alcaline cu acțiune detergentă. Cele mai utilizate substanțe alcaline sunt:

CaO (10÷30 g/ hl apă de înmuiere), se adaugă în a doua apă de înmuiere. În ciuda prețului scăzut, varul reprezintă dezavantajul că formează carbonat de calciu care se depune pe bobul de malț. Ca urmare, după uscarea malțului există pericolul formării prafului, iar procesul tehnologic de plămădire-zaharificare este îngreunat datorită modificărilor valorilor de pH al mustului;

NaOH (0,35 kg/m3 apă de înmuiere), se adaugă în a doua apă de înmuiere. NaOH are un efect de spălare mai bun a bobului de orz și nu formează precipitate ca în cazul CaO. Se dozează sub formă de soluție 1% la temperatura de 400C favorizând dizolvarea substanțelor amare din coji. În urma acestui tratament crește gradul de fermentare al berii;

Na2CO3 (0,9 kg/m3 apă de înmuiere) prezintă aceleași avantaje ca NaOH. Adaosul acestor substanțe alcaline contribuie la extragerea substanțelor polifenolice, substanțelor amare și proteinelor din coaja bobului de orz, determinând îmbunătățirea calității malțului și a berii.

Ca substanțe cu acțiune antiseptică se pot utiliza:

apa oxigenată (300÷500 ml/ hl apă de înmuiere), substanță cu acțiune favorabilă și asupra micșorării sensibilității la apă a orzului;

aldehida formică (1÷1,5 kg/t orz) care produce și o micșorare a pierderilor la malțificare, dar poate influența calitatea malțului, existând riscul ca gustul de fenol să ajungă în bere;

pentaclorfenolatul de sodiu (0,08 kg/m3 apă de înmuiere);

acid sulfuric concentrat (200÷300 ml/m3 apă de înmuiere);

hipocloriții sunt deosebit de eficace ca dezinfectanți, însă prezintă pericolul formării de clorofenoli, compuși care pot să ajungă în produsul finit – berea (Stoicescu, A., 1999; Stroia, I., 1998).

Consumul de apă de înmuiere este variabil și depinde de procedeul de înmuiere utilizat, literatura de specialitate indică un consum de 5÷12 m3 apă/tona de orz. Nivelul de apă din orz este important pentru germinare, deoarece acesta influențează decisiv formarea enzimelor, dezvoltarea embrionului și transformările metabolice la germinare.

La procedeele clasice, în timpul înmuierii cu apă se introduce în vasul de înmuiere, în fiecare oră aer comprimat, timp de 10÷15 minute, iar în perioadele de înmuiere fără apă, dioxidul de carbon se îndepărtează la intervale de 1÷2 ore timp de 10÷15 minute. Aportul de oxigen este indispensabil pentru menținerea viabilității orzului în timpul înmuierii.

La întocmirea diagramei de înmuiere se va ține seama în primul rând, de sensibilitatea orzului față de apă. Aceasta este influențată de caracteristicile pedoclimatice ale anului de cultură (crește în anii cu temperaturi scăzute, cu multe precipitații și umiditate relativă ridicată a aerului în perioada de maturare a bobului), de soiul de orz și de gradul de contaminare cu microorganisme a orzului (Stoicescu, A., 1999). Prin calculul diferențelor de boabe germinate în 4 respectiv 8 ml apă timp de 5 zile, se stabilesc următoarele criterii de apreciere pentru orz:

puțin sensibil la apă, când diferența este de 10%;

ușor sensibil la apă, când diferența este de 11÷25%;

sensibil la apă, când diferența este de 26÷45%;

foarte sensibil la apă, când diferența este de peste 45%.

Sensibilitatea mare a orzului față de apă poate fi atenuată prin prelungirea perioadei de înmuiere fără apă, eventual prin adăugare de H2O2 la înmuiere.

Sensibilitatea la apă a orzului depinde de proprietățile învelișului și dispare atunci când au apărut radicelele la germinare. Prin urmare este necesar ca să se aștepte începerea germinării la un conținut de 37÷40% apă și apoi să se crească conținutul de apă la nivelul dorit (Banu, C., et al., 2000).

Instalații de înmuiere. Înmuierea orzului se realizează în utilaje denumite cuve de înmuiere sau linuri de înmuiere. Linul de înmuiere este prevăzut cu:

sistem de aerare format din conducte circulare prevăzute cu orificii, montate în partea conică, alimentarea se face cu aer comprimat prin intermediul unui compresor;

grătar montat la fundul părții tronconice sub care se găsește montată vana de golire a orzului;

conductă de evacuare a apei murdare;

conductă de evacuare a orzului plutitor montată la partea superioară a părții cilindrice;

suflantă pentru aspirație CO2;

instalație pentru amestecare și transvazare a boabelor de orz.

Se folosesc două tipuri principale de linuri de înmuiere:

linuri clasice – la care întreg procesul de înmuiere se realizează în același lin, iar amestecarea orzului se realizează cu ajutorul unui dispozitiv special numit morișcă Seigner;

linuri prin recirculare – la care înmuierea se realizează prin trecerea orzului printr-o linie de înmuiere formată din trei linuri, uneori fiind folosit și un al 4-lea lin pentru prespălare; în acest caz amestecarea orzului se realizează prin recirculare cu apă în același lin sau la trecerea în linul următor (Hopulele, T., 1979).

Fig.7. Linul de înmuiere cilindro-conic :

1 – tancul de înmuire; 2 – conductă centrală pentru circulația orzului; 3 – intrare aer comprimat; 4 – evacuare orz înmuiat; 5 – evacuare orz plutitor; 6 – admisie apă proaspătă; 7 – evacuare apă uzată.

O cuvă de înmuiere (fig.7) este formată dintr-o parte cilindrică, terminată cu o parte conică. La partea conică inferioară linul este prevăzut cu o supapă conică amplasată în mijlocul unui grătar din oțel care servește la oprirea boabelor de orz. Pe suprafața interioară a părții conice sunt montate țevi inelare pentru barbotarea masei de orz supuse înmuierii.

În centrul linului de înmuiere este montată o conductă de aer comprimat pentru trimiterea boabelor de orz în morișca Seigner fixată cu un ax de conducta verticală. Cuva de înmuiere este prevăzută cu o conductă de evacuare a apei, un preaplin pentru îndepărtarea orzului plutitor și o conductă pentru evacuarea apelor murdare.

În timpul înmuierii se controlează gradul de umiditate, temperatura și eventual procentul de boabe germinate.

Controlul gradului de înmuiere se poate stabili prin:

cântărirea a 1000 boabe;

folosirea aparatului Brenreuther;

determinarea directă a umidității;

metoda empirică.

Aparatul Brenreuther este un cilindru mic perforat cu mâner lung, care se încarcă cu 100 g orz, cu umiditatea inițială cunoscută. Aparatul este introdus în linul de înmuiere odată cu masa de orz supusă înmuierii. La sfârșitul operației de înmuiere se urmărește creșterea în greutate, pe baza căreia se calculează gradul de înmuiere cu ajutorul unui bilanț parțial în substanță uscată.

Determinarea empirică a gradului de înmuiere se efectuează prin presarea orzului între degete. Un orz bine înmuiat se strivește între degete fără a se rupe. Prin frecare pe o tablă neagră acesta lasă o dâră albă.

3.4. GERMINAREA ORZULUI

După înmuiere, bobul de orz trece din starea latentă în starea activă. Germinarea este un fenomen fiziologic și biochimic în cursul căruia se dezvoltă radicelele și plumula. Radicelele străpung baza bobului formând 3÷5 radicele. Plumula străpunge testa, dar nu și tegumentul exterior și se dezvoltă între ele, în partea posterioară a bobului. Dacă nu se intervine în procesul tehnologic, plumula iese prin vârful bobului formând așa numiții „husari”. La fabricarea malțului pentru industria berii, prin conducerea procesului tehnologic se urmărește evitarea formării husarilor, la malțul blond nefiind admiși, iar la malțul brun prezența lor se admite până la 5÷10%.

Se produce solubilizarea membranei celulare cu ajutorul hemicelulazei, asigurându-se astfel accesul enzimelor la substanțele de rezervă din bob și se produce dezagregarea acestor substanțe cu molecule mari în altele cu molecule mai mici.

În urma germinării, malțul trebuie solubilizat în totalitate, deoarece în părțile insolubile, enzimele nu pot pătrunde, iar substanțele ce nu au fost solubilizate nu mai pot fi dezagregate în timpul operațiilor de fabricare a berii și vor crea dificultăți în procesul tehnologic. Malțul insuficient solubilizat va avea activitate enzimatică scăzută, se zaharifică încet la plămădire, mustul de bere și berea se filtrează greu, randamentul la fierberea mustului va fi mai mic, iar berea rezultată va avea un grad de fermentare scăzut.

În timpul germinării se asigură condiții favorabile pentru dezvoltarea embrionului și formarea enzimelor, oxigen, apă și temperatura necesară, iar spre sfârșitul germinării se reduce aerarea pentru frânarea dezvoltării embrionului, însă fără a îngrădi activitatea enzimatică. Prin germinare se urmărește:

activarea unor enzime preexistente în embrion, scutelum, țesutul aleuronic și subaleuronic precum și în endosperm;

sinteza de novo a unor enzime. Cele mai importante enzime care se activează sau se sintetizează la germinare aparțin hidrolazelor.

Formarea enzimelor este rezultatul activării proceselor de sinteză de proteine enzimatice în stratul aleuronic de către fitohormoni elaborați în țesutul nodal al embrionului și transportați de apă prin scutellum în stratul aleuronic. La germinare se formează α-amilaza si cantități noi din alte enzime în următoarea succesiune: β-glucanaze, α-amilaze, proteaze, fosfataze și β-amilaze. Cu cât este mai intensă aerarea orzului cu atât se formează o cantitate mai mare de enzime. Sub acțiunea enzimelor formate la germinare, substanțele macromoleculare din bobul de orz sunt transformate în substanțe cu greutate moleculară medie și mică. Totalitatea transformărilor suferite de aceste substanțe poartă denumirea de solubilizarea malțului și se reflectă în modificarea însușirilor mecanice ale malțului, malțul uscat devenind friabil.

Amidonul este transformat parțial prin formare de glucide fermentescibile sub acțiunea amilazelor. O parte din aceste glucide sunt transformate prin respirație. Activitatea amilazică a malțului finit se măsoară prin „capacitatea amilolitică”.

α și β-amilaza acționează diferit asupra celor două componente ale amidonului, amiloza și amilopectina:

β-amilaza catalizează prin hidroliză legăturile 1,4-α-glucozidice numai la capetele nereducătoare ale catenei, desprinzând succesiv câte o moleculă de maltoză. În acest fel amiloza neramificată este hidrolizată complet până la maltoză, iar amilopectina numai parțial, întrucât enzima nu poate hidroliza legăturile 1,6-α-glucozidice. Datorită formării unei cantități mai mari de maltoză β-amilaza se mai numește și zaharogen-amilaza;

α-amilaza (dextrinogen-amilaza) este o enzimă specifică ca și β-amilaza pentru ruperea legăturilor 1,4-α-glucozidice, însă ea atacă această legătură în orice loc din catenă și nu numai la margine, ocolind punctele de ramificare. Degradarea amidonului de către α-amilază conduce în principal la glucoză și dextrine (liniare și ramificate).

β-amilaza prezintă o activitate mai slabă în orzul negerminat, activitatea ei crescând de 3÷5 ori în cursul germinării, în timp ce α-amilaza se formează de novo la germinare, fiind favorizată de umidități ridicate și de prezența oxigenului. În cursul germinării cele două enzime amilolitice acționează limitat, activitatea lor principală se accentuează în procesul de plămădire-zaharificare.

La degradarea amidonului participă și alte enzime, cum ar fi α-glucozidaza, dextrinaza limită, maltaza, ș.a.

Hemicelulozele care se găsesc în pereții celulari ai bobului de orz sub formă de β-glucani (80÷90%) și pentozani (10÷20%) sunt degradate de hemicelulaze în proporție de 70%.

Cele mai importante hemicelulaze sunt:

β-glucanaze:

endo-β-glucanaza;

exo-β-glucanaza;

β-oligozaharidaza;

pentozanaze:

endoxilanaza;

exoxilanaza;

arabinozidaza.

Exoenzimele sunt active în bobul de orz negerminat, iar endoenzimele se formează în cursul germinării, în special în prezența oxigenului.

Schema de descompunere a hemicelulozelor este următoarea:

Endo-β-glucanaza Exo-β-glucanaza β-oligozaharidaza

hemiceluloze gume solubile celobioză hexoze și pentoze

(β-glucani)

Procesul de degradare parțială a pereților celulari sub acțiunea acestor enzime se numește solubilizare hemicelulozolitică și se poate controla practic cu ajutorul următorilor indicatori:

farinozitatea;

diferența de randament între măcinișul fin și grosier;

vâscozitatea mustului de laborator.

Proteinele sunt hidrolizate parțial sub acțiunea endo- și exopeptidazelor la germinare în diferite fracțiuni proteice cu masă moleculară mai mică și chiar până la aminoacizi. Endopeptidazele atacă proteinele în interiorul lanțului polipeptidic, formând în special fracțiuni proteice macromoleculare, iar prin acțiune mai îndelungată se formează și aminoacizi. Exopeptidazele atacă lanțul polipeptidic din exterior spre interior, separând câte un aminoacid. Controlul degradării proteinelor la germinare se realizează prin intermediul următorilor indicatori:

conținutul malțului în azot solubil și fracțiunile lui;

gradul de solubilizare proteică (cifra Kolbach);

conținutul malțului în azot α-aminic (Hopulele, T., 1979).

Compușii cu fosfor sunt degradați la germinare sub acțiunea fosfatazelor, punând în libertate acid fosforic și fosfați primari, care contribuie la reacția acidă a plămezilor și joacă rol de substanțe tampon. În urma acțiunii fosfatazelor cantitatea de fosfor anorganic din orz crește de două ori în timpul operației de germinare.

Lipidele sunt degradate de lipază, în vederea procurării de energie necesară respirației și pentru dezvoltarea embrionului. Aerarea abundentă și temperaturile ridicate de germinare favorizează activitatea enzimelor lipolitice.

În timpul germinării se mai formează și o serie de oxidoreductaze (catalaza, peroxidaza, polifenoloxidaze).

Lungimea radicelelor se consideră normală, dacă acestea au lungimea bobului, iar dacă lungimea depășește de 2 ori lungimea bobului, dezvoltarea se consideră exagerată. Se urmărește ca aceste radicele să crească uniform, deoarece aceasta este un indiciu că fenomenele de solubilizare se desfășoară uniform. Prin conducerea germinării la temperaturi scăzute, radicelele capătă formă spirală, în schimb dacă procesul este condus la cald, creșterea se accelerează și se formează radicele subțiri, filiforme. Mărimea plumulei, de asemenea, dă indicații asupra stadiului germinării: la malțul verde destinat producerii de malț blond plumula trebuie să fie 2/3÷3/4 din lungimea bobului, iar la malțul brun ¾÷1/1 din lungimea lui. Creșterea neuniformă a plumulei indică faptul că, fie orzul nu a fost sortat corespunzător, fie nu a fost prelucrat după proveniență (la malțificare s-a trimis un amestec din diferite loturi de orz). De asemenea, conducerea procesului de germinare la temperaturi ridicate și creșterea rapidă a umidității orzului la germinare conduc la dezvoltarea neuniformă a plumulei. Ruperea radicelelor la germinare în timpul amestecării stratului de orz poate duce la o dezvoltare mai pronunțată a plumulei. Dezvoltarea plumulei poate fi încetinită prin amestecare, stropire, atmosferă de CO2 cât și prin procedeul de reînmuiere (Hopulele, T., 1979).

Ca inhibitori de germinare se pot utiliza diferite substanțe, cum ar fi:

acidul azotic, în doze de 1,5 kg/t orz, sub formă de soluție de concentrație 6%;

cromatul de potasiu, în doze de 0,5÷2 g/t orz;

formaldehida, în cantități de 0,01%;

cumarina, un alcaloid folosit în doză de 100 ppm, care blochează creșterea radicelelor, dar este toxică;

sulfatul de cupru, clorura de sodiu, ș.a.

În calitate de activatori ai germinării se pot utiliza:

acidul giberelic în cantitate de 0,01÷0,06 mg/t orz. Nu este toxic și poate fi distrus prin fierbere. Nu are nici o influență asupra dezvoltării drojdiei și asupra fermentației alcoolice. Acidul giberelic, pe lângă faptul că are capacitatea de a scoate germenele din starea de repaus, mai are și alte avantaje, așa cum sunt:

scurtarea duratei de germinare cu circa 48 ore;

reducerea pierderilor la germinare;

stimularea formării enzimelor în bob în mai mare măsură decât stimularea creșterii germenului;

creșterea randamentului în extract a malțului obținut;

hidroliza avansată a compușilor macromoleculari din bobul de orz cu efect favorabil asupra vâscozității mustului.

glucoza și zahărul, doza optimă fiind de 30÷40 g/t orz, se adaugă la sfârșitul germinării. În urma acestui tratament se observă o creștere a randamentului în extract al malțului.

La întocmirea unei diagrame de germinare se au în vedere următoarele:

temperatura în stratul de orz să crească zilnic, în mod treptat de la 120C la 16÷180C, iar în ziua a doua de germinare diferența de temperatură între stratul inferior și superior să nu depășească 20C. Temperatura aerului la intrare este cu 20C mai mică decât temperatura stratului de orz aflat în germinare;

în prima zi de germinare aerul recirculat poată să fie de 75% din total aer utilizat, în ziua a doua trebuie să fie de circa 25%, iar din ziua a patra până la finalul germinării proporția de aer recirculat poate să crească în mod treptat până la 70%;

umiditatea malțului verde crește de la 42% în prima zi de germinare la 45÷48% în a patra și a cincea zi, iar în ultima zi scade la 43÷45%. Consumul de apă cu presiunea de 2÷3 bar pentru condiționarea aerului este de 30 m3/tonă orz la un ciclu de germinare, iar dacă apa de umezire se recuperează, consumul de apă se poate reduce până la 2,5÷3 m3/tonă orz prelucrat;

cantitatea de aer introdusă în instalație trebuie să crească la începutul germinării de la 300 m3/tonă și oră la 500 m3/tonă și oră în zilele 4 și 5 de germinare, apoi scade treptat la sfârșitul germinării;

în primele două zile de germinare se vor executa două întoarceri, în zilele 3 și 4 de germinare câte trei, apoi se va reduce treptat la o singură întoarcere pe zi, până în ziua a șaptea de germinare.

Sisteme de germinare. Se deosebesc două sisteme principale de germinare:

germinarea pe arie;

germinarea pneumatică:

cu funcționare continuă;

cu funcționare discontinuă.

Germinarea pe arie. Este cea mai veche metodă de germinare și din ce în ce mai puțin răspândită. Prezintă o serie de dezavantaje:

productivitate scăzută;

dificultăți în controlul și dirijarea parametrilor tehnologici;

necesită consumuri mari de frig pentru răcirea spațiului de germinare;

necesită spații bine izolate și pardoseli rezistente, cu suprafața netedă și înclinată (2%) pentru scurgerea excesului de apă (Banu, C., et al., 2000).

Durata germinării este de 7÷8 zile pentru malțul blond și 8÷11 zile pentru malțul brun. În timpul germinării, se controlează temperatura în grămezi cu ajutorul unor termometre introduse la o înălțime de 2 cm față de pardoseală, temperatură care trebuie să se mențină de regulă între 10÷180C și umezeala relativă a aerului din încăpere care nu trebuie să scadă sub 95%, pentru a se evita uscarea grămezilor. Suprafața necesară pentru 100 kg orz la o grosime a stratului de orz de 10÷12 cm este de 3,4 m2. Pentru răcirea artificială a ariilor de germinare sunt necesare 850÷1000 kcal/m2 arie pentru a asigura temperatura de 100C.

Ariile de germinare pot fi dotate cu întorcătoare mecanice, cu lungimea de 5 m și o putere instalată de 3 CP, în acest fel realizându-se economie de forță de muncă.

Curățirea și dezinfectarea ariilor de germinare se efectuează cu var, cu soluție de formalină 1% sau cu soluție de bisulfit pentru distrugerea mucegaiurilor.

Germinarea pneumatică. Se caracterizează prin aceea că germinarea se poate realiza în straturi de grosimi mari, iar grămezile de orz se pot răci cu aer condiționat, care realizează îndepărtarea căldurii și dioxidului de carbon acumulat prin respirație, fără să se micșoreze umiditatea boabelor de orz.

Temperatura aerului introdus este cu 1÷20 mai scăzută decât temperatura stratului de orz aflat în germinare, astfel încât la trecerea lui prin grămada de orz să nu se încălzească prea mult și a se evita uscarea orzului supus germinării. Datorită diferenței mici de temperatură dintre intrarea și ieșirea aerului sunt necesare debite mari de aer: 300÷700 m3/t orz și h la aerarea continuă și 1000÷1500 m3/t orz și h la aerarea intermitentă. O parte din aerul utilizat care iese din stratul de orz poate să fie recirculat în anumite faze ale germinării, în scopul economisirii de căldură și a micșorării pierderilor prin procesul de respirație. Temperarea aerului se realizează în baterii de încălzire sau răcire, în funcție de anotimp. Încălzirea aerului se realizează cu apă caldă sau cu abur, iar răcirea cu ajutorul unui agent de răcire (saramură, apă, ș.a.) care trece prin baterie sau prin pulverizare de apă răcită în instalația de umezire a aerului.

Instalațiile de germinare pneumatică, din punct de vedere constructiv, pot fi casete de germinare și tobe de germinare.

Casetele de germinare. În funcție de modul de întoarcere a malțului în timpul germinării, acestea se pot clasifica în:

instalații de germinare cu casete cu site continue (mălțării manuale);

instalații de germinare cu casete individuale (mecanizate).

O instalație reprezentativă pentru acest tip este instalația de germinare cu casete Saladin, care are funcționare discontinuă. Este formată din opt casete corespunzător la 8 zile de germinare, de formă dreptunghiulară, deschise. Așezarea orzului se realizează pe panouri de tablă perforată care se montează la o distanță de fundul casetei de minimum 0,4 m. Stratul de orz supus germinării este întors cu ajutorul unui întorcător elicoidal. Aerul proaspăt intră printr-o conductă și cu ajutorul unui ventilator este trecut prin camera de umezire și apoi ajunge sub masa de orz supusă germinării. Aerul uzat este evacuat. Caseta mai este prevăzută cu un sistem pentru reutilizarea aerului. Cu ajutorul unui termometru se măsoară temperatura în masa de boabe supuse germinării.

Capacitatea unei casete de germinare este de 30÷40 t orz înmuiat (încărcarea specifică este de 300÷500 kg orz înmuiat/m2).

Tobele de germinare. Pot fi închise sau deschise, deosebindu-se de casete prin faptul că în cazul tobelor de germinare întoarcerea malțului se realizează prin rotirea acestora. Instalația de germinare cu tobe conține două componente de bază: toba de germinare propriu-zisă și instalația pentru condiționarea aerului. Tobele de germinare au fost construite în mai multe variante, cele mai utilizate fiind tobele tip Galland, tobele Topf și tobele cu casete.

Toba de germinare închisă tip Galland este construită dintr-un cilindru din tablă de oțel zincat, închis ermetic, care prezintă posibilitatea de rotire pe role. Este prevăzută cu o conductă de intrare a aerului, dispozitiv de reglare a debitului de aer, clapete de închidere a alimentării cu aer, sistem de distribuție a aerului format din țevi perforate concentrice cu toba, conducte de evacuare a aerului. Tobele închise (fig. 11) au în interior o cameră mică de admisie a aerului prevăzută cu un perete frontal. De aici pornesc țevi găurite 5 concentrice cu mantaua, prin care se aspiră aerul condiționat alimentat prin canalul 1, debitul fiind reglat cu clapetele 2. Tubul central găurit 4, servește pentru evacuarea aerului prin canalele 6 și 7. Pentru a preveni aerarea neuniformă din cauza înclinației stratului de orz după rotire, secțiunile țevilor neacoperite sunt etanșate de o clapetă basculantă 2, ținută în poziție constantă cu ajutorul unui capac glisant. Tobele se pot încărca până la 60% din capacitatea volumetrică, productivitatea fiind de 300÷400 kg orz/m2 la o înălțime a stratului de un metru.

Tobele deschise tip Topf au jumătate din suprafața mantalei cilindrice perforată, aerul condiționat se alimentează prin refulare, trecând prin tubul central în stratul de malț verde și apoi prin perforațiile mantalei în atmosferă. Datorită acestui fapt nu este posibilă o recirculare a aerului și nu se poate utiliza procedeul de germinare cu pauză de dioxid de carbon.

Tobele cu casete reprezintă o combinare între sistemul de germinare cu tobe și cel cu casete, întrucât orzul este dispus în interiorul unei tobe închise pe o sită orizontală. Tobele fiind închise se poate realiza recircularea aerului în proporția dorită cât și acumulare de dioxid de carbon. Spre deosebire de celelalte tipuri de tobe, la care aerarea se poate efectua și în timpul rotirii tobei, la tobele cu casete aerarea nu se poate realiza decât în perioadele de repaus ale tobei, când sita se află în poziție orizontală, aerarea, în acest caz, fiind uniformă.

Capacitatea unei tobe de germinare este de 10÷15 tone orz, maxim 25 tone, iar gradul de umplere variază între 50 și 70%. Rotirea tobei se realizează prin intermediul unui grup motoreductor cu melc, care angrenează o roată dințată fixată la periferia tobei, toba având o turație foarte mică (o rotație completă a tobei durează 15÷30 minute).

Parametrii tehnologici care se urmăresc și se dirijează în cursul germinării sunt temperatura, umiditatea și aerarea. Se efectuează un control permanent al temperaturii malțului în diferite straturi (superior, mijlociu și inferior) de trei ori pe zi, rezultatele se trec pe fișa tehnologică de germinare. Se mai măsoară: temperatura aerului la intrarea în instalația de germinare și a aerului din sala de germinare, debitul și presiunea aerului condiționat, umiditatea malțului, ș.a.

Fig. 8. Tobă închisă pentru germinarea orzului:

1 – canal de alimentare aer condiționat; 2 – clapetă; 3 – placă de închidere; 4 – canal central de aer; 5 – canal de aerisire; 6 și 7 – evacuarea aerului secțiunea A-B.

3.5. USCAREA MALȚULUI

Uscarea malțului verde se realizează în scopul:

reducerii umidității malțului verde la valori care să-i asigure conservabilitatea de lungă durată, în condiții normale de depozitare;

opririi sau dirijării transformărilor biochimice și chimice care au loc la germinare și stabilizării unei anumite compoziții chimice a malțului;

îndepărtării mirosului și gustului „de verde” și formarea unei anumite arome și culori caracteristice tipului de malț;

favorizării îndepărtării radicelelor care conferă malțului gustul amar și intensifică absorbția de apă în malțul uscat, în condiții de depozitare necorespunzătoare.

Uscarea nu influențează în mod hotărâtor calitatea malțului, deoarece nu se poate echilibra o conducere necorespunzătoare a proceselor de înmuiere și germinare prin tehnici de uscare. Obținerea unui malț cu calități biotehnologice superioare rezultă în urma desfășurării corecte a diverselor faze ale uscării. Un proces de uscare insuficient în faza de veștejire, distribuția neuniformă a temperaturii sub grătar sau uscarea finală necorespunzătoare pot conduce la înrăutățiri serioase ale calității malțului.

Procesul de uscare cuprinde două faze: în prima fază umiditatea malțului scade de la 40÷48% până la circa 10% în cazul malțului blond și circa 20% la malțul brun. Temperatura de uscare în această fază este de 45÷550C; în faza a doua de uscare umiditatea se reduce până la 3÷4% pentru malțul blond și 1,5÷3% pentru malțul brun. Conducerea uscării malțului este diferită în cele două faze în funcție de tipul de malț, blond sau brun.

În timpul uscării au loc modificări fizice, biochimice și chimice care contribuie în mod hotărâtor la definitivarea tipului de malț fabricat. Pierderea activității enzimatice este cu atât mai mare cu cât malțul ajunge mai umed la temperaturi ridicate.

În funcție de transformările care au loc în procesul de uscare deosebim trei faze:

faza fiziologică se caracterizează prin continuarea proceselor specifice germinării: creșterea radicelelor, plumulei, sinteza și acțiunea unor enzime, atât timp cât umiditatea malțului nu scade sub 20%, iar temperatura acestuia nu depășește 40÷500C. Pentru obținerea unui malț de calitate este necesar ca în această fază să nu se depășească pentru anumite umidități ale malțului temperaturile critice corespunzătoare:

43% umiditate ….. 23÷250C;

34% umiditate ….. 26÷300C;

24% umiditate ….. 40÷500C.

faza enzimatică ce se caracterizează prin continuarea acțiunii diferitelor enzime asupra substraturilor specifice din malț în funcție de temperatura lor optimă de acțiune și de conținutul în umiditate al malțului și încetarea dezvoltării radicelelor și a plumulei. Pe măsură ce crește temperatura și umiditatea scade sub 10% reacțiile enzimatice încetează;

faza chimică se realizează la temperaturi de peste 70÷800C și se caracterizează prin reacții ce conduc la formarea compușilor de aromă și culoare și procesul de coagulare a unor fracțiuni proteice macromoleculare, care contribuie la îmbunătățirea stabilității coloidale a berii. Culoarea malțului uscat va fi influențată de:

conținutul de umiditate al malțului în timpul uscării (cu cât acesta este mai mare cu atât se intensifică culoarea în timpul uscării);

intensitatea modificărilor din malțul verde( reacțiile Maillard).

Micșorarea volumului bobului (zbârcirea) apare în faza de uscare propriu-zisă și este cu atât mai pronunțată cu cât malțul ajunge mai umed la temperaturi ridicate, cu cât umiditatea este eliminată mai rapid și cu cât temperatura finală de uscare este mai ridicată. Malțurile mai slab solubilizate își pierd mai mult din volumul inițial în comparație cu cele bine solubilizate.

Dacă aerarea este insuficientă și malțul ajunge prea umed la temperaturi mai ridicate, este favorizată obținerea de malțuri sticloase, ca urmare a acțiunii enzimelor proteolitice de solubilizare a proteinelor, care pătrund în endosperm, transformându-l într-o masă dură, sticloasă, se produce sticlozitatea „proteică” sau „albuminoidică”. Prin prelucrarea la temperaturi ridicate a malțurilor cu umiditate ridicată se favorizează și apariția sticlozității „gumoase”, cauzată de acțiunea hemicelulazelor asupra pereților celulelor din endosperm, cu formare de gume solubile ce întăresc endospermul.

Indiferent de instalația de uscare utilizată, principiile operației de uscare sunt:

pentru malțul blond se urmărește îndepărtarea rapidă a apei la temperaturi mai scăzute pentru a se opri dezvoltarea embrionului și activitatea enzimelor fără a le distruge, în scopul obținerii unui malț de culoare cât mai deschisă, cu activitate enzimatică ridicată;

pentru malțul brun se creează condiții speciale de temperatură și umiditate care să favorizeze dezvoltarea în continuare a embrionului și activitatea enzimelor, pentru ca în faza de uscare finală să se formeze melanoidinele care contribuie la culoarea și aroma caracteristică a malțului brun.

Îndepărtarea apei din stratul de malț are loc treptat de la partea inferioară spre cea superioară a acestuia, folosindu-se ca agent de uscare aer cald sau gaze de ardere.

În timpul uscării malțului se urmărește respectarea cu rigurozitate a diagramelor de uscare alese și se controlează temperatura aerului de uscare sub grătar, temperatura și umezeala relativă a aerului utilizat, temperatura și umiditatea malțului, debitul de aer (Berzescu, P.,et al., 1981).

Pentru a se asigura o coagulare corespunzătoare a proteinelor este necesar ca la uscarea malțului blond temperatura finală să fie de minimum 800C, iar la cel brun de 100÷1050C.

Instalații de uscare. Pentru uscarea malțului se folosesc următoarele tipuri de uscătoare:

clasice:

cu grătare orizontale (1÷3 grătare);

cu grătare verticale;

cu grătar basculant. În general, uscarea se realizează cu aer cald și mai rar cu gaze de ardere (Banu, C, et al., 2000).

După sistemul de încălzire, uscătoarele pot fi:

cu foc direct, la care gazele de ardere sunt folosite ca agent de uscare;

cu calorifer (cu aer cald), prin care circulă agentul de încălzire (apă fierbinte, abur) al aerului cald ce se folosește pentru uscare.

Uscătoarele cu grătare orizontale sunt cele mai vechi, pot utiliza tiraj natural și tiraj forțat și ca agent de uscare gazele de ardere sau aer încălzit cu gaze de ardere sau cu abur într-o baterie de încălzire. Stratul de malț așezat pe grătare trebuie să fie uniform, grosimea stratului fiind în funcție de felul tirajului, 40 cm în cazul tirajului natural și 60 cm când tirajul este artificial. Pentru o mai bună afânare a malțului fiecare grătar este prevăzut cu un întorcător mecanic cu lopeți rotative, antrenat de un lanț prin intermediul unui cărucior ce se deplasează pe șine. Durata de uscare a unei șarje este de circa 24 ore.

Uscătoarele cu grătar basculant sunt cele mai utilizate, deoarece prezintă mai multe avantaje:

productivitate ridicată, prin încărcare specifică mare pe grătar de 200÷400 kg/m2, de 5÷10 ori mai mare decât la uscătoarele clasice;

se realizează economie de energie termică prin recircularea aerului uzat;

operațiile de încărcare/descărcare sunt mecanizate și automatizate;

procesul de uscare are loc pe un singur grătar, nefiind necesară întoarcerea malțului;

procesul de uscare poate fi dirijat după programul stabilit, în funcție de calitatea materiei prime și a indicilor de calitate ai malțului uscat prestabiliți;

durata uscării este mai mică.

Fig.9. Uscător cu grătar basculant

Uscătorul cu grătar basculant se compune din instalația de generare a aerului cald, camera de distribuție a aerului, grătarul basculant și aparatura de automatizare.

Instalația de generare a aerului cald constă din ventilator, baterie de încălzire și anexe. Ventilatorul (15), are o turație variabilă, ceea ce permite modificarea debitului. Ventilatorul este amplasat în partea inferioară a uscătorului. Se permite astfel realizarea debitului maxim la începutul procesului, în faza de zvântare, cât timp aerul evacuat este aproape saturat și micșorarea acestuia în faza de uscare. Aerul proaspăt este introdus printr-o deschidere în canalul vertical, aproape de fund; deschiderea este prevăzută cu jaluzelele (11). De aici aerul este aspirat printr-o baterie de încălzire cu abur (14), fiind apoi refulat de ventilator în camera de distribuție, amplasată la nivelul următor. În această cameră este prevăzută o calotă de dirijare a aerului (16) și un palpator de temperatură care comandă reglarea automată a regimului de uscare pe bază de program.

Grătarul basculant (9) este confecționat din lamele profilate de oțel, alcătuit din două părți egale prevăzute cu un dispozitiv de rabatare mecanizată spre mijlocul uscătorului. Banda mobilă aruncătoare (5) este destinată încărcării cu malț verde a uscătorului. Evacuarea malțului uscat se efectuează cu ajutorul unei pâlnii de deversare (17), care alimentează transportorul cu lanț (18) ce duce malțul în buncărul de răcire (20), prevăzut cu transportorul elicoidal (19), pentru nivelare. Malțul verde este introdus în uscător cu ajutorului elevatorului cu cupe (1), ce deversează în transportorul elicoidal (2) de unde prin intermediul burlanului (3), prevăzut cu clapeta de închidere (4), cade în banda aruncătoare (5). Banda se rotește în jurul axului și împrăștie într-un strat uniform malțul verde pe grătarul uscătorului. Coșul de evacuare a aerului (10), este prevăzut cu grila de protecție (13).

Procesul de uscare decurge astfel: orzul germinat este ridicat la partea superioară a uscătorului cu ajutorul unui elevator cu cupe, de la care este preluat de un transportor elicoidal și trimis printr-un burlan la o bandă aruncătoare aflată pe șina de rulare de pe un podest. Malțul este distribuit pe grătarul basculant într-un strat uniform. Pentru uscare, aerul proaspăt este încălzit într-o baterie de încălzire și este preluat cu un ventilator cu turație variabilă și distribuit sub grătar.

Malțul uscat cu radicele este basculat și preluat de un transportor cu lanț într-un buncăr pentru răcire, din care este apoi transportat la mașina de degerminat.

3.6. TRATAMENTELE MALȚULUI DUPĂ USCARE

Imediat după uscare, malțul este supus operațiilor de răcire, degerminare și depozitare în vederea maturării.

3.6.1. Răcirea malțului

Răcirea malțului se efectuează până la temperatura de 200C, pentru a se evita inactivarea în continuare a enzimelor și intensificarea culorii malțului. Răcirea se poate realiza chiar în uscător în cazul uscătoarelor cu un singur grătar, prin trecerea unui curent de aer neîncălzit prin stratul de malț timp de circa 30 minute. La uscătoarele de mare capacitate pentru răcirea malțului se folosesc buncăre speciale pentru răcire, prevăzute și cu posibilități de aerare.

3.6.2. Curățirea de radicele

Curățirea de radicele denumită impropriu și degerminare constă în îndepărtarea radicelelor care au devenit friabile prin uscare. Această operație este necesară deoarece radicelele au gust amar și sunt higroscopice favorizând absorbția apei la depozitarea malțului. Se realizează imediat după uscare cu ajutorul unor mașini de degerminat. Radicele rezultate se mai numesc „colți de malț” și se folosesc ca furaj prețios pentru creșterea bovinelor, datorită conținutului lor ridicat în proteine și substanțe minerale (tabelul 8).

Tabelul 8

Compoziția chimică a radicelelor de malț

Cantitatea totală de radicele rezultată este de 3,5÷5% din cantitatea de malț uscat.

3.6.3. Polizarea malțului

După degerminare boabele de malț mai conțin cantități mici de impurități aderente sub formă de praf și de rupturi de tegumente care sunt îndepărtate în cadrul operației de polizare (lustruire a malțului). Această operație se realizează cu ajutorul mașinii de polizat sau de lustruit malț. În mașina de polizat malțul trece prin spațiul dintre un perete ondulat și un tambur – perie rotativ, realizându-se operația de lustruire prin frecarea boabelor de malț între ele și de elementele componente ale mașinii. Deșeurile rezultate sunt aspirate de către un ventilator și trimise la o mașină de recuperat grișuri. Cantitatea de deșeuri care rezultă în urma polizării este de 0,5÷1,5%.

3.6.4. Depozitarea malțului

Înainte de a se utiliza la obținerea mustului de bere, malțul uscat este supus depozitării în vederea maturării, operația fiind obligatorie deoarece:

procesul de plămădire-zaharificare în care s-a utilizat malț nematurat a fost îngreunat și filtrarea defectuoasă;

musturile obținute din malț nematurat sunt tulburi cu randamente scăzute la fierbere și greu filtrabile;

fermentarea ar fi îngreunată, iar caracteristicile senzoriale ale berii (limpiditate, gust, capacitate de spumare) sunt influențate negativ.

Prin depozitare corespunzătoare se produce o creștere lentă a umidității malțului cu 1%, ceea ce influențează pozitiv starea coloizilor protectori și de natură hemicelulozică. În urma maturării, malțul își îmbunătățește solubilizarea, randamentul în extract al mustului rezultat va fi mai mare. Durata de depozitare a malțului pentru maturare este de minimum 4 săptămâni și se realizează în silozuri uscate și curate. Dacă malțul se depozitează rece și uscat în siloz poate fi păstrat timp de 1÷2 ani fără modificarea calității. Depozitarea malțului se face în funcție de proveniență, culoare, solubilizare la temperaturi de 15÷200C.

4. OBȚINEREA MUSTULUI DE BERE

Fabricarea berii se realizează după schemă tehnologică prezentată în fig. 10.

Recepție Tratare Recepție Recepție Multiplicare

în laborator

Depozitare Depozitare Depozitare

Măcinare Măcinare

Plămădire Plămădire Multiplicare în

stația de

culturi pure

Zaharificare

Filtrare plămadă

Primul must Ape de spălare

Fierbere cu hamei

Separare borhot de hamei

Limpezire la cald

Răcire

Limpezire la rece

Tratare Însămânțare

Fermentare primară

Uscare Drojdie recoltată

Fermentare secundară

Filtrare

Îmbuteliere

Fig.10. Schema tehnologică generală de fabricare a berii

Obținerea mustului de bere din malț, cu sau fără adaos de cereale nemalțificate, apă și hamei se împarte în următoarele faze principale:

măcinarea malțului și eventual a altor cereale;

plămădirea-zaharificarea;

fierberea mustului cu hamei;

răcirea și limpezirea mustului fiert.

Deși cuprind aceleași operații tehnologice principale prezentate mai sus, schemele tehnologice de obținere a mustului variază în funcție de tipul și modul de amplasare a utilajelor tehnologice. Secțiile în care se obține mustul de bere se numesc secții de fierbere, la noi în țară întâlnim trei tipuri:

fierberea clasică cu cazane de formă rotundă;

fierberea tip bloc (Ziemann);

fierberea tip Hydro-Automatic (Steinecker).

Secțiile de fierbere clasică se caracterizează prin măcinarea uscată a malțului cât și prin folosirea unor cazane de cupru de formă rotundă amplasate pe orizontală. Filtrarea plămezii se poate realiza atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât și cu filtrul de plămadă. Fierberile clasice se întâlnesc în fabricile mai vechi de bere.

Secțiile de fierbere tip bloc se caracterizează prin amplasarea principalelor utilaje tehnologice pe verticală sub forma unui bloc zidit, rezultând din această dispunere un necesar mai redus de spațiu și de energie. Filtrarea plămezii se poate face atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât și a filtrului de plămadă. Asemenea secție de fierbere funcționează la fabrica de bere din Bacău.

Secțiile de fierbere tip Hydro – Automatic, folosesc măcinarea umedă a malțului și cazane de formă paralelipipedică dispuse pe orizontală. Filtrarea plămezii se realizează cu ajutorul unui cazan de filtrare special, într-un strat mult mai gros decât la cazanele obișnuite. Aceste fierberi se întâlnesc în fabricile mai noi de bere, atât în forma originală (Steinecker) cât și modificată, concepută și realizată în țară.

Procesul tehnologic de obținere a mustului se dirijează de la un panou central de comandă și automatizare, în unele cazuri folosindu-se și programatoare. În aceste condiții pentru deservirea secției de fierbere este necesară o singură persoană.

Obținerea mustului de bere din malț, cu sau fără adaos de cereale nemalțificate, apă și hamei se împarte în următoarele faze principale:

măcinarea malțului și eventual a altor cereale;

plămădirea-zaharificarea;

fierberea mustului cu hamei;

răcirea și limpezirea mustului fiert.

Deși cuprind aceleași operații tehnologice principale prezentate mai sus, schemele tehnologice de obținere a mustului variază în funcție de tipul și modul de amplasare a utilajelor tehnologice. Secțiile în care se obține mustul de bere se numesc secții de fierbere, la noi în țară întâlnim trei tipuri:

fierberea clasică cu cazane de formă rotundă;

fierberea tip bloc (Ziemann);

fierberea tip Hydro-Automatic (SteineckerÎn practică se folosește un compromis între o măcinare prea fină și una prea grosieră, gradul de măcinare stabilindu-se în special în funcție de sistemul de filtrare folosit.

Gradul de măcinare și produsele rezultate în urma măcinării se controlează prin sortarea a 100 g măciniș cu ajutorul unui sortator de laborator (Plansichter) cu 5 site timp de 5 minute la 300 ture/minut, obținându-se pe site fracțiunile prezentate în tabelul 8.

Reglarea morilor de laborator și a morilor din fabrică se face cu ajutorul Plansichterului de laborator, până la atingerea procentului dorit de făină.

Măcinarea malțului se poate realiza în două moduri:

pe cale uscată;

pe cale umedă.

Tabelul 8

Structura normală a măcinișului în funcție de tipul de filtrare

Măcinarea uscată a malțului se poate efectua în diferite tipuri de mori de malț cu una, două sau trei perechi de valțuri cu sau fără condiționare prealabilă a malțului prin umezire.

Morile cu o pereche de valțuri permit obținerea unui măciniș cu circa 30% coji, 50% grișuri și 20% făină și se pretează numai la măcinarea malțurilor bine solubilizate. Din această cauză ele sunt mai puțin răspândite.

Morile cu două perechi de valțuri realizează o mărunțire mai fină a malțului, iar cojile sunt mai puțin zdrobite, rezultând în final un măciniș cu 25÷28% coji, 54÷60% grișuri și 12÷16% făină. Și acest tip de moară este puțin folosit.

Fig.11. Moară cu două perechi de valțuri:

1 – tăvălug de distribuire;

2 – dispozitiv de reglare a alimentării;

3 – tăvălug de măcinare grosieră;

4, 9 – tăvălugi de măcinare fină;

5 – sită oscilantă;

6 – bielă;

7 – coji;

8 – grișuri;

10 – făină.

Morile cu două perechi de valțuri (fig.11) posedă un mic tăvălug de distribuire 1 care împreună cu dispozitivul de reglare a alimentării 2, asigură încărcarea uniformă a primei perechi de tăvălugi de măcinare grosieră 3, astfel realizată, încât să se efectueze numai o spargere a bobului, dar nu și o rupere a cojii. Granulele mici trec prin fantă fără a fi sfărâmate. Urmează a doua pereche de valțuri care au 260 rot./min., distanța dintre ele fiind mai mică. La aceste tipuri de mori se separă șrotul de la prima pereche de valțuri cu sitele oscilante 5 acționate cu biela 6 și se macină separat. Măcinarea fină se efectuează numai la grișurile grosiere 8 și pentru aceasta, tăvălugii de la a doua pereche de valțuri au viteze diferite, respectiv de 330 și 165 rot./min. Sitele se curăță continuu cu ajutorul unor bile de cauciuc.

Morile cu trei perechi de valțuri reprezintă tipul cel mai perfecționat de moară de măcinare uscată, care permite obținerea gradului dorit de măcinare chiar și la prelucrarea malțurilor slab solubilizate (fig.12).

Malțul este trecut mai întâi prin prima pereche de valțuri, în care are loc o primă mărunțire în coji cu grișuri aderente și făină. Făina este evacuată din moară, iar cojile cu grișuri aderente sunt trecute la cea de a doua pereche de valțuri, unde are loc desprinderea grișurilor de pe coji, cojile sunt evacuate, iar grișurile rezultate de la primele două perechi de valțuri trec la cea de a treia pereche de valțuri, unde se realizează o mărunțire mai fină a acestora.

Separarea fracțiunilor menționate se face cu ajutorul a două site duble vibratoare situate între cele trei perechi de valțuri. Întrucât evacuarea cojilor din această moară se face separat, este posibilă depozitarea lor într-un buncăr și adăugarea lor într-o anumită fază a plămădirii și zaharificarea în cadrul procedeului cu separare de coji. Prin acest procedeu se obțin beri mai sărace în polifenoli, de culoare mai deschisă și cu un gust mai plăcut.

Fig.12. Moară cu trei perechi de valțuri:

1 – valț de distribuire;

2 – pereche de valțuri de prezdrobire;

3 – pereche de valțuri pentru coji;

4 – pereche de valțuri pentru grișuri;

5 – sită oscilantă superioară;

6 – sită oscilantă inferioară;

8 – grișuri;

9 – făină.

Morile de măcinare uscată sunt amplasate deasupra instalației de fierbere, măcinișul fiind trecut apoi în buncăre speciale, cu un unghi de golire de circa 450. Capacitatea morilor trebuie astfel aleasă încât șarja de malț să poată fi măcinată în maximum 2 ore.

Măcinarea umedă a malțului constituie un procedeu mai nou de măcinare care, datorită avantajelor pe care le prezintă față de măcinarea uscată, și-a găsit o largă răspândire pe plan mondial, inclusiv în toate fabricile noi de bere din țara noastră.

Procedeul se bazează pe înmuierea cu apă a malțului 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 înălțimea stratului de borhot cu circa 50% față de procedeul clasic cu cazan de filtrare. Datorită păstrării cojilor întregi se diminuează și trecerea polifenolilor în must, rezultând beri de culoare mai deschisă și cu un gust mai fin.

Măcinarea umedă a malțului se realizează în mori speciale (Maișomat-uri) prevăzute deasupra cu un buncăr de înmuiere și cu numai o pereche de valțuri rifluite la distanța de 0,35÷0,45 mm.

Procesul de măcinare se realizează în patru faze și anume:

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 umidități a malțului de circa 30%. Temperatura apei de înmuiere este cu atât mai ridicată cu cât malțul 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 operație durează în medie 5 minute;

măcinarea umedă propriu-zisă a malțului timp de 40 minute, perioadă în care se introduce în camera de amestec de sub valțuri, apă de plămădire, raportul dintre malț și apă fiind de 1:3 sau chiar mai mult;

curățirea și spălarea morii prin șprițuire de apă și pomparea apei de spălare în cazanul de plămădire în timp de 5 minute.

Măcinarea umedă prezintă următoarele avantaje:

se păstrează mai bine integritatea tegumentului, diminuându-se posibilitatea extracției substanțelor polifenolice în cursul procesului de plămădire;

se pot obține randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de măcinare și plămădire;

se pot obține straturi de borhot de filtrare cu înălțimi mai mari;

se evită pierderile de malț la măcinare (nu se mai produce praf) (Berzescu, P., et al., 1981).

La alegerea procedeului de măcinare trebuie să se țină cont de următoarele aspecte:

mărimea și uniformitatea boabelor de malț;

intensitatea modificărilor care au avut loc la malțificare;

metoda de brasaj ce urmează a fi aplicată;

metoda de filtrare care se va adopta după brasaj (Banu, C., et al., 2001).

4.2. PLĂMĂDIREA – ZAHARIFICAREA

Plămădirea – zaharificarea sau brasajul reprezintă operația tehnologică în care se realizează procesul de dezagregare a proteinelor, de transformare a amidonului în maltoză și dextrină, în prezența apei și sub acțiunea enzimelor formate în timpul procesului de germinare a orzului.

Un exemplu de brasaj:

plămădirea malțului cu apă la temperatura de 500C timp de 60 minute, raportul între malț și apă fiind de 1:4;

încălzirea plămezii de la 500C la 63÷650C timp de 15 minute;

pauză pentru zaharificare la 63÷650C timp de 60 minute;

încălzirea plămezii la 700C timp de 5 minute;

zaharificarea finală a plămezii la 700C timp de 20 minute;

încălzirea plămezii zaharificate până la 760C;

pauză la 760C timp de 10 minute pentru reducerea vâscozității mustului de malț;

pomparea la filtrare.

Transformările cele mai importante le suferă la brasaj amidonul, proteinele, hemicelulozele și gumele, polifenolii și substanțele cu fosfor, de care depinde compoziția mustului de bere, care împreună cu drojdia folosită sunt hotărâtoare pentru fabricarea unei beri de calitate superioară.

Transformarea amidonului este procesul enzimatic cel mai important care are loc la plămădire-zaharificare, de care depinde în mare măsură fermentescibilitatea mustului de bere.

Acest proces se desfășoară în trei faze mai importante:

îmbibarea cu apă a granulelor de amidon;

gelifierea amidonului;

hidroliza enzimatică propriu-zisă a amidonului sub acțiunea amilazelor.

Obiectivul principal al plămădirii, în ceea ce privește degradarea amidonului, constă în zaharificarea acestuia. Gradul de dezagregare se determină prin proba de colorare cu iodul. Suspensiile și soluțiile de amidon dau cu o soluție de iod-iodură de potasiu o colorație albastră. La apariția de dextrine limită colorația trece în roșu-violet. În momentul zaharificării corespunzătoare dispare colorația, plămada devine iod-normală.

Condițiile optime de acțiune ale enzimelor amilolitice sunt:

α-amilaza: temperatura – 72÷750C, pH – 5,6÷5,8;

β-amilaza: temperatura – 60÷650C, pH – 5,4÷5,6.

Sub acțiunea combinată a celor două enzime amidonul este transformat în:

maltoză 40÷45%;

maltotrioză 11÷13%;

glucoză 5÷7%;

dextrine inferioare 6÷12%;

dextrine superioare 19÷24%,

la care se mai adaugă glucidele preexistente în malț: fructoza (1,5÷3,5%) și zaharoza (2,5÷3,5%).

Amidonul se descompune în următoarele componente:

amilodextrină – care este componenta principală a amidonului și care, în prezența soluției de iod, se colorează în albastru;

eritrodextrina – reprezintă dextrina cu molecula mai mică decât precedenta, iar în prezența iodului dă o colorație brun-roșcată;

acrodextrina – este solubilă în apă și nu se colorează cu amidonul;

maltodextrina – este asemănătoare cu maltoza și nu se colorează cu iodul.

Ca măsură pentru hidroliza amidonului îl reprezintă și gradul final de fermentare al mustului, care trebuie să corespundă tipului de bere:

pentru berile blonde 78÷85%;

pentru berile brune 68÷75%.

Transformarea proteinelor, care a avut loc într-o măsură mult mai mare la germinare în comparație cu cea a amidonului, se continuă și la brasaj, formându-se o serie de fracțiuni proteice care intră în componența azotului solubil al mustului de bere.

Enzimele proteolitice acționează în același mod ca la germinare, atât asupra proteinelor nedegradate cât și asupra fracțiunilor proteice formate la germinare, acțiunea lor fiind favorizată de temperatura optimă de circa 500C.

Conținutul mustului în fracțiuni proteice depinde de solubilizarea inițială a malțului, de temperatură, pH și de concentrația plămezii. Cu cât malțul folosit are o mai bună solubilizare proteică cu atât se va evita mai mult o degradare prea avansată a proteinelor la plămădire-zaharificare. În cazul malțurilor cu solubilizare proteică insuficientă este necesar să se mențină dimpotrivă o pauză de „proteine” la 47÷530C, în care are loc o creștere a conținutului mustului în azot solubil, în special în aminoacizi.

Controlul descompunerii proteinelor se face prin determinarea azotului solubil și a diferitelor fracțiuni azotoase, în special a azotului α-aminic.

Transformarea hemicelulozelor și gumelor, care a avut loc în măsură mai mare sau mică la germinare, se continuă și la plămădire-zaharificare sub acțiunea endo- și exo-β-glucanazelor. Transformarea hemicelulozelor insolubile în gume solubile se exteriorizează prin creșterea vâscozității plămezii și a mustului, prelungindu-se durata de filtrare a plămezii. Din această cauză este necesar ca aceste gume să fie transformate în continuare sub acțiunea exo-β-glucanazei.

Conținutul în gume al mustului depinde în primul rând de solubilizarea malțului. Prin menținerea unei pauze la 45÷500C este favorizată degradarea gumelor; la temperaturi peste 600C exo-β-glucanaza este treptat inactivată. Pe de altă parte nu se urmărește o hidroliză prea avansată a gumelor, întrucât ele exercită o influență pozitivă asupra spumei și gustului berii.

Plămădirea și zaharificarea se realizează în cazane speciale de plămădire și zaharificare de formă rotundă sau paralelipipedică prevăzute cu manta de încălzire astfel dimensionată încât să asigure încălzirea plămezilor în diferite faze cu cel puțin 1,5÷20C pe minut. De asemenea aceste cazane sunt prevăzute cu un agitator reglabil cu palete, acționat de un motor electric.

Procedee de plămădire și zaharificare. În conducerea practică a procesului de plămădire și zaharificare se urmărește aducerea amestecului de măciniș și apă de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 77÷780C printr-un domeniu de temperaturi favorabile pentru acțiunea diferitelor grupe de enzime din malț, care contribuie la solubilizarea și degradarea componentelor acestuia.

Procedeele de brasaj se clasifică în procedee prin infuzie și procedee prin decocție, 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 și de calitatea malțului 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 încălzește până la temperatura finală, cu pauzele respective, fără ca o parte din plămadă să fie prelevată și fiartă într-un cazan separat. Dintre avantajele procedeului de brasaj prin infuzie putem enumera:

procesul tehnologic poate fi automatizat;

necesarul de energie este mai scăzut cu 25÷50% decât la decocție;

se obțin musturi care dau beri de culoare mai deschisă și gust mai puțin pronunțat.

Dezavantajul procedeului prin infuzie este randamentul în extract mai scăzut, mai ales la utilizarea unui malț slab solubilizat.

Solubilizarea componentelor malțului se mai poate realiza și pe cale fizică prin fierberea unei porțiuni de plămadă, când amidonul este cleificat și poate fi astfel atacat de enzime după întoarcerea plămezii fierte în restul de plămadă. Plămezile parțial fierte reprezintă și un mijloc de ridicare a temperaturii restului de plămadă. Astfel de procedee poartă denumirea de procedee prin decocție, iar în funcție de numărul de plămezi care se fierb deosebim procedee cu una, două sau trei plămezi. Fierberea unei părți din plămadă, care se efectuează în cazanul de zaharificare, diferit de cel de plămădire, conduce la:

gelatinizarea și zaharificarea amidonului nemodificat la malțificare;

o extracție mai mare a substanțelor din coaja bobului;

formarea mai intensă de melanoidine;

o degradare mai slabă a proteinelor din decoct;

reducerea cantității de enzime active din întreaga plămadă;

un randament mai mare la fierbere.

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

În unele cazuri este necesară combinarea infuziei cu decocția rezultând așa-numitele procedee mixte de plămădire-zaharificare. În cazul folosirii cerealelor nemalțificate la plămădire-zaharificare se lucrează de asemenea după procedee speciale care diferă în funcție de calitatea malțului și felul cerealelor nemalțificate utilizate.

Cazanul de plămădire este un recipient metalic cu încălzire indirectă și prevăzut cu un sistem de agitare. La instalația clasică predomină secțiunea rotundă, fundul bombat sau plan, manta de încălzire izolată, capacul cu hotă pentru evacuarea vaporilor. Părțile în contact cu produsul sunt confecționate din cupru și mai rar din tablă de oțel.

Capacitatea utilă necesară este de 6÷8 hl/100 kg măciniș, 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 turbulenței pentru creșterea coeficientului de transmisie a căldurii prin perete și să evite o vătămare a cojilor ce vor constitui patul filtrant în cazul utilizării de cazane de filtrare. Forma și turația agitatorului sunt astfel alese încât să realizeze o ridicare a plămezii pe marginea cazanului și căderea acesteia în partea centrală, asigurându-se obținerea unei turbulențe ridicate. Se preferă agitatorul tip elice. Acționarea 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 sfârșitul 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 ușor, dar se curăță mai greu. În mod uzual, serpentinele se amplasează pe unul sau două rânduri inelare.

Cazanele clasice de zaharificare nu diferă constructiv de cele de plămădire, dar au capacități mai mici sau egale cu acestea.

4.3. FILTRAREA PLĂMEZII

Filtrarea plămezii este operația tehnologică care urmează după plămădire-zaharificare în scopul obținerii mustului de bere, operație care în tehnologia clasică de fabricare a berii se realizează cu ajutorul cazanului de filtrare și a filtrului de plămadă.

Procesul de filtrare se realizează în două faze:

scurgerea primului must;

spălarea și epuizarea borhotului în extract.

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

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

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

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 30C mai ridicată decât cea a plămezii zaharificate, de exemplu 780C până ce nivelul apei ajunge la 10 mm față de sita perforată; în acest fel se realizează dezaerarea spațiului de sub sita perforată;

se pompează plămada în cazan, se uniformizează grosimea stratului filtrant cu ajutorul dispozitivului de afânare și se lasă în repaus 10÷30 minute pentru sedimentare. Cu cât malțul este mai bine solubilizat cu atât durata de sedimentare este mai mică;

se pompează primele porțiuni de must tulbure din nou în cazanul de filtrare și se începe filtrarea primului must. Când mustul a ajuns la nivelul borhotului se oprește colectarea și se face afânarea cu ajutorul dispozitivului de afânare. Se continuă colectarea primului must și afânarea în același fel până când nivelul primului must ajunge la circa 40 mm față de sita perforată. Durata de scurgere a primului must este de 1÷2 ore;

în scopul scurtării duratei de obținere a primului must se practică și sifonarea mustului limpede de deasupra după terminarea sedimentării, până ce nivelul mustului ajunge la circa 20 mm față de stratul de borhot. Prin acest procedeu are loc și o scurtare a duratei de scurgere a apelor de spălare, întrucât stratul de borhot este mai puțin solicitat;

după scurgerea primului must se face spălarea borhotului, deoarece particulele de borhot rețin o mare cantitate de extract, atât la suprafață cât și în interiorul lor. Spălarea se realizează cu apă caldă cu temperatura de 750C, care se adaugă în 2÷3 porțiuni, uneori chiar 4. În timpul spălării borhotului se controlează epuizarea în extract, considerându-se spălarea terminată când extractul ultimelor ape de spălare nu depășește 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 șnec dozator și de aici borhotul este transportat cu aer comprimat la silozul de borhot, așezat la înălțime pe un schelet de beton sau metalic, 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 realiza maximum 6 fierberi pe zi.

Filtrarea cu ajutorul filtrului de plămadă. Principiul filtrării plămezii cu ajutorul filtrului de plămadă este diferit de cel al cazanului de filtrare. În timp ce în cazanul de filtrare borhotul este dispus orizontal într-un strat gros de 30÷60 cm și constituie materialul filtrant, în cazul filtrului de plămadă borhotul este dispus vertical într-un strat gros de 60÷80 mm în spațiul format de ramele filtrului, mărginit lateral de pânze prin care trece mustul, în timp ce borhotul rămâne în acest spațiu.

Filtrul de plămadă este de tipul unui filtru-presă cu rame și plăci. Pânzele filtrante sunt confecționate din bumbac sau material sintetic. Conducerea filtrării se realizează astfel:

după montarea filtrului și strângerea lui hidraulic sau pneumatic se face o încălzire a acestuia prin pompare de apă fierbinte cu temperatura de 800C și menținerea ei timp de 30 minute;

după scurgerea apei se pompează în filtru plămada din cazanul de plămădire care se menține sub agitare continuă, astfel încât umplerea filtrului să fie uniformă. În acest scop este necesară și dezaerarea filtrului. Umplerea filtrului cu plămadă durează 25÷35 minute și coincide cu filtrarea primului must, în momentul în care se termină pomparea plămezii s-a scurs și primul must. Dispare astfel durata de sedimentare a plămezii, realizându-se o economie însemnată de timp de 60÷90 minute față de cazanul de filtrare;

după terminarea pompării plămezii se spală cazanul de plămădire cu apă fierbinte, pompându-se și apele de spălare în filtru;

spălarea borhotului se face prin introducerea de apă fierbinte pe la partea inferioară a plăcilor și durează circa 90 minute. În timpul spălării borhotului se controlează extractul apelor de spălare. Ultimele ape de spălare nu trebuie să conțină un extract mai mare de 0,3÷0,5 %;

după terminarea operației de spălare a borhotului, se desface filtrul, iar borhotul cade într-un jgheab colector de unde este transportat în afara secției cu un transportor elicoidal. Această operație durează 20 minute. Se face apoi spălarea filtrului cu apă, operație care durează 30 minute. Întreg procesul de filtrare durează maximum 4 ore.

Avantajele acestui procedeu de filtrare sunt următoarele:

independența față de calitatea malțului și proporția de cereale nemalțificate;

creșterea productivității prin realizarea unui număr mai mare de fierberi;

obținerea unui randament al fierberii mai ridicat, în medie cu 0,5% mai scăzut decât randamentul de laborator al malțului.

Cantitatea de borhot obținută variază între 115÷130 kg la 100 kg malț prelucrat.

Borhotul conține proteine, celuloză, lipide, substanțe cu un grad ridicat de asimilare, astfel încât borhotul de malț reprezintă un furaj prețios mult solicitat.

4.4. FIERBEREA MUSTULUI CU HAMEI

Fierberea mustului diluat, rezultat din amestecarea primului must cu apele de spălare a borhotului are următoarele scopuri:

extracția și transformarea substanțelor amare, de aromă și polifenolice din hamei;

definitivarea compoziției chimice a mustului prin inactivarea enzimelor;

sterilizarea mustului;

evaporarea surplusului de apă și atingerea concentrației în extract a mustului specifică sortimentului de bere produs;

formarea de substanțe reducătoare și de culoare;

eliminarea unor substanțe cu sulf;

coagularea unor substanțe cu azot și a complexelor proteine-polifenoli și intensificarea stabilizării naturale a viitoarei beri.

Hameiul adăugat la fierbere conferă mustului un gust amar și o anumită aromă, ca urmare a solubilizării substanțelor amare și respectiv a uleiurilor eterice. În afară de aceasta hameiul favorizează precipitarea proteinelor și asigură o anumită conservabilitate berii finite.

Dintre metodele de fierbere care se folosesc în prezent la fabricarea berii se pot enumera:

fierberea convențională;

fierberea la presiune joasă;

fierberea la presiune ridicată.

Fierberea convențională. Se realizează la presiune atmosferică, pe o durată de 2 ore, în cazanul de fierbere de diferite forme constructive:

cazan cu secțiune circulară;

cazan cu secțiune dreptunghiulară (instalații de fierbere Hydro – Automatic sau bloc).

Pentru fierberea mustului se folosesc cazane de fierbere construite din tablă de cupru, oțel sau oțel inoxidabil, având capacitatea de 8÷9 hl/100 kg malț prelucrat. Cuprul prezintă un coeficient de conducție cu 30% mai mare decât oțelul, însă ionii de cupru au acțiune negativă asupra calității și stabilității berii.

Pentru a se mări eficiența fierberii se montează uneori și serpentine de încălzire în interiorul cazanelor. Folosirea agitatoarelor se recomandă în special la încălzirea mustului, pentru a se evita supraîncălzirile locale și închiderea la culoare.

Pentru recuperarea căldurii vaporilor rezultați de la fierbere, se folosesc recuperatoare speciale (FADUKO), obținându-se cu ajutorul lor apă caldă pentru secția de fierbere.

Fierberea sub presiune. Prin creșterea temperaturii de fierbere, toate reacțiile fizico-chimice în must se desfășoară mai rapid. Efectul temperaturii de peste 1000C conduce la creșterea vitezei de coagulare a proteinelor, dar și la creșterea vitezei reacției Maillard.

Fierberea la presiune joasă se poate realiza în instalații de diferite construcții, care au închise în construcție suprafețe suplimentare de căldură de tipul fierbătorului interior și al fierbătorului exterior.

Fierberea la presiune ridicată se realizează în două tipuri de instalații:

instalații de fierbere la presiune ridicată cu destindere în mai multe trepte; în această instalație mustul este încălzit treptat cu vapori din prima treaptă de destindere și ulterior, cu abur primar până la temperatura de 120÷1220C. Menținerea la această temperatură variază între 4 și 10 minute, după calitatea mustului obținut. În ultimul vas de detentă se creează un vid de 0,1 bar;

instalații de fierbere la presiune ridicată cu destindere în două trepte în care se realizează preîncălzirea treptată a mustului în trei schimbătoare de căldură până la 1400C ( temperatură corespunzătoare presiunii de 6 bar), temperatură la care mustul este ținut 5 minute. Mustul fiert trece treptat în două vase de depresiune cu scăderea temperaturii la 1200C și apoi la 1000C. Vaporii rezultați din detentă sunt utilizați la preîncălzirea mustului.

Conducerea fierberii mustului cu hamei. La fierberea mustului cu hamei prezintă importanță felul de adăugare a hameiului (hamei natural, pulberi și extracte de hamei), cantitatea adăugată, divizarea acesteia pe porțiuni și momentul în care se adaugă acestea.

Adăugarea hameiului natural la fierberea mustului are dezavantajul unei extracții mai lente a substanțelor amare cât și a unor pierderi mai ridicate în substanțe amare în borhotul de hamei (în medie 10%).

La adăugarea pulberilor și extractelor de hamei trebuie să se țină seama în primul rând de raportul de înlocuire față de hameiul natural și în al doilea rând de procentul de economisire a substanțelor amare. Astfel, de exemplu, la folosirea pulberilor de hamei procentul de economisire este de 10÷15%, iar în cazul extractelor de hamei 20÷25%.

Hameiul se poate adăuga la fierbere în 1, 2, 3 sau chiar mai multe porțiuni, primele servind pentru amăreală, iar ultimele în special pentru aromă. Pe baza cercetărilor din ultimii ani s-a simplificat mult modul de adăugare a hameiului, preferându-se adaosul în două porțiuni:

circa 80% la începutul fierberii pentru amăreală (hamei sau extract);

circa 20% (min. 50g/hl) cu 10÷30 minute înainte de sfârșitul fierberii pentru aromă, sau chiar o mică porțiune de 20÷50 g/hl în separatorul de hamei.

Cantitatea de hamei adăugată la fierbere se stabilește având în vedere următoarele:

conținutul de substanțe amare al hameiului natural sau a produselor din hamei;

conținutul în substanțe amare al berii finite;

pierderile în substanțe amare și respectiv randamentele în substanțe amare de la must la berea finită;

rezultatele degustării pe baza cărora să se facă eventual corecții.

Referitor la amăreala berii finite trebuie arătat în primul rând faptul că berile blonde se hameiază mai intens decât cele brune, la care predomină aroma specifică de malț. La berile blonde de culoare foarte deschisă ca și la cele cu tărie alcoolică mai mare se folosește de asemenea o cantitate mai mare de hamei decât la cele cu extract primitiv mai scăzut.

Ca valori orientative pentru amăreala diferitelor tipuri de beri se pot da următoarele valori pentru cantitățile de hamei adăugate:

beri blonde de consum curent 18÷24 mg/l

beri blonde de tip Pilsen 28÷45 mg/l

beri brune 16÷20 mg/l

beri brune speciale 24÷30 mg/l

La stabilirea cantității de hamei mai trebuie să se țină seama și de preferințele consumatorilor. Astfel, în cazul berilor de consum curent se preferă întotdeauna o amăreală mai scăzută în comparație cu berile speciale.

Controlul eficienței fierberii se urmărește pe baza apariției „rupturii” mustului cu proba „păhărelului” sau mai precis a scăderii azotului coagulabil până la limitele de 1,5÷2 mg azot/100ml de must fiert cu hamei. În afară de aceasta se urmărește atingerea extractului primitiv dorit.

Conținutul în extract determinat cu ajutorul zaharometrului în procente de masă, servește ca bază pentru calculul randamentului fierberii. El trebuie să corespundă tipului de bere care urmează să fie produs: 12; 12,5; 13,5; 16; 17; 20%, iar abaterile de la aceste valori nu trebuie să fie mai mare de ±0,2%.

În extractul mustului intră totalitatea substanțelor care au trecut din malț, apă și hamei, atât fermentescibile cât și nefermentescibile, astfel încât el nu este suficient pentru a caracteriza un must de bere.

Culoarea mustului trebuie să corespundă tipului de bere fabricat. De culoarea mustului depinde în cea mai mare măsură culoarea berii, deoarece modificarea culorii în operațiile următoare nu poate fi influențată decât în limite foarte restrânse. Astfel, de exemplu, culoarea mustului pentru berile blonde este de 10÷16 unități EBC (0,7÷1,2 ml iod 0,1n). PH-ul mustului variază între 5,2 și 5,7 în funcție de calitatea malțului și alcalinitatea apei folosite la plămădire-zaharificare.

Gradul final de fermentare este un indice foarte important pentru aprecierea conținutului mustului în glucide fermentescibile, servind ca bază în procesul de fermentare. Musturile pentru berea blondă trebuie să aibă un grad final de fermentare de 80÷83%.

Randamentul la fierbere se calculează cu relația:

Rf = , [%], unde:

W – volumul de must fierbinte în hl;

0,96 – factor de corecție care ține seama de contracția de 4% la răcirea mustului la 200C și de borhotul de hamei prezent în must;

ep – extractul mustului fiert, în procente masice;

– densitatea mustului la 200C;

M – cantitatea de măciniș, pe șarjă, în kg.

4.5. SEPARAREA TRUBULUI LA CALD

Mustul fiert cu hamei conține în suspensie borhotul de hamei și precipitatele formate în timpul fierberii mustului, trubul la cald sau trubul grosier. Borhotul de hamei, atunci când hameiul s-a utilizat sub formă de hamei floare se îndepărtează prin trecerea mustului prin separatorul de conuri de hamei. Dacă la hameiere s-a utilizat hamei măcinat sau pelleti, borhotul se separă concomitent cu separarea trubului la cald.

Trubul la cald are particule de 30÷80 μm și se formează în cantitate de 40÷80 g s.u./hl must sau 200÷400 g trub umed/hl must.

Trubul la cald se poate separa prin sedimentare, centrifugare, filtrare sau separare hidrodinamică (în Whirlpool).

Separarea hidrodinamică în Whirlpool sau Rotapool este procedeul cel mai utilizat. Whirlpoolul este un vas cilindric închis, așezat vertical, în care mustul cu trub este alimentat tangențial. Forțele care acționează la separarea trubului sunt forța centrifugă și forțele de frecare a lichidului de pereții și fundul vasului care orientează particulele de trub către centrul fundului vasului unde se acumulează depozitul de trub sub forma unui con, deasupra căruia mustul rămâne limpede. Whirlpoolul este construit din oțel placat cu oțel inox sau aluminiu. Alimentarea cu must se face tangențial printr-un racord situat în treimea inferioară a înălțimii vasului, alimentare care imprimă mișcarea de rotație lichidului din vas sau printr-un racord situat pe fundul vasului pentru a preveni absorbția de oxigen în must. Evacuarea mustului se face printr-un racord situat deasupra nivelului maxim al conului de trub. Mustul rămâne în Whirlpool circa 20÷40 minute.

După evacuarea mustului care este trimis la răcire, trubul este evacuat cu o cantitate de apă de 1,5÷2% față de volumul mustului fiert, amestecul format din trub și apă fiind trimis la filtrarea plămezii, după scurgerea primului must. Pierderile de must cu trubul sunt de 0,3÷0,5% față de cantitatea de must fiert sau de 3÷3,5 l/100 kg malț.

Separarea centrifugală a trubului la cald se poate face atât cu separatoare centrifugale cu camere inelare cât și în separatoare centrifugale cu talere.

Separatoarele centrifugale cu camere inelare lucrează la 4000 rot/min, spațiul de depunere a trubului fiind de 60÷70 l. Funcționarea este discontinuă, curățirea lor fiind greoaie. Trubul este eliminat cu 70% umiditate, pierderile de must fiind mici.

Separatoarele cu talere funcționează cu descărcarea automată a trubului, la o turație de 6000÷7000 rot/min. Descărcarea trubului poate fi intermitentă sau continuă. Separarea centrifugală a trubului este costisitoare ca investiție și consum de energie, dar este rapidă.

4.6. RĂCIREA MUSTULUI

Răcirea mustului este o operație tehnologică care se efectuează cu scopul:

reducerii temperaturii mustului până la 5÷120C, temperatura la care se va realiza însămânțarea mustului de bere cu drojdie pentru fermentare;

formării trubului la rece, trub ce se formează din complexe proteine-polifenoli care precipită la răcirea mustului.

Pentru răcire se pot utiliza:

linuri de răcire, în care mustul se aduce în strat de 10 cm – metoda nu mai este folosită, deoarece prin acest procedeu mustul se poate contamina;

răcitoare deschise formate din țevi orizontale prin care circulă agentul de răcire, iar mustul este răcit la suprafața țevilor – procedeu utilizat foarte rar, datorită pericolului de contaminare a mustului;

răcitoare plane care prezintă același dezavantaj ca precedentele;

răcitoare tubulare închise;

răcitoare țeavă în țeavă;

răcitoare aeratoare;

răcitoare cu plăci în sistem închis, care permit o răcire rapidă a mustului, evitându-se contaminările cu microorganisme. Aceste răcitoare sunt cele mai utilizate deoarece prezintă următoarele avantaje:

suprafața ocupată de utilaj este mică;

transferul de căldură este foarte bun și pierderile de presiune sunt mici;

sunt ușor de curățat și pot fi conectate la sistem CIP;

durata de trecere a mustului prin răcitor este foarte scurtă;

nu există pericolul contaminării mustului cu microorganisme.

4.7. SEPARAREA TRUBULUI LA RECE

Trubul la rece este format din particule mult mai fine, cu dimensiuni de 0,5÷1 μ și cu o masă specifică mai scăzută ca cea a trubului la cald, ceea ce face ca separarea completă a trubului la rece să nu fie posibilă în practică. Conținutul mustului în trub la rece variază între 150÷300 mg s.u./l reprezentând cam 1/3 din cantitatea de trub la cald. Cantitatea de trub la rece depinde de mai mulți factori tehnologici:

măcinarea malțului;

procedeele de brasaj utilizate;

compoziția chimică a hameiului folosit la fierberea mustului, ș.a.

Dintre procedeele utilizate de separare a trubului la rece se pot enumera:

separatoarele centrifugale – se folosesc aceleași tipuri de separatoare centrifugale cu funcționare automată, ca și la separarea trubului la cald, cu deosebirea că în acest caz se lucrează la o capacitate mai redusă, deoarece vâscozitatea mustului răcit este mult mai mare decât cea a mustului fierbinte, iar densitatea particulelor care formează trubul la rece este mai scăzută. Separatoarele centrifugale necesită un consum mai ridicat de energie, dar manopera este scăzută în condițiile automatizării procesului, inclusiv a curățirii separatoarelor. Pierderile în extract sunt de circa 0,2%;

filtrul cu kieselgur – permite îndepărtarea trubului la rece din must în proporția cea mai ridicată de 75÷85%, recomandându-se în special în cazul procedeelor de fermentare accelerată a berii. Se folosesc aceleași tipuri de filtre cu kieselgur ca la filtrarea berii, cu deosebirea că se lucrează la o capacitate cu 50÷60% mai mare. Ca avantaje ale utilizării filtrului cu kieselgur se pot enumera:

mărirea eficienței de separare a trubului la rece;

scăderea azotului coagulabil cu 10÷15% și a polifenolilor cu 17÷20%, rezultând beri cu o mai bună stabilitate coloidală.

Ca dezavantaje, în cazul utilizării filtrelor cu kieselgur, se pot enumera:

manoperă mai ridicată necesară pentru deservirea filtrului;

se produc pierderi în substanțe amare de 10÷14% în berea finită și o ușoară diminuare a spumării berii.

tancul de flotație – se bazează pe antrenarea particulelor care formează trubul la rece cu ajutorul aerului insuflat în must în cantitate mare. Bulele de aer se ridică la suprafața mustului antrenând cu ele trubul la rece sub forma unui strat de spumă, care după câteva ore se colorează în brun. Prin acest procedeu se realizează concomitent și o foarte bună aerare a mustului. Durata flotației este de 4÷8 ore. Prin flotare se îndepărtează 60÷65% din trubul la rece. Ca avantaje ale procedeului:

costul investiției mai redus;

manoperă mai redusă;

nu se folosesc aditivi de filtrare. Mustul răcit și limpezit trebuie aerat pentru a se asigura condiții normale la multiplicarea drojdiilor. Aerarea se efectuează prin dispersie fină de aer steril în must, utilizându-se 3÷10 l aer/hl must de bere.

5. Tehnologia fermentării mustului de bere

Mustul de bere răcit reprezintă un semifabricat pentru următoarea etapă importantă din procesul tehnologic de fabricare a berii, fermentarea, și în același timp substratul pentru activitatea drojdiei de bere ca agent al fermentației alcoolice.

Fermentarea în industria berii este utilizată pentru transformarea mustului de malț în bere, respectiv pentru transformarea glucidelor fermentescibile din must (maltoză) în alcool etilic și dioxid de carbon ca produse principale cât și o serie de produse secundare de fermentație care contribuie la gustul și aroma berii.

Fermentarea mustului se realizează în două faze:

fermentarea principală sau primară;

fermentarea secundară (finală).

În timpul fermentării primare are loc transformarea celei mai mari părți a extractului fermentescibil în alcool etilic și dioxid de carbon, iar în timpul fermentării secundare se continuă fermentarea extractului nefermentat, făcându-se totodată și limpezirea berii, urmată de saturarea ei în dioxid de carbon.

Rezultatul fermentării primare a mustului este așa numita bere tânără, care este trecută în continuare la fermentarea secundară, apoi la filtrare, după care se obține berea finită.

5.1. Fermentarea primară a mustului de bere

Are loc la temperatura de 6÷80C, timp de maximum 8 zile. Prin compoziția sa, mustul este un mediu de cultură ideal pentru diferite microorganisme dăunătoare berii. De aceea se impune o bună curățire și dezinfectare a vaselor, utilajelor și încăperilor unde are loc procesul de fermentare.

Mustul de malț hameiat, răcit la 6÷80C, cu pH = 5,4÷5,6 este însămânțat cu o cantitate de lapte de drojdie de 1 litru/hl, respectiv cu 1÷3 milioane celule/ml. Pentru ca drojdia să se poată înmulți în must, acesta trebuie să conțină 6 mg oxigen dizolvat/litru.

Modificarea cea mai importantă care are loc la fermentarea primară o constituie transformarea glucidelor fermentescibile din must în alcool etilic și dioxid de carbon după ecuația:

C6H12O6 → 2C2H5 – OH + 2CO2 + 22,4 kcal

Dintre factorii care influențează fermentarea primară se pot enumera:

compoziția chimică a mustului;

drojdia utilizată;

condițiile de fermentare;

durata și temperatura de fermentare;

presiunea mediului;

dimensiunea și forma vaselor de fermentare.

Compoziția mustului influențează atât viteza de fermentație, gradul de fermentare, cât și cantitatea de biomasă produsă și, în final, calitatea berii. La formarea produșilor secundari participă 3% din glucidele fermentescibile, 95% fiind utilizate pentru producția de alcool etilic, iar restul de 2% se folosesc pentru formarea de noi celule de drojdii. În general, la fermentarea primară se formează în principal diacetil, aldehide și compușii cu sulf care conferă berii tinere o aromă (gust și miros) de bere imatură, neechilibrată. Se mai formează și alcooli superiori și esteri, dar în cantitate mai mare la fermentare secundară (maturare), care contribuie la aroma definitivă a berii.

La fermentare, au loc și alte reacții care conduc la modificări ale calității berii:

modificări în compoziția compușilor cu azot;

scăderea pH-ului;

modificarea potențialului redox;

diminuarea culorii berii;

precipitarea substanțelor amare și a polifenolilor;

dizolvarea dioxidului de carbon în bere.

Fermentarea primară se desfășoară sub controlul riguros al temperaturii și începe prin pregătirea mustului în vederea însămânțării cu drojdie, pregătire care constă în aerarea mustului răcit și limpezit.

În timpul fermentării primare se deosebesc patru faze distincte:

faza inițială (la 15÷20 de ore după însămânțare), care durează 2÷3 zile și care se caracterizează prin apariția la suprafața mustului a unei spume albe, care conține proteine și rășini de hamei precipitate. În această fază drojdia se dezvoltă intens, iar extractul scade cu 0,1÷0,2% zilnic;

faza crestelor joase este însoțită de o degajare intensă de dioxid de carbon, se formează o spumă groasă, cu o formă frumoasă a crestelor. Această fază durează 2÷3 zile și extractul scade cu 0,5÷1,0% zilnic;

faza crestelor înalte, este caracterizată printr-o fermentație intensă, cu o îndepărtare mai accentuată a rășinilor de hamei. Crestele capătă o culoare brună cu nuanță cenușie-murdară. Faza durează 3÷4 zile, iar extractul scade cu 1,0÷1,5% zilnic. În această fază dezvoltarea drojdiei este frânată semnificativ, cauza fiind epuizarea oxigenului din mediu și începe și flocularea. La sfârșitul acestei faze, gradul de fermentare pentru berea blondă trebuie să fie de 40÷45%;

faza finală este însoțită de scăderea treptată a spumei, depunerea drojdiei sub formă de strat compact și limpezirea berii în circa 2 zile, fermentarea primară considerându-se terminată când extractul mustului scade cu 0,1÷0,2% zilnic.

La sfârșitul fermentării primare, berea tânără se acoperă cu un strat de spumă uniformă.

În timpul fermentării primare se face un control permanent al aspectului mustului în fermentație, a temperaturii și scăderii extractului. Controlul temperaturii se efectuează de două ori pe zi, dimineața și seara, iar a extractului o singură dată pe zi, trecându-se valorile obținute într-o fișă anexată la fiecare lin de fermentare în care mai sunt înscrise: sortimentul de bere, numărul fierberilor din care provine mustul, cantitatea de must cât și evoluția impusă a temperaturii în timpul fermentației primare.

În funcție de extractul primitiv al mustului și de extractul aparent, la sfârșitul fermentării se calculează gradul de fermentare primară, care trebuie să fie cu 10÷12% mai scăzut decât gradul final de fermentare stabilit în laborator, care depinde de tipul de bere:

Beri blonde Beri brune

gradul de fermentare primară (%) 70÷75 58÷60

gradul final de fermentare (%) 80÷83 70÷72

Fermentarea primară trebuie astfel condusă până la atingerea gradului de fermentare primară corespunzător.

Secția de fermentare primară este amplasată sub nivelul instalației de răcire a mustului și la un nivel superior secției de fermentare secundară.

Fermentarea primară are loc în linuri deschise sau în vase de fermentare amplasate într-o încăpere specială denumită pivniță de fermentare, deoarece înainte aceasta era situată la subsol. În fabricile mai noi de bere fermentarea primară ocupă nivelele superioare ale secției de fermentare, fiind situată deasupra palierelor cu tancuri de fermentație secundară astfel încât berea tânără să parcurgă cel mai scurt drum până la tancuri.

Pivnița de fermentare primară trebuie să fie bine izolată și răcită la o temperatură de 5÷7ºC . Linurile de fermentare primară au de obicei formă paralelipipedică și capacități până la 1000 hl. De obicei, capacitatea unui lin corespunde unei fierberi sau la 2÷3 fierberi, capacitatea utilă a linurilor este de circa 90%, lăsându-se loc deasupra pentru stratul de spumă. Forma paralelipipedică a linurilor permite cea mai bună utilizare a spațiului de fermentare.

Linurile de fermentare pot fi construite din tablă de oțel sau aluminiu, consolidată în exterior cu beton, sau din beton armat, protejat în interior prin smolire sau cu materiale plastice.

Linurile metalice se construiesc pentru capacități mai mici de până la 500 hl, în timp ce linurile din beton au practic o capacitate și o durată de funcționare nelimitată.

Cele mai folosite linuri închise sunt din beton armat, prevăzute cu conducte de captare a dioxidului de carbon rezultat în timpul fermentației, care este evacuat în exterior cu ajutorul unui ventilator sau trimis în instalația de prelucrare a dioxidului de carbon.

Un lin de fermentare primară din beton armat este prevăzut cu o serpentină de răcire, prin care circulă agentul de răcire, un racord de evacuare a berii tinere, un robinet de luat probe și o teacă pentru termometru. Pentru o ușoară deservire, linurile de beton sunt dispuse la o înălțime de 60÷100 cm de pardoseală și prezintă o înclinare a fundului spre racordul de evacuare de 5%. Periodic este necesară smolirea și curățirea pietrei depuse și a serpentinelor de răcire din cupru cu ajutorul unei soluții de acid sulfuric 10% sau a altor substanțe.

În afară de linurile de fermentare închise se folosesc astăzi și tancuri de fermentație primară de diverse tipuri: cilindrice orizontale sau verticale, cilindro-conice sau sfero-conice, având capacități de până la 5000 hl, sau chiar mai mult. Cu ajutorul tancurilor cilindro-conice se poate lucra după procedeul Uni-tanc, de fermentare primară și secundară în același tanc, după ce la sfârșitul fermentației primare se evacuează drojdia depusă la baza tancului.

Tancurile de fermentare de mare capacitate se amplasează astăzi în aer liber și realizează o fermentare accelerată a berii.

Tancurile metalice de fermentare primară se utilizează astăzi și în cadrul procedeului de fermentare sub presiune, după care lucrează unele fabrici noi din țara noastră.

Pivnița de fermentare primară trebuie să fie bine izolată și răcită la o temperatură de 5÷70C. În cazul folosirii vaselor deschise de fermentare sunt prevăzute ventilatoare pentru evacuarea dioxidului de carbon degajat.

În timpul fermentării primare se dezvoltă o cantitate de dioxid de carbon de aproximativ 50% din glucidele care fermentează. O parte din dioxidul de carbon se elimină la începutul fermentării o dată cu aerul din vas, altă parte rămâne dizolvată în mediu, iar o anumită cantitate se degajă. În condiții bune de captare, la 1 hl de bere cu un extract inițial de 12%, poate fi recuperat aproximativ 2,8 kg dioxid de carbon.

Pentru captarea dioxidului de carbon, vasele de fermentare primară trebuie să fie închise cu capace, prevăzute cu guri de vizitare, închise ermetic prin intermediul capacelor. Capacele vaselor de fermentare primară, trebuie să fie prevăzute și cu orificiu pentru serpentina de răcire, vizoare de sticlă, supapă de siguranță și conductă pentru evacuarea dioxidului de carbon.

Din linurile de fermentare dioxidul de carbon este trecut la instalația de prelucrare a acestuia, în care se realizează atât îndepărtarea impurităților volatile pe care le antrenează, cât și comprimarea și eventual lichefierea. Instalația cuprinde un gazometru, care alimentează compresorul de dioxid de carbon; la instalațiile mai mari compresorul este legat direct la conducta de dioxid de carbon. Se face mai întâi o comprimare până la circa 12 at. și apoi o răcire pentru îndepărtarea unei părți din vaporii de apă și alte produse volatile, care se separă prin centrifugare. Dioxidul de carbon astfel purificat est trecut într-un tanc de depozitare, care să asigure capacitatea pe circa 2 zile, după care este trimis prin conducte la consumatorii din fabrică, reducându-se în prealabil presiunea la 2-3 at. Din tancul de depozitare, dioxidul de carbon poate fi în continuare comprimat sau lichefiat cu ajutorul unui compresor frigorific la temperatura de – 330C și trimis apoi la aparatul de umplere în butelii sub presiune.

Răcirea mustului în fermentație trebuie să se realizeze cu atenție, îndepărtându-se numai căldura degajată din procesul de fermentație. Pentru răcire se utilizează de obicei apă răcită la 0,5÷10C, amestecuri de apă și alcool etilic sau etilenglicol și uneori chiar un sistem de răcire directă.

Recoltarea și refolosirea drojdiei

Drojdia depusă pe fundul vasului de fermentare, se antrenează cu apă potabilă și se colectează într-un rezervor cărucior de 200 litri, amplasat în secția de fermentare secundară la temperatura de 1÷20C. Spălarea drojdiei se face cu multă apă. După circa 10 minute de spălare, suspensia de drojdie se lasă în repaus, drojdia se depune și se înlocuiește apa de deasupra, care conține impurități din drojdie, celule moarte, bacterii. Operația se repetă, până când apa de deasupra stratului de drojdie devine limpede.

Păstrarea drojdiei sub strat de apă poate dura 4÷5 zile, fără ca celulele să-și piardă capacitatea de fermentare. Pentru asigurarea unei fermentări normale, trebuie evitate contaminările cu microorganisme, în special bacterii lactice. În scopul eliminării bacteriilor contaminante, drojdia se poate trata cu acid sulfuric sau fosforic la un pH = 2,2, cunoscându-se faptul că drojdia de cultură este rezistentă la pH-uri scăzute, la care bacteriile sunt distruse. După spălarea cu apă a drojdiei, se adaugă 0,25÷0,5 litri acid sub formă de soluție 1% la 1hl lapte de drojdie menținându-se drojdia în contact cu acidul timp de circa 40 minute. Se face apoi neutralizarea cu o soluție de bicarbonat de sodiu 2% și se spală de câteva ori drojdia cu apă rece. Întrucât prin dezinfectare are loc o oarecare scădere a activității fermentative a drojdiei este necesar să se mărească doza de drojdie cu 10÷20% în comparație cu cea normală.

5.2. Fermentarea secundară

Berea tânără se caracterizează printr-un gust și aromă neplăcute, datorită formării unor produse secundare de fermentație ca aldehide, diacetil, compuși cu sulf, conține o cantitate insuficientă de dioxid de carbon de circa 0,2 g/100ml și este mai mult sau mai puțin tulbure, ca urmare a prezenței drojdiilor și a altor particule în suspensie. Din aceste motive, berea tânără este supusă în continuare unei fermentații secundare care se desfășoară lent.

În timpul fermentării secundare au loc următoarele transformări:

continuarea fermentării extractului fermentescibil din berea tânără;

saturarea berii cu dioxid de carbon;

limpezirea berii;

maturarea berii.

Fermentarea secundară a berii se realizează în două faze mai importante:

în prima fază, procesul de fermentare se face cu vasul deschis, timp de 24 ore de la trecerea berii tinere la fermentarea secundară;

a doua fază a fermentării are loc în aceleași vase, dar închise.

După închidere, vasele de fermentare secundară se cuplează la dispozitivele de siguranță, care mențin o anumită presiune a dioxidului de carbon în vas.

Berea tânără conține aproximativ 0,2% dioxid de carbon dizolvat, în timp ce conținutul de dioxid de carbon al berii finite este de 0,35÷0,4%. Deci, în timpul fermentării secundare trebuie să se acumuleze în mediu o cantitate de 0,15÷0,2% dioxid de carbon. Saturarea berii cu CO2 depinde de solubilitatea acestuia în bere, solubilitate care crește cu scăderea temperaturii berii și, conform legii lui Henry, cu creșterea presiunii exercitate asupra berii.

În timpul fermentării secundare are loc și limpezirea berii, ca urmare a scăderii temperaturii și agitării, produse de bulele de dioxid de carbon care provoacă coagularea substanțelor azotate, a rășinilor de hamei și a taninului, celulele de drojdie, substanțele proteice și rășinile de hamei (coagulate) depunându-se pe fundul vaselor de fermentare.

Fermentarea secundară are loc în vase închise sub presiune, în încăperi cu o temperatură cuprinsă între – 20C și + 30C, denumite pivnițe de fermentare. Secția de fermentare secundară este amplasată la un nivel inferior secției de fermentare primară, berea tânără fiind transportată la fermentarea secundară prin cădere liberă.

Pivnițele de depozitare se amplasează astăzi pe mai multe nivele sub pivnița de fermentare primară și în apropiere de secția de filtrare – umplere, astfel încât să rezulte trasee cât mai scurte de bere.

Pivnița de depozitare este răcită cu ajutorul unor răcitoare de aer cu saramură (RAS), sau prin evaporarea directă a agentului frigorific.

Pentru fermentația secundară se folosesc astăzi două tipuri de tancuri:

metalice;

din beton armat.

În fabricile vechi de bere sau în cele unde nu s-a renunțat la tradiție (de exemplu, Pilsen) se mai întâlnesc și vase din lemn.

Tancurile metalice pot fi confecționate din tablă de oțel protejat în interior prin smolire, oțel inoxidabil, aluminiu și aliaje ale acestuia cu manganul și magneziul. Ele prezintă un grad de utilizare a spațiului de fermentare secundară de 50%.

Forma tancurilor metalice este de cele mai multe ori cilindrică, cu funduri bombate. Asemenea tancuri pot fi orizontale sau verticale. În afară de acestea se mai cunosc astăzi și tancurile de formă cilindro-conică, folosite atât pentru fermentația primară cât și pentru fermentația secundară.

La noi în țară se folosesc cel mai mult tancurile metalice orizontale și în mai mică măsură tancurile din beton.

Tancurile sunt prevăzute cu un racord de umplere-golire, cu o gură de vizitare, un aparat de siguranță (pentru menținerea suprapresiunii dorite) și un robinet de luat probe.

Tancurile metalice au capacități de până la 2000 hl, cu excepția tancurilor amplasate în aer liber. De obicei, se folosesc capacități de 200, 400, 800 hl, capacități egale cu cele ale linurilor de fermentare.

Tancurile din aluminiu nu se pretează însă decât până la suprapresiuni de lucru până la o atmosferă, iar cele din oțel emailat au capacitatea limitată până la 400 hl. Din oțel inoxidabil se pot construi tancuri de mare capacitate până la 4000 hl, însă acest material este scump.

Tancurile din beton prezintă un grad ridicat de utilizare a spațiului de fermentare secundară de până la 85%. Ele sunt de formă paralelipipedică, cu colțurile rotunjite și sunt acoperite în interior cu un strat de smoală ca și linurile de fermentație primară. Ele se construiesc odată cu clădirea, fiind dispuse pe mai multe etaje, datorită rezistenței mecanice ridicate. Asemenea tancuri sunt însă sensibile la suprapresiuni mai mari de o atmosferă și prezintă pericol de infiltrații, deci pierderi în dioxid de carbon.

Tancurile de fermentație secundară sunt prevăzute cu dispozitive de menținere a suprapresiunii dorite, denumite aparate de siguranță (spundaparate), care au rol și de supape de siguranță, asigurând securitatea tancurilor de eventualele spargeri ca urmare a dezvoltării unor presiuni mai mari datorită degajării dioxidului de carbon.

În ultimul timp, în locul aparatelor de siguranță cu mercur se folosesc dispozitive manometrice cu membrană, de diferite tipuri, care pot fi reglate la suprapresiunea dorită.

Vasul de fermentare se umple cu bere tânără pe la partea inferioară, lăsându-se un spațiu liber de 10÷15 cm. Legarea tancurilor la aparatul de siguranță se poate face imediat sau după circa 24 ore, când începe degajarea unei cantități mai mari de dioxid de carbon. În curs de 2÷3 zile se ajunge la suprapresiunea dorită, iar dioxidul de carbon rezultat din fermentație se solubilizează treptat în bere.

În timpul fermentării secundare se face un control al temperaturii și a suprapresiunii din tancuri, care trebuie să fie de 0,3÷0,4 at. Conținutul în dioxid de carbon al berii se poate determina pe cale manometrică sau pe cale chimică în laborator.

Este necesar de asemenea să se urmărească procesul de limpezire a berii, prin luarea unei probe de bere într-un pahar de sticlă și observarea limpidității. Dacă se lasă paharul timp de 24 ore, la fundul lui se formează un depozit, iar berea de deasupra trebuie să fie limpede. Acest lucru denotă o bună limpezire la fermentarea secundară. Dacă la sfârșitul fermentării secundare berea rămâne tulbure este necesar să se depisteze cauzele acestei tulbureli.

În timpul fermentării secundare mai este necesară și determinarea gradului de fermentare, la început săptămânal și apoi mai rar, urmărindu-se obținerea unui grad de fermentare corespunzător tipului de bere produs. La circa jumătate din perioada fermentării secundare este necesar să se facă și o degustare a berii, apreciindu-se culoarea, limpiditatea, pH-ul, gustul și spumarea, astfel încât, dacă este cazul să se mai poată face corecțiile necesare.

Durata fermentării secundare depinde de tipul de bere și concentrația ei în extract, de cantitatea de hamei și de gradul de fermentare care trebuie realizat, cât și de temperatură.

Tragerea berii la filtrare trebuie să se facă de asemenea în condiții speciale, pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon și accesul oxigenului. La tragere se creează cu ajutorul aerului comprimat o suprapresiune mai mare de 1,0÷1,2 at. în vas, închizându-se în acest scop aparatul de siguranță.

Din vasul de fermentare berea este trecută la o lanternă de cupajare la care se pot lega două sau mai multe tancuri cu același sortiment de bere și astfel se poate obține o calitate mai uniformă a berii care merge la filtrare.

Berea este trecută la filtrare cu ajutorul unei pompe centrifugale, care are rolul de a trimite berea la filtru la o suprapresiune constantă. Pentru a se evita contaminările este necesară spălarea periodică a lanternei de cupajare și a pompei.

Sedimentul rămas în vasele de fermentare, format în cea mai mare parte din drojdii și proteine precipitate, este separat de bere cu ajutorul unui filtru-presă și apoi valorificat la furajarea animalelor.

Berea recuperată este pasteurizată și adăugată în cantități mici în bere. După golirea completă, vasele se spală și se dezinfectează, pregătindu-se pentru un nou ciclu de fermentare secundară.

6. FILTRAREA BERII

Berea finită, după terminarea fermentării secundare, poate fi imediat desfăcută la halbă sau la pahar sub formă de bere nefiltrată, sau poate fi filtrată în vederea îmbutelierii la butoi sau la sticle, sau desfacerii directe la pahar sau la halbă ca bere filtrată.

Prin filtrare, din bere se înlătură acele substanțe care se află în stare de suspensie și care produc tulburarea acesteia. În funcție de mărimea lor, particulele care formează tulbureala se pot împărți în trei grupe:

dispersii grosiere, cu dimensiunea particulelor mai mare de 0,1 μ (celule de drojdie sau bacterii, proteine și rășini din hamei coagulate). Prin îndepărtarea lor se îmbunătățește în special stabilitatea biologică a berii;

substanțe coloidale, cu dimensiunea particulelor de 0,001-0,1 μ, reprezentate de coloizi de natură proteică, gume și rășini de hamei coloidale. Prin îndepărtarea lor se îmbunătățește stabilitatea coloidală a berii. Nu se urmărește o îndepărtare prea avansată a acestor substanțe, deoarece are loc înrăutățirea spumei și plinătății berii;

substanțe dizolvate molecular, cu dimensiunea particulelor mai mică de 0,001 μ, care formează soluții adevărate.

Materialele filtrante folosite pentru limpezirea artificială a berii își exercită acțiunea filtrantă prin două moduri:

acțiunea de sită mecanică, prin care sunt reținute toate particulele cu dimensiuni mai mari decât porii filtrului; în funcție de porii filtrului pot fi reținute atât particule din prima grupă sau chiar coloizi mai grosieri din grupa a doua;

adsorbția, care permite atât reținerea particulelor grosiere din prima grupă, a unei părți din coloizi și chiar a unor substanțe din cea de a treia grupă, în funcție de afinitatea lor față de materialul filtrant. Prin acest efect se pot reține particule mai mici decât porii filtrului.

Materialele filtrante utilizate la fabricarea berii prezintă acțiune diferită de filtrare.

Astfel, masa filtrantă, în funcție de grosime și de presare, prezintă o reținere mecanică mai mare sau mai mică. Capacitatea de adsorbție este scăzută și poate fi îmbunătățită prin adaos de azbest.

Kieselgurul posedă numai un efect de reținere mecanică, finețea limpezirii fiind în funcție de dimensiunea și forma particulelor acestuia. În practică, kieselgurul se folosește în cantitate de 150÷180 g/hl bere. Efectul său de adsorbție poate fi realizat prin adaos de azbest, cărbune activ sau stabilizatori (bentonită, silicagel, poliamide, etc.). Kieselgurul este obținut din roca diatomitică sau pământul de diatomee care conține alge unicelulare fosilizate. Pământul de diatomee conține dioxid de siliciu în proporție de peste 85%. În funcție de modul de pregătire, kieselgurul poate fi:

kieselgur fin, în care caz pământul de diatomeee se încălzește la 600÷8000C, se macină și se cerne;

kieselgur grosier, care se obține din kieselgur mediu ce se recalcinează la 10000C cu adaos de carbonat de calciu sau carbonat de sodiu, astfel că se obțin structuri de dimensiuni mari.

Se utilizează atât ca un component al plăcilor de filtrare care sunt confecționate din fibră de celuloză cu adaos de 2% kieselgur, cât și ca material de adaos la prealuvionare și filtrare aluvionară.

Cartoanele filtrante prezintă o acțiune de reținere mecanică puternică, care este în funcție de structura fibrelor celulozice și de gradul de presare. Prin adaos de azbest se poate îmbunătăți și în acest caz efectul de adsorbție, ajungându-se la proporții ridicate de azbest. Cartoanele filtrante sunt confecționate din:

fibre de celuloză cu adaos de 2% particule de kieselgur fin, care prezintă avantajele reținerii adecvate a particulelor și a microorganismelor;

fibre de celuloză cu adaos de polimer sintetic.

Perlita este un silicat de aluminiu care conține 65÷75% acid silicic și 10÷15% aluminiu, restul până la 100% fiind reprezentat de alte săruri. Se folosește ca material de adaos la prealuvionare și filtrare aluvionară. Comparativ cu kieselgurul, perlita are caracteristici inferioare de filtrare. Se recomandă să se folosească la filtrarea mustului, pentru reținerea drojdiilor și nu la filtrarea berii.

Celuloza este utilizată pentru filtrare cu prealuvionare sau drept component al masei filtrante și se prezintă sub formă de fibre lungi obținute din pulpa de lemn.

Cărbunele activ are o suprafață mare de adsorbție și se folosește în proporții de 26 g/hl bere la filtrarea aluvionară.

Cele mai bune rezultate se obțin de obicei prin amestecul în diferite proporții a sortimentelor de materiale filtrante pulverulente de diferite calități și granulații.

Filtrarea este o operație complexă care se desfășoară în regim nestaționar și care constă în curgerea laminară a berii printr-un mediu poros, ca urmare a diferenței de presiune dintre cele două fețe ale stratului filtrant, având ca rezultat separarea fazei lichide de cea solidă.

Din punct de vedere practic, filtrele utilizate în industria berii funcționează după două tehnici de bază:

filtre cu material filtrant în strat fix, în care caz, pe măsura avansării procesului de filtrare a berii se mărește efectul de filtrare prin micșorarea dimensiunilor porilor, dar scade forța de adsorbție și, implicit debitul de filtrare. Ca elemente de filtrare în strat fix se utilizează:

turte de bumbac care conțin și 1-2% azbest;

azbest;

plăci filtrante constituite din celuloză și 1-2% kieselgur;

filtre care lucrează cu prealuvionare, în care caz materialul filtrant de prealuvionare se depune pe un suport ce poate fi din fibre de celuloză, site metalice, lumânări.

În industria berii, filtrele utilizate sunt astfel alese încât să lucreze 8,16 sau 24 ore, astfel ca la sfârșitul perioadei grosimea stratului format pe filtru să ajungă la maximum, ceea ce permite în continuare golirea, spălarea și sterilizarea filtrului în perioada de timp neproductivă.

Tipurile de filtre utilizate în industria berii sunt clasificate în:

filtre cu material filtrant fix:

filtre cu plăci și masă filtrantă;

filtre cu plăci și cartoane filtrante;

filtre cu membrană filtrantă;

filtre cu aluvionarea materialului filtrant:

filtre cu rame și plăci și cu cartoane suport pentru kieselgur;

filtre cu suport de site metalice;

filtre cu lumânări.

Filtrarea aluvionară este cea mai răspândită operațiune de filtrare în fabricile moderne. Avantajele principale ale filtrării aluvionare sunt următoarele:

posibilitatea adaptării la însușirile de filtrabilitate a berii prin variația amestecului și a dozei de material filtrant și a reglării efectului de filtrare în funcție de finețea urmărită și de tipul de bere. Se pot realiza filtrări grosiere și de finețe variabilă, iar în anumite condiții, chiar și filtrări sterilizante. Totuși, din considerente economice și tehnologice, de multe ori se aplică filtrarea aluvionară numai pentru limpezirea grosieră, ea fiind urmată de o a doua filtrare prin straturi;

prevenirea înfundării filtrului, deoarece substanțele de tulbureală se înglobează continuu pe un suport în stare afânată împreună cu materialul filtrant, crescând grosimea stratului și presiunea de lucru, dar menținând debitul de filtrare și diferența de presiune practic constantă;

eficiența economică ridicată în comparație cu alte tehnici de filtrare prin pierderi mai mici de bere, consum redus de energie și de apă, spațiu mic ocupat de către instalație, durată scurtă de punere în funcțiune și de curățire-sterilizare, consum redus de material filtrant ieftin și uzură redusă;

siguranță în exploatare la erori de manevre, variații de debit, șocuri în conducta de alimentare, întreruperea lucrului și schimbarea compoziției berii;

funcționarea în condiții sterile și creșteri reduse a conținutului de oxigen în bere, care pot fi sub 0,5 mg/l, condiții neîndeplinite de alte tipuri de filtre;

manoperă puțină, putându-se mecaniza și automatiza toate procesele, inclusiv curățirea și sterilizarea unor tipuri de filtre fără demontarea lor.

Pentru conducerea corectă a procesului de filtrare, în special în cazul utilizării ca materiale filtrante a diverselor tipuri de kieselgur, s-au elaborat mai multe metode de testare preliminară a regimului optim de lucru. De cele mai multe ori se determină filtrabilitatea la presiune constantă pentru o anumită doză de kieselgur prin stabilirea volumului de bere filtrată în funcție de timp.

Există posibilitatea reglării automate a dozei de material filtrant în funcție de turbiditatea berii filtrate, măsurate cu un fotometru. De cele mai multe ori, la valori de 5÷10 unități EBC ale berii nefiltrate se urmărește ca după filtrarea grosieră acestea să se reducă la 0,2÷0,3 unități EBC. Astfel de tehnici se pot aplica numai la anumite filtre, dotate cu instalațiile corespunzătoare de analiză și reglare.

Indiferent de tipul de filtru utilizat trebuie să se aplice operațiuni succesive de prealuvionare și filtrare propriu-zisă prin aluvionare.

6.1. Filtrarea cu plăci și masă filtrantă

Este procedeul de filtrare cel mai răspândit în fabricile de bere din țara noastră în special în cele mai vechi. Filtrele cu masă filtrantă pot fi orizontale sau verticale, având în compunere un cadru metalic, pe care sunt montate suporturi rotunde în care se montează ramele filtrului (plăcile filtrului).

Plăcile de filtru se montează în pachete cu ajutorul a două plăci de cap. Plăcile de cap se termină sus și jos cu câte un canal, la plăcile de intrare, berea nefiltrată intră pe un canal prin partea de jos și pe unul în partea de sus. Placa de ieșire are aceleași canale ca și cea de intrare, ea fiind pusă în legătură cu canalele pe unde iese berea filtrată.

Masa filtrantă este formată din fibre de bumbac spălate și degresate, la care se adaugă 0,5÷2% fulgi de azbest. Masa filtrantă se introduce mai întâi în apă fierbinte, într-un aparat special pentru regenerarea masei filtrante prevăzut cu pompă de recirculare, se spală timp de două ore la temperatura de 800C, se răcește și se presează apoi în formă de turte cu ajutorul unei prese speciale acționată hidraulic sau pneumatic la presiunea de 3,5÷5 at. Turtele de masă filtrantă astfel obținute, care mai conțin 65÷70% apă se introduc ca atare între plăcile filtrului, care se strâng apoi cu ajutorul șurubului de fixare.

Filtrarea se urmărește atât pe baza creșterii presiunii în filtru cât și a limpidității berii filtrate.

După terminarea filtrării se face mai întâi o prespălare a masei filtrante, prin introducere de apă în filtru în sens invers, după care masa este scoasă din filtru, destrămată și introdusă în aparatul de regenerare a masei filtrante.

Conducerea filtrării cu masă filtrantă este destul de simplă, însă este necesară o manoperă ridicată pentru regenerarea masei filtrante, iar cantitățile de bere amestecate cu apă rezultate la începutul și sfârșitul filtrării sunt mai mari.

6.2. Filtrarea cu plăci și cartoane filtrante

În multe cazuri, filtrarea cu kieselgur se completează cu o filtrare mai fină cu ajutorul filtrelor cu plăci filtrante, prin care se obține o creștere a stabilității coloidale și biologice a berii, sau chiar o filtrare sterilizantă a berii.

Filtrul folosit în acest scop este un filtru cu plăci metalice, care are aceeași schemă de circulație a berii ca și filtrul cu masă filtrantă, cu deosebirea că în locul turtelor de masă filtrantă se introduc cartoane filtrante.

O condiție importantă pentru reușita filtrării o constituie prelimpezirea berii prin filtrare cu kieselgur astfel încât filtrului cu plăci să nu-i rămână decât sarcina de a reține ultimele particule rămase în suspensie în bere. Dacă prefiltrarea este slabă are loc o creștere rapidă a presiunii, fiind necesară schimbarea deasă a cartoanelor filtrante.

În locul cartoanelor filtrante se mai folosesc astăzi și membrane filtrante confecționate din ester de celuloză, având o porozitate mult mai mare decât materialele convenționale de filtrare, astfel încât productivitatea acestora ajunge până la 200 hl/m2h. Spre deosebire de cartoanele filtrante, care acționează adsorbtiv și astfel duc la o scădere a spumării și plinătății berii, membranele filtrante au numai efect de reținere mecanică, astfel încât nu modifică însușirile berii. Asemenea membrane se montează în filtre speciale.

6.3. Filtrarea cu kieselgur

Principiul filtrării ci kieselgur constă în formarea unui strat filtrant de kieselgur prin colmatare inițială prin care se introduce apoi bere nefiltrată, în care se dozează în mod continuu o suspensie de kieselgur. Ca suport pentru stratul de kieselgur se pot utiliza cartoane din material celulozic, site metalice fine, lumânări ceramice sau din material poros.

În practică sunt cunoscute următoarele tipuri de filtre cu kieselgur:

filtre orizontale cu plăci verticale a căror suprafață de filtrare este de 75,6 m2;

filtre verticale cu plăci verticale;

filtre cu lumânări filtrante.

Fig.13. Filtrul cu lumânări:

1 – placă; 2- tablă perforată; 3 – lumânare; 4 – recipient anexă; 5 – cărucior – colector de nămol; 6 – partea inferioară a filtrului; 7 – dozator; 8 – pompă.

În cazul celui de-al treilea tip de filtru, elementul de filtrare pe care se depune stratul de kieselgur are aspectul unor lumânări așezate în poziție verticală (fig.21). Filtrul cu lumânări dispune de mai multe elemente filtrante fixate de către o placă 1. Tuburile constau din tablă perforată 2, învelită cu o spirală de sârmă. În fantele subțiri dintre aceste spirale are loc aluvionarea și filtrarea. Pe placă sunt fixate prin înșurubare lumânările în poziție verticală 3. Berea supusă filtrării este alimentată de către pompa 8, printr-o conductă legată de dozatorul 7 și pătrunde din partea inferioară din exterior spre lumânări. Filtrul este echipat cu 25÷700 lumânări. Lungimea lumânărilor este de până la 2m. Operațiile de filtrare și curățire a filtrului se desfășoară astfel:

în prima fază se formează stratul filtrant prin depunerea unei suspensii de kieselgur (grosier și mediu) pe elementele de filtrare (lumânări);

în a doua fază se realizează operația propriu-zisă de filtrare a berii, cu dozare de kieselgur (granulație fină) direct în bere, pe parcursul filtrării acesteia;

în a treia fază se evacuează conținutul filtrului cu ajutorul aerului sub presiune;

în a patra fază se face curățirea filtrului prin introducerea unui amestec de apă-aer care îndepărtează trubul depus pe lumânări;

în faza a cincea se face o spălare a filtrului în curenți turbulenți formați din apă-aer astfel ca toate impuritățile depuse pe filtru să fie eliminate.

Datorită numărului mare de lumânări și aranjamentului acestora în filtru, capacitatea de filtrare este foarte ridicată.

La sfârșitul filtrării are loc eliminarea berii reziduale prin suflare de aer, iar nămolul rămâne încă aderent de lumânări. Dintr-un recipient separat se debitează sub presiune un amestec de aer și apă în sens contrar cu cel de filtrare, trecând prin lumânări. În consecință nămolul cade în partea conică a filtrului și de aici, cu aer, este trecut într-un recipient colector, de unde poate fi evacuat cu un cărucior.

Avantajele filtrului cu lumânări constau în faptul că nu conține părți în mișcare, reducându-se astfel consumul de energie și uzura. Deservirea este ușoară, iar procesul poate fi automatizat (Berzescu, P., et al., 1985).

6.4. Limpezirea berii prin centrifugare

Este un procedeu folosit în special pentru prelimpezirea berii și mai rar pentru limpezirea berii. Se folosesc în acest scop separatoare centrifugale cu talere cu turația de 6000÷7000 rot./minut. Prin centrifugare se îndepărtează numai particulele din prima grupă, aflate în suspensie, fără ca să se modifice structura coloidală a berii.

Deservirea separatoarelor centrifugale este ușoară și nu are loc o amestecare a berii cu apă la începutul și sfârșitul filtrării.

Separatoarele centrifugale utilizate în prezent funcționează pe principiul autocurățirii de sedimentul separat.

Sedimentul care se separă din bere se poate evacua din toba separatorului prin două metode:

metoda descărcării discontinue automate totale sau parțiale;

metoda descărcării continue.

Dintre avantajele folosirii separatoarelor centrifugale se pot enumera:

drojdiile și alte particule aflate în suspensie sunt foarte rapid îndepărtate din bere;

pierderile de bere sunt minime, mai mici de 0,02%;

costul limpezirii este mic;

limpezirea berii poate fi controlată la un anumit nivel al turbidității.

7. ÎMBUTELIEREA BERII

Îmbutelierea berii este operația necesară în vederea asigurării acesteia de la locul de producție până la locul de desfacere-consum.

Cele mai răspândite ambalaje de îmbuteliere a berii sunt butoaiele și sticlele. Înainte de a fi trecută la umplerea sticlelor și butoaielor, berea filtrată este de obicei depozitată în tancuri de oțel inoxidabil unde se menține sub presiune pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon. Aceste tancuri sunt amplasate într-o încăpere specială situată în vecinătatea filtrelor și a instalațiilor de umplere și joacă rol de rezervoare tampon, compensând diferențele de capacitate care apar între filtrare și umplere. În acest fel, atât filtrarea cât și umplerea decurg liniștit și fără șocuri, iar berea filtrată mai poate fi încă odată analizată, în special în ceea ce privește conținutul în dioxid de carbon.

Tancurile de bere filtrată denumite și tancuri de „liniștire” sunt prevăzute cu sticle de nivel și scală gradată, astfel încât să se poată ține evidența berii filtrate, iar capacitatea unui tanc trebuie să corespundă la producția pe 2÷3 ore de umplere. Capacitatea tuturor tancurilor de bere filtrată trebuie să asigure producția de bere pe 1÷2 zile.

7.1. Îmbutelierea berii la butoi

Berea se îmbuteliază și se transportă în butoaie atunci când distanța de locul desfacerii este mare, precum și atunci când cererea de bere este mare, în special în perioada caldă și în zonele cu consum mare de bere.

Butoaiele de lemn de stejar au avut o pondere mare în comercializarea berii. Criza materialului lemnos de esență tare și manopera anevoioasă de întreținere a condus la apariția de butoaie metalice din aliaje de aluminiu și oțeluri inoxidabile.

În ultimul timp s-a răspândit utilizarea butoaielor de formă cilindrică executate din tablă de oțel inoxidabil numite „keg”. Acestea pot fi de 30 l și 50 l, grosimea pereților fiind de 1÷2 mm.

Acest tip de butoi este prevăzut cu un sistem complex denumit Sankey, instalat permanent, ce permite umplerea, golirea, curățirea și sterilizarea. Avantajele utilizării acestor butoaie sunt:

toate operațiile de transport și depozitare pot fi automatizate;

curățirea, sterilizarea și umplerea pot fi automatizate;

sunt vase închise cu detectarea automată a scurgerilor;

permit manipularea ușoară pentru distribuire, inclusiv posibilitățile unei goliri parțiale;

sunt necesare manipulări puține în timpul operațiilor de îmbuteliere, transport și golire a berii pentru consum;

butoaiele sunt returnabile când încă conțin un exces de presiune de dioxid de carbon;

este evitată contaminarea din mediul exterior.

Sistemul tip Sankey constituie o componentă a butoiului și se fixează prin înșurubare, iar în timpul transportului este protejat cu un capac de plastic.

Pentru a se evita pierderile în dioxid de carbon, atât la umplerea butoaielor cât și a sticlelor se folosește o instalație izobarometrică, care permite crearea în butoi sau în sticlă înainte de introducerea berii a unei suprapresiuni egală cu cea din rezervorul de bere al mașinii.

Instalația este formată dintr-un rezervor pentru bere, în care berea adusă de la filtrare se menține la o suprapresiune de 0,6÷1,5 at. Cu ajutorul aerului comprimat țeava dispozitivului de umplere este coborâtă la fundul butoiului de bere, etanșându-se în același timp vrana butoiului. Se deschide apoi conducta de aer, realizându-se astfel în butoi aceeași suprapresiune cu cea din rezervorul de bere. Prin manevrarea ventilului dispozitivului de umplere se închide admisia aerului comprimat în butoi și se deschide intrarea berii. Berea scoate treptat aerul din butoi, care se reîntoarce în rezervorul de bere. Când butoiul s-a umplut cu bere se observă trecerea berii prin lanterna de control și se întrerupe automat umplerea butoiului. Spuma care se formează în butoi în timpul umplerii este colectată în prinzătorul de spumă, iar berea rezultată din această spumă, care este contaminată, se aruncă periodic, efectuându-se dezinfecția prinzătorului de spumă.

După umplere se realizează dopuirea. Butoaiele metalice se închid cu un bușon filetat.

7.2. Îmbutelierea berii la sticle

Procesul tehnologic de îmbuteliere se realizează cu ajutorul utilajelor componente din linia de îmbuteliere. Acestea pot fi simple sau complexe, semiautomate sau automate și auxiliare.

Totalitatea utilajelor cu funcționare corelată pentru îmbutelierea berii, de regulă începând cu introducerea pe linie a buteliilor goale din depozitul de ambalaje până la predarea în depozitul de produs finit a produsului îmbuteliat, poartă denumirea de linie de îmbuteliere.

Din punct de vedere funcțional, liniile de îmbuteliere pot fi:

semimecanizate;

semiautomate;

automate.

Din punct de vedere al capacității de producție (Q), în butelii/h, liniile de îmbuteliere pot fi:

de capacitate mică, Q< 3000 butelii/h;

de capacitate mijlocie, Q = 3000÷12000 butelii/h;

de capacitate mare, Q = 12000÷36000 butelii/h;

de capacitate foarte mare, Q> 36000 butelii/h.

O linie tehnologică complexă de îmbuteliere bere se compune din:

mașini de depaletizare;

mașini de scos butelii din navete;

mașini de spălat navete;

mașini de spălat butelii;

ecran de control;

mașini de umplut;

mașini de închis butelii cu capace coroană;

mașini de pasteurizat;

mașini de etichetat;

mașini de introdus butelii în navete;

mașini de paletizat – depozitat.

Buteliile din sticlă pentru bere au culoarea verde sau brună, constituie ambalaj recuperabil. Buteliile de sticlă folosite în industria berii pot fi:

forma B, cu capacitatea nominală de 0,330 l;

forma E (Euro), cu capacitatea nominală de 0,500 l;

butelii de sticlă de 1 l.

Datorită procentului ridicat de spargere al acestora, la operațiile de spălare, îmbuteliere, capsare și chiar în timpul manipulării, precum și dificultăților de colectare, au apărut restricții la utilizarea acestora și înlocuirea lor cu cutii metalice.

Deoarece din circuit sticlele vin murdare este necesară spălarea și dezinfectarea lor înainte de umplere. Cele mai folosite mașini de spălat sunt de tip tunel. În timpul trecerii prin mașina- tunel, buteliile sunt supuse următoarelor operații:

trecerea prin mai multe băi cu agenți de spălare fierbinți;

spălarea cu sodă caustică fierbinte;

spălarea cu apă fierbinte;

spălarea cu apă rece;

clătirea cu apă proaspătă.

Ciclul de spălare durează 10÷15 minute. Se recomandă răcirea la o temperatură cât mai scăzută a sticlelor deoarece o diferență mare de temperatură între pereții sticle și berea rece care intră în sticlă duce la o spumare abundentă a berii și deci o pierdere de dioxid de carbon, sau chiar o pierdere de bere prin deversarea acesteia din sticlă.

Instalațiile pentru îmbutelierea berii la sticle funcționează pe principiul izobarometric (umplere la aceeași presiune), la fel ca și cel de îmbuteliere la butoi.

La umplere, o atenție deosebită trebuie acordată următorilor factori care pot influența negativ calitatea berii:

menținerea concentrației de dioxid de carbon în bere, care, la degajare produce spumarea puternică a berii;

absorbția minimă a oxigenului de către bere în timpul îmbutelierii;

reducerea intensității fenomenelor ce se petrec la suprafața de contact bere-aer.

În funcție de suprapresiunea la care se realizează umplerea, aceste aparate se pot împărți în două grupe:

aparate de joasă presiune, care lucrează cu o suprapresiune ceva mai mare decât presiunea de saturație a berii în dioxid de carbon și anume 0,8÷1,5 at.;

aparate de înaltă presiune, care lucrează cu o suprapresiune ridicată de umplere de 3÷8 at. Asemenea mașini, care trebuie să lucreze cu dioxid de carbon în locul aerului comprimat pentru a se evita impregnarea berii cu aer, se folosesc la umplerea berilor spumante, cu conținut ridicat de dioxid de carbon cât și în cadrul procedeului de umplere la cald.

În mod obișnuit se folosesc aparate de umplere de joasă presiune de diferite tipuri în funcție de firmele producătoare (Seitz, Nagema, Nama, Tehnofrig, ș.a.), la care menținerea suprapresiunii de umplere, se realizează de regulă cu aer comprimat și care funcționează automat.

Sticlele de bere spălate și controlate sunt aduse pe bandă la capetele de umplere ale mașinii, deasupra pistoanelor de susținere a sticlelor. Procesul de umplere se realizează în patru faze:

în prima fază pistonul pe care stă sticla se ridică cu ajutorul aerului comprimat și fixează sticla pe dispozitivul de umplere;

în cea de a doua fază se face umplerea sticlei cu aer din spațiul de aer al rezervorului de bere din mașină, prin rotirea unui robinet cu trei căi, care deschide conducta de aer;

în cea de a treia fază, printr-o nouă rotire a robinetului cu trei căi se închide conducta de aer și se deschide conducta de bere și cea de evacuare a aerului din sticlă; în acest fel sticla se umple până la înălțimea orificiului de evacuare a aerului;

printr-o nouă rotire înapoi a robinetului cu trei căi, se întrerupe legătura sticlei cu rezervorul de bere, sistemul de susținere a sticlei coboară, iar sticla plină cu bere este trecută la mașina de închis (capsulat).

Imediat după umplere se face închiderea sticlelor pentru a se evita pierderile în dioxid de carbon. În acest scop se pot folosi capsule metalice cu garnituri din plută sau masă plastică, pe care este indicată marca fabricii.

Capsularea se face cu ajutorul unei mașini speciale cu mai multe capete de închidere, iar capsulele pot fi sterilizate în prealabil cu radiații ultraviolete sau dezinfectate pentru a se evita contaminarea berii.

De la capsulare, sticlele de bere pot trece la pasteurizare în cazul anumitor sortimente, apoi la etichetare. Lipirea etichetelor se face cu ajutorul unor mașini speciale. La etichetare prezintă importanță atât calitatea hârtiei din care sunt confecționate etichetele cât și calitatea cleiului folosit.

Eticheta și etichetarea formează obiect de preocupare continuă, de recomandări și reglementări speciale.

Conform recomandărilor „Comitetului pentru etichetarea bunurilor alimentare din cadrul Comisiei Codes Alimentarius (FAO/OMS), etichetele trebuie să conțină următoarele mențiuni:

denumirea produsului;

lista ingredientelor;

conținutul net;

elementele de identificare a lotului și data fabricației;

termenul limită pentru consum;

numele și adresa producătorului, distribuitorului, importatorului sau exportatorului, țara de origine.

În condițiile fabricării unui număr mare de produse alimentare și de clasificare a fost nevoie de o codificare a acestora pentru identificare.

Pentru țările din Europa a fost adoptat sistemul „Codul european al articolelor” bazat pe un cod cu 13 caractere, cu următoarele specificații: primele două cifre indică țara de origine, cinci cifre indică furnizorul, cinci cifre produsul și ultima cifră este cifra de control.

Fiecare butelie este prevăzută cu cel puțin două etichete, eticheta pe corpul cilindric și eticheta pe gât, și, de asemenea, capul buteliei este învelit în folie de staniol (capișonat) într-o cromatică atractivă.

Pentru marcarea termenului de garanție pe butelii și cutii metalice se folosesc diferite dispozitive:

dispozitive de ștampilare pentru capacitatea de 60000 l/h;

dispozitive de ștanțare sau perforare pentru hârtia cu o singură față lăcuită, pentru capacități medii;

imprimante cu jet de cerneală;

metode de imprimare cu laser.

După etichetare, sticlele se ambalează în navete mecanizat și sunt trecute cu ajutorul transportoarelor cu role în depozitul de sticle pline, care este amplasat la nivelul solului, astfel încât navetele să fie ușor încărcate în mijloacele de transport. Temperatura depozitului trebuie să fie de 4÷100C.

7.3. Îmbutelierea berii în cutii metalice și în butelii de

material plastic

Folosirea cutiilor metalice la îmbutelierea berii prezintă următoarele avantaje:

nu se sparg;

sunt mult mai ușoare decât buteliile de sticlă;

pot fi depozitate și stocate ușor;

pot fi deschise ușor de consumator (fără instrumente de deschidere);

pot fi stocate ușor la consumatori;

sunt impermeabile la lumină, protejând astfel aroma berii;

berea poate fi supusă operației de pasteurizare în cutii închise;

cutiile metalice constituie cea mai economică cale de ambalare a berii.

Principalul dezavantaj îl constituie deformarea cutiilor goale. Cutiile de bere sunt alcătuite din două elemente (corp și capac) executate din tablă cositorită sau din tablă de aluminiu foarte pur, având capacitatea de 0,330 l și 0,500 l.

Buteliile pentru bere din material plastic sunt executate din PVC, dar cașerate cu clorură de poliviniliden, de culoare deschisă, transparentă, ce asigură o permeabilitate ridicată față de dioxid de carbon. Acestea sunt de formă cilindrică, cu fundul ușor bombat prevăzut cu cinci denivelări ce asigură stabilitatea în poziție verticală și rezistența mecanică necesară. Capacitatea buteliei este de 1,5 l. Avantajele folosirii acestora constau în:

ușurința de manipulare și deschidere;

masă proprie extrem de mică (goală cu dop – 50 g);

lipsa cioburilor;

lipsa modificării însușirilor organoleptice ale berii. Corespunzător acestor tipuri de butelii au apărut navete speciale pentru ambalarea buteliilor, precum și dispozitive pentru scoaterea și introducerea lor în navete.

Buteliile sunt folosite la liniile obișnuite de îmbuteliere a berii, au reglajele corespunzătoare ale capului de umplere, diferind doar tehnica de umplere.

8. Pasteurizarea berii

Pasteurizarea berii este operația tehnologică care are drept scop protejarea acesteia, pentru a putea fi conservată o perioadă mai mare de 30 zile, împotriva unei degradări biologice. Prelungirea duratei de păstrare a berii este realizată, în cazul pasteurizării, prin inactivarea microorganismelor capabile să se dezvolte în bere și respectiv inactivarea enzimelor, care pot cauza modificări chimice nedorite. Inactivarea microorganismelor din bere prin pasteurizare este favorizată de prezența în bere a unor substanțe naturale cu acțiune antimicrobiană, cum ar fi: alcoolul etilic, dioxidul de carbon, anumiți componenți din hamei, concentrația ionilor de hidrogen (pH-ul. Această operație se realizează prin încălzirea berii la temperatura de 600C și menținerea la această temperatură timp de minimum 20 minute.

Controlul eficienței pasteurizării berii se poate realiza pe cale microbiologică și pe cale enzimatică, ce constituie un procedeu mai rapid de control.

Se pretează pasteurizării, berea cu un grad avansat de fermentare și o bună stabilitate proteică. Instalațiile de pasteurizare folosite în industria berii funcționează pe unul din următoarele principii:

pasteurizare cu abur – se realizează prin introducerea de abur pentru încălzire directă într-o încăpere ermetic închisă în care au fost introduse sticlele de bere. În acest mod, timpul pentru atingerea temperaturii de pasteurizare este de 30 minute, iar berea este menținută la această temperatură timp de 60 minute, se efectuează apoi răcirea timp de 30 minute, instalația funcționând discontinuu;

pasteurizarea prin stropire – cu apă caldă la început, apoi fierbinte a sticlelor, până când acestea ajung la temperatura de pasteurizare, după care sunt răcite treptat. Procesul de pasteurizare se desfășoară în mod continuu, aceste instalații fiind de mare capacitate;

pasteurizarea în băi cu apă caldă se realizează prin transportul navetelor de bere, în flux continuu, înainte de etichetare, prin băi cu apă caldă;

pasteurizarea berii prin umplere la cald constă în pasteurizarea berii înainte de umplere și apoi îmbutelierea ei în stare fierbinte.

În practică se pot utiliza următoarele procedee de pasteurizare a berii:

pasteurizarea berii în sticle, cu ajutorul pasteurizatoarelor tunel;

pasteurizarea în flux (vrac) a berii cu ajutorul pasteurizatoarelor cu plăci, cu tragerea berii la rece, în condiții sterile sau cu îmbutelierea la cald a berii.

Pasteurizarea berii în sticle. Pentru reușita pasteurizării berii ambalate în sticle, este necesar ca temperatura apei de stropire să fie cu 50C mai mare ca cea de pasteurizare. Creșterea temperaturii până la temperatura de pasteurizare trebuie să se realizeze lent, cu 30C/minut, iar răcirea sticlelor cu bere pasteurizată cu 20C/minut, pentru a evita spargerea sticlelor. Utilizarea tunelului de pasteurizare prezintă dezavantajul că ocupă un spațiu de amplasare mare (3÷3,5 m2 pentru 1000 sticle/h) este scump, necesită un consum mare de energie (1,2 milioane kj/1000 sticle) și prezintă, de asemenea, riscul unei suprapasteurizări.

Pasteurizarea berii în flux („flash pasteurizator”) se efectuează cu ajutorul pasteurizatorului cu plăci, care necesită un spațiu relativ redus pentru amplasare și asigură, prin modul de concepție, un coeficient de recuperare a căldurii de 97% din energia utilizată la pasteurizare. Regimul de temperatură poate fi controlat cu strictețe. Berea iese din pasteurizator cu temperatura de 40C și poate fi apoi îmbuteliată. Menținerea saturației berii în CO2, în timpul pasteurizării, se efectuează cu ajutorul unei pompe de presiune înaltă, care asigură presiuni mai mari de 12 bar.

Pasteurizarea berii este obligatorie pentru unele tipuri de bere, ca de exemplu berea caramel și facultativă pentru celelalte tipuri de bere, blonde și brune.

Berea pasteurizată în sticle se poate păstra la temperaturi mai ridicate cuprinse între 4 și 200C.

Umplerea la cald a berii este o alternativă de stabilizare biologică a berii. Îmbutelierea la cald urmărește încălzirea berii la temperaturi corespunzătoare, cu cele de pasteurizare, respectiv la 68÷750C și umplerea în sticle, care după spălare nu mai sunt supuse răcirii. Pentru acest scop, sunt necesare mașini de umplut cu ventil, fără tuburi, fiindcă altfel s-ar produce o spumare puternică la presiunea mărită de umplere. Din cauza umplerii la cald, după răcire berea se contractă și în spațiul gol al sticlelor pătrunde dioxid de carbon, ceea ce îmbunătățește stabilitatea. Efectul este mărit prin preumplerea sticlelor cu dioxid de carbon. Ca dezavantaje al acestui procedeu se pot enumera mărirea proporției de spargeri de sticle, înrăutățirea calității berii datorită timpului mai îndelungat de menținere a acesteia la temperaturi mai ridicate. De asemenea, din cauza presiunii ridicate la umplere, solicitarea capsulelor este mai puternică, ceea ce conduce la creșterea pierderilor prin rezistență insuficientă la închidere. Buteliile de sticlă îmbuteliate la cald pot fi etichetate mai ușor și se răcesc în timpul depozitării. Avantajul principal al acestui procedeu constă în renunțarea la instalațiile de pasteurizare care ocupă un loc foarte mare și consumă cantități apreciabile de utilități.

Sterilizarea la rece a berii. Deoarece tratamentul termic pentru stabilizarea biologică implică riscul înrăutățirii calității berii, îndepărtarea microorganismelor din bere se poate realiza prin filtrare sterilizantă. Se utilizează în acest scop filtrarea cu membrane filtrante și cu filtre cu module. La filtrarea sterilizantă la rece trebuie să se respecte următoarele condiții:

sistemul să asigure o bună filtrabilitate a berii;

evitarea oricărei surse de contaminare, prin apă, CO2 sau aerul utilizat;

sistemul să poată fi igienizat și sterilizat. După filtrarea sterilizantă, berea trebuie astfel păstrată până la îmbuteliere încât să se evite orice contaminare, deoarece s-a constatat că în jur de 50% din contaminări au avut loc după filtrarea sterilizantă. În același timp trebuie să se asigure o îmbuteliere cât mai aseptică (recipiente sterile, îmbutelierea în absența aerului, etc.);

regenerarea chimică a elementelor de filtrare trebuie realizată cu multă atenție și numai o dată pe săptămână. La folosirea substanțelor alcaline și acizilor trebuie avut în vedere că elementele de filtrare confecționate din celuloză pot fi dizolvate, iar în cazul celor confecționate din polimeri sintetici se afectează potențialul zeta.

9. METODE SPECIALE UTILIZATE LA FABRICAREA BERII

9.1. Bere cu conținut redus în alcool

Obținerea berii cu conținut redus în alcool sau fără alcool s-a impus din următoarele considerente:

preferința unor consumatori pentru băuturile fără alcool din motive de sănătate;

restricțiile religioase ale unor populații, cărora religia practicată le interzice consumul de alcool sub orice formă;

realizarea de berii, acceptabile senzorial, pentru conducătorii auto sau pentru lucrătorii din industrii cu pericol mare de accidentare.

Îndepărtarea parțială sau totală a alcoolului din bere se poate realiza pe trei căi:

prin aplicarea unei tehnici de membrană (în principal osmoza inversă), dializă;

prin aplicarea unui tratament termic (evaporare, distilare);

prin restricționarea formării de alcool etilic în timpul fermentării mustului.

9.1.1. Îndepărtarea alcoolului prin tratament termic

În mod normal, alcoolul din bere se evaporă la 78,30C (punctul de fierbere), iar apa la temperaturi ≥ 1000C în condiții de presiune normală (1bar).

La evaporarea alcoolului la presiune atmosferică au loc modificări importante în bere; de aceea se lucrează în condiții de depresiune, la o presiune absolută de 0,04÷0,2 bar, când temperatura de evaporare a alcoolului este de 35÷550C.

Tipurile de evaporatoare mai des utilizate sunt:

evaporatoare cu film descendent și ascendent;

evaporatoare cu plăci;

evaporator cu film expandat Alfa-Laval;

evaporator RTC.

Evaporatoare cu film descendent. Acestea sunt foarte des utilizate și sunt formate din fascicule de țevi în care lichidul curge descendent în film subțire. Separatorul de lichid/vapori este montat lângă aparatul de evaporare propriu-zis. Alimentarea cu lichid a evaporatorului se realizează pe la partea superioară cu ajutorul unei pompe, lichidul de evaporat (de concentrat) scurgându-se apoi într-un film subțire pe suprafața interioară împreună cu vaporii degajați de produs (vaporii de alcool). Amestecul de lichid și vaporii de alcool intră tangențial în separatorul de lichid/vapori, unde are loc separarea vaporilor de alcool și eliminarea lor, aceștia fiind trecuți la un condensator tubular care este pus sub vid. Prin trecerea în continuare a berii parțial dezalcoolizate într-un alt evaporator se ajunge ca în final berea să conțină 0,03 % vol. alc.

Evaporatorul cu plăci. Acest aparat poate realiza concentrări de la 11% s.u. la 72% s.u., având un debit de evaporare de 12500 kg/h. Evaporatorul poate fi dotat cu sistem de recuperare a aromelor și cu sistem de răcire a concentratului. Încălzirea se face cu apă caldă, care circulă cu viteză mare în contracurent cu produsul ce urmează a fi concentrat.

Distilare sub vid

Berea ce urmează a fi dezalcoolizată este încălzită într-un schimbător de căldură cu plăci până la temperatura de 450C, după care intră într-un vas de expansiune unde se degajă compușii volatili din bere, inclusiv o parte din alcool. Berea este apoi trecută într-o coloană de vacuum, unde se evaporă alcoolul la 400C. Alcoolul este apoi condensat într-un condensator de amestec, care este pus sub vid, condensarea efectuându-se cu apă rece.

Această metodă de dezalcoolizare a berii este mai puțin utilizată, deoarece se lucrează cu temperaturi mai mari care scad calitatea berii.

9.1.2. Restricționarea producerii de alcool

Acest procedeu se caracterizează prin întreruperea fermentației alcoolice, ce se poate realiza respectând una din următoarele condiții:

fermentarea să se realizeze cu drojdii speciale;

să se adopte procesul de contact la rece a drojdiilor cu mustul de bere;

să se întrerupă fermentarea la un conținut de 0,5% alcool în bere;

să se folosească drojdii imobilizate.

Folosirea de drojdii speciale

Se poate folosi de exemplu, drojdia din specia Saccharomyces ludwigii care fermentează glucoza și fructoza, dar nu și maltoza. În aceste condiții, conținutul de alcool din bere rămâne sub 0,5%, însă berea are gust dulce din cauza conținutului ridicat în celelalte zaharuri rămase nefermentate, în principal maltoza.

Procesul de însămânțare la rece a mustului cu drojdii

Mustul de bere este răcit la – 20C și este însămânțat cu maiaua de drojdii, folosind barbotoare cu dioxid de carbon. În acest caz, drojdia, timp de 1÷2 zile, nu produce alcool etilic, dar produce compuși de aromă. Procedeul s-a îmbunătățit prin folosirea de drojdii imobilizate care prezintă următoarele avantaje:

la fermentare nu se formează biomasă de drojdie;

faza de inițiere a fermentației este rapidă;

posibilitatea de a controla formarea de produși secundari ai fermentației alcoolice.

Întreruperea fermentației

Mustul de bere utilizat, cu un conținut în extract de 9÷11% și o cantitate mai redusă de hamei este însămânțat cu drojdie și fermentat numai până la 0,5% alcool. Oprirea fermentației se poate face prin:

separarea centrifugală a drojdiei;

filtrare sterilizantă pentru îndepărtarea drojdiei;

pasteurizare pentru distrugerea drojdiei.

În continuare, berea este maturată 10 zile la temperatura de 0÷10C, după care este filtrată, impregnată cu dioxid de carbon, stabilizată coloidal și sterilizată.

Folosirea drojdiilor imobilizate

Se folosesc drojdii imobilizate pe sticlă macroporoasă sinterizată (Siron). Drojdia este imobilizată în porii ramificați ai acestui material poros și poate funcționa pentru o perioadă mare de timp. Din când în când, drojdia este spălată cu ajutorul unor substanțe chimice, suportul devenind din nou apt pentru imobilizare, după neutralizare.

9.2. Fabricarea berii din must concentrat

În acest caz se pleacă de la un must cu o densitate mai mare decât cea normală, diluția cu apă putând avea loc înainte sau după fermentație până la conținutul de extract dorit. Metoda se aplică în cazul în care capacitatea de producție a fabricii este mică și se dorește a fi depășită.

Pentru creșterea extractului se poate adăuga sirop de zahăr sau sirop de porumb (sirop de amidon). Siropurile trebuie adăugate cu circa 10 minute înaintea terminării fierberii mustului. Cel mai indicat, este utilizarea extractului de malț, concentrat sub vid, care se adaugă în must, deoarece are compoziție similară cu a mustului.

Pentru a nu se depăși nivelul de produși secundari în berea care se diluează, este necesar ca mustul să aibă un extract de 14÷15%.

Adaosul de apă după fermentare se face înainte sau după filtrarea berii.

10. BEREA CA PRODUS FINIT

Berea este o băutură alcoolică nedistilată, spumantă, saturată natural cu dioxid de carbon, cu gust și aromă caracteristice. Din punct de vedere chimic, berea este un sistem coloidal.

10.1. Indicatorii de calitate ai berii

Calitatea berii poate fi apreciată atât prin teste organoleptice, cât și prin analize fizico-chimice. Analizele fizico-chimice, mult îmbunătățite în ultimul timp prin progresele înregistrate sub aspectul reproductibilității, al sensibilității și rapidității, servesc mai mult pentru controlul în diverse faze ale procesului tehnologic, ele trebuind să fie completate cu metodele organoleptice, pentru a avea o imagine de ansamblu asupra însușirilor produsului finit.

10.1.1. Indicii fizici ai berii

Vâscozitatea berii variază între limitele 1,5÷2,2 cP, la temperatura de 150C, fiind influențată de: conținutul în dextrine, substanțe proteice macromoleculare, cât și de substanțele gumoase.

Tensiunea superficială este influențată de conținutul în alcool, proteine, glucani, glicerină și, nu în ultimul rând, de cantitatea de substanțe amare din hamei.

PH-ul poate înregistra valori cuprinse între 4,3 și 4,6, valorile mici favorizând stabilitatea și gustul berii, iar valorile mari ne dau informații cu privire la desfășurarea necorespunzătoare a procesului de fierbere sau utilizarea unei ape de o compoziție necorespunzătoare.

Potențialul de oxido-reducere redat prin valoarea rH, constituie un indicator indirect al conținutului de oxigen, urmărindu-se obținerea unor valori mici, care să influențeze pozitiv stabilitatea berii. În condiții normale de producție se pot atinge valori de până la 10, pentru acest parametru, în timp ce în condițiile înglobării unor cantități excesive de oxigen, valorile pot crește până la 20. Fluctuația valorii rH-ului poate fi prevenită prin reglarea echilibrului dintre dienoli și dicetone, substanțele reducătoare conținute de bere protejând-o față de oxidare.

Utilizarea unui malț cu o solubilizare avansată și uscat la temperaturi ridicate permite obținerea unor beri cu conținut ridicat de melanoidine și polifenoli, cu putere considerabilă de reducere, prevenindu-se astfel oxidările nedorite. Echilibrul poate fi îmbunătățit prin adaos de vitamina C, bisulfiți sau reductone ale hidraților de carbon.

10.1.2. Indicatorii senzoriali ai berii

Spuma

Spuma, capacitatea de spumare și persistența spumei deosebesc berea de alte băuturi. O spumă bună, frumoasă, albă și stabilă în timp ne dă garanția calității berii și reflectă faptul că s-a lucrat corect. Caracteristicile spumei sunt: volumul, densitatea și persistența.

Volumul spumei depinde de conținutul în dioxid de carbon și de cantitatea de substanțe cu acțiune tensioactivă. Degajarea lentă a dioxidului de carbon, în bule mici și uniforme, se explică prin legarea lui de coloizii din extract: dextrine, proteine, rășini amare din hamei.

Persistența spumei depinde de gradul de dispersie a substanțelor coloidale din bere, care formează o peliculă rezistentă în jurul bulelor de dioxid de carbon. Persistența spumei este favorizată de rășinile amare din hamei și de substanțele cu azot, complexe, dar este diminuată de prezența grăsimilor și doza de alcooli superiori. Berea trebuie să facă spumă multă și persistentă, să fie limpede și strălucitoare, păstrându-și aceste calități un timp cât mai îndelungat.

Capacitatea de spumare și stabilitatea spumei constituie caracteristici importante. Cu cât tensiunea superficială este mai redusă, cu atât persistența spumei este mai bună. Un conținut ridicat de dioxid de carbon în bere dă o spumă mai puțin stabilă, dar cu persistența crescută. Totodată, persistența spumei poate fi mărită cu cât capacitatea de difuziune a gazului este mai mică.

Stabilitatea spumei poate fi îmbunătățită prin micșorarea tensiunii superficiale sau prin formarea de coloizi complecși, dar poate fi influențată negativ prin fenomene de oxidare, mărirea dispersiei, precum și prin procesele de evaporare de suprafață.

Anumiți componenți ai materiilor prime sau ai produselor finite, cât și anumite operațiuni în decursul procesului tehnologic pot influența fie pozitiv, fie negativ stabilitatea spumei. Influențe slabe sau neconcludente asupra însușirilor de spumare a berii se constată și din partea compoziției sau durității apei, soiului de orz sau condițiilor pedoclimatice de cultură (cu excepția conținutului de proteine), adaosului de siropuri, duratei de fierbere, eliminării trubului la rece, etc.

Indiferent de metodele aplicate pentru îmbunătățirea spumei și a capacității de spumare (introducerea de cantități mici de săruri de fier bivalent, folosirea de agenți reducători, administrarea de compuși proteici macromoleculari și săruri metalice sau alginați și derivați ai acestora) se poate concluziona că atingerea obiectivului este însoțită, de cele mai multe ori, de înrăutățirea gustului.

Culoarea

Culoarea este un indicator foarte important, impus de tipul de bere ce trebuie obținut și care reflectă cel mai pregnant respectarea operațiunilor din decursul procesului tehnologic, precum și influența materiilor prime și a materialelor adăugate.

Astfel, la o bere blondă, uzuală, cu un conținut de extract de 12%, evoluția culorii, exprimată în unități EBC, pe parcursul procesului tehnologic ar fi următoarea: 4,2 unități EBC la plămădire; 5,8 unități EBC la filtrare; 7,5 unități EBC la începutul fierberii; 12 unități EBC la terminarea fierberii și 9,2 unități EBC în berea finită. Se relevă astfel faptul că, cea mai accentuată creștere apare în decursul procesului de fierbere, mai ales când, din motive mai mult sau mai puțin obiective, nu decurge conform parametrilor impuși.

Dintre aspectele ce trebuie luate în considerare ca având influență negativă asupra culorii berii se pot cita: malțul, ca materie primă de bază, prin conținutul de proteine, solubilizare și temperatura de uscare; hameiul, prin conținutul de substanțe tanante; apa de brasaj, prin valoarea alcalinității reziduale; metoda de măcinare (uscată sau umedă); compoziția mustului, sub aspectul pH-ului, al conținutului de azot solubil și al polifenolilor.

Gustul și aroma berii

Independent de tipul de bere, o condiție primordială o reprezintă puritatea și constanța acestuia. Se pune accent, în special, pe evitarea prezenței de gusturi străine, cum ar fi cel de trub, de drojdie sau cele care apar în urma utilizării de materii prime necorespunzătoare sau de tehnologii inadecvate. La impresia generală de gust contribuie mai multe caracteristici, dintre care mai importante sunt: plinătatea gustului, perlarea și ultima senzație.

O bere de calitate superioară trebuie să aibă un gust și miros caracteristic de malț și hamei, un caracter de prospețime și efect răcoritor datorită acizilor organici, a fosfaților și a dioxidului de carbon. Gustul trebuie să fie curat și plăcut, fără gusturi străine, îmbinând armonios gusturile dulce, amar, acid-aromat, caracteristic fiecărui tip de bere. Gustul plin al berii depinde de cantitatea de extract. Dacă berea este saturată în dioxid de carbon, nu se percep gusturile străine.

În practică, se consideră că gustul și aroma sunt determinate de:

concentrația inițială a mustului de malț;

compoziția mustului de malț;

tipul de malț folosit (inclusiv calitatea);

doza și soiul de hamei folosit;

cultura pură de drojdie.

Gusturile străine sunt datorate, în special:

trubului;

culturii de drojdie;

materiei prime de calitate inferioară;

deficiențelor în desfășurarea procesului tehnologic;

lipsei de igienă.

Plinătatea sau prima senzație se percepe împreună cu aroma berii și este dependentă de concentrația mustului primitiv, degradarea proteică din timpul malțificării, compoziția extractului, în special de raportul dintre dextrine și celelalte componente, de modul cum a decurs procesul de fermentare și, nu în ultimul rând, de mărimea particulelor coloidale. S-a stabilit chiar o anumită corelație între plinătatea gustului și capacitatea de spumare, dar afirmația precum că o bere cu un grad redus de fermentare, deci mai bogată în dextrine, determină o plinătate deosebită este nefondată.

Perlarea este impresia senzorială percepută odată cu degajarea bulelor de dioxid de carbon și la conturarea acesteia contribuie, în special compoziția apei, pH-ul berii, prezența substanțelor cu acțiune tampon (în special fosfați). Componenții trebuie să fie într-un echilibru favorabil cu conținutul de dioxid de carbon, prin legături coloidale de o anumită formă. Prin deplasarea echilibrului, chiar și în cazul unei cantități mari de dioxid de carbon, poate apărea o senzație de gust înțepător, în special în prezența unor cantități mici de coloizi și a unei vâscozități reduse a berii. O maturare intensă la temperaturi scăzute favorizează perlarea.

Ultima senzație sau gustul final al berii este determinat de amăreala, conferită de produsele de hamei utilizate. În funcție de prezența anumitor substanțe proteice sau tanante, precum și a substanțelor rezultate din metabolismul drojdiei, amăreala poate fi parțial mascată sau deformată. În cazul sortimentelor de bere blondă, amăreala iese în evidență ca ultimă senzație, în special la berea tip Pilsen, pe când la sortimentele de bere brună gustul final trebuie să fie predominat de aroma de malț prăjit, după cum la berea de tip caramel se evidențiază gustul de zahăr caramelizat.

Persistența și finețea gustului amar sunt caracteristice specifice diferitelor tipuri de bere. Astfel:

la berea blondă amăreala iese în evidență ca ultimă senzație (în special la berea Pilsen);

la berea brună, gustul amar iese în evidență la începutul degustării, gustul final predominant fiind cel de malț prăjit;

la berea caramel, gustul predominant este cel de zahăr caramelizat;

la berea engleză (tip Ale, de fermentație superioară), predominant este gustul de vin;

la berea „Lambic” se remarcă o aciditate specifică.

Valoarea nutritivă

Valoarea nutritivă a berii, indiferent de tipul acesteia, la o concentrație a mustului primitiv de 12%, este de aproximativ 450 kcal/l, provenind în proporție de 50% din alcool la sortimentele de bere brună și în proporție de 75% la tipurile de bere blondă. Alcoolul nu poate fi considerat element nutritiv, deși contribuie cu 17,1 kcal/g, deoarece nu contribuie la formarea de noi țesuturi. În schimb, extractul, ce furnizează 3,8 kcal/g, împreună cu fosfații și vitaminele constituie substanțe ușor digestibile și împreună cu alcoolul exercită acțiuni de hidratare a țesuturilor și de natură diuretică. Ansamblul componentelor și, în special, dioxidul de carbon conferă un efect răcoritor și de stimulare a digestiei. Extractul, drept component de bază al valorii nutritive, compus din hidrați de carbon ușor asimilabili, alături de cantități reduse de aminoacizi esențiali și peptide micromoleculare împreună cu substanțele minerale, în special fosfați, și componenți ai complexului vitaminic B măresc capacitatea de suportare de către organism a alcoolului înglobat, favorizându-se totodată funcțiile ficatului.

Berea nu trebuie servită la temperaturi foarte mici, deoarece aroma berii nu mai poate fi apreciată corect. Specialiștii din industria berii susțin că temperatura optimă este de 100C, cu variații de plus-minus 2÷30C. Berea se toarnă în pahare prelins și nu de la înălțime, pentru a nu elibera prematur CO2. Se recomandă să se folosească pahare cu capacitate mai mică, iar consumarea berii din pahar să se facă în maximum 3 minute.

Specialiștii recomandă ca berea să nu fie expusă la lumină, pe rafturi apropiate de surse de lumină sau în frigidere luminate în interior. Unii specialiști susțin că o bere bună are cât mai puține arome posibil, ea trebuie să fie limpede, să aibă spumă și să prezinte toate caracteristicile tipului de bere căruia îi aparține.

10.1.3. Compoziția chimică

Compoziția chimică a berii este determinată de însușirile materiilor prime sau de procesul tehnologic și de tipul de bere avut în vedere.

Cantitativ, principalele componente ale berii sunt:

apa;

extractul nefermentat;

alcool etilic și o mare varietate de compuși chimici care contribuie la însușirile senzoriale și la valoarea nutritivă a berii.

Deoarece este vorba de un proces de fermentare alcoolică, berea se va caracteriza prin conținutul de alcool etilic, care poate ajunge până la 6%. Aceasta depinde de concentrația mustului primitiv și de gradul de fermentare avut în vedere. Deoarece nu are loc o fermentare completă, rămâne în bere un conținut de extract nefermentat ce poate fi de până la 5%.

Alcoolul etilic care rezultă din fermentația alcoolică reprezintă cca. o treime față de extractul primitiv caracteristic acelei beri sau chiar mai mult, la berile cu grad mare de fermentare. Berile nutritive și cele brune, care au grad de fermentație mai scăzut, au un grad alcoolic mai scăzut.

Conținutul în alcool etilic este dat, pentru câteva sortimente de bere, în tabelul 9.

Conținutul în extract al berii poate fi determinat și exprimat ca extract real sau extract aparent. Extractul real reprezintă totalitatea substanțelor nevolatile din bere, provenite din extractul supus fermentării.

Tabelul 9

Conținutul în alcool etilic și extract al unor sortimente de bere

Tipurile de bere slab alcoolice conțin 0,5÷1,5% alcool, cele comune obținute dintr-un must primitiv cu un extract de până la 10 %, au 2÷3% alcool, iar proporția cea mai mare de bere de fermentație inferioară o constituie produsele cu 3÷4% alcool. La berea dietetică se ajunge până la 5 %, iar la așa zisele beri tari conținutul în alcool ajunge la 6÷7%.

Conținutul de CO2 nu este condiționat de procesul de fermentare, ci de temperatura de depozitare și de contrapresiunea impusă la maturare. Conținutul de CO2 poate ajunge până la 0,5%.

În bere se găsește în special apă, al cărei conținut poate ajunge până la 92%.

În urma procesului de fermentație rezultă în afară de alcool și produse secundare volatile și nevolatile. Ca subprodus nevolatil, în proporția cea mai mare se găsește glicerina, în cantități de până la 1,6 g/l bere.

Dintre subprodusele volatile se întâlnesc:

alcooli superiori prezenți în cantitate de 50÷150 mg/l;

acizi organici volatili, cum ar fi acidul acetic, în cantitate de 120÷200 mg/l;

esteri, în cantitate de 20÷70 mg/l;

aldehide, în cantități mai mici, de 10 mg/l.

Ca produse secundare ale procesului de fermentare, de metabolism a drojdiei se pot considera vitaminele B1, B2, B3, B6, nicotinamida, acidul pantotenic.

Extractul din bere se compune din: 80÷85% hidrați de carbon; 6÷9% substanțe azotoase; 3÷5% glicerină; 3÷4% substanțe minerale; 2÷3% substanțe amare, tanante și colorante; 0,7÷1% acizi organici.

Hidrații de carbon sunt constituiți din : 60÷75% dextrine; 20÷30% mono, di și trizaharide; 6÷8% pentozani.

Hidrații de carbon fermentescibili se compun în special din maltoză și maltotrioză în raport de 60/40%. Dintre pentozani predomină arabinoza, xiloza, riboza.

Substanțele azotoase au un rol deosebit în stabilitatea fizico-chimică, spumarea și gustul berii. Aceste cantități se găsesc în cantități de circa 700 mg/l, predominând compușii micromoleculari care se pot regăsi în concentrații de până la 440 mg/l. Dintre fracțiunile macromoleculare prezente în cantități de până la 140 mg/l se găsesc cele cu conținut de azot coagulabil, de până la 25 mg/l.

Substanțele polifenolice provin în proporție de circa 2/3 din malț și 1/3 din hamei. Conținutul lor ajunge la 150 mg/l, din acestea predomină antocianii care se găsesc în cantități de 50÷70 mg/l. Substanțele amare provenite din hamei variază în limite largi în funcție de tipul de bere, între 15 și 50 mg/l.

10.2. Tipurile de bere

Berea este fabricată în mii de sortimente care, după culoare și drojdia utilizată la fabricarea lor se pot clasifica în câteva tipuri principale.

după culoare, berea poate fi:

de culoarea deschisă (blondă);

de culoare închisă (brună),

cu nuanțe diferite în cadrul fiecărui tip;

după drojdia utilizată la fermentare:

bere de fermentație inferioară;

bere de fermentație superioară.

În cadrul fiecărui tip se disting sortimentele de bere, după concentrația în extract a mustului primitiv, după gradul de fermentare, după intensitatea gustului amar.

Berile de fermentație superioară sunt obținute prin fermentare la 15÷250C, cu drojdii de fermentație superioară care produc cantități mai mari de produși secundari de fermentație decât drojdiile de fermentație inferioară, îndeosebi esteri. Au un gust și o aromă mai pronunțate de fructe și flori. Principalele beri de fermentație superioară sunt fabricate în Marea Britanie (Ale, Porter, Stout) în Germania (beri din grâu = Weizenbiere, berea albă = Weissbier, Altbier, Kölsch) și în Belgia (Lambic, Geuze, Trappist, beri albe = White beers).

Berile de fermentație inferioară sunt fabricate numai în ultimul secol. Sunt cele mai răspândite tipuri de bere, sub formă de beri filtrate limpezi, limpiditatea cristalină a acestor beri fiind principalul criteriu de calitate. Principalele tipuri de bere de fermentație inferioară, produse pe plan mondial, sunt:

berile de tip Pilsen sunt caracterizate de extractul mustului primitiv de 11,5÷11,7% și foarte rar peste 12%. Au conținutul în alcool de 4,8÷5,1%. O caracteristică a acestor beri trebuie să fie gustul și aroma fină de hamei;

Budweiser – provine din Cehia. Sunt beri cu un conținut în extract al mustului primitiv de 12%, cu un gust moale catifelat. Sunt fabricate mult în Europa, dar au devenit apreciate și în S.U.A.;

„Lager beer” – sunt beri îndeosebi de culoare deschisă, cele mai larg răspândite. Au conținut mai mare de alcool 5,0÷5,2%, cu o aromă de malț mai pronunțată și o aromă de fermentație mai intensă;

berile de „export”, mult fabricate în Germania, sunt în general beri blonde, cu extractul primitiv 12,5÷13,5%, un conținut în alcool de 4,8÷5,9%, aromă și un gust amar de hamei mai slabe ca la berile Pilsen.

Berile speciale sunt fabricate, de obicei, pentru un cerc mai restrâns de consumatori, cărora li se adresează în mod special: beri dietetice, beri nutritive, beri cu conținut scăzut în alcool și beri fără alcool.

Berile dietetice sunt destinate, de obicei, diabeticilor. Sunt produse din musturi cu extractului mustului primitiv de 9,0÷9,5%, cu un grad final de fermentare de 99%.

Berile nutritive sunt beri cu un conținut redus în alcool (1,5%) sau fără alcool (0,5%), cu un grad de fermentare, după sortiment, de 8÷10% sau maximum 25÷30%.

Berile cu conținut scăzut în alcool (1,5÷2,5%) pot fi obținute prin mijloacele pe care le-am prezentat în cadrul capitolului 9. Berea fără alcool trebuie să fie stabilă din punct de vedere coloidal. În timpul îndepărtării alcoolului etilic, sunt îndepărtate și substanțele de aromă, ceea ce face ca aceste beri să difere din punct de vedere senzorial de berile normale. Există procedee de recuperare a substanțelor de aromă și de adăugare a concentratelor de aromă obținute în berea dezalcoolizată.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

Banu, C., et al., 1992 – Progrese tehnice, tehnologice și științifice în industria alimentară, vol.I, Editura Tehnică, București

Banu, C., et al., 1992 – Progrese tehnice, tehnologice și științifice în industria alimentară, vol.I, Editura Tehnică, București

Banu, C., et al., 1998 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, Editura Tehnică, București

Banu, C., et al., 1999 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București

Banu, C., et al., 2000 – Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică, București

Banu, C., et al., 2000 – Tratat de știința și tehnologia malțului și a berii, Vol. I, Editura AGIR, București

Banu, C., et al., 2001 – Tratat de știința și tehnologia malțului și a berii, Vol. II, Editura AGIR, București

Berzescu, P., et al., 1981 – Tehnologia berii și a malțului, Editura Ceres, București

Berzescu, P., et al., 1985 – Utilaje și instalații în industria berii și a malțului, Editura Ceres, București

Cojocaru, C., 1972 – Tehnologia fabricării malțului și berii, Editura Didactică și Pedagogică, București

Cojocaru, C., 1969 – Procedee tehnologice în industria fermentativă, Editura Tehnică, București

Dabija, A., 2001– Orzul – materie primă pentru fabricarea malțului în industria berii, în revista Cereale și plante tehnice, nr. 10, pag. 3-13

Dabija, A., 2001 – Hameiul – materie primă pentru industria berii, în revista Cereale și plante tehnice, nr. 11, pag. 1-10

Dan, Valentina, 1991 – Controlul microbiologic al produselor alimentare, Universitatea Galați, 1991

Dan, V., 2001 – Microbiologia alimentelor, Editura Alma, Galați

Dumitrescu, H., et al., 1997 – Controlul fizico-chimic al alimentelor, Editura Medicală, București

Drăghici, L., et al., 1975 – Orzul, Editura Academiei, București

Hopulele, T., 1980 – Tehnologia berii, spirtului și a drojdiei , vol. I, Universitatea Galați

Ioancea, L., 1986 – Mașini, utilaje și instalații în industria alimentară, Editura Ceres, București

Kunze, W., 1996 – Technology brewing and malting, VLB, Berlin, 1996

Macovei, V. M.. 2000 – Caracteristici termofizice pentru biotehnologie și industrie alimentară, tabele și diagrame, Editura Alma, Galați

Moll, M., 1991 – Beers and Coolers, Editura Lavoisier, Paris

Pavlov, C.F., et al., 1981 – Procese și aparate în ingineria chimică, București

Rășenescu, I., et al., 1987 – Lexicon – Îndrumar pentru industria alimentară, vol. I, Editura Tehnică, București

Rășenescu, I., et al., 1988 – Lexicon – Îndrumar pentru industria alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București

Rusănescu, N., Theiss, F., 1991 – Breviar – date și formule pentru industria berii, Editura Mirton, Timișoara

Salontai, Al., et al., 1983 – Cultura hameiului, Editura Ceres, București

Salontai, A., et al., 1996 – Hameiul-orzul și berea, Editura ICPIAF, Cluj-Napoca

Stroia, I., Biriș, S., 1995 – Utilaje pentru industria alimentară fermentativă, Universitatea Politehnică București

Stroia, I., 1998 – Factori care determină calitatea malțului, Universitatea Politehnică București

Stroia, I., et al., 1998 – Utilaje pentru industria malțului și a berii, Editura Cison, București

*** Ghidul berii, 2001-2002, House of Guides, București

*** Revista berarilor, revista Asociației Producătorilor de Bere din România

*** Standard de ramură nr. 4230/1997