Șef lucrări dr. Liviu GIURGIULESCU [303316]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ NAPOCA

CENTRU UNIVERSITAR NORD DIN BAIA MARE

FACULTATEA DE ȘTIINȚE

DEPARTAMENTUL DE CHIMIE ȘI BIOLOGIE

Specializarea: INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

LUCRARE DE LICENȚĂ

Conducator științific:

Șef lucrări dr. Liviu GIURGIULESCU

Absolvent: [anonimizat]

2019

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ NAPOCA

CENTRU UNIVERSITAR NORD DIN BAIA MARE

FACULTATEA DE ȘTIINȚE

DEPARTAMENTUL DE CHIMIE ȘI BIOLOGIE

Specializarea: INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

COMPARAȚIE ÎNTRE PATRU TIPURI DE BERE

Conducator științific:

Șef lucrări dr. Liviu GIURGIULESCU

Absolvent: [anonimizat]

2019

Cuprins

INTRODUCERE

PARTEA TEORETICĂ

Capitolul I. Aspecte teoretice

Compoziția chimică a berii, malțului, mustului

Orzul

Hameiul

Apa

Înlocuitori de malț

Microbiologia berii

Alterările microbiene ale berii

Dezvoltarea drojdiilor de cultură

Dezvoltarea drojdiilor fermentative de contaminare

Alterările bacteriene

Capitolul II. Aspecte tehnologice

2.1.Utilaje si instalații în industria berii și malțului

Fermentarea mustului de bere

2.1.1. Fermentarea primară

Linul de fermentare

Tancul de fermentare

Tancul pentru fermentarea primară sub presiune

2.1.2. Tancul pentru maturarea berii

2.1.3. Recipientele de mare capacitate

2.1.3.1 Recipiente cilindrice orizontale

2.1.3.2 Recipiente cilindrice verticale

2.1.3.3 Tancul cilindroconic vertical

2.1.3.4 Tancul sferic

2.1.4. Dispozitivul de reglare a presiunii

2.1.5. Fermentarea continuă

2.1.6. Purificarea și recuperarea drojdiei

2.1.6.1 Recipientul pentru păstrarea drojdiei

2.1.6.2 Recipientul pentru însămânțarea drojdiei

2.1.6.3 Uscătorul de drojdie

2.1.6.4 Instalația de culturi pure de drojdie

2.2. Schema tehnologică de obținere a brasajului

2.3. Bilanț de materiale

CONTRIBUȚIA AUTORULUI

Capitolul III. Aspecte practice

3.1. Analiza organoleptică a berii

3.2. Determinarea aciditații la bere

3.3. Determinarea culorii la bere

3.4. Determinarea bioxidului de carbon

3.5. Studiu privind utilizarea enzimelor α-amilaza si glucoamilaza

în tehnologia berii

3.6. Intensitatea colorantă

3.7. Nuanța sau tenta

CONCLUZI

BIBLIOGRAFIE

DECLARAȚIE

ANEXE

INTRODUCERE

Berea este o băutură alcoolica obținută din 4 produse naturale: [anonimizat], hamei și apă. Aceasta are aproximativ 5% alcool; așa-numita bere fără alcool are înte 0 și 0,5% alcool. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Bere]

Aceasta a apărut acum cca. 6.000 de ani. Vine cel mai probabil de la pâine care s-a udat și a [anonimizat] a apărut procesul de fermentare. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Bere]

[anonimizat] o [anonimizat]. [anonimizat]. [ https://ro.wikipedia.org/wiki/Bere]

Considerată, de-a [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]. A fost, [anonimizat]. [anonimizat], a ajuns la concluzia că berea a [anonimizat], [anonimizat] a avea din ce să consume această minunată licoare. Cercetătorii englezi mai susțin că au fost identificate și desene care reprezintă scene de familie, în care femeile se ocupau cu producerea berii, în timp ce bărbații strângeau materia primă. [Diacon, 2009]

Pentru început, berea nu era băută de oameni, ci considerată băutura divină și ca atare oferită ofrandă pentru zeița fertilității. De altfel, un poem închinat zeiței Ninkasi, patroana fermentării, descria procesul tehnologic, care avea la bază pâinea de secară. [Diacon, 2009]

Fenicienii au fost cei care au extins arta produceri și plăcerea de a consuma bere in Europa mediteraneeană și atlantică prin intermediul coloniștilor și al vastelor rețele comerciale. [Diacon, 2009]

În urma cu 4 000 de ani, în Babilon exista tradiția ca, o lună după nuntă, tatăl miresei să-i ofere ginerului o băutură produsă din apă, miere, malț și orz, din care acesta trebuia să bea cât îl țineau puterile. Licoarea era de fapt un fel de bere amestecată cu miere și, fiindcă în Babilon calendarul era stabilit în funcție de fazele lunii, perioada respectivă a fost numită „luna de miere”. [Diacon, 2009]

Berea era, de asemenea, băutura „nationala” a egiptenilor, care o produceau încă din mileniul IV i.Hr. Se bea bere peste tot, acasă, pe țarină în timpul muncilor agricole, în barcă, în cârciumi. [Diacon, 2009]

Oamenii se strângeau să bea în “case ale berii”. Berea era băutura națională a țării, un aliment de bază ce își găsea loc atât în meniul nobilimii cât și în cel al oamenilor de rând (fellah). [https://ro.wikipedia.org/wiki/Bere]

Neîndoielnic, de-a lungul timpului, artizanul excelenței în producerea berii a fost meșterul berar, care deținea întotdeauna secrete ale preparării licorii ce făceau ca aceasta să aibă gust particular, dacă nu unic. Se știe că arta fabricării berii avea să fie recunoscută de timpuriu ca meserie, adepții ei fiind tot mai numeroși. Spre exemplu, în anul 1376, numai în Hamburg, se înregistra un număr de 457 meșteri berari. [Diacon, 2009]

Berea este o combinație de ingrediente 100% naturale: apă, malț, hamei și drojdie și se găsește sub mai multe variante: de la bere blondă la bere neagră. Berile se împart în două mari categorii: „ale” și „lager”. Tipurile „ale” sunt berile „proaspete”, obținute prin fermentare rapidă, în timp ce categoriile „lager” se prepară prin fermentație mai lentă și capăta gustul final după o ușoară „imbătrânire” la rece, fiind mai deschise la culoare, mai slab alcoolizate și mai spumoase. [Diacon, 2009]

Unicitatea gustului fiecărei beri provine din combinația de soiuri de hamei folosită. Există sute de soiuri, de unde și incredibila diversitate a berilor, de la cele 3000 de tipuri belgiene la cele peste 5000 doar din statele centrale ale S.U.A. [Diacon, 2009]

Sortimentele de bere sunt: a) bere blondă de urmatoarele tipuri: slab alcoolică, ușoară, obișnuită, superioară și pils. Ea se consumă mai ales vara datorită cantității mai mici de alcool conținut și fiindcă înlocuiește microelementele pierdute prin transpirație; b) bere brună, tipuri: obisnuită, superioară și porter. Ea se consumă mai ales în anotimpurile reci, datorită conținutului mai ridicat de alcool si c) bere specială, cu următoarele tipuri: bere fără alcool pentru șoferi (are maxim 0,3% alcool), bere hipocalorică, pentru diabetici (are maxim 1% glucide), bere cu continut redus de alcool, 1,5% pentru tineri, apoi berile dietetică, nutritivă, caramel. [Diacon, 2009]

În Europa centrală, cea mai veche tavernă în care se bea bere a fost atestată în anul 1060 și se află în localitatea Guntarn, langă Graz, iar cel mai vechi document despre comercializarea berii datează din anul 1275, când regele Ottokar al Boemiei, în calitate de duce de Steir, a acordat mănăstirii Seckau dreptul de a deschide o tavernă. [Diacon, 2009]

Știm cu toții că în România berea a devenit general cunoscută și apreciată mai ales în sezonul estival, abia la sfârșitul secolului al XIX- lea începând cu mediul urban. Chiar dacă în provinciile românești există mențiuni documentare despre bere și berari încă din al XV-lea veac, pentru oamenii de rând această licoare spumoasă rămânea ca și necunoscută. [Diacon, 2009]

În România, consumul de bere pe cap de locuitor a crescut simțitor. Dacă în 2004 era de 66 litri, în 2005 a înregistrat o creștere cu 4,7% ajungând la 70 litri, iar în 2006 face un salt cu 16% față de anul precedent, numărând 81 litri pe cap de locuitor. [Diacon, 2009]

Astăzi, printre cei mai mari consumatori de bere, după cehi , se numără germanii, cu 127,5 litri pe locuitor, urmați de Irlanda, cu 126 litri, și Austria, cu 108 litri/locuitor. Interesant este faptul că germanii preferă să bea berea acasă, pe când irlandezii o consumă în special în localuri. În timp ce englezii și o parte dintre germani preferă berea caldă, americanii și românii o consumă foarte rece. [Diacon, 2009]

Cu un conținut redus de alcool, datorită proprietăților sale nutritive și a gustului deosebit, berea joacă un rol important in dieta zilnică a omului încă din timpuri străvechi. [http://beresanatatenutritie.ro/1565]

Berea este în prezent a treia cea mai cunoscută băutură în întreaga lume, după apă și ceai. [http://beresanatatenutritie.ro/1565]

Motivația pentru alegerea acestei teme pentru licență a venit în anul al III-lea de facultate, în urma unui proiect cu aceași temă. Din acel moment mi-am dorit să aflu mai multe lucruri noi în ceea ce privește berea și să aprofundez mai multe cunoștinte despre istoria ei, componentele care intră la obținerea acestei licori cu gust deosebit și modul de obținere.

CAPITOLUL I

ASPECTE TEORETICE

1.1. COMPOZIȚIA CHIMICĂ A BERII, MALȚULUI, MUSTULUI

1.1.1 ORZUL:

Orzul este cereala consacrată ca materie primă, sub formă de malț, utilizată la fabricarea berii. [Banu, 2002]

Deoarece soiul de orz are o mare influentă asupra calității malțului, există o permanentă preocupare pentru crearea prin inginerie genetică a unor soiuri noi de orz cu calitați tehnologice îmbunătățite, îndeosebi care să dea malțuri cu activitate enzimatică ridicată, cu capacitate mare de solubilizare, dar care să corespundă și din punct de vedere agronomic. [Banu, 2002]

Cele mai renumite soiuri cultivate astăzi sunt: Alexis (german), Blenheim, Optic (englezești), Dekada, Krona, Maresi, Marina (germane), Prisma (olandez), Volga (francez). [Banu, 2002]

În S.U.A. se cultivă soiurile Robust, Excel, Marex, Azura. [Banu, 2002]

Aprecierea calității tehnologice a orzului pentru bere se face după criterii stabilite, în Europa, de Comitetul pentru orz al EBC și anume: producția la hectar, uniformitatea boabelor, conținutul în proteină, randamentul în extract al malțului obținut din orz, conținutul în azot total și solubil al malțului, friabilitatea malțului, activitatea diastatică, vâscozitatea și conținutul în beta-glucani în mustul de laborator, gradul de fermentare a mustului de laborator. [Banu, 2002]

În România, în 1996, sunt promovate în cultură următoarele soiuri de orz de toamnă: Adi, Andra, Dana, Laura, Productiv și următoarele soiuri de orz de primăvară: Aura, Farmec, Turdeana, Tremois. Ponderea în cultură o au soiurile de orz cu șase rânduri de boabe pe spic. [Banu, 2002]

Compoziția chimică a orzului pentru bere este prezentată în tabelul 1.1. [Banu, 2002]

Compoziția chimică a orzului pentru bere

Cu privire la componentele orzului se fac urmatoarele precizări:

umiditatea orzului la recoltare variază între 12 și 20%, în funcție de modul de recoltare și clima la recoltare;

amidonul –principalul component chimic- este localizat ca granule în celulele endospermului. Granulele de diferite mărimi au o structură lamelată, semicristalină, constând din straturi concentrice formate pe un spot. Structura este stricată când granula absoarbe apă, se umflă și, la cald, componentele ei chimice gelatinizează. Din punct de vedere chimic, granula este formată din 17-24% amiloză, 74-81% amilopectină și 2% alte substanțe (lipide polare, substanțe proteice, substanțe minerale);

celuloza este localizată aproape în exclusivitate în învelișul bobului, însolubilă în apă și nehidrolizabilă de enzimele din malț. În orz are rol structural în pereții celulari din învelis. Nu are rol în calitatea berii;

hemicelulozele și gumele sunt substanțe de structură a pereților celulelor endospermului, dar și a celor din învelis. Hemicelulozele sunt insolubile în apă, dar hidrolizabile cu enzime ce se acumulează în malț, hidrolizarea lor ducând la permeabilizarea pereților endospermului. Spre deosebire de hemiceluloze, gumele sunt solubile în apă la cald, dând soluții vâscoase. Hemicelulozele și gumele au aceeași structură, dar au greutăți moleculare diferite. Conținutul variază cu gradul de coacere al orzului și cu condițiile climatice de cultură;

glucidele cu molecula mică, zaharoza și rafinoza, sunt prezente în embrion și în stratul aleuronic iar în endosperm maltoza, fructoza și glucoza, servesc la nutriția embrionului, inclusiv la începutul germinării;

substanțele cu azot pot varia cantitativ foarte mult cu soiul și cu condițiile pedo-climatice de cultură, dar orzul pentru bere, îndeosebi pentru obținerea malțului și a berilor blonde, trebuie să le conțină între 9 și maximum 11,5% s.u. Deși în cantitatea de proteine dintr-un orz numai 1/3 trec în bere, ele au o foarte mare influență asupra calității berii, influentând culoarea, plinătatea gustului, însușirile de spumare, caracteristicile spumei, aroma berii și stabilitatea ei coloidală. Din totalul substanțelor cu azot din orz, 92% sunt proteine (gluteline 30%, prolamina 37%, globuline 15% si albumina 11%). Conținutul în proteine scade în timpul fabricării malțului și a berii, datorită hidrolizei enzimatice sau a coagulării. [Banu, 2002]

În proporție de 8% substanțele cu azot din orz sunt produse de hidroliza proteinelor inclusiv a aminoacizilor liberi. Conținutul în substanțe cu azot al orzului influențează randamentul în extract al viitorului malț. Între cei doi indici există următoarea relație:

Tabelul 1.2 [Banu, 2002]

Formula de calcul pentru preestimarea extractului în funcție de conținutul în azot (N% din substanța uscată a orzului) și greutatea a 1000 boabe (G în g) este următoarea:

E= A- 4,7 x N + 0,1 x G [%],

În care: A este o constantă relativă în funcție de soiul de orz; [Banu, 2002]

-lipidele sunt prezente în orz, în special în stratul aleuronic și în embrion, în cea mai mare măsură ca trigliceride ale acizilor: stearic, oleic, linoleic și linolenic. Cea mai mare parte din lipide rămân nemodificate la malțificare și la brasaj. Sunt insolubile în apă și se elimină cu borhotul. Lipidele hidrolizate la malțificare și la brasaj servesc pentru nutriția embrionului și a drojdiei. În cantitate mare, în bere, au efect negativ asupra spumei berii și stabilității aromei acesteia;

-polifenolii sunt reprezentați de acizi fenolici simpli până la polifenoli înalt polimerizați. Prezintă importanță atât pentru fiziologia bobului la germinare cât și asupra unor însușiri ale berii (culoare, spumare, stabilitatea coloidală și gustul berii). Concentrația în polifenoli crește cu cât coaja este mai groasă. Orzul este singura cereală care conține autocianogene;

-substanțele minerale în proporție de circa 35% sunt reprezentate de fosfați, 25% de silicați și circa 20% de potasiu (exprimat ca oxid). Existența în proporție mare a fosfaților este foarte importantă, desfașurarea unor procese metabolice în fiziologia bobului la germinare și a drojdiei la fermentare fiind condiționată de participarea fosfaților. Fosfații formează cele mai importante sisteme tampon în must și în bere;

-orzul conține cantități importante de vitamine (în mg/kg orz): vitamina B1; 5,72; vitamina B2; 1,32; acid pantothenic, 6,60; colina, 9,90; vitamin B6, 3,32; biotina, 0,13; vitamina PP 59,40; acid folic, 0,59; vitamina E, 36,52; carotene, 0,44. Sunt esențiale pentru o serie de procese metabolice la germinare și la fermentarea mustului, sunt o sursă bogată de vitamine pentru bere, mărindu-i valoarea nutritivă a acesteia;

-bobul matur de orz conține o serie de enzime, în cantităti mici, care ii sunt necesare întreținerii activității vitale. [Banu, 2002]

Evaluarea orzului. Este necesară deoarece calitatea orzului determină, în mare măsură, calitatea malțului și a berii precum și randamentele de fabricație. Orzul se evaluează senzorial, fizic, chimic și biologic. [Banu, 2002]

Evaluarea senzorială este foarte importantă în aprecierea orzului. Ea constă în examinarea:

-mirosului, care trebuie să fie curat, proaspăt de paie; un miros de mucegai, de pamânt, indică o depozitare necorespunzătoare care poate avea consecințe negative asupra capacității de germinare;

-umidității orzului, care poate fi estimate indirect prin comportarea unei probe de boabe ținute în mână: boabele trebuie să curgă ușor, iar dacă boabele se lipesc de mână, orzul are umiditate mare;

-culorii și strălucirii: orzul trebuie să aibă o culoare deschisă, strălucitoare, uniformă, de pai. O culoare verzuie denotă recoltare prematură, iar cea brună denotă o recoltare pe timp umed, care ar putea produce orz cu sensibilitate la apă ridicată;

-aspectul învelișului: învelișul trebuie să prezinte riduri fine, ceea ce denotă un înveliș fin, un bob care va da un malț cu randament în extract ridicat. Un înveliș cu câteva riduri grosiere este un înveliș gros, care conține o cantitate mare de polifenoli și substanțe amare;

-purității masei de boabe: masa de boabe să fie pe cât posibil lipsită de corpuri străine;

-formei și mărimii boabelor: boabele trebuie să fie mari, pline. Cu cât boabele sunt mai mari, conținutul în proteine este mai scăzut. Forma bobului depinde în principal de soiul de orz. [Banu, 2002]

Se mai determină:

boabele sparte, provenite din timpul recoltării, care trebuie să fie în procent foarte scăzut, deoarece ele creează probleme tehnologice și microbiologice;

boabele încolțite, care pot fi prezente în masa de orz recoltat pe timp foarte umed și cald. Un astfel de orz nu trebuie utilizat, deoarece germineaza neuniform;

boabele atacate de insecte sau de fungi fac ca lotul de orz să nu corespundă pentru malțificare. [Banu, 2002]

Evaluarea fizică se face pe baza următorilor indici:

uniformitatea orzului. Suma în % a orzului de calitatea I și a II-a trebuie să fie:

minimum 85% la orzul de calitate medie;

minimum 90% la orzul fin;

minimum 95% la orzul de calitate excepțională;

greutatea a 1000 de boabe, calculate la substanța uscată, care dă relații asupra randamentului în extract; se calculează numai pentru boabele întregi de orz (din 100 g orz se îndepărtează boabele sparte și străine a căror greutate se scade din 100). Valorile sunt:

valori normale, 38-40 g;

valori limită, 30-45 g;

greutatea hectolitrică, care variază între 68 și 75 kg. dă relații asupra conținutului în amidon;

fărinozitatea, determinate prin examinarea secțiunii bobului, care trebuie să fie minimum de 80%. [Banu, 2002]

Evaluarea chimică la recepția orzului, constă în determinarea umidității și a conținutului în proteine. [Banu, 2002]

Evaluarea biologică se face pe baza următorilor indici:

capacitatea de germinare, care reprezintă procentul de boabe vii (determinate prin colorare cu săruri de tetrazoliu), capabile să germineze și să se transforme în malț, capacitatea de germinare trebuie să fie de minimum 98%;

energia de germinare, care arată procentul de boabe de orz care germinează, în condiții normale, după 3 și 5 zile. Energia de germinare după 5 zile trebuie să fie:

minimum 95% la orzul de calitate medie;

minimum 98% la orzul de bună calitate;

peste 98% la orzul de calitate excepțională; [Banu, 2002]

Energia de germinare după trei zile trebuie să fie apropiată de cea de după cinci zile;

sensibilitatea la apă a orzului, care este determinată ca diferența între energia de germinare stabilită la germinarea a 100 boabe de orz înmuiate cu 4 ml de apă și cea la care înmuierea se face cu 8 ml apă. Din acest punct de vedere, un orz este considerat: puțin sensibil la apă când diferența este sub 10%, ușor sensibil la apă între 11 și 25%, sensibil la apă între 26 și 45% și foarte sensibil la apă la peste 45%. Sensibilitatea la apă are importanță pentru alegerea metodei de înmuiere și a umidității la care trebuie să ajungă prin înmuiere. [Banu, 2002]

HAMEIUL:

Este o materie primă utilizată la fabricarea berii în vederea conferirii gustului amar și plăcut și a aromei caracteristice de hamei. 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. Utilizarea hameiului la fabricarea berii crește stabilitatea biologică și fizico-chimică a berii, îmbunătățește stabilitatea spumei berii și contribuie la limpezirea naturală a berii în decursul procesului tehnologic. [Banu, 2002]

Conurile de hamei se recoltează la maturitatea tehnologică. După durata de vegetație, soiurile de hamei se împart în soiuri timpurii, semitimpurii, semitârzii și târzii. Pentru același soi, atingerea maturității tehnologice a conurilor depinde de condițiile climatice ale anului de recoltă. Recoltarea începe între mijlocul și sfârșitul lunii august și durează circa 14 zile. [Banu, 2002]

Conurile de hamei la recoltare au o umiditate de 75-80% și pentru a putea fi depozitate pe durata unui an, până la noua recoltă, ele se usucă, reducându-se umiditatea la 8-12%. Uscarea se face prin convecție cu aer cald, cu temperatura de maximum 60°C, în uscatoare cu bandă sau cu grătar. [Banu, 2002]

Hameiul uscat se presează, cu ajutorul preselor hidraulice, în baloți de 80-150 kg, în acest mod micșorându-se volumul ocupat de hamei și evacuând din masa de conuri cea mai mare parte din aer, mărind în acest fel durata de păstrare a hameiului. Baloții de hamei sunt ambalați în țesătura din fibre de iută sau sintetice. În instalația de ambalare, hameiul poate fi sulfitat, prin ardere de sulf în camere speciale (0,5-1,2 kg/100 kg hamei), dioxidul de sulf având rol de antioxidant și dezinfectant. După sulfitare, dioxidul de sulf este înlăturat cu un curent de aer proaspăt. Depozitarea și transportul baloților cu hamei se face în spații uscate, iluminate artificial și răcite, temperatura de depozitare optimă fiind de 0…2°C. În depozitul de hamei, baloturile se așează pe paleți, în stive de 3-4 rânduri, cu înălțimea de 2,6-3,4 metri și cu distanțe între ele pentru o bună circulație a aerului rece. [Banu, 2002]

Compoziția chimică a conului de hamei este dată în tabelul 1.3 [Banu, 2002]

Compoziția chimică a conurilor de hamei uscat,% ( dupa Heyse)

În compoziția conului intră substanțe comune vegetalelor și substanțe specifice plantei de hamei, concentrate în “granula de lupulină” și anume rășinile amare și uleiurile eterice, substanțe care dau valoare tehnologică conurilor. [Banu, 2002]

Compușii caracteristici cei mai valoroși sunt răsinile amare care, după solubilitatea în diferiți solvenți și după capacitatea de a forma săruri cu acetatul de plumb. [Banu, 2002]

Solubilitatea α-acizilor amari este relativ redusă în must. Ea crește cu creșterea pH-ului și a temperaturii; la fierberea mustului cu hamei, α-acizii trec în izo α-acizi care sunt mai solubili și sunt responsabili de amăreala berii. Cohumulomul este cel mai ușor izomerizat și are cea mai mare contribuție la gustul amar al berii. Prin oxidare și polimerizare α-acizii amari se transformă în α-rășini moi care au numai 33% din puterea de amărâre a α-acizilor amari. [Banu, 2002]

α-Acizii amari sunt compușii chimici cei mai importanți în fabricarea berii și se prezintă sub formă a cinci homologi. [Banu, 2002]

Procesele de oxidare și polimerizare au loc în cursul depozitării hameiului, cu atât mai intens cu cât temperatura de depozitare este mai ridicată și durata depozitării este mai lungă. Produsele de oxidare ale α-acizilor amari conțin un nucleu cu cinci atomi de carbon (de exemplu humulinona și abeo-izohumulonul), au o capacitate de amărare slabă, dar au importante însușiri de formare și stabilizare a spumei. Acizii amari sunt optic activi și dau săruri insolubile cu acetatul de plumb, proprietăți utilizate la determinarea lor prin metoda polarimetrică și, respectiv metoda gravimetrică sau conductometrică. [Banu, 2002]

Acizii amari prin oxidare se pot degrada cu formare de acizi humulinici și acid valerianic, acesta din urmă dând hameiului oxidat un miros asemănător cu cel de brânză. [Banu, 2002]

Substanțele amare au însușiri bacteriostatice, inhibând dezvoltarea anumitor microorganisme în must și în bere. [Banu, 2002]

Rășinile tari sunt formate prin oxidarea substanțelor amare și sunt reprezentate de xantohumol (gama-rășină), eta-rășină (proveniță din β-rășini moi) și delta-rășină (provenită din α-rășini moi). Capacitatea lor de amărâre este slabă și conținutul lor într-un hamei poate servi drept criteriu de învechire a hameiului. Un hamei cu peste 15% rășini tari nu mai trebuie utilizat la fabricarea berii. [Banu, 2002]

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

Valoarea amară = α-acizi amari + fracțiunea β/9 [Banu, 2002]

Actualmente, hameiurile se caracterizează prin valoarea amară universală (UBW) după metoda Schur. [Banu, 2002]

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%). [Banu, 2002]

O importanță deosebită o are mircenul foarte volatil și ușor oxidabil, care conferă berii o aromă dură, spre deosebire de β-cariofilen, humulen, și β-farnesen care dau aroma fină de hamei. Uleiurile eterice sunt antrenabile cu vapori de apă, eliminându-se în mare măsură la fierberea mustului. [Banu, 2002]

Polifenolii din hamei, localizați în codița, ax și bractee sunt substanțe cu complexități diferite: fenoli monomeri, polifenoli monomeri (flavone, catehina și antocianogeni), bi- și triflavani până la polifenoli cu indice mare de polimerizare și o reactivitate mai mare decât cei din malț. Polifenolii cu indice înalt de polimerizare sunt implicați în formarea tulburelilor în bere. Polifenolii cu molecula simplă contribuie la capacitatea reducatoare a unei beri. [Banu, 2002]

Evaluarea hameiului se face senzorial și prin determinarea substanțelor amare. În analiza senzorială a conurilor de hamei se utilizează metodele standard ale “European Hop Producers Commision”, metode care evaluează prin puncte urmatoarele însușiri ale hameiului: puritatea probei (1-5 puncte pozitive= pp); gradul de uscare (1-5pp); culoarea și luciul (1-15pp); forma conului (1-15pp); lupulina (1-30pp); aroma (1-30pp); daunători, semințe(1-15 puncte negative = pn); tratamente necorespunzatoare (1-15pn). [Banu, 2002]

După punctajul obținut, hameiul este:

de calitate inferioară, sub 60 puncte;

de calitate medie, 60-66 puncte;

de calitate bună, 67-73 puncte;

de calitate foarte bună, 74-79 puncte;

hamei premium, peste 80 puncte. [Banu, 2002]

Determinarea conținutului în substanțe amare constă, de obicei, în determinarea conținutului de α-acizi amari (conductometric, spectofotometric sau prin alte metode) sau în stabilirea, în condițiile simulării unei fierberi cu hamei, a valorii amare universale (UBW). [Banu, 2002]

Varietățile de hamei. Cunoasterea varietăților de hamei prezintă importanță pentru comerțul cu hamei, diferitele varietăți având prețuri diferite, precum și pentru modul de hameiere a mustului. Se disting varietăți de hamei pentru amăreală (hameiuri “amare”) și varietăți de hamei pentru aromă(“varietăți de aromă”). Varietățile “amare” au un conținut mai ridicat în α-acizi amari, până la 10%, și o aromă mai slabă și mai puțin fină decât varietățile de aromă caracterizate de conținuturi mai scăzute în α-acizi amari dar de o “aromă” intensă și plăcută. Varietățile de “aromă” se comercializează la prețuri mai mari decât varietățile “amare”. [Banu, 2002]

Produse din hamei. Produsele din hamei au apărut ca o soluție pentru înlăturarea unor dezavantaje ale utilizării conurilor de hamei ca atare (dificultăți în depozitare și transport; instabilitatea conținutului în substanțe cu valoare tehnologică, hameiul fiind sensibil la oxidări; neomogenitatea hameiului în conuri care face mai dificilă dozarea hameiului). Din considerente economice, după 1960 producerea și utilizarea preparatelor din hamei s-a extins mai mult încât, în 1992, producția mondială de bere s-a obținut utilizând: 20% conuri de hamei, 30% extracte de hamei, 40% pelleți și 10% produse izomerizate. [Banu, 2002]

Pelleții și pulberile normale, denumite adesea “ tip 90”, se obțin prin: destrâmarea baloților cu conuri de hamei uscat la 7-9% umiditate, îndepărtarea impurităților dure, răcirea la -35°C și măcinarea în particule de 1-5 mm. În cazul producerii pudrelor, hameiul măcinat se ambalează în ambalaje impermeabile la aer, sub vid și cu impregnarea de gaz inert. În cazul producerii pelleților, hameiul măcinat este granulat într-un granulator și transformat în mici cilindri-pelleți. În pelleți tip “90”, raportul între substanțele amare, uleiurile eterice și polifenoli este același ca și în conurile de hamei. [Banu, 2002]

Pelleții și pulberile concentrate conțin 45-75% din greutatea hameiului inițial, îndeosebi granule de lupulină. Cele mai cunoscute produse sunt cele de “tip 45”. Pentru obținerea lor, din masa de conuri uscate sunt îndepărtate impuritățile dure, conurile sunt măcinate blând, la temperatura de -35°C, în particule de circa 0,15mm. Hameiul măcinat este cernut pentru a se îndepărta particulele mai grosiere provenite din ax și bractee. Pulberea îmbogățită în granulele de lupulină este ambalată sub vid sau se supune granulării și formării pelleților îmbogățiți. Pelleții sunt ambalați intr-un ambalaj cu patru straturi și cu o barieră de aluminiu pentru a fi impermeabili pentru oxigen. [Banu, 2002]

Pelleții izomerizați sunt produse ce conțin substanțe amare izomerizate. Se utilizează în scopul creșterii randamentului de izomerizare a α-acizilor amari la fabricarea berii, deci la creșterea gradului de utilizare a unui hamei. Pelleți izomerizați se obțin din pelleți “tip 90”. Se preferă utilizarea unui hamei bogat în α-acizi amari , ce se transformă în pulbere în care se amestecă 1-3% oxid de magneziu, care catalizează izomerizarea, apoi pulberea se granulează. Pelleții obținuți se ambalează și se mențin în camere la temperatura de 50°C până are loc izomerizarea a 95-98% din α-acizii amari din hamei. Întrebuințarea pelleților izomerizați scade timpul de fierbere a mustului, micșorează costul hameiului și al energiei. [Banu, 2002]

Extracte din hamei. Rășinile din hamei și uleiurile eterice au caracter hidrofob și pot fi extrase cu solvenți organici. Cu ajutorul solvenților sunt extrase substanțele amare, în principal α-acizii amari, fără a fi transformați. În trecut s-au utilizat solvenți organici de tipul: methanol, hexan, clorură de metilen, tricloretilenă etc. [Banu, 2002]

APA:

Este a doua materie primă principală, pe lângă malț, care influențează profund calitatea berii. În fabricarea berii apa intră în mare proporție în compoziția produsului, dar este într-un mod sau altul utilizată în fiecare dintre operațiile proceselor tehnologice de obținere a malțului și a berii. Consumul de apă pentru obținerea a 1 hl de bere variază între 8,5 și 13,5 hl, în funcție de mărimea fabricii, înzestrarea tehnică, tehnologia utilizată și gradul de reutilizare al apei. Dat fiind costul ridicat al apei și implicarea lui în prețul de cost al berii, sunt necesare măsuri de economisire a apei cu păstrarea severă a igienei și calității berii. [Banu, 2002]

Tabelul 1.4 [Banu, 2002]

Consumul de apă la fabricarea berii (Kunze)

Apa conține în medie 500 mg/l săruri, în mare parte disociate. Sărurile și ionii din apă, din punct de vedere al fabricației berii, se împart în inactivi și active, care sunt acele săruri sau ioni care interacționează cu sărurile aduse de malț și influențează în acest mod pH-ul plămezii și al mustului. Totalitatea sărurilor de calciu și de magneziu din apă formează duritatea totală, exprimată în grade de duritate:

1°duritate= 10 mg CaO/l apa. [Banu, 2002]

Tabelul 1.5 [Banu, 2002]

Clasificarea apelor dupa duritatea totala

Duritatea totală este formată din duritatea temporară sau de carbonați (dată de conținutul în carbonați și bicarbonați) și din duritatea permanentă sau de sulfați (dată de sărurile de calciu și magneziu ale acizilor fixi). Sărurile și ionii care dau cele două componente ale duritații se împart în ioni și săruri care, în plămadă, contribuie la creșterea pH-ului și ioni și săruri care contribuie la scăderea pH-ului. [Banu, 2002]

Cele mai importante procese biochimice și fizico-chimice care au loc în timpul obținerii berii sunt influențate de modificări ale pH-ului, majoritatea acestor procese necesitând un pH mai scăzut. Astfel, prin realizarea unui anumit pH în plămadă și în must este influențată activitatea enzimelor la brasaj, extragerea substanțelor polifenolice din malț, solubilizarea substanțelor amare din hamei, formarea tulburelii la fierbere etc. Prin influența pe care o au ionii și sărurile din apă asupra însușirilor senzoriale ale berii, apa contribuie în mare măsură la fixarea tipului de bere. De altfel, principalele prototipuri de bere produse în lume își datorează în mare măsură caracteristicile compoziției saline a apelor utilizate la obținerea lor. [Banu, 2002]

Tabelul 1.6 [Banu, 2002]

Pentru a caracteriza mai bine apa utilizată la fabricarea berii s-a introdus noțiunea de alcalinitate remanentă sau necompensată, care reprezintă acea parte a alcalinității totale a unei ape care nu este compensată de acțiunea ionilor de calciu și magneziu din apa respectivă. Se calculează cu formula:

Alcalinitatea remanentă= (alcalinitatea totală-duritatea de la calciu+0,5duritatea de la magneziu)/3,5 [Banu, 2002]

Pentru obținerea berilor de culoare deschisă, de tip Pilsen, este necesar ca alcalinitatea remanentă a apei utilizate să nu depășească 5°D, corespunzătoare unui raport dintre duritatea temporară și cea permanentă de circa 1:3,5. Pentru apele cu alcalinitate remanentă mai mare este necesară corectarea lor. [Banu, 2002]

Asupra calității berii au influență și alți ioni prezenți în apă:

Ionii sulfat în cantitate de peste 400 mg/l, care dau berii un gust “uscat” și amăreala intensă nespecifică;

Clorurile în concentrații de până la 200 mg/l, care dau berii un gust dulceag mai plin;

Fierul și manganul în concentrații de peste 1 mg/l, care influențează negativ activitatea drojdiei, culoarea și finețea gustului berii;

Silicații la concentrații mari influențează negativ activitatea drojdiei. Acțiune toxică asupra drojdiei au în concentrații mari, ca și cuprul, plumbul și staniul;

Zincul în concentrații până la 0,15 mg/l, care stimulează multiplicarea drojdiei și fermentația;

Nitrații la concentrații de peste 40 mg/l, care inhibă activitatea drojdiei. [Banu, 2002]

Sub aspectul microbiologic, apa utilizată la fabricarea berii (ca materie primă, pentru spălarea ambalajelor, spălarea drojdiei, igienizarea utilajelor) trebuie să îndeplinească condițiile pentru apă potabilă. [Banu, 2002]

Tratarea apei în vederea corectării ei sub anumite aspecte implică:

Corectarea duritații apei;

Îndepărtarea unor ioni cu acțiunea negativă în fabricarea berii;

Purificarea microbiologică. [Banu, 2002]

Corectarea durității apei. Este necesară pentru a aduce caracteristicile apei dintr-o anumită sursă la caracteristicile specifice obținerii unui anumit tip de bere. Dat fiind efectul negativ al alcalinității apei asupra culorii berii dar și a altor însușiri, corectarea constă în: decarbonatarea apei (prin fierbere, cu ajutorul laptelui de var, cu schimbători de ioni), demineralizarea apei (cu schimbatori de ioni, electroosmoza, osmoza inversă sau electrodializă) sau prin modificarea naturii sărurilor din apă (tratarea cu acizi). Cele mai utilizate metode sunt cele de decarbonatare cu schimbători cationici sau lapte de var. [Banu, 2002]

Decarbonatarea apei cu cationiti necesită instalații de dimensiuni relativ mici, care se pot automatiza, asigurând o dedurizare controlată, dirijată după utilizarea apei. Se utilizează cationiți slab acizi care rețin Ca și Mg din bicarbonați. Apa se încarcă cu CO₂ și este necesară aerarea în vederea îndepărtării dioxidului de carbon agresiv. Schimbătorii cationici puternic acizi rețin ionii de Ca , Mg, Na din sărurile lor cu acizii tari și încarcă apa cu acizi care trebuie neutralizați sau reținuți pe un anionit. [Banu, 2002]

Demineralizarea apei se realizează prin trecerea succesivă a apei pe straturi de cationiți și anioniți. [Banu, 2002]

Demineralizarea apei se poate face și prin folosirea osmozei inverse prin care se îndepărtează cationii și anionii din apă, în funcție de însușirile membranei folosite. Pentru buna funcționare a instalației se recomandă o prefiltrare a apei pentru a preveni colmatarea membranelor și tratarea apei cu H₂SO₄, cu îndepărtarea CO₂ eliberat cu Ca(OH)₂ sau folosirea de filtre cu marmură spartă. [Banu, 2002]

La demineralizarea apei se recurge pentru pregătirea apei folosite la utilizarea anumitor preparate din hamei; pentru corectarea apei utilizate în alte scopuri, inclusiv la brasaj, apa demineralizată se cupajează cu apa brută în proporții necesare. [Banu, 2002]

Decarbonatarea cu lapte de var saturat are loc la rece, necesită stabilirea foarte exactă a cantității de Ca(OH)₂ astfel încât să transforme Ca(HCO₃)₂ și Mg(HCO₃)₂ în compuși insolubili (CaCO₃ si Mg(OH)₂ și să lege CO₂ liber), fără a crea un exces de alcalinitate. Dedurizarea prin această metodă dă rezultate bune pentru ape la care duritatea de Mg este sub 3°D. Prin dedurizarea cu Ca(OH)₂ se realizează și o dezinfectare a apei, sunt precipitați concomitent ionii de Fe, Mn și impuritățile organice; se poate realiza astăzi în instalații cu o treaptă sau cu două trepte, conducând la alcalinități remânente diferite, în apa tratată. Procedeele au cost redus. [Banu, 2002]

Îndepărtarea unor ioni cu acțiune negativă. Aceasta se refera la:

Îndepărtarea nitraților; când sunt în concentrații ridicate, se poate face cu schimbători de ioni;

Îndepărtarea fierului; când este prezent în apă în concentrații peste 1mg/ml, se face prin trecerea apei prin filtre cu substanțe oxidante care contribuie la formarea Fe(OH)₂ insolubil. [Banu, 2002]

Purificarea microbiologică. Se poate face prin: clorinare (cu clor sau dioxid de clor), ozonizare, tartare cu radiații U.V., filtrare sterilizantă (cu filtre cu lumânări sau membrane), oxidare anodică. Una dintre cele mai simple metode este clorinarea, dar cantitatea de clor rezidual trebuie să fie foarte scăzuta, deoarece la concentrații de 1µg/l dă reacții cu fenolii din apă formând clorfenoli, substanțe care la concentrații de peste 0,015 µg/l dau un gust de “medicament” berii la a carei fabricație s-a utilizat apa. [Banu, 2002]

Dioxidul de clor are activitate bactericidă mai puternică decât clorul și nu formează clorfenoli. [Banu, 2002]

ÎNLOCUITORI DE MALȚ:

Prin înlocuitori de malț se înțeleg produsele cu continuț ridicat de glucide, produse care au un echipament enzimatic sărac sau lipsite de echipament enzimatic. Înlocuitorii de malț pot conține cantități mai mari de substanțe cu azot sau pot fi lipsiți de astfel de substanțe. Înlocuitorii de malț pot înlocui malțul în proporție variabilă (10-15%, foarte rar mai mult). Utilizarea înlocuitorilor este determinată în mare măsură de avantaje economice și în mai mică măsură de avantaje de ordin calitativ (obținerea de beri de culoare foarte deschisă sau cu un gust mai plin). [Banu, 2002]

Tipuri de înlocuitori. Există o mare varietate de produse care pot fi utilizate ca înlocuitori. Înlocuitorii se pot clasifica după starea lor (solizi și lichizi) și după gradul lor de prelucrare (cereale nemalțificate, produse rafinate, siropuri etc.) [Banu, 2002]

Înlocuitorii solizi. Din această categorie fac parte: cerealele nemalțificate (porumb, orez, orz, sorg, grâu), cereale prelucrate hidrotermic (cereale expandate, fulgi de cereale, cereale micronizate), produse rafinate (amidon de porumb, de grâu), zahăr cristalizat cu diferite grade de rafinare. [Banu, 2002]

Înlocuitorii lichizi. Sunt siropuri de zahăr cum ar fi: zahăr invertit, sirop de zahăr, siropuri din cereale negerminate (porumb, orz, grâu) și siropuri din malț verde sau din malț uscat (cunoscute și sub denumirea de “malț lichid”). [Banu, 2002]

Compoziția chimică a unora dintre cei mai utilizați înlocuitori solizi este dată in tabelul 1.7. [Banu, 2002]

Tabelul 1.7 [Banu, 2002]

Compoziția chimică a principalilor înlocuitori de malț

Cei mai utilizați înlocuitori solizi sunt porumbul, orezul și orzul. [Banu, 2002]

Înlocuitorii lichizi, care conțin glucide fermentescibile, se pot utiliza în deosebi pentru creșterea capacității de producție în anumite limite, fără investiții suplimentare la instalațiile de brasaj. Compoziția chimică a înlocuitorilor lichizi este dată în tabelul 1.8. [Banu, 2002]

Tabelul 1.8 [Banu, 2002]

Compoziția chimică a unor înlocuitori de malț lichizi, % s.u.

MICROBIOLOGIA BERII:

La fabricarea berii, materia primă de bază este orzul și/sau orzoaica, care suferă, în prealabil un process de malțificare în scopul activării și formării de enzime amilolitice și proteolitice. [Banu, 2002]

Malțul obținut după germinare se combină cu nemalțificate (porumb) ce măresc cantitatea de amidon care, prin zaharificare enzimatică, contribuie la obținerea mustului de malț, cu un conținut ridicat de glucide fermentascibile. [Banu, 2002]

Pentru obținerea malțului, orzul sau orzoaica trebuie să fie de calitate bună, iar la păstrare în siloz să se evite procesele microbiologice nedorite. Orzul prezintă la suprafata învelișului o microbiotă heterogenă alcătuită din mucegaiuri, bacterii nesporulate din genurile: Pseudomonas, Lactobacillus, bacterii aerobe sporulate ale genului Bacillus. În condiții necorespunzatoare, prin păstrarea orzului și prin creșterea umidității acestuia, poate avea loc mucegăirea și încingerea cerealelor. În zona embrionară se pot dezvolta mucegaiurile genului Penicillium și Aspergiilus, ce produc modificări ireversibile în embrion. În acest caz, orzul își pierde capacitatea de germinare și nu mai poate fi folosit pentru obținerea de malț. În microbiota orzului au fost identificate specii de: Fusarium, Nigrospora, Helmin-thosporium, Aspergillus, Penicillium, Rhizopus. Când mucegăirea este produsă de mucegaiuri toxicogene, există riscul ca, prin prelucrare, micotoxinele să se regăsească în bere. [Banu, 2002]

De exemplu, prin introducerea de ochratoxină marcată în cantitate de 10mg/kg, s-a constatat că aceasta nu se distruge în cursul procesului tehnologic, cantitatea cea mai mare se găsește în borhot, 8-10%, este reținută de celule de drojdii, iar 14% a fost detectată în bere. Prin folosirea de citrinina, aceasta nu s-a mai regăsit la plămădire, ea fiind distrusă probabil la germinare. Aceste experiențe arată obligativitatea de a se folosi o materie primă de calitate bună la fabricarea berii. [Banu, 2002]

Pentru obținerea malțului, orzul se spală, se îndepărtează o mare parte din microbiota boabelor, se înmoaie până la umiditate de 40-42%, și are loc germinarea, când o parte din enzimele din orz trec din starea inactivă în starea activă sau sunt sintetizate “de novo” sub acțiunea acizilor giberellici. După ce a avut loc germinarea (3-4 zile), în scopul conservării malțului, se face uscarea în trepte, fără a se depăși temperatura de 80°C în bob, pentru a preveni inactivarea enzimelor. În timpul uscării se reduce o parte din microbiota malțului, dar, după uscare (prin transport, în silozul de malț), are loc o recontaminare a boabelor. [Banu, 2002]

După uscare se îndepărtează radicelele uscate, ce pot fi folosite în industria de biosinteza ca sursă de factori de creștere pentru cultivarea microorganismelor. [Banu, 2002]

Malțul este mai higroscopic decât orzul, are un conținut mai mare în substanțe asimilabile, de aceea, prin creșterea umidității prin procese de termo-hidrodifuzie, mucegăirea și încingerea malțului poate avea loc mai rapid decât în cazul orzului. [Banu, 2002]

La plămădire, malțul măcinat cu adaos de nemalțificate măcinate și tratate termic se amestecă într-o anumită proporție cu apă și, conform unei diagrame de plămădire, este favorizată acțiunea enzimelor din malț care degradează componentele din făină și se acumulează în must substanțe asimilabile cu azot, în etapa de proteoliză (45°C), și maltoză în etapa de amiloliză a amidonului (60…70°C). În perioada de plămădire, microorganismele de la suprafața boabelor trec în must, dar această perioadă este scurtă și, de aceea, nu se constată o înmulțire a microorganismelor. [Banu, 2002]

După separarea mustului, borhotul rezultat reține cea mai mare cantitate de microorganisme. Borhotul este folosit în nutriția animalelor și este foarte ușor alterabil prin acrire (fermentație lactică) sau prin formarea de acid butiric (fermentație butirică). [Banu, 2002]

Mustul de malț obținut este bogat în maltoză, surse de azot asimilabile, vitamine. În cazul mustului contaminat se poate produce dezvoltarea bacteriilor termofile: Bacillus stearothermophillus și Bacillus coagulans care pot forma acid tactic. [Banu, 2002]

După filtrare, mustul de malț este fiert în prezența de hamei, în scopul aromatizării lui. Hameiul, prin rășinile pe care le conține, poate avea un efect antimicrobian manifestat mai ales asupra bacteriilor Gram-pozitive. Efectul cel mai puternic îl are humulonul, pe când lupulonul are doar 1/3 din activitatea humulonului. [Banu, 2002]

În urma fierberii cu hamei, mustul poate deveni steril. În continuare se face răcirea lentă a mustului (în tăvi de răcire, operație în care riscul de contaminare este mai ridicat) în sisteme tubulare în care riscul de contaminare este mai redus. Mustul răcit este introdus în linuri închise și se face inocularea cu drojdia de cultură. [Banu, 2002]

În mustul nefermentat, în mod accidental, se pot întâlni bacterii conforme din genul Escherichia, Enterobacter , Klebsiella și Citrobacter, ce au condiții să se înmulțească în must, mai ales dacă acesta nu se răcește rapid. Prin activitatea lor produc opalescența, imprimă mustului un gust străin, produc reducerea nitratului, iar drojdiile inoculate într-un astfel de must au o activitate fermentativă diminuată. [Banu, 2002]

Inocularea mustului, una din etapele importante ale procesului, se face cu drojdii aparținând speciei Saccharomyces cerevisiae de fermentație inferioară, drojdii cunoscute cu denumirea de Saccharomyces uvarum (carlsbergensis). Pentru obținerea culturii de drojdie se pornește de la cultura pură, au loc etape de multiplicare în laborator prin transferul celulelor în mustul de malț steril. Multiplicarea celulelor se face la temperatura de refrigerare pentru a crea drojdii adaptate la condițiile de fermentare și se obține așa numitul “ cuib de drojdii” în laborator. Apoi, înmulțirea drojdiei are loc în multiplicatorul de drojdie și se obține cultura de producție folosită pentru însămânțarea mustului răcit, cantitatea de cultură folosită este de aproximativ 400-450 g/hl must. [Banu, 2002]

Fermentația primară este prima etapă după însămânțare când pH-ul mustului este 5-6. Perioada de fermentație este de 7 zile, timp în care drojdiile câștigă în competiția cu alte microorganisme contaminante și produc fermentația matozei și a unor dextrine cu molecule mici, în stadiul inițial este posibilă o dezvoltare a bacteriilor din specia Flavobacterium proteus, bacterii care pot proveni din apă sau de pe utilaje și care se pot înmulți în must fără să fie inhibate de hamei, dând modificări de gust. La fermentația primară, în afară de fermentația alcoolică mai are loc și înmulțirea cantității de drojdie, obținându-se de 3 ori mai multă față de cantitatea inoculată. Prin degajarea de CO₂, la suprafața linurilor de fermentație se formează o spumă, apoi, pe măsură ce se reduce extractul mustului, viteza de fermentare scade și are loc depunerea drojdiei. [Banu, 2002]

Fermentația primară are loc la 6-8°C, temperatura care protejează fermentația și împiedică dezvoltarea eventualelor bacterii mezofile/termofile. Mustul de fermentație este transvazat de pe sedimentul de drojdie în tancuri închise, pentru fermentația secundară. [Banu, 2002]

Drojdia ramasă în urma fermentației primare poate fi valorificată pentru însămânțarea unor noi cantități de must. În acest caz, stratul inferior care conține un număr mare de impurități este eliminat, stratul median care conține proporția cea mai mare de celule vii și active este recoltat în vane, iar stratul superficial ce conține celule mici, autolizate și rășini amare este, de asemenea, eliminat. Drojdiile din stratul median se spală cu apă rece și pură din punct de vedere microbiologic, se face controlul microscopic și, dacă procentul de celule autolizate este mic și sunt absente bacteriile de contaminare, este refolosită pentru inocularea mustului la fermentația primară. Astfel, în condiții igienice, când nu are loc contaminarea drojdiei, în practica fabricării berii se pot folosi 6-20 de recirculări (generații) ale drojdiei. Drojdia reziduală poate fi valorificată prin obținerea de plasmolizate, sau poate fi folosită ca sursă de vitamine în nutriția animalelor. [Banu, 2002]

Fermentația secundară are loc la 3-4°C, timp de 4-42 zile. Celulele de drojdii ce mai rămân în suspensie continuă să fie active din punct de vedere enzimatic și are loc saturarea cu dioxid de carbon rezultat prin fermentație; au loc o serie de reacții enzimatice și procese fizico-chimice care contribuie prin produșii rezultați la formarea compușilor de aromă. [Banu, 2002]

Filtrarea berii are loc la sfârșitul fermentației secundare. Filtrarea poate fi sterilizantă mai ales dacă materialul filtrant este steril și prezintă pori ce asigură reținerea microorganismelor. După filtrare, recontaminarea se poate realiza pe circuitul de transport (lampi de control, garnituri de etanșare a furtunurilor s.a.). [Banu, 2002]

Îmbutelierea se face în sticle sau în butoaie (din lemn, aluminiu). La îmbuteliere există un risc mai mare de contaminare a berii, în special datorită ambalajelor, dacă spălarea și dezinfecția acestora nu este corect aplicată. [Banu, 2002]

Defectele și bolile berii se caracterizează prin apariția de turbulențe, opalescențe sau pelicule, având drept efect alterarea gustului și mirosului berii. Sunt de natura fizico-chimică sau microbiană. [Muntean, 2013]

Defecte ale berii sunt considerate tulburelile sau opalescențele datorate insolubilizării unor substanțe incomplet transformate pe parcursul procesului de producție, substanțe care precipită sub acțiunea unor factori externi, ca temperatura, aerarea, agitarea. [Muntean,2013]

Substanțe a căror precipitare determină tulbureli:

Amidonul incomplet zaharificat datorită faptului că în cursul tratamentelor termice care duc la formarea malțului și a plămezii zaharificate s-au distrus prea multe enzime amilolitice;

Proteine, dacă au fost prea multe în orz sau în timpul tratamentelor termice au fost distruse prea multe enzime proteolitice;

Rășini provenite din hameiul imatur sau folosit în exces. [Muntean, 2013]

Bolile berii se manifestă prin tulbureală, opalescență sau peliculă, determinate de dezvoltarea drojdiilor sau bacteriilor. Dezvoltarea acestora este determinată de schimbarea pH-ului, prezența O₂, a substanțelor azotoase în exces, zaharificarea incompletă, temperatura ridicată etc. [Muntean, 2013]

1.2.1. ALTERĂRI MICROBIENE ALE BERII:

Berea, în funcție de sortiment, prezintă o compoziție variată, cu valoare nutritivă ridicată, iar diferitele componente ale berii pot servi drept substrat pentru activitatea microorganismelor ce contaminează berea. Alterarea poate fi dată de un număr restrâns de microorganisme, deoarece în bere există anumiți factori defavorizanți, pentru dezvoltarea acestora, și anume: o cantitate mică de extract ușor asimilabilă, prezența de alcooli, pH-ul acid, anaerobioză, o presiune ridicată dată de dioxidul de carbon, temperaturi reduse la pastrare (4-15°C). [Banu, 2002]

Alterarea microbiologică a berii poate fi dată de drojdii și bacterii. [Banu, 2002]

1.2.2. DEZVOLTAREA DROJDIILOR DE CULTURĂ:

Când filtrarea nu a fost eficientă, drojdii din genul Saccharomyces carlsbergensis pot continua fermentația în recipient. În acest caz de tulburare, formează rapid un sediment stabil, iar la deschiderea recipientului spumarea este mai intensă, berea are extractul mai redus și o cantitate mai mare de alcool; berea poate fi consumată. [Banu, 2002]

1.2.3. DEZVOLTAREA DROJDIILOR FERMENTATIVE DE CONTAMINARE:

Unele drojdii atipice, Saccharomyces pasteurianus, Saccharomyces turbidans, pot produce contaminarea drojdiei de cultură și dau un gust specific; berea este tulbure. Tulburarea este mai stabilă deoarece aceste drojdii au celule mai mici ce rămân mai mult timp în suspensie, iar sedimentul este pulverulent. Alte drojdii de alterare aparțin genurilor: Brettanomyces (produc esteri și acetat), Candida, Debaryomyces, Filobasidium, Hanseniaspora, Hansenula (produc esteri), Torulaspora, Zygosa-ccharomyces. Prezența lor poate avea efect negativ asupra stabilității spumei, deoarece ele pot elibera protease prin autoliză. Unele specii pot câștiga în competiție datorită avantajului de a utiliza dextrine sau de a avea caracter killer. [Banu, 2002]

1.2.4. ALTERĂRILE BACTERIENE:

Sunt produse de bacterii adaptate la condițiile existente în bere și se caracterizează prin opalescența (turbiditate) persistența și importante modificări ale gustului, iar berea nu este acceptată în consum. [Banu, 2002]

Bacteriile de alterare a berii pot prezenta două forme de bază (bastonase și coci) și proprietăți tinctoriale distincte. [Banu, 2002]

Bacteriile sub formă de bastonașe pot fi:

Gram-pozitive: lactobacili hemofermentativi (Lb. plantarum) și lactobacili heterofermentativi (Lb. brevis, Lb. pasteurianus, Lb. buchneri, Lb. fermenti s.a.), care sunt mai puțin sensibili la acțiunea microbiostatică a rășinilor din hamei, pot produce diacetil, opalescență și creșterea vâscozității;

Gram-negative:

Aerobe ( Acetobacter rancens, Acetobacter viscosis), care sunt active dacă berea este păstrată cu gol de aer; produc acid acetic; pelicula și opalescență;

Facultativ anaerobe – Zymomonas, care nu pot folosi maltoza ca sursă de carbon și energie, produc aldehida acetică și hidrogen sulfurat, Enterobacter agglomerans, Achromobacter anaerobica;

Anaerobe – genul Pectinatus, care produc în bere H₂S, acid acetic, acid propionic și opalescență. [Banu, 2002]

Bacteriile sub formă de coci care afectează berea sunt:

Gram-pozitive: genul Micrococcus cu specia M. kristinae, care este sensibilă la rășini din hamei și la pH scăzut, genul Pediococcus (P. dextrinicus, P. inopinatus, P. damnosus-cerevisiae, P. pentosaceus); se prezintă sub formă de diplococci și tetrade, produc fermentarea lactozei la acid lactic, pot produce, în condiții de aerare și pH acid, cantități sesizabile de diacetil ce imprimă berii un gust dezagreabil. Bacteriile apartinând genului Pediococcus sunt favorizate de prezența în bere a amidonului nehidrolizat;

Gram-negative: Megasphera, coci mari rezistenti la hamei, anaerobe, care produc acid butiric, caproic și opalescența. [Banu, 2002]

Bacteriile sporulante nu au fost detectate în bere. [Banu, 2002]

Bacteriile patogene și facultative patogene nu rezistă în bere. Prin inocularea berii cu Escherichia coli, celulele și-au pierdut viabilitatea după 48 ore. [Banu, 2002]

CAPITOLUL II

2.1. UTILAJE ȘI INSTALAȚII ÎN INDUSTRIA BERII ȘI MALȚULUI

FERMENTAREA MUSTULUI DE BERE:

Prin fermentarea mustului de bere se urmărește transformarea în mare parte a zaharurilor fermentescibile în alcool și dioxid de carbon. În condițiuni obișnuite ale fabricației berii prin fermentare submerse se poate împărți procesul în două faze și anume: fermentarea primară sau principal, timp de 6-10 zile la temperaturi de 6-10°C și fermentarea secundară denumită și maturare la temperaturi de 0-3°C timp de până la trei luni. [Berzescu, 1985]

2.1.1. FERMENTAREA PRIMARĂ:

În decursul fermentării primare se consumă cca 2/3 din zaharurile fermentescibile ale extractului. Astfel, la 1 hl de must cu 12% extract se descompun cca 8 kg zaharuri (exprimate în maltoză), rezultând teoretic o cantitate de căldură de 178 kcal x 8= 1424 kcal. Această căldură trebuie evacuată prin răcire. În consecință, se folosesc în mod uzual serpentine cu apă dedurizată de 1-2°C, cu alcool, etilenglicol sau propilenglicol 25%. Pentru 100 l must este necesară o suprafață de răcire cu serpentine de cca 1,5-2,5 m². [Berzescu, 1985]

Instalațiile moderne au, în loc de serpentine, mantale exterioare sau buzunare de răcire cu agent frigorific, procesul de răcire efectuându-se uneori prin vaporizare directă a acestuia. [Berzescu, 1985]

2.1.1.1. LINUL DE FERMENTARE:

Fermentarea primară are loc în recipiente deschise sau închise, din beton, lemn, aluminiu, material plastic sau oțel inoxidabil, cunoscute sub denumirea de linuri, iar uneori în cisterne cilindrice din același material de construcție, denumite și tancuri. [Berzescu, 1985]

În situația utilizării de linuri metalice se consideră necesar un consum de frig de 150 kcal/hl pe zi care crește la fermentarea intensă până la 450 kcal/hl pe zi, reușind a se fermenta în atari condițiuni cca 2,5% extract/zi. Pentru răcire sunt necesare 2-6 l apă/h, care se încălzește de la 1°C la 4°C. La răcirea berii tinere după fermentarea primară până la temperatura de fermentare secundară pentru 1 hl la o scădere a temperaturii cu 0,1°C/h se consumă 5 l apă/h. [Berzescu, 1985]

În situația răcirii mustului și a berii în decursul procesului de fermentare primară cu serpentine, acestea se confecționează în mod uzual din țevi de cupru cu ᴓ 30-50 mm. [Berzescu, 1985]

Coeficientul de transmisie a căldurii de la țeavă la agentul de răcire se determină cu formula:

α₁ = 1 750 (1+0,0175 t)

în care:

W este viteza agentului de răcire în m/s.

d- diametrul țevii, în m. [Berzescu, 1985]

Coeficientul de transmisie a căldurii de la bere la țeavă, se calculează cu formula simplificată:

α₂= 0,64 · C

în care:

t₁-t₂ este diferența de temperatură dintre suprafața peretelui și bere. [Berzescu, 1985]

Izolațiile din smoală a linurilor din oțel obișnuit trebuie recondiționate periodic în condiții grele de lucru, din cauza vaporilor toxici. De asemenea, la astfel de protecții se impun limitări de către legislatia sanitară din mai multe țări, în special din cauza bănuielii degajării de substanțe cancerigene. [Berzescu, 1985]

Linurile din oțel protejate cu email sau sticlă organică au o durabilitate practică nelimitată. În caz de avarii, însă, reparările sunt greoaie, iar costul este foarte ridicat. Execuția poate fi realizată numai de către întreprinderi specializate. [Berzescu, 1985]

Linurile din otel inoxidabil oferă o protecție tehnologică bună, o stabilitate nelimitată și nu necesită operații de izolare. Din cauza costului ridicat ele n-au reușit să se introducă pe scara importantă, spre deosebire de tancuri care, în parte, se pretează și pentru fermentarea sub presiune. [Berzescu, 1985]

Linurile din aluminiu prezintă aceleași avantaje, oferind o izolare bună. Prezintă însă o sensibilitate față de coroziune. Prin formarea de elemente galvanice, în contact cu alte metale apar fenomene de coroziune, în special la utilizarea de detergenți alcalini. [Berzescu, 1985]

Linurile din poliester întărit cu fibre de sticlă oferă o izolare bună a berii în situația unei mase reduse a utilajului. Din cauza rezistenței mici, acestea trebuie protejate în exterior cu diverse carcase sau la capacități mai mici, cu întărituri de fibre de sticla. Există temeri cu privire la îmbătrânirea în timp. Reparațiile pot fi efectuate la fața locului. [Berzescu, 1985]

Linurile din beton se execută ușor și pot fi protejate cu smoală sau cu rășini epoxidice. Ele predomină în instalațiile clasice. [Berzescu, 1985]

Un astfel de lin paralelipipedic deschis este redat în figura alăturată, sub formă de reprezentare izometrică. [Berzescu, 1985]

Linurile clasice din beton (fig. 2.1.), sunt amplasate pe trei nivele (1). Nivelul superior (2), reprezintă spațial de deservire, găsindu-se la acesta armaturile necesare pentru reglarea procesului de răcire, precum și ventilul de alimentare cu apa de răcire (5), alături de ventilul de evacuare a apei de răcire (6) și de maneta pentru manipularea ventilului de golire (9). Linurile pătrund sub pardoseala până la nivelul intermediar (3), unde se susțin pe fundații, existând canale pentru conductele tehnologice (18) și (19). Printr-un canal trec conductele de alimentare cu agent de răcire (5) și de retur (6), iar prin celălalt, ștutul de evacuare a berii fermentate (8). Acesta se leagă printr-un furtun cu pompa (10) de debitare a berii la fermentarea secundară. Canalele sunt prevăzute cu ferestre (12) pentru scurgerea bioxidului de carbon ce poate pătrunde accidental în acest spațiu. Pe pardoseala acestui nivel se observă colectorul mobil de drojdie (13) și vana pentru drojdie (14). Nivelul inferior (4), adăpostește instalația de răcire a aerului, compusă din serpentinele (16) și ventilatorul (15). Aerul răcit este suflat prin canale prevazute cu grătare (17) și distribuit în fluxul din încăperile secției de fermentare. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.1. Unitate de fermentare primară cu linuri de beton paralelipipedic deschise:

1-lin de fermentare; 2-pardoseală nivel superior; 3-pardoseală nivel intermediar; 4-pardoseală nivel inferior; 5-ventil alimentare apă răcire; 6-ventil evacuare apă de răcire; 7- serpentina de răcire; 8-ștut de evacuare a berii fermentate; 9-ventil de golire; 10-pompă; 11-conducte evacuare bere; 12-fereastră; 13-colector mobil de drojdie; 14-vana pentru drojdie; 15-ventilator; 16-serpentină; 17-grătar [Berzescu, 1985]

2.1.1.2. TANCUL DE FERMENTARE:

Recipientele închise pentru fermentare primară prezintă avantajul posibilității recuperării bioxidului de carbon și a montării în scurt timp. Ele se dimensionează, de preferință, pentru cuprinderea a două șarje de fierbere și au serpentine interioare pentru răcire, iar în execuție modernă, mantale sau buzunare exterioare. Acestea din urmă permit o curățire mecanică interioară, fără intervenția omului, prin montarea de duze rotative, sau cu jet rotativ. Uneori răcirea se efectuează prin vaporizare directă cu agent frigorific îmbunătățindu-se astfel randamentul energetic. Se confecționează din tablă de oțel protejată cu masa bituminoasă sau rășini epoxidice, din oțel inoxidabil sau din tablă de aluminiu. În comparație cu linurile paralelipipedice prezintă și avantajul lipsei de zone moarte, greu de curațit. [Berzescu, 1985]

În figura 2.2. se redă un astfel de tanc de 420 hl destinat pentru unități de 200 000 hl bere/an cu șarje fierbere de cca 210 hl. Tancul este confecționat din tablă de aluminiu de 8 mm. El are dimensiuni de gabarit ᴓ 2 600 x 8 510 mm (1), cu funduri elipsoidale (2) și este susținut de șase reazeme (3). În interior este prevăzut cu serpentine de răcire ᴓ 50 x 36 mm x 3 (7). Armăturile principale constau din manometru (4), supapă de siguranță (5) și spund-aparat (6). Tancul este prevazut cu racord de umplere-golire DN 50 (R₁), racord de aerisire DN 65 (R₂), racord pentru probe de 3/8’’ (R₄), termometru de colț (R₃), gura de vizitare de 400 x 600 mm (6) și capac cu vizor ᴓ 400 mm (V). [Berzescu, 1985]

TANCUL PENTRU FERMENTAREA PRIMARĂ SUB PRESIUNE:

Este destinat fermentării mustului de bere la temperaturi crescânde de la 10° la 20°C și presiuni ce ajung până la 2 bar și are o capacitate utilă de 430 hl. [Berzescu, 1985]

Reprezintă un recipient cilindric orizontal cu fundurile bombate, confectionat din oțel carbon, izolat în interior cu masa bituminoasă. Umplerea și golirea se asigură prin ștuțuri cu diametrul de 80 mm și o piesă amovibilă pentru evacuarea drojdiei după eliminarea berii la sfârșitul procesului de fermentare. Pentru racordarea supapei de siguranță și aerisire, tancul are un ștuț montat în partea superioară. Presiunea se reglează cu un spund-aparat. [Berzescu, 1985]

În interiorul tancului se găsesc serpentine de răcire din oțel inoxidabil sau cupru cu diametrul de 50 mm. Serpentinele de răcire sunt dimensionate în ipoteza degajării unei cantități de căldură de 140 kcal/24 h și hl și a unui coeficient de transmisie a căldurii în țevi de cupru de 150 kcal/m²·h·°C. În aceste condițiuni a rezultat o suprafață de răcire de 8 m², respectiv o lungime a serpentinelor de 51 m. [Berzescu, 1985]

Tancul este prevăzut cu o gură de vizitare pe partea din față a fundului, cu dimensiunile de 410 x 500 mm. De asemenea, are două ochiuri pentru controlul optic al procesului de fermentare, cu robinet de proba, termometru cu tija și manometru de control. [Berzescu, 1985]

Soluția de izolare cu masa bituminoasă este considerată temporară. Operațiunile de recondiționare, care trebuie efectuate cel puțin o dată pe an, se execută greoi, în condiții de mediu nociv la temperaturi ridicate. În consecință, se urmărește izolarea antiacidă cu rășini epoxidice, sau prin alte protecții nevătămătoare sub aspect igienico-sanitar. [Berzescu, 1985]

Lungimea totală este de 8 900 mm, iar diametrul interior – 2 600mm. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.3. Tanc din tablă de aluminiu pentru fermentarea primară a mustului de bere:

1-corpul tancului; 2- fund elipsoidal; 3- reazem de susținere; 4- manometru; 5-supapă de siguranță; 6-spund-aparat; 7-serpentină de răcire; R₁- racord de umplere-golire; R₂- racord de aerisire; R₃- termometru de colț; G-gura de vizitare; Y-vizor [Berzescu, 1985]

2.1.2. TANCUL PENTRU MATURAREA BERII:

Se execută din aceleași materiale ca și tancul de fermentare primară. Acesta se dimensionează pentru funcționarea la temperaturi de cca 0°C și suprapresiuni de 0,5 bar. [Berzescu, 1985]

Pentru reducerea volumului de construcții a secțiilor de fermentare secundară se suprapun în mod uzual 2-3 tancuri. Susținerea rândurilor superioare se efectuează cu sei prin sprijinirea directa pe tancul inferior, ceea ce impune mărirea grosimii pereților în partea respectivă sau prin suporturi independente, legate de structura de rezistență a clădirii. Mai rar se utilizează sistemul de stelaje din beton sau profile metalice. [Berzescu, 1985]

În situația răcirii berii cu serpentine, inclusive la fermentarea primară, este necesară și răcirea aerului din încăpere. Se pot realiza unele economii, izolând fața tancurilor cu ajutorul unor pereți, creând coridoare de deservire și răcind astfel numai restul spațiului cu răcitoare de aer amplasate pe pe peretele din spatele recipientelor. [Berzescu, 1985]

Rândurile de sus ale tancurilor suprapuse se exploatează greu din cauza accesului dificil, necesitând scări sau podeste mobile. Inconvenientul poate fi înlăturat prin suprapunerea cu legatura directă dintre tancuri și prevederea armăturilor de deservire numai la tancul de jos, existând un singur ștut de alimentare-golire. Suprafața de contact cu oxigenul se reduce foarte mult și la umplere se realizează rapid o pernă de CO₂ pe întreaga înălțime, chiar dacă berea se găsește numai în recipientul inferior. [Berzescu, 1985]

2.1.3 RECIPIENTELE DE MARE CAPACITATE:

Din considerente economice, sub aspectul costului de investiții și de exploatare, precum și a duratei de execuție-montaj, au apărut după anul 1960 recipiente de mare capacitate destinate unele pentru fermentare primară, altele pentru maturare sau pentru ambele scopuri. Ele se amplasează fie în încăperi, sau direct sub cerul liber și au forma cilindrică orizontală, sau vertical, cilindro-conică verticală sau sferică. [Berzescu, 1985]

2.1.3.1. RECIPIENTE CILINDRICE ORIZONTALE:

Se folosesc atat pentru fermentare primară, cat și pentru maturare, uneori pentru ambele scopuri, purtând în acest caz denumirea de “combitanc”. Capacitațile maxime realizate pana în prezent sunt de 5 000 hl, în funcțiune în Elveția. Prezintă avantajul prevenirii oxidării crestelor din cauza formei închise și a posibilității realizării de suprapresiuni ușoare de bioxid de carbon, a adaptării pentru fermentare rapidă sub presiune, a lipsei de armături interioare, răcirea efectuandu-se cu manta. Pierderile de bere din cauza suprafeței mari a fundului și a înălțimii reduse a stratului de drojdie sunt mai mari decât la alte tipuri de recipiente de mare capacitate. În schimb, ele pot fi introduse în încăperile obișnuite de fermentare, deoarece au o înăltime mai mică decat linurile și tancurile folosite curent pentru acest scop. [Berzescu, 1985]

Ca o armatura suplimentară față de recipientele precedente, ele posedă ventil de siguranță pentru vid. [Berzescu, 1985]

2.1.3.2. RECIPIENTELE CILINDRICE VERTICALE:

Acestea pot avea fundul plan, slab înclinat sau tronconic. Tancurile de mare capacitate cu fundul plan se pot așeza direct pe fundații cu pat de nisip și monta rapid sub cerul liber. Izolația termică se realizează ușor. Nu se pun probleme deosebite de ancorare sau de susținere cu picioare sau inele. Astfel de recipiente sunt în funcțiune în Franța, Anglia, Belgia și Australia si au capacitate de pana la 8 000 hl. [Berzescu, 1985]

Spre deosebire de tancurile orizontale, eliminarea drojdiei depuse se face mai usor, suprafața fiind mai mică și înălțimea mai mare. De asemenea, curățirea cu jet rotativ sub presiune este mai simplă, tancurile având o singură duză, spre deosebire de cele orizontale care necesită mai multe astfel de aparate, fără a putea realiza o administrare uniformă a agentului de curațire pe pereți. Eliminarea drojdiei se efectuează mult mai greu decât în cazul recipientelor cu fundul înclinat. [Berzescu, 1985]

Dintre recipientele cilindrice verticale de mare capacitate cu fundul drept sau slab înclinat, se citează tancurile Asahi și unitancurile. [Berzescu, 1985]

Tancurile Asahi sunt cele mai vechi recipiente de mare capacitate sub cerul liber, fiind în exploatare din 1965 la fabrica cu același nume din Japonia. Ele au înălțimi de până la 10 m și diametre cuprinse între 5 și 8 m, capacitațile unitare ajungând până la 7 000 hl. Ele sunt destinate numai pentru fermentarea primară la presiune hidrostatică, fiind dimensionate pentru o suprapresiune maximă de 400 mm col. apă. [Berzescu, 1985]

Tancul este confecționat din oțel inoxidabil (fig. 2.4.). El posedă în exterior o manta de răcire (2), secționată în două pe înălțime. Drept agent de răcire se folosește o soluție apoasă de etilenglicol la temperatura de -3°C. Izolația termică exterioară este realizată din spuma de poliuretan la o grosime de 90 mm (3). Aceasta, la randul ei, este protejată față de acțiunea agenților atmosferici de o tablă subțire din aluminiu. [Berzescu, 1985]

Alimentarea mustului însămânțat cu drojdie, se efectuează prin ștuțuri din partea inferioară a fundului slab înclinat (6). Pentru golire se folosește un tub rabatabil (7), ținut întotdeauna la o anumită înălțime față de nivelul de bere, prin intermediul plutitorului (17). [Berzescu, 1985]

Bioxidul de carbon este evacuat prin intermediul spund-aparatului (9), montat pe capac și a conductei (8), care duce în recipientul colector de apă (10). Tubul este legat și de o conductă (11) cu ventil pentru reglare, fie a funcției de spund-aparat și de evacuare a bioxidului de carbon prin conducta (16), fie pentru funcție de ventil de vid. [Berzescu, 1985]

Curățirea se efectuează cu duza rotativă (15) de pe capacul recipientului, alimentată cu conducta (14). Nivelul lichidului în recipient este indicat cu ajutorul dispozitivului (13). Pentru intervenție accidentală aproape de fund se găsește manlochul (14) și alături de el un ventil de probă (5).

Fig. 2.4. Tanc de fermentare primară de tip Asahi:

1-interiorul tancului; 2-manta de răcire; 3-izolație termică; 4-gură vizitare; 5-ventil pentru luat probe; 6-fund slab înclinat; 7-tub rabatabil; 8-conductă de evacuare bioxid de carbon; 9-spund-aparat; 10-recipient colector de apă; 11-conductă cu ventil de reglare; 12-termometru; 13-indicator de nivel; 14-conductă de curățire; 15-duză rotativă; 16-evacuare bioxid de carbon [Berzescu, 1985]

Ciclul normal de fermentare primară cu un astfel de recipient este de 8 zile, conform tehnologiei clasice la temperaturi de maxim 8,5°C. Drojdia eliminată se separă cu ajutorul unor centrifuge. [Berzescu, 1985]

Astfel de recipiente se pot utiliza și pentru maturare, fiind necesară impregnarea de bioxid de carbon în bere, în momentul îmbutelierii. [Berzescu, 1985]

Unitancurile construite în S.U.A., Australia și Noua Zeelanda au înălțimea puțin mai mare diametrul, ea ajungând la 8,5 m pentru capacități de 5 600 l. Fundul este slab înclinat spre centru, unghiul conului fiind de 12,5°. Tancul este răcit în exterior în anumite zone cu buzunare inelare, folosindu-se un sistem de vaporizare directă de amoniac prin plăci cu pereți dubli și câte o canelură pe o lățime de cca 1’’. Suprafața de răcire este astfel calculată, încât în 24 h temperatura din interiorul recipientului poate fi scăzută de la 13,3°C la 7,8°C. În acest scop este necesară la capacitatea arătată o suprafață de răcire de 27,6 m². [Berzescu, 1985]

Curățirea și dezinfecția se efectuează cu un cap de pulverizare montat în partea superioară centrală a capacului slab bombat. [Berzescu, 1985]

Ca o siguranță față de suprapresiune, tancul este echipat pe capac cu un dispozitiv cu membrană cu diametrul de 25 cm. În cazul creșterii suprapresiunii cu 5 cm coloană apă, membrana ajunge în contact cu o serie de cuțite, care o rup. Aceeași situație apare la formarea de vid în interiorul recipientului. În decursul curățirii și dezinfecției tancului membrana se acoperă cu un capac rabatabil, prins cu o serie de aripioare. [Berzescu, 1985]

Tancurile pot fi folosite și pentru maturare după evacuarea drojdiei, motiv pentru care se numesc unitancuri. În final, se procedează la impregnarea cu bioxid de carbon și adaus de stabilizator. [Berzescu, 1985]

2.1.3.3. TANCUL CILINDROCONIC VERTICAL:

În comparație cu recipientele precedente acesta pune probleme constructive mai pretențioase cu privire la realizarea fundului conic și a susținerii, dar prezintă avantaje tehnologice considerabile în ceea ce priveste posibilitatea evacuării ușoare a drojdiei. Se utilizează pentru procese tehnologice clasice sau rapide de fermentare primară și maturare, sau combinate. Astfel de tancuri se pot utiliza până la anumite dimensiuni și ca recipiente sub presiune. Se amplasează în construcții, sau direct sub cerul liber. Răcirea are loc fie cu mantale inelare sau buzunare exterioare, fie prin recircularea lichidului și trecerea printr-un schimbător de caldură cu plăci. [Berzescu, 1985]

Umplerea și golirea tancurilor ce aplică tehnologii clasice se efectuează printr-un ștuț în partea conică. Golirea drojdiei are loc printr-o deviație a conductei de alimentare-golire, cu ajutorul unui robinet cu trei căi. Toate recipientele posedă spund-aparate și dispozitive de siguranța față de vid, montate în capac. [Berzescu, 1985]

Recipientele cele mai mici amplasate în încăperi au înălțimi de cca 6 m, diametrul de 2,5 m și o capacitate de 200 hl. Există și tancuri de 1 600 hl cu înălțimea de peste 16 m amplasate în încăperi. Sub cerul liber astfel de recipiente se execută numai pentru capacități de peste 1 000 hl, ele ajungând până la 12 000 hl. Unghiul conului este de 60-90°. Susținerea are loc pe picioare slab oblice, în număr de până la 18, sau cu suport inelar ce prelungește partea cilindrică. Curățirea și dezinfecția se asigură cu duze rotative. [Berzescu, 1985]

În R.D.G. s-au dat în funcțiune, începând din 1974, un număr de peste 200 tancuri (reactoare) amplasate sub cerul liber cu capacități de 1 000- 5 000 hl, destinate fermentării primare și maturării în continuare timp de 14 zile per total, fară eliminarea intermediară a drojdiei. [Berzescu, 1985]

Tancurile se amplasează față în față cu un culoar intermediar cu deservire, acoperit, având o lățime de 5 m. În acesta se montează armăturile, pompele, instalația de răcire și conductele de curațire-dezinfecție-sterilizare. [Berzescu, 1985]

Fiecare tanc (fig. 2.5.) are fundul conic (3), cu ștuț de golire ce este prelungit cu o conducta ce ajunge în coridorul de deservire (2). La începutul părții conice există o a doua conductă de evacuare (4). Mustul în curs de fermentare evacuate continuu prin ștuțul (3), este trecut printr-un schimbător de căldură cu plăci și reintrodus în tanc prin conducta (5), care ajunge până aproape de capac. Pe acesta se găsește dispozitivul rotativ de spălare (6). Peretele exterior al tancului este confecționat din tabla de oțel inoxidabil de tipul V₂A, izolat termic cu un strat de poliuretan și apoi de o tablă zincată. Grosimea stratului de poliuretan este de 80 mm la o densitate de 35-45 kg/mᶟ. Necesarul de poliuretan pentru un tanc de 2 500 hl este de 1 100 kg. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.5. Schema de amplasare de tancuri cilindroconice verticale sub cerul liber:

1-perete vertical; 2-coridor de deservire; 3-fund conic; 4-conducta de evacuare; 5-conducta de recirculare; 6-dispozitiv de spălare; 7-fundație [Berzescu, 1985]

În afară de tubul interior de recirculare de DN 65 care la tancurile de 2 500 hl ajunge la 2 m sub capac, recipientul nu are alte armături interioare. Un astfel de tanc are înălțimea de 22,5 m și diametrul de 4 200 mm. Grosimea peretelui este de 6 mm. Tancurile de 5 500 hl au diametre de 6 000 mm și înălțimi de 27 m. Capacitatea tancurilor corespunde pentru preluarea mustului rezultat în maxim 36 h. [Berzescu, 1985]

Pentru răcire se foloseste o soluție de propilenglicol 25%, care asigură temperaturi de până la -4°C. Curățirea este realizată prin sprițuire cu apă rece, spălare cu soluție de NaOH 2% la 70°C, sprițuire intermediară cu apă rece, spălare cu soluție de acid azotic 2%, sprițuire cu apă rece și dezinfecție cu soluție de wofasteril (acid peracetic). Stația de curățire este compusă din trei recipiente pentru chimicale de cate 12 mᶟ, deservite de pompe de 20 mᶟ/h și de o pompă de sprițuire cu apă de 70 mᶟ/h la 60 m coloana apă. Există posibilitatea realizării automate a procesului de spălare-dezinfecție fără demontare de instalații, după principiul CIP. [Berzescu, 1985]

La unele fabrici se recuperează bioxidul de carbon și se comprimă în două trepte, la capacități de până la 125 kg/h. [Berzescu, 1985]

Reglarea presiunii, precum și asigurarea față de suprapresiune și vid se realizează cu un ventil automat de tipul Petersen-Henius. [Berzescu, 1985]

Pentru pregătirea culturilor de drojdii și recuperarea lor se folosesc recipiente de câte 40 hl cu manta de răcire și agitator. Instalația de culturi dispune de un sterilizator de must de 15 hl, vas de însămânțare de 2,5 hl și mai multe prefermentatoare de cate 10 hl. [Berzescu, 1985]

La dimensionarea instalațiilor frigorifice s-a ținut cont de căldura dezvoltată de 140 kcal/kg extract fermentat și ca procesul de fermentare primară dureaza 4 zile, iar după maturare trebuie efectuată o răcire de la 12°C la 3°C în maxim 24 h. Suprafața izolată a tancurilor de 1 300 hl este de 200 m², iar cea a tancurilor de 2 500 hl de 320 m². Pierderile de căldură prin pereți sunt de maxim 0,27 kcal/m²h°C. În aceste condițiuni a rezultat un necesar de frig de 65 000 kcal/h la tancurile de 1 300 hl și de 125 000 kcal/h la cele de 2 500 hl. [Berzescu, 1985]

Consumul specific de apă pentru curățirea tancurilor este de 0,005-0,007 mᶟ/hl. Consumul de abur pentru încălzirea leșiei în cele două cazuri este de 190, respectiv 355 kg, iar cel de energie electrică de 0,242, respectiv de 0,155 kWh/hl bere. [Berzescu, 1985]

2.1.3.4. TANCUL SFERIC:

De fapt este sferoconic, având fundul prelungit sub formă de con pentru depunerea mai ușoară a drojdiei. Sub aspectul structurii de rezistență tancurile sferoconice sunt cele mai economice, în special în cazul utilizării pentru fermentarea sub presiune. [Berzescu, 1985]

În Spania sunt în funcțiune 40 de astfel de recipiente la fabrica “ El Aquila”. Ele au capacități de câte 5 000 hl și sunt confecționate din oțel inoxidabil de tipul AISI-304, având grosimi ale pereților de 6-8 mm. Răcirea are loc cu patru inele pe partea conică, pe o suprafață de 150 m². Tancurile sunt izolate cu un strat de spumă de sticlă de 220 mm, protejat în exterior cu rășini epoxidice. Spălarea se efectuează cu un dispozitiv cu aspersie rotativă cu apă caldă, leșie și acid și apoi cu apă rece. Răcirea are loc cu o soluție de propilenglicol de 25%. [Berzescu, 1985]

Înălțimea tancurilor este de 11,95 m și diametrul de 10 m. Fermentarea are loc la suprapresiuni de până la 1,3 bar. [Berzescu, 1985]

2.1.4. DISPOZITIVUL DE REGLARE A PRESIUNII:

Are drept obiectiv reglarea suprapresiunii din recipientul de maturare a berii la mărimea dorită, eliminând bioxidul de carbon în exces, care ar mări această presiune. Poartă denumirea de spund-aparat și reprezintă, în același timp, un ventil de suprapresiune, cât și un manometru. În trecut se utiliza pentru acest scop un tub în forma de U, în care era introdus apă sau mercur în cantitățile stabilite, astfel încât înălțimea coloanei să corespundă cu presiunea reglată, iar evacuarea bioxidului de carbon la depășirea suprapresiunii dorite se efectua pe principiul vaselor comunicante. Tubul era astfel conceput încât era imposibilă antrenarea lichidului la depășirea presiunii reglate, ci numai evacuarea gazului sub formă de bule fine. [Berzescu, 1985]

În prezent se folosesc pentru acest scop ventile cu membrană (fig. 2.6.). Acestea au un recipient (1), umplut cu aer la presiunea dorită prin intermediul unui ventil (2), legat de sursa de aer comprimat. Aerul împinge o membrană de cauciuc (4), pe fundul recipientului. Acolo se găsesc două orificii, din care unul este legat de recipientul de maturare (5) și celălalt de conducta de evacuare în atmosferă. Conducta de legătură cu recipientul de maturare este prevăzută cu un manometru (6). În momentul depășirii presiunii prescrise în recipientul de maturare, bioxidul de carbon împinge membrana în sus și elimină gazul în exces până la realizarea echilibrului. Presiunea prescrisă poate fi citită la manometrul (3). [Berzescu, 1985]

Fig. 2.6. Spund-aparat cu ventil cu membrană:

1-recipient; 2-ventil; 3-manometru; 4-membrană de cauciuc; 5-legatură cu recipientul de maturare; 6-manometru [Berzescu, 1985]

O perfecționare a dispozitivului de reglare a presiunii o constituie aparatul Petersen-Henius care, în același timp, constituie și un ventil de siguranță față de vid, montat în carcasa comună. Necesitatea ventilului de vid se impune la recipientele mari, care, după fiecare șarjă, se sterilizează și se răcesc prin spălare cu apă, fenomen care provoacă apariția unui vid puternic. În caz de lipsă a ventilului de siguranță apare pericolul burdușirii recipientului (fig. 2.7.). [Berzescu, 1985]

Fig. 2.7. Armătura complexă de reglare a presiunii și de siguranță față de presiune și vid:

1-contragreutate cu pârghie; 2-ventil; 3-ștuț alimentare bioxid de carbon; 4-ștuț evacuare bioxid de carbon; 5-ventil; 6-ștuț legatură cu aer din exterior; 7-ventil de închidere automată [Berzescu, 1985]

Stabilirea presiunii de echilibru se efectuează cu o contragreutate cu pârghie (1), care deschide sau închide ventilul (2), ce permite reținerea bioxidului de carbon alimentat prin ștuțul (3), sau evacuarea acestuia, în caz de depășire a presiunii stabilite prin ștuțul (4). Ventilul (5), se deschide în momentul apariției de vid în recipient și permite accesul de aer din exterior prin ștuțul (6). Un ventil suplimentar cu închidere automată (7), se cuplează în situația realizării în prealabil a unei anumite contrapresiuni în recipient, folosind în acest scop aer sau bioxid de carbon, sau la traversarea berii dintr-un recipient în altul. [Berzescu, 1985]

Sensibilitatea de reglare a contrapresiunii prin introducerea de greutăți este de 0,1 bar. [Berzescu, 1985]

2.1.5. FERMENTAREA CONTINUĂ:

Dintre numeroasele brevete, stații pilot și unități prezentate în literatura de specialitate se vor descrie numai unele ce au fost aplicate pe scara industrială și anume:

Instalația Coutts (fig. 2.8.), în funcțiune din 1958 la mai multe fabrici de bere din Noua Zeelanda, se caracterizează prin reglarea procesului de fermentare prin variația temperaturii, a concentrației de drojdie și a turației agitatoarelor unor tancuri cilindrice verticale. Fiecare tanc este prevăzut cu un agitator (1), care pătrunde într-un difuzor(2), ce asigură o recirculare parțială a amestecului de must și drojdie. Mustul este alimentat printr-un ștuț în partea inferioră a primului tanc (4), iar suspensia de drojdie prin ștuțul (3). Doza de drojdie este de cca 10 ori mai mare decât cea folosită în mod curent, ajungând la 5 l suspensie groasă/hl. Berea crudă iese prin ștuțul (5), ajungând în tancul al doilea, de maturare. De aici ea este trecută în decantorul de drojdie (6). O parte din drojdie este recirculată cu ajutorul pompei (7). În final berea decantată trece prin filtrul (8), pentru limpezire fină. Capacitățile de producție variază între 680 și 2 450 hl/zi. În figura 2.8. este prezentată schematic o astfel de instalație. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.8. Instalație Coutts de fermentare continuă a mustului de bere:

1-agitator; 2-difuzor; 3-alimentare drojdie; 4-tanc; 5-evacuare bere crudă; 6-decantor de drojdie; 7-pompă de recirculare; 8-filtru [Berzescu, 1985]

Instalația Deniskov (fig. 2.9.), este de tip cascadă, fiind compusă dintr-o baterie de tancuri slab înclinate. Drojdia este multiplicată în recipientul de cultură (1), printr-o aerare intensivă. De aici ea cade în vasul de păstrare (2), care alimentează primul tanc (4). În conducta de alimentare este debitat și mustul provenit din vasul (3). Berea în curs de fermentare trece succesiv prin tancurile (4, 5, 6 și 7), ieșind din fiecare recipient prin partea superioară pentru a fi alimentată în vasul următor prin partea inferioară. Fiecare tanc are diametrul de 2,2 m și lungimea de 5,9 m. Doza de drojdie introdusă în primul tanc este de 5% față de cantitatea de must. Tancurile (4 și 5), sunt prevazute cu agitatoare cu palete (8), iar tancurile (6 și 7), cu dispozitive de barbotare de bioxid de carbon prin fund. Din ultimul tanc berea este trecută în recipientul (11), prevăzut cu serpentine de ieșire la temperatura de 1°C. Printr-un sistem de conducte se poate introduce must în amestec cu bere în fiecare tanc. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.9. Instalație Deniskov de fermentare continuă a mustului de bere:

1-recipient de cultură de drojdie; 2-recipient pentru păstrare drojdie; 3-recipient alimentare must; 4-tanc; 5-7-cascadă de tancuri; 8-agitator cu palete; 9-spund-aparat; 10-dispozitiv de barbotare bioxid de carbon; 11-tanc de răcire [Berzescu, 1985]

Instalația APV din figura 2.10., în funcțiune la fabrica Cerevera del Norte Ping din Spania se compune din cinci turnuri (4), cu diametrul de 0,6 m și înălțimea de 6,4 m și patru tancuri verticale de maturare (5), de aceeași înălțime. Mustul de bere este alimentat din recipientul tampon (1), fiind diluat până la concentrația prescrisă indicată de aparatul (2). Apoi trece prin pasteurizatorul (3), pentru a fi dozat concomitent în toate turnurile de fermentare. Ieșirea are loc pe partea superioară prevazută cu spărgător de spumă și separator de drojdie. În bateria de maturare berea trece succesiv de sus în jos și invers prin recipiente, ajungând în final în răcitorul (6) și de acolo în stația de filtrare-îmbuteliere. [Berzescu, 1985]

Caracteristic sistemului este menținerea constantă a concentrației mustului și drojdiei, care este de 150 g/l. Durata de fermentare este de 4 ore, iar capacitatea instalației 1 000 hl/zi. [Berzescu, 1985]

Intr-o variantă destinată producerii berii de fermentație inferioară, maturarea are loc în tancuri orizontale. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.10. Instalație APV de fermentare continuă a mustului de bere:

1-recipient tampon de must; 2-dispozitiv pentru controlul concentrației; 3-pasteurizator de must; 4-turnuri de fermentare; 5-tancuri pentru maturare; 6-răcitor de bere [Berzescu, 1985]

2.1.6. PURIFICAREA ȘI RECUPERAREA DROJDIEI:

Drojdia rezultată din procesul de fermentare depașeste necesarul pentru o nouă șarjă de 3-4 ori. Dozele necesare pentru refolosire sunt de cca 0,5 l suspensie groasă de drojdie/hl must. Drojdia destinată reutilizării trebuie purificată prin cernere cu site vibratoare din țesătura de materiale inoxidabile cu ochiurile de 0,4-0,5 mm, spălată cu apă rece de 4-5°C pentru eliminarea impurităților mecanice și păstrată în recipiente răcite până la reutilizare. Excedentul de drojdie se valorifică prin presare și uscare pe valțuri. [Berzescu, 1985]

Spălarea are loc în căzi prin agitare cu apă rece, care se îndepărtează după depunerea drojdiei sau în pâlnii, în care apa se alimentează continuu de jos în sus, agitând și antrenând drojdia până la o anumită înălțime, cu preluarea concomitentă a impurităților. [Berzescu, 1985]

2.1.6.1. RECIPIENTUL PENTRU PĂSTRAREA DROJDIEI:

Recipientul utilizat curent pentru acest scop reprezintă un vas cilindric mobil și basculant, în jurul axului de susținere a cadrului rotitor confecționat din tablă de oțel inoxidabil și conceput a funcționa în stare deschisă. [Berzescu, 1985]

În partea laterală și inferioară are o manta pentru a permite răcirea cu apă. Golirea drojdiei se efectuează prin basculare manuala cu ajutorul a doua mânere. Alimentarea și evacuarea apei din mantaua de răcire se efectuează prin axul de susținere a recipientului și cu legături de furtun. [Berzescu, 1985]

Pentru golirea mantalei s-a prevăzut în partea inferioară un racord cu robinet. Dimensiunile de gabarit sunt de 900 x 1 000 mm, la un volum util de 0,58 mᶟ (fig. 2.11.). [Berzescu, 1985]

Există și recipiente închise de dimensiuni mai mari, prevăzute cu mantale de răcire și cu agitator, care permit manipularea și păstrarea în condiții igienice îmbunătățite. [Berzescu, 1985]

Pentru șarje de 210 hl must sunt necesare două recipiente de păstrare a drojdiei de câte 5,8 hl capacitate utilă. Ele poartă denumirea și de vane pentru drojdie. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.11. Recipient pentru păstrarea drojdiei:

1-suport cuzinet pentru basculare; 2-manta; 3-intrare apă răcire; 4-ieșire apă răcire [Berzescu, 1985]

2.1.6.2. RECIPIENTUL PENTRU ÎNSĂMÂNȚAREA DROJDIEI:

Este un recipient cilindric cu fundul inferior conic și capacul sub formă de mâner de coș. El este destinat realizării unei suspensii fine de drojdie, în vederea însămânțării în linurile de prefermentare. Aparatul este de tip mobil și basculant, dispunând de o duza amplasată aproape de fund. Ea asigură o dispersie fină a drojdiei prin injecție de aer steril introdus de jos, în vederea realizării dispersiei. În momentul golirii, aerul se alimentează pe sus și recipientul funcționează pe principiul montejusului, schimbarea operațiunilor efectuându-se prin manipularea unui robinet cu trei căi în rețeaua de alimentare cu aer. [Berzescu, 1985]

Aparatul de însămânțare are un capac rabatabil, care permite curățirea, sterilizarea și alte intervenții. El se confectionează în condițiile impuse unui recipient ce funcționează sub presiune la maxim 1,5 bar. [Berzescu, 1985]

Aparatul pentru însămânțare, construit în țara noastră, are o capacitate utilă de circa 400 l. [Berzescu, 1985]

2.1.6.3. USCĂTORUL DE DROJDIE:

Asigură deshidratarea excedentului de drojdie rezultat de la fermentare la un conținut de umiditate de circa 90% până la circa 10%, în vederea utilizării ca furaj. Practic, se pot valorifica 1-1,5 l suspensie groasă de drojdie/hl bere. Pentru uscare se folosesc instalații cu valțuri încălzite cu abur. [Berzescu, 1985]

În țara noastră se folosește un uscător tambur cu un singur valț. Tamburul are formă cilindrică orizontală și este susținut de două lagăre. În partea exterioară inferioară se afla un recipient în care se introduce suspensia de drojdie. Aceasta adera de pereții tamburului prin rotire, sub acțiunea căldurii aburului, se usucă sub formă de peliculă, care este îndepărtată prin răzuire cu ajutorul unor cuțite. [Berzescu, 1985]

Cuva reprezintă un recipient de forma semicilindrică, prevăzut cu pereți dubli pentru încălzirea preliminară a suspensiei de drojdie până la o temperatură de cca 90°C. În interiorul cuvei se găsește un agitator care realizează uniformizarea suspensiei și a temperaturii. Uscatorul este reprezentat în figura 2.12.. O pompă de alimentare cu suspensie de drojdie este prevazută cu comanda automată a pornirii și opririi în funcție de nivelul din cuvă. [Berzescu, 1985]

Capacitatea uscatorului este de 3,8 kg drojdie uscată pe oră, ceea ce corespunde cu 50-60 kg apa evaporată, folosind abur de 3-4 bar. [Berzescu, 1985]

Suprafața de uscare este de 1,4 m², la un diametru al tamburului de 600 mm. Turația corespunde cu 1 rot/minut. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.12. Uscător de drojdie cu un valț:

1-tambur; 2-cadru; 3-agitator; 4-cuvă; 5-oala de condensate; 6-lanț cu role; 7-electromotor; 8-reductor; 9-cuțit [Berzescu, 1985]

2.1.6.4. INSTALAȚIA DE CULTURI PURE DE DROJDIE:

Este astfel incorect denumită, deoarece este vorba de tulpini de drojdii izolate și multiplicate în laborator, care se dezvoltă în continuare în fabrica pentru însămânțarea mustului de bere, în vederea fermentării. [Berzescu, 1985]

Instalațiile uzuale se compun din patru recipiente și anume: unul pentru sterilizare must, două vase de fermentare-multiplicare a culturii și unul pentru prefermentare. [Berzescu, 1985]

Recipientele instalației se confectionează din cupru sau oțel inoxidabil, cu serpentine interioare de încălzire sau numai cu manta exterioară de încălzire și de răcire. Recipientele sunt legate între ele cu conducte, preferându-se realizarea transportului maselor pe principiul de montejus. Instalația este astfel concepută încât să asigure desfășurarea întregului proces tehnologic în condițiuni practic sterile. [Berzescu, 1985]

Recipientul pentru sterilizarea mustului este în mod curent de tip cilindric-vertical cu fundul superior eliptic, iar cel inferior conic. În acesta se introduce mustul debitat de la stația de răcire, în vederea sterilizării la temperatura de 110°C, cu ajutorul aburului. Apoi, urmează răcirea cu apă intr-una sau două trepte, în vederea scăderii temperaturii la cca 30°C. Răcirea se asigură prin mantaua recipientului. Mantaua acoperă vasul pe o înălțime de circa 2/3, în ea putându-se introduce alternativ abur sau apă de răcire. [Berzescu, 1985]

Procesul de sterilizare poate fi efectuat și prin injecție directă de abur în must timp de circa 2 ore. Atât în timpul sterilizării cât și al răcirii, mustul este barbotat intermitent cu aer steril, care se introduce prin partea superioară și prin cea inferioară a recipientului. Pentru urmărirea procesului recipientul este prevăzut cu un vizor. De asemenea, este dotat cu ventile de vid, de siguranță la suprapresiune și cu armături pentru evacuarea aerului într-un recipient de expansiune. [Berzescu, 1985]

După sterilizarea și răcirea mustului acesta este transvazat pe principiul montejus-ului cu aer steril în două recipiente de multiplicare a drojdiei, denumite impropriu și fermentatoare de drojdie. Pentru asigurarea sterilității aerului acesta trece prin filtre cu vată. Transvazarea este realizată prin deschiderea ventilului de la partea inferioară a recipientului și cel de aer, creându-se o pernă de gaz care împinge mustul în recipientele de multiplicare. [Berzescu, 1985]

Recipientul de sterilizare a mustului construit în țara noastră are o capacitate de 650 l. Diametrul său este de 900 mm și înălțimea totală de 2 200 mm. Conducta de alimentare cu bere are DN 35 mm, iar cea de evacuare- DN 20 mm. [Berzescu, 1985]

Recipientul pentru multiplicarea drojdiei (fig. 2.13.) este de tip cilindric-vertical, cu capacul (1) și fundul (3), înclinate conic spre mijloc. El este susținut pe trei picioare. Capacitatea este de 360 l pentru fiecare recipient. [Berzescu, 1985]

Pe capac se găsește ștuțul de alimentare (R1), prevăzut cu robinet cu cep (14), ștuțul de aer (R3), ce servește pentru transvazarea pe principiul montejus-ului, prevăzut cu robinetul de închidere (11), precum și armătura de siguranță și de evacuare a bioxidului de carbon. Pentru urmărirea desfășurării procesului de multiplicare a drojdiei, recipientul este prevazut cu vizorul (13). [Berzescu, 1985]

Pe partea cilindrică se gasește ștuțul de alimentare cu drojdie (7), prevăzut cu robinetul (R4), de care este legat cilindrul de sticlă (4), pentru alimentarea cuibului de drojdie. Închiderea cilindrului se realizează cu robinetele (11). Sterilitatea aerului se asigură cu filtrul (12). [Berzescu, 1985]

Fundul recipientului este prevăzut cu ștuțul (5), precum și cu robinetul cu trei căi (R2), pentru golire și spalare. [Berzescu, 1985]

Recipientul de multiplicare a drojdiei are un diametru interior de 650 mm și o înălțime de 2 000 mm, din care cea a parții cilindrice (2), de 900 mm. Masa este de 0,25 t. [Berzescu, 1985]

Recipientul de prefermentare este de tip cilindric-vertical cu fundul conic, având o formă de pară. El este prevăzut cu manta dublă pe o înălțime de circa 2/3 din partea cilindrică. El servește pentru realizarea cantității de drojdie necesară pentru fermentarea pe scara industrială a berii, primind în acest scop drojdia multiplicată din recipientul descris anterior. Alimentarea se efectuează pe principiul montejus-ului, iar golirea, prin intermediul unui ventil amplasat în partea inferioară, de unde cu ajutorul unei conducte sau legaturi flexibile drojdia poate fi împinsă cu aer până la linurile de angajare ale secției de fermentare primară. [Berzescu, 1985]

Capacitatea utila a recipientului de prefermentare este de 4 000 l, la un diametru interior de 1 700 mm și o inălțime totală de 3 000 mm. Recipientul este dimensionat pentru presiuni de până la 6 bar. [Berzescu, 1985]

Fig. 2.13. Recipient de multiplicare a drojdiei:

1-capac; 2-manta; 3-fund înclinat; 4-cilindru pentru cuib de drojdie; 6-ștuț în formă de cruce; 7-ștuț; 8-robinet; 9-robinet cu cep; 10-robinet cu trei cai; 12-filtru de aer; 13-vizor; 14-robinet cu cep [Berzescu, 1985]

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBȚINERE A BRASAJULUI

2.3. BILANȚ DE MATERIALE:

Tabel 2.1.:Tabelul bilanțului de materiale

Tabel 2.2.: Materii prime utilizate la fabricarea berii de casă

1.

Mp

P1 = 2%

Mm

Mp= 2 kg

Mp=Mm+P1

P1= 2/100 x Mp= 2/100 x 2

P1= 0,04 g

Mm= Mp-P1

Mm= 2-0,04=1,96g

2. Mm

M apă

P2= 0,1%

Mpl

Mapa= 10 kg

Mm= Mpl+ P2-Mapa

Mpl= Mapa+ Mm – P2

P2= 0,1/100 x ( 10+ 1,96)=0,012 kg

Mpl= 10 + 1,96 – 0,012 = 11.948 kg

3. Mpl

P3= 0,2 %

Mz

Mz= Mpl- P3

P3= 0.2/100 x 11.948= 0.024 kg

Mz= 11.948- 0.024= 11.924 kg

4. Mz

P4= 15 %

Mf

Mf= Mz-P4

P4= 15/100 x 11.924 =1.78 kg

Mf= 11.924- 1.78= 10.144 kg

5. Mf

Mhamei P5= 0.5 %

Mh

Mhamei+Mf =Mh+ P5

Mhamei=0.030 kg

Mh= Mf+ Mhamei- P5

P5= 0.5/100 x ( 10.144+ 0.030) = 0.051

Mh= 10.144 + 0.030 – 0.051= 10.123 kg

6. Mh

P6=0,2%

Mk

Mk= Mh-P6

P6= 0.2/100 x 10.123= 0,02 kg

Mk= 10.123- 0.02= 10.103 kg

7. Mk

P 7 =0.1 %

Mra

Mra= Mk-P7

P7= 0.1/100 x 10.103 = 0.01 kg

Mra= 10.103- 0.01= 10.093 kg

8. Mra

Mdrojdie P8=2.5%

Mfer

Mdrojdie= 0.006 kg

P8= 2.5/100 x (10.093+ 0.006)= 0.25 kg

Mfer= Mra+Mdrojdie –P8 =9.849 kg

9. Mfer

P9=2%

Mfs

Mfs= Mfer-P9

P9= 2/100 x 9.849 = 0.196 kg

Mfs= 9.849-0.196= 9.653 kg

10. Mfs

P10 = 0.5%

Mb

Mb=Mfs-P10

P10= 0.5 /100 x 9.653= 0.048 kg

Mb= 9.653-0.048=9.605 kg

Densitatea berii=1.00284 kg/dm3

Mb= 9.605 kg

V=m/q =9.605/1.00284 = 9.57 L bere

Berea se îmbuteliază în sticle de 0.5 L → 19 sticle de bere de 0.5 L.

Tabel 2.3.: Centralizator de bilanț

CONTRIBUȚIA AUTORULUI

CAPITOLUL III

ASPECTE PRACTICE

În această lucrare s-a urmărit o comparație între patru tipuri de bere, două beri blonde și două beri brune, des întâlnite în supermarket-urile din țara noastră. Acestea sunt: Staropramen, Silva, Ursus-brună, 5’O Original-brună.

Staropramen:

Bergenbier S.A. a lansat oficial pe piața din România marca Staropramen. Este prima bere de origine pragheză propusă de Bergenbier S.A., intrarea ei pe piață fiind în linie cu strategia companiei de a-și consolida portofoliul de produse dar și poziția pe piața berii din România. [https://www.magazinulprogresiv.ro/news/staropramen-o-noua-bere-portofoliul-bergenbier-sa]

Staropramen se adreseaza consumatorului urban, cu venituri medii și peste medie, cu o minte deschisă și o curiozitate vie, gata să împărtășească idei, să descopere culturi, oameni și locuri și să experimenteze stiluri de viață noi. [https://www.magazinulprogresiv.ro/news/staropramen-o-noua-bere-portofoliul-bergenbier-sa]

Pe piața din România, berea Staropramen este disponibilă în ambalaje de sticla de 0,5 litri și de 0,33 litri, precum și la doză de 0,5 litri. 
Berea Staropramen este distribuită în rețeaua Horeca, pe canalele tradiționale și în retelele de super și hiper-market.
Bergenbier S.A. este unul dintre cei mai activi producători de bere de pe piața românească, ocupând poziția a 3-a în industria locală a berii, conform datelor de retail audit MEMRB Romania. [https://www.magazinulprogresiv.ro/news/staropramen-o-noua-bere-portofoliul-bergenbier-sa]

Staropramen nefiltrată are la bază o rețetă originală, cu 34% malț din grau, hamei selectionat și un gram de coriandru. Lichidul opasescent te trimite cu gândul la serile călduroase de vară, iar gustul are o notă fină, amară. [https://www.staropramen.com/ro/our-beer/unfiltered]

Silva:

Brau Union România este o companie producătoare de bere din România, parte a grupului olandez Heineken. Brau Union din 1998 de la sosirea sa în România, a urmărit eliminarea concurenței autohtone de producere a berii. Astfel a achizitionat opt fabrici de bere:

– S.C. Arbema S.A. – Arad

– S.C. Craiova S.A. – Craiova

– S.C. Ciuc S.A. – Miercurea Ciuc

– S.C. Malbera S.A. – Constanta

– S.C. Silva S.A. – Reghin

– S.C. Grivita S.A. – Bucuresti

– S.C. Neumarkt S.A. – Targu Mures [https://ro.wikipedia.org/wiki/Brau_Union_Romania]

„Silva” Reghin a fost pusă în funcțiune în anul 1974, fiind prima fabrică din România care a făcut export. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Brau_Union_Romania]

Berea de Reghin a ajuns în scurt timp o băutură foarte apreciată în afara granițelor țării. După 1989 berea Silva a devenit disponibilă și la nivel regional și național printr-o rețea selectă de distribuitori. În anul 1998 pachetul majoritar al acțiunilor "Silva" Reghin a fost achiziționat de Brau Union România SA, filiala română a concernului austriac "Brau Union". [https://ro.wikipedia.org/wiki/Brau_Union_Romania]

Ursus:

Ursus Breweries este un nou nume al operațiilor Asahi Breweries Europe Ltd în România. Au fost unite sub acest nume 4 mărci de bere prezente în România plus alte mărci internaționale: Ursus, Timișoreana, Ciucaș, Stejar, Azuga, Peroni Nastro Azzurro, Grolsch, Redd's și Pilsner Urquell. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries]

Compania deține fabrici de bere în Brașov, Buzău, Timișoara, și o mini-facilitate de producție în Cluj-Napoca. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries]

Ursus Breweries are o capacitate totală de peste 6,8 milioane hectolitri și peste 1.500 angajați. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries]

De-a lungul existenței sale, fabrica  s-a dezvoltat  și modernizat, unele dintre etape au reprezentat  chiar premiere tehnologice: filtrul de bere (1920), noile spații de producție de bere dotate cu echipamente de ultimă oră (1960-1962), înlocuirea butoiului din lemn cu cel din aluminiu (1968). Începând cu anul 1975, investițiile au fost îndreptate spre introducerea de noi tehnologii în linia de îmbuteliere și în ambalajul la butoi. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries]

In conformitate cu principiile legate de dezvoltarea durabilă, care sunt esențiale pentru Ursus Breweries, compania a investit de-a lungul timpului în noi tehnologii și noi echipamente pentru recuperarea și reutilizarea energiei, precum stația de tratare a apelor reziduale și instalația de biogaz. [https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries]

5’0 Original:

Oettinger Breweries este un grup de producători de bere din Germania. Oettinger a fost cel mai bine vândut brand de bere din Germania între 2004 si 2013, cu o producție anuală de 6,21 milioane de hectolitri în 2011. [https://en.wikipedia.org/wiki/Oettinger_Brewery]

Oettinger vinde cantități mari de bere la cel mai mic preț posibil. Acesta a cumpărat berăria producatoare de „5’0 Original” din Braunschweig, competitor în același segment de piață. [https://en.wikipedia.org/wiki/Oettinger_Brewery]

Oettinger este rar întâlnit în pub-uri sau în baruri, cea mai mare cantitate este îmbuteliată pentru a fi vândută în supermarketuri. [https://en.wikipedia.org/wiki/Oettinger_Brewery]

ANALIZA ORGANOLEPTICĂ A BERII:

Se verifică aleatoriu prin prelevarea de probe din ambalajele de desfacere corespunzătoare. Probele se pot recolta fie cu ajutorul unei sonde speciale, introdusă în ambalaj prin umplerea pe întreaga înălțime a sondei, la intervale de timp; fie prin desfacerea sticlelor de bere și analiza aleatorie a acestora.

Pentru examenul organoleptic, berea se toarnă imediat după deschiderea recipientelor de recoltare sau a ambalajelor de livrare. Paharele trebuie să fie din sticlă incoloră, bine spălate, cu capacitatea de 250 cm3.

Probele de bere trebuie ținute timp de o oră la întuneric, la temperatura de 10 – 20° C. Degustarea probelor se face în camere special amenajate, fără miros străin și cu lumină de slabă intensitate.

Pentru examenul organoleptic, berea se toarnă imediat după decapsulare, în pahare din sticlă incoloră, bine spălate, cu capacitatea de aproximativ 250 cm3.

Pentru aprecierea aspectului, gustului, mirosului, berea se toarnă fără spumă iar pentru aprecierea spumei, berea se toarnă cu spumă. Pentru aceasta, lichidul trebuie să cadă în pahar, din recipient, de la înălțimea de 30 mm.

Aprecierea aspectului, gustului și mirosului

Pentru aprecierea aspectului, mirosului și gustului, berea se toarnă fără spumă. Analiza organoleptică se face imediat după turnarea berii în pahar, se bea normal 100 cm3 produs. Punctarea aspectului, gustului, mirosului, culorii, perlării, capacității de spumare se face pentru fiecare tip de bere analizat în conformitate cu caracteristicile din tabelele de analiză organoleptică.

Aprecierea mirosului se face examinând cu atenție și fără grabă, cu analizatorul olfactiv, proba de bere din pahar. Mirosul caracteristic este dat de malț și hamei. Pot apărea și mirosuri străine, care atestă prezenta unor produse secundare de fermentație, cu influență asupra mirosului caracteristic al produsului.

Punctarea gustului

Aprecierea gustului berii se face pe un volum suficient de produs, 25-30 ml. Se plimbă ușor prin cavitatea bucală, după care se înghite. La aprecierea acestei caracteristici organoleptice se percep următoarele tipuri de senzații gustative: gust neremanent (sesizabil numai la nivelul cavității bucale) și gust remanent (persistă la nivelul faringelui) care poate fi plăcut sau neplăcut.

Punctarea capacității de perlare a berii

Impregnarea berii cu bioxid de carbon apare sub formă de bule, care perlează fin și acționează asupra papilelor gustative, participând astfel la crearea unei senzații plăcute.

Formarea de spumă și stabilitatea ei

Una dintre caracteristicile de calitate ale berii, apreciate de mulți consumatori, este înălțimea spumei la turnarea berii în pahar. Spuma formată trebuie să persiste, deci să nu dispară un anumit timp. Formarea spumei la turnarea berii în pahar implică formarea bulelor de CO2 care sunt eliberate din bere datorită reducerii presiunii la deschiderea recipientului (trecerea de la presiunea din recipient la cea atmosferică). La ridicarea bulelor de CO2 către suprafața berii din pahar, acestea antrenează atât bere, cât și diferite substanțe cu caracter tensio-activ formând un strat elastic în jurul bulelor de CO2. Cu cât cantitatea de CO2 dizolvată în bere este mai mare, cu atât se formează mai multă spumă.

Pentru verificarea spumei se folosește un pahar de sticlă subțire, incoloră, bine spălat și degresat, având forma și dimensiunile specifice. Berea răcită la temperatura de 10-12°C se toarnă în pahar, astfel încât jetul să cadă aproximativ pe axa lui de la înălțimea de 30 mm deasupra marginii superioare a paharului. Spuma se consideră corespunzătoare dacă imediat după turnarea berii are o înălțime de 30-40 mm, iar durata până la dispariția ei totală este de 3 minute.

Punctarea aspectului și persistenței spumei

Berea turnată în pahar formează o spumă albă, densă și compactă, cu bule foarte fine, care, în timp, lasă urme pe pahar. La berea brună se admite ca spuma să fie ușor colorată în galben.

Calculul si exprimarea rezultatelor:

Fig. 31. Graficul analizei organoleptice a berii Staropramen

Fig. 3.2. Graficul analizei organoleptice a berii Silva

Fig. 3.3. Graficul analizei organoleptice a berii Ursus

Fig. 3.4. Graficul analizei organoleptice a berii 5’0 Original

DETERMINAREA ACIDITĂȚII LA BERE:

Principiul metodei:

Se titrează aciditatea probei de analizat cu o soluție de NaOH cu titru cunoscut, în prezenta fenolftaleinei ca indicator, după îndepărtarea bioxidului de carbon.

Reactivi folositi:

NaOH, solutie 0,1N (N/10)

Fenolftaleina, solutie 1% in alcool etilic 96% vol.

Modul de lucru:

Se titrează 50 ml bere din care se îndepărtează CO2 cu NaOH sol. 0,1 n folosind ca indicator fenolftaleina soluție alcoolică 1 %. Aprecierea virajului se face în comparație cu o probă martor constituită din proba de analizat. Se efectuează două determinări în paralel din aceeași probă pentru analizat. În cazul produselor intens colorate, proba pentru analiză se diluează până la obținerea unei colorații care să permită observarea virajului.

Calculul și exprimarea rezultatelor:

Aciditatea totală se calculează cu formula :

At = · 100 ml NaOH sol 0,1N

Unde V= volumul de NaOH folosit la titrare, in ml

Staropramen:

At = · 100 ml NaOH sol 0,1N

At = · 100 = · 100 = = 1,54

At = 1,54 ml NaOH

Silva:

At = · 100 = · 100 = = 1,68

At = 1,68 ml NaOH

Ursus:

At = · 100 = = = 0,04

At = 0,04 ml NaOH

5’0 Original:

At = · 100 = · 100 = = 0,02

At = 0,02 ml NaOH

Fig.3.5. Graficul acidității berilor blonde și brune

În urma rezultatelor obținute putem observa că berile blonde prezintă o aciditate mai mare decât a celor brune. Dintre acestea se remarcă berea Staropramen care are o aciditate mai mare decât a berii Silva.

DETERMINAREA CULORII LA BERE:

Principiul metodei:

Se compară o parte din volumul probei de analizat cu aceea a unei soluții de iod de concentrație cunoscută.

Reactivi și aparatură:

Iod, soluție 0,1 n

Modul de lucru:

Într-un pahar de laborator de 150 sau 200 ml se introduc 100 ml probă de bere pregătită. Într-un pahar identic se introduc 100 ml apă, în care se lasă să picure dintr-o biuretă, picătură cu picătură, soluție de iod 0,1 n agitând mereu cu o baghetă. Soluția de iod se adaugă până când culoarea în cele două pahare devine identică. Volumul soluției de iod 0,1 n întrebuințat indică culoarea berii.Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări paralele. Când berea este prea închisă la culoare se va dilua proba, iar la stabilirea rezultatului se va tine seama de factorul de diluție.

Calculul și exprimarea rezultatelor:

Staropramen:

20 picaturi iod = 1,15 ml iod

Silva:

17 picaturi iod = 1,2 ml iod

Ursus:

2 ml apa + 2 ml bere = 20 picaturi iod = 1 ml iod

5’0 Original:

2 ml apa + 2 ml bere = 10 picaturi iod = 1,44 ml iod

DETERMINAREA DIOXIDULUI DE CARBON:

Principiul metodei:

Bioxidul de carbon liber se fixează sub formă de bicarbonat de sodiu prin tratare cu carbonat de sodiu soluție. Excesul de carbonat de sodiu se titrează cu acid clorhidric.

Na2CO3 + CO2 + H20 = 2 NaHCO3

Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCI + CO3 + H2O

Reactivi și aparatură:

HCl soluție 0,2 n;

Na2CO3 soluție 0,2 n;

fenolftaleină, soluție 1 % în alcool etilic 96 % vol.

Modul de lucru:

Proba de analizat se răcește în gheață cu sare la temperatura de aproximativ 0°C. Într-un pahar de laborator de 600 ml se introduc 50 ml soluție de carbonat de sodiu și se adaugă cu o pipetă 25 ml bere răcită, ținând vârful pipetei în soluția de carbonat de sodiu. Se adaugă 400 ml apă fiartă și răcită, se omogenizează, se adaugă 1 ml soluție fenolftaleină și se titrează cu HC1 sol. 0,2 n până la decolorarea completă a soluției.

Într-un pahar de laborator se introduc 25 ml bere răcită la 0°C, se adaugă 100 ml apă distilată, se fierbe câteva minute și se răcește în amestec de gheață cu sare. Se adaugă 400 ml apă fiartă și răcită și se titrează cu soluție de carbonat de sodiu, în prezența fenolftaleinei, ca indicator.

Calculul și interpretarea rezultatelor:

Conținutul de bioxid de carbon, exprimat în grame la 100 ml probă, se calculează cu formula :

CO₂ = · 100

în care : V1 = volumul de HCl sol. 0,2 n folosit la prima titrare, în ml;

V2 = volumul de carbonat de sodiu, sol. 0,2 n folosit la a doua titrare, în ml;

0,0044 = cantitatea de CO2 în grame corespunzătoare la 1 ml carbonat de sodiu, sol. 0,2 n.

Staropramen:

Prima metoda: 15,7 ml HCl

A doua metoda: 5,7 ml Na₂CO₃

CO₂ = · 100 % ml proba

CO₂ = · 100 = ·100 = · 100 = 0,00227·100

CO₂= 0,227%

Silva:

Prima metoda: 12,5 ml HCl

A doua metoda: 5,2 ml Na₂CO₃

CO₂ = ·100 = · 100 = 0,00348 · 100

CO₂ = 0,348 %

Ursus:

Prima metoda: 17,6 ml HCl

A doua metoda: 7,1 ml Na₂CO₃

CO₂ = · 100 = · 100 = 0,00135 · 100

CO₂ = 0,135 %

5’0 Original:

Prima metoda: 17,1 ml HCl

A doua metoda: 7,3 ml Na₂CO₃

CO₂ = ·100 = · 100 = 0,00149 · 100

CO₂ = 0,149 %

Fig. 3.6. Graficul cantității de CO₂

În urma rezultatelor obținute putem spune că berile au un conținut admis de dioxid de carbon. Valorile obținute se încadrează în limitele de admisibilitate STAS.

STUDIU PRIVIND UTILIZAREA ENZIMELOR α-AMILAZA ȘI GLUCOAMILAZĂ ÎN TEHNOLOGIA BERII:

La această metodă am avut 10 probe, prima probă a fost „proba martor” în care am adăugat doar berea, fără enzime iar în celelalte eprubete am adăugat α-amilaza respectiv glucoamilaza după cum urmează:

Tabel 3.1. Codurile probelor:

Proba 10 – 1 ml α-amilază + 1 ml glucoamilază

Proba 1- Proba MARTOR

Staropramen:

Tabelul 3.2. Determinarea spectrofotometrică a berii Staropramen

Silva:

Tabelul 3.3. Determinarea spectrofotometrică a berii Silva

Ursus:

Tabelul 3.4. Determinarea spectrofotometrică a berii Ursus

5’0 Original:

Tabelul 3.5. Determinarea spectrofotometrică a berii 5’0 Original

Staropramen:

Fig.3.7. Grafic valori spectrofotometrice- Staropramen

Silva:

Fig.3.8.Grafic valori spectrofotometrice – Silva

Ursus:

Fig.3.9.Grafic valori spectrofotometrice- Ursus

5’0 Original:

Fig.3.10. Grafic valori spectrofotometrice- 5’0 Original

INTENSITATEA COLORANTĂ:

Reprezintă suma absorbanțelor citite în raport cu apa distilată la urmatoarele lungimi de undă: 420, 520 si 620 nm.

Sub 1 cm de parcurs optic, intensitatea colorantă I este dată de formula:

I=( A₄₂₀ + A₅₂₀ + A₆₂₀)

Fig. 3.11. Graficul intensității colorante-Staropramen

În urma graficului putem observa ca cea mai bună extracție a culorii la α-amilază se realizează în proba cu numărul 4 în care am adăugat 3 ml de α-amilază peste proba de bere.

La glucoamilază, cea mai bună extracție a culorii se realizează la proba cu numărul 9 unde au fost adăugați tot 4 ml de enzimă.

În proba cu numărul 10 aceste două enzime se blochează una pe cealaltă

În cazul berii Silva putem observa că glucoamilaza are o extracție mai mare a culorii față de α-amilază la proba cu numărul 9.

La proba cu numărul 10 unde am adăugat 1 ml de α-amilază și 1 ml de glucoamilază observăm că α-amilaza blochează glucoamilaza.

Fig.3.13. Graficul intensității colorante-Ursus

În cazul berii brune Ursus, enzimele nu au efect, adaosul conduce la scăderea intensității colorante.

Cea mai mare scădere a intensității este la probele 5 și 9.

Datorită culorii brune a berii, ambele enzime acționează invers decât la berea blondă.

Fig.3.14. Graficul intensității colorante- 5’0 Original

În urma graficului putem afirma că cea mai bună extracție a culorii este la proba cu numărul 6 în care s-a adăugat 1 ml de glucoamilază.

În proba 10 unde am adăugat 1 ml α-amilază și 1 ml glucoamilază valoarea intensității este puțin mai mare decât la proba cu α-amilază de unde rezultă că o enzimă o blochează pe cealaltă.

NUANȚA ȘI TENTA:

Reprezintă raportul dintre absorbanțele citite la 420 nm și 520 nm comparativ cu apa distilata. Tenta, exprimată cu două zecimale, este dată, convențional de formula:

T= A₄₂₀/ A₅₂₀

Fig. 3.15. Graficul tentei – Staropramen

Fig.3.16. Graficul tentei – Silva

Fig.3.17.Graficul tentei- Ursus

În urma graficelor putem observa că tenta este opusă intensității colorante.

CONCLUZI

BIBLIOGRAFIE

Carte cu un singur autor:

Vasile Diacon, Berea la români, vol. I, Editura Tipo Moldova, Iași, 2009

Vasile Diacon, Berea la români, vol. II, Editura Tipo Moldova, Iași, 2009

Vasile Muntean, Microbiologie industrială, Editura Presa Universitară Clujeană, 2013

Carte cu mai mulți autori:

Contantin Banu și colab., Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, Editura Tehnică, București, 2002

Constantin Banu și colab., Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București, 2002

Berzescu P., Ioancea L., Kathrein I., Dumitrescu M., Utilaje și instalații în industria berii și a malțului, Editura Ceres, București, 1985

Pagini web/ Documente la care s-a avut acces on-line:

https://ro.wikipedia.org/wiki/Bere

http://beresanatatenutritie.ro/1565

https://www.magazinulprogresiv.ro/news/staropramen-o-noua-bere-portofoliul-bergenbier-sa

https://www.staropramen.com/ro/our-beer/unfiltered

https://ro.wikipedia.org/wiki/Brau_Union_Romania

https://ro.wikipedia.org/wiki/Ursus_Breweries

https://en.wikipedia.org/wiki/Oettinger_Brewery

Declarație standard privind originalitatea lucrării

Declarație

Subsemnatul(a) ROBAȘ ȘTEFANIA DENISA student/masterand la Facultatea de Științe, specializarea INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE, declar pe proprie răspundere că lucrarea de licență/disertație cu titlul „COMPARAȚIE ÎNTRE PATRU TIPURI DE BERE” este elaborată de mine, pe baza cercetărilor proprii și a informațiilor obținute din surse care au fost citate și indicate, conform normelor etice, în note și în bibliografie. De asemenea, declar că lucrarea nu a mai fost prezentată sub această formă la nici o instituție de învățământ superior, din țară sau străinătate, în vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori didactic.

Baia Mare,

Data: 8.07.20 Absolvent: ROBAȘ ȘTEFANIA DENISA

________________________

(semnătura în original)

ANEXE

Anexa 1. Poze laborator. Analiza organoleptică a berii brune.

Anexa 2. Determinarea acidității la bere.

Anexa 3. Determinarea conținutului de CO₂.

Anexa 5. Graficul spectrofotometric al studiului cu enzime.

Berea Staropramen:

Berea Silva:

Berea Ursus-brună:

Berea 5’0 Original- brună: