Managementul Calitatii Si Sigurantei Alimentare Pentru Bere

CUPRINS

TEMA PROIECTULUI 2

JUSTIFICARE NECESITĂȚII ȘI OPORTUNITĂȚII

REALIZĂRII ELEMENTULUI DE PROIECT 4

ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ 6

Analiza comparativă a tehnologiilor existente pe plan mondial pentru

realizarea producției proiectate. 6

3.2 Prezentarea metodelor de analizǎ a produselor finite 11

3.3 SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBȚINERE A BERII 14

3.3.1 Descrierea schemei tehnologice de obținere a berii hipoglucidice 16

3.4 CALCULUL BILANȚULUI DE MATERIALE 40

ELEMENTE DE OPERAȚII ȘI UTILAJE 48

Alegerea și dimensionarea utilajelor 48

Realizarea diagramei operațiilor și a cronogramei de funcționare

a utilajelor și diagramelor de utilități 51

Calculul suprafeței de producție 57

Elemente de automatizare

MANAGEMENTUL CALITĂȚII ȘI SIGURANTEI ALIMENTARE

Programe preliminare de igienizare

Planul de siguranțǎ alimentarǎ

Documente de referințǎ

CALCULUL ECONOMIC

Stabilirea valorii investiției

Stabilirea cheltuielilor pentru prima lună de funcționare

Antecalculația de preț

Material grafic

7.1 Schema de operații

7.2 Schema de legǎturi

7.3 Diagrama operațiilor și cronograma funcționǎrii utilajelor

7.4 Diagramele consumului de utilitǎți

7.5 Planul de amplasare al spațiilor și utilajelor

7.6 Schița de ansamblu a unitǎții (amplasare generalǎ)

Bibliografie

1. Tema proiectului

Proiectarea unei secții de fermentare în tancuri cilindro-conice pentru obținerea berii hipoglucidice presupune urmǎtoarele elemente esențiale;

Capacitatea de producție 220 000 hl/an;

În fabricǎ se lucreazǎ 300 zile pe an, 26 zile pe lunǎ;

Procedeul de fermentare este ales pe baza unui studiu comparativ al procedeelor de fermentare pe plan mondial;

Se produce bere hipoglucidicǎ cu extract primitiv E = 9o Plato, alcool 4,9% și extract real 4,2;

2. Justificarea necesitǎții și oportunitǎții realizǎrii

elementului de proiect

În ultimii ani s-au facut multe progrese importante pe plan mondial în industria berii din punct de vedere tehnologic, atât al dotării cu noi tipuri de utilaje și instalații, cât și din punct de vedere al rețetei de fabricație. Din anul 2013, România s-a aflat pe locul 6 în Europa din punct de vedere al consumului de bere, astfel încât producătorii au mărit capacitatea de fa-bricație. În țara noastră, de asemenea, s-au modernizat numeroase fabrici existente ceea ce a condus la o dezvoltare continuă astfel încât consumul de bere pe cap de locuitor a crescut de la an la an. Berea este o băutură alcoolică naturală, obținută din patru produse principale: malț, hamei, apă și drojdie de bere. În toată lumea există 20.000 de feluri de bere îmbuteliate în 180 de feluri. Berea, prin calitățile sale senzoriale, este pe placul multor categorii de consumatori și se gasește sub diferite sortimente. Din punct de vedere fizico-chimic și al însușirilor senzo-riale, berea poate fi: bere blondă, bere brună sau bere specialǎ. Acesta este consumată în funcție de împrejurǎri, de sex, de vârstă, ambient, educație, stare psihică, stare de sănătate și mulți alți factori ce influențează un consum mai mare sau mai mic de bere.

Lucrarea de față urmarește studiul rețetei de fabricație a berii hipoglucidice sau berii dietetice destinate în special diabeticilor dar și persoanelor care evită un consum alimentar cu multe calorii. Berea hipoglucidică s-a realizat pentru prima oarǎ în Germania și face parte din categoria berilor cu conținut slab de alcool și conținut redus de zahăr. Obiectivul meu este de a ajuta la cel mai important aspect al vieții și anume sănătatea consumatorilor prin obținerea berii dietetice. Oamenii care sunt diagnosticați cu diabet trebuie sa urmeze o dietă strictă și nu au voie sa consume alimente cu cantități mari de zahăr. Diabetul este o afecțiune gravă care împiedică de a avea o viață normală. Datorită tehnologiei avansate din sectorul alimentar, pe piață există multe tipuri de băuturi hipoglucidice. Majoritatea au în componență mulți îndulcitori sintetici care „păcălesc” organismul, dintre care cel mai întâlnit este aspartamul. Studiile în domeniu au demonstrat că băuturile dietetice cu conținut de îndulcitori artificiali au o influență negativă asupra metabolismului, afectând modul în care corpul procesează zahărul.

Berea hipoglucidică este o bere blondă cu un conținut de 90% mai puține glucide și cu 20% mai puține calorii față de media berilor obișnuite. Berea poate fi consumată în cadrul dietelor hipoglucidice și a celor hipocalorice deci, de către persoanele care sunt atente la sănătatea și formele lor.

Nu în ultimul rând, poate fi inclusă în regimul persoanelor diabetice într-un mod controlat.Acesta lucrare demonstrează că reducerea conținutului de carbohidrații și a valorii energetice, cu păstrarea gustului și aromei intacte a berii, este posibilă prin realizarea unui proces suplimentar de fermentare și conduce la obținerea unei beri cu mai puține calorii decât berile obișnuite.

În fabricarea berii hipoglucidice nu apare nici un alt ingredient nou sau vreun procedeu suplimentar pentru obținerea băuturii, deoarece legea din 1516, numită „Legea Germană a Purității” (Deutsche Reinheitsgebot) , spune clar că ingredientele berii trebuie să fie doar apă, orz și hamei. Din punct de vedere glucidic, 2 litri de bere dietetică este echivalent egal cu 250 grame lapte (iaurt) sau cu 50 grame cartofi sau cu o felie de pâine. Berea hipoglucidică este o băutură naturală, cu aromǎ suplă și delicată ce se mulează ușor pe preferințele consumatorilor pretențioși, și este preferatǎ în mod special de sexul feminin din Romania, care oferă atenție aspectului fizic. Ca și berea obișnuită, conține numeroase substanțe nutritive, cum ar fi vitaminele hidroso-lubile: B1, B2, B6, B12, substanțe minerale, antioxidanți. De asemenea berea hipoglucidică nu își pierde rolul în organism: are efecte de stimulare a secrețiilor gastrice, ajută la hidratare corespunzătoare, iar siliciul ajută la întărirea oaselor.

Lucrarea prezintă un studiu complex asupra aspectelor tehnologice și celor tehnologico-economice cu privire la obținerea unei beri de calitate superioară, la compoziția produsului, la materiile prime utilizate, precum și metode de analiză și contol al calității pe baza planului HACCP. Am ales proiectarea unei fabrici de bere cu o secție de fermentare în tancuri cilindro-conice deoarece cererea este mare atât în sezonul estival, cât și în restul anului, pentru a ajuta la dezvoltarea acestui concept nou în industria berii dar și de a informa consumatorii de beneficiile unei specialități de bere mai puțin cunoscută.

3. ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

3.1 Analiza comparativă a tehnologiilor existente pe plan mondial

pentru realizarea producției proiectate.

Tehnologia berii urmǎrește de mult timp mǎrirea vitezei de fermentare a berii și se cautǎ din punct de vedere economic cǎi pentru o eficiențǎ ridicatǎ la maturare. Astfel, încǎ de la începuturile primelor fabrici și pânǎ acum se deosebesc procedee variate de fermentare folosind diferite recipiente pentru acestǎ etapǎ a fabricǎrii.

3.1.1 Recipiente unice pentru fermentare și maturare

În anul 1968, fabricile de bere Kulmabach și Halgengut din Elveția au început utilizarea exclusivǎ de tancuri cilindro-conice. Aceste tancuri sunt prevǎzute cu dispozitive de rǎcire exterioarǎ, care pot fi folosite atât pentru fermentare cât și pentru maturare. Tancurile sunt con-struite din oțel inoxidabil și rǎcite cu etilenglicol iar umplerea și golirea se efectueazǎ prin partea conicǎ printr-un singur robinet. Tancurile de capacitǎți mici și mijlocii, au putut fi construite cu soluții economice pentru fermentare sub presiune de pânǎ la 2 bar, exinstând posibilitatea de fermentare rapidǎ la temperaturi înalte de pânǎ la 200C și presiuni ridicate de 1,8 bar. Avantajele tancurilor cilindro-conice erau cunoscute pe scarǎ largǎ încǎ de la expoziția Interbrau 1976, unde au fost prezentate în numeroase dimensiuni de la 200-1600 hl, cu înalțimi de pânǎ la 20 metri. Calculele tehnico-economice au demonstrat eficiența chiar și în cazul aplicǎrii unor procedee clasice.

În Japonia, s-a semnalat prima realizare majorǎ prin construirea unor tancuri pentru fermentarea primarǎ clasicǎ sub cerul liber. Aceste recipiente de mare capacitate pot ajunge pânǎ la 700hl și au înalțimi de 10 metri. Sunt cilindrice și cu fundul ușor înclinat și sunt cunoscute sub denumirea de Asahi. Tancurile sunt prevǎzute la exterior cu douǎ mantale de rǎcire iar drept agent frigorific folosesc o soluție de glicol la -30 C.

Astfel de utilaje se folosesc la trei fabrici din Japonia, în Portugalia și Noua Guinee. Adoptarea acestor tipuri de tancuri cilindro conice verticale amplasate sub cerul liber, reduc costurile de investiție cu cca de 25 % iar cele de exploatare cu 65%, conform calculelor lui Kleber.În Australia, Noua Zeelandǎ și S.U.A s-au folosit tancuri amplasate sub cerul liber care realizau atât fermentarea, cât și maturarea berii, purtând denumirea de unitancuri. În ma-joritatea proceselor de fermentare, gradul de umplere a utilajului este de 87%, fațǎ de volumul total. Fermentarea primarǎ are loc la temperaturi constante de 13 -140 C și efectul dorit se rea-lizeazǎ dupa 3-4 zile.

Drojdia rezidualǎ este elimnatǎ prin partea posterioarǎ ,dupǎ terminarea procesului de fermentare. Dupǎ o rǎcire la temperatura de -1,70 C și o maturare de 6 zile, la final berea este introdusǎ în tancuri de stabilizare unde se realizeazǎ impregnarea cu CO2 recu-perat de la fermentarea primarǎ. Pentru fermentarea secundarǎ tancurile sunt umplute în pro-porție de 95% iar pentru operațiile de eliminare a drojdiei și curǎțire-dezinfecție nu necesitǎ mai mult de 3h.

În Europa, se preferǎ tancuri cilindro conice verticale amplasate sub cerul liber cu capacitǎți mari de 5000 hl. În Elveția și Italia s-au introdus procedee de fermentare și maturare în tancuri orizontale de tipul Spaeth iar procesul fermentare-maturare este de 7 zile.

Proiectarea secției de fermentare în tancuri cilindro-conice a berii hipoglucidice are obiect principal noua tehnologie ce asigurǎ fermentarea și maturarea în același recipient. Înǎlțimea optimǎ pentru acest tip de fermentator de 2500 hl este de aproximativ 23 metri, cu un diametru de 420 cm și masa de 22,5 tone. Procesul de funcționare a fermentatorului este descris la capitolul 3.3.1 Descrierea schemei tehnologice.

3.1.2 Fermentarea în tancuri sfero-conice

Tancurile sfero-conice au fost realizate datoritǎ faptului cǎ sunt rezistente la presiune și cǎ sunt economice. Astfel de tancuri au fost utilizate în 1973 la Întreprinderea „El Aquila” din Madrid, având capacitǎți cuprinse între 300 hl-500 hl. Sunt contruite din oțel inoxidabil, au înǎlțimi de 11,95 m și diametru de 10 m. Suprafața de rǎcire prezintǎ numeroase „buzunare de rǎcire” prin care circulǎ propilenglicol. Fermentarea primarǎ în aceste tancuri de realizeazǎ la temperatura de 140C timp de 2-3 zile iar la final se procedeazǎ o rǎcire la 80C timp de 2 h. Recuperarea drojdiei se face pe la partea inferioarǎ a utilajului, substanța uscatǎ a acesteia fiind de aproximativ 20%. Procesul de maturare dureazǎ timp de 21 zile, timp în care temperatura ajunge la 00C iar presinunea de 1 bar.

Acest tip de instalație aduce beneficii calitative berii, din punct de vedere organoleptic berea finitǎ având o amǎrealǎ mai intensǎ și mai plǎcutǎ decât a unei beri obținute în instalații clasice. Tancurile sfero-conice sunt cunoscute pentru avantajele atribuite fermentǎrii cum ar fi: costuri de investiție mai scǎzute cu cca 20% fațǎ de tancuri cilindro-conice orizontale și cu 100% mai mic decât la tancurile cilindro-conice verticale de aceși capacitate, costul de fermentare și maturare este mai mic cu 41% fațǎ de procedeele clasice, recuperarea drojdiei se realizeazǎ mai ușor datoritǎ formei conice a fundului ( Berzescu P. ș.a., 1981)

3.1.3 Fermentarea procedeul în trepte

Hlavacek și Kahler au elaborat în 1967 o tehnologie aplicatǎ la fabrica din Branik (Cheia) unde se folosesc șase linuri verticale din aluminiu a câte 140 hl ,în care fermentarea se realizeazǎ în trepte. Mustul este supus eliminǎrii trubului fierbinte prin prerǎci-re rapidǎ și decantare timp de 30 minute, apoi este trecut printr-un schimbǎtor de cǎldurǎ cu plǎci unde este adus la temperatura de 100C. Mustul prealabil filtrat este transferat în primul lin, unde gradul de umplere este 50% din volumul total pentru adǎugarea suspensiei de drojdie. Dupǎ 40 de ore de la fermentare jumǎtate din mustul prefermentat este trecut în al doilea lin și se completeazǎ apoi cu must proaspǎt ambele linuri. Acest proces se repetǎ pânǎ la finalizarea fermentǎrii primare care dureazǎ 4-5 zile, apoi se supune centrifugǎrii și limpezirii. Procesele de fermentare sunt intense astfel nu este necesar dezinfecția dupa fiecare șarjǎ ci doar o spǎlare. Berea tânǎrǎ este supusǎ maturǎrii și impregnǎrii cu CO2. Acest procedeu are la bazǎ aceleași principii ca și procedeul Wellhoner, la care durata totalǎ a procesului este de 12 zile și de cele mai multe ori se aplicǎ la sorturi de bere cu fermentare superioarǎ.

3.1.3 Fermentarea primarǎ sub presiune din România

Fermentarea primarǎ sub presiune a fost pentru prima datǎ experimentatǎ la fabrica de bere „Rahova” din București, apoi transpusǎ pe scarǎ industrialǎ la Sibiu și cunoscutǎ acum în toate fabricile de la noi din țarǎ.La acest procedeu condiția necesarǎ este ca mustul sǎ fie complet zaharificat la o tem-peraturǎ de 65-70o C și pH-ul de 5,2-5,5 iar restul proceselor de plǎmadire, filtrare și fierbere sunt asemǎnǎtoare procedeului clasic. Pentru formarea cuibului de drojdie în linurile de inoculare este folositǎ o cantitate aproximativ 30% din mustul rezultat, iar restul este rǎcit la temperatura 110C. Înainte de fermentarea primarǎ se realizeazǎ o limpezire prin filtrare aluvionarǎ și asigurarea oxigenului necesar.

Mustul în fermentație se rǎcește numai dacǎ temperatura crește peste 12,50C. Tancurile de fermentare sub presiune sunt recipiente metalice cilindrice, orizontale, de 420 hl cu serpentine de rǎcire interioarǎ de cupru și cu protecție antiacidǎ. În interiorul tancului, menți-nerea presiunii constante se realizeazǎ cu un aparat de reglare și control ce este montat în cir-cuitul de evacuare a bioxidului de carbon. Detaliul important îl prezintǎ faptul cǎ recipientul este prevǎzut cu o supapǎ de siguranțǎ pentru prevenirea formǎrii suprapresiunii accidentale, în cazul în care se întâmpinǎ probleme tehnice la aparatul de reglare și control.

Fermentarea primarǎ dureazǎ pânǎ la 4 zile și parcurge urmǎtoarele etape: în prima zi recipientul de lasǎ des-chis pentru evacuarea unor substanțe volatile, dupǎ care recipientul se închide și se ridicǎ presiunea unde în același timp crește și temperatura, în a treia zi de fermentare temperatura ajunge la 200C, presiunea de 2 bar, iar apoi la finalul fermentǎrii bere este trecutǎ printr-un rǎcitor cu plǎci la tancurile de fermentare secundarǎ. Durata de fermentare secundarǎ este de 17 zile, depozitarea berii în tancuri de liniștire timp de 2 zile iar în felul acesta se realizeazǎ o duratǎ totalǎ de fermentare de 23 zile.

3.1.3 Procedeul BIO-BREW

Procedeul a fost transpus pentru prima datǎ pe scarǎ industrialǎ la o fabricǎ din Ger-mania, în anul 1971 și urmǎrește fermentarea și maturarea cvascontinuǎ a berii cu înmulțirea limitatǎ a drojdiei. Pentru atingerea acestui scop, mustul se obține prin procedee clasice, elibe-rat de 65% din conținutul de trub la rece, impregnat de oxigen în cantitǎți de 3 mg/l și pompat printr-un bioreactor care reprezintǎ un filtru cu rame aluvionat. Dupǎ filtrarea mustului are loc o fermentare rapidǎ a berii pânǎ la un grad de fermentare de cca 76%, berea obținutǎ având un conținut de extract de 2,8-3% iar conținutul de drojdie crește cu 20%. Pentru descompunerea dicetonelor vicinale, berea este trecutǎ printr-un schimbǎtor de cǎldurǎ cu plǎci și încǎlzitǎ la 220C. Procesul trecerii unei cantitǎții mici de must direct în schimbǎtorul de cǎldurǎ fǎrǎ fer-mentare în bioreactor este automatizat inclusiv reglarea pH-ului. Maturarea berii se efetueazǎ în tancuri timp de 24 h la presiune atmosfericǎ. Dupǎ terminarea procesului berea este rǎcitǎ la 00C și supusǎ unei impregnǎri cu bioxid de carbon. Stabilizarea se face cu agenți de stabilizare 50-70 g/hl. O altǎ caracteristicǎ importantǎ a berii este culoarea, în cazul procedeului BIO-BREW în urma administrǎrii unor agenți de stabilizare în doze de 200 g/hl, culoarea este de 7,50 unitǎți EBC, iar în doze de 100 g/hl de 8,25 unitǎți EBC existând o diferențǎ de 0,50 unitǎți fațǎ de berea realizatǎ conform tehnologiei clasice.

Acest procedeu are durata de fermentare scurtǎ implicit dezvoltarea slabǎ a drojdiei, ea trebuind sǎ fie înlocuitǎ la fiecare sǎptǎmânǎ, toți acești factori conduc la un conținut de azot ridicat. În cazul produselor volatile de fermentare s-au observat urmǎtoarele înregistrǎri: propanol-1 11,3mg/l; izobutanol 7,8 mg/l; 2-fenil-etanol 23,5 mg/l; acetat de etil 21,9 mg/l; acid capronic 2,5 mg/l; acid caprilic 5,00 mg/l; acetaldehidǎ 4,8 mg/l; diacetil 0,06 mg/l; 3-metil-butanol-1 39,1 mg/l.

3.1.4 Procedeul GAENG

Procedeul are scopul de fermentare și maturare rapidǎ a berii prin trecerea succesivǎ prin mai multe tancuri cilindro-conice verticale prevǎzute cu mantale de rǎcire. Procedeul a fost aplicat industrial la o fabrica din S.U.A unde se prelucreazǎ malț și fǎinǎ de porumb 25%. Prima etapǎ este obținerea mustului, urmatǎ de o separare a trubului și o rǎcire la temperatura de 70 C. Mustul rezultat se transferǎ într-un lin de angajare, unde se face în prealabil o aerare în conducta de alimentare. În recipient are loc o inoculare parțialǎ cu 1/3 din cantitatea de drojdie necesarǎ unei șarje de fermentare. Oxigenarea mustului se efectueaza astfel încat conținutul de oxigen sǎ fie 7-8 mg/litru must.

Dupǎ inoculare mustul se introduce într-un tanc cilindro-conic de fermentare de 2500 hl. Fermentarea primarǎ dureazǎ 3-4 zile, iar temperatura va crește treptat pana la 160 C. Pentru a prevenii încǎlzirea excesivǎ din tanc, operația va avea loc sub presiune, care nu depașeste 1 bar. Când gradul de fermentare ajunge la 60%, se efectueazǎ maturarea la cald la 160 C timp de 3 zile, dupǎ care berea este racitǎ la 100 C și depozitatǎ timp de 1-5 zile în alte tancuri cilindro-conice. Urmeazǎ racirea în schimbatorul de cǎldurǎ cu plǎci la o temperaturǎ de -10C și impregnarea cu CO2. Berea se introducere într-un al doilea tanc cilindro-conic vertical de mare capacitate, unde va avea loc maturarea la rece. S-a constatat cǎ la finalul fermentǎrii primare și condiționǎrii la cald, drojdia s-a înmulțit pânǎ la 64.106 celule/ml, iar produsele secundare volatile s-au evaporat. Procedeul Gaeng aplicat conduce la: maturare 15 zile din care 6 zile conditionare la rece, și 3 zile de filtrare la rece, rezultǎnd o durata de fermentare primarǎ 3 zile. În consecințǎ, durata totalǎ de fermentare primarǎ și condiționare la cald este de 8-9 zile. Procedeul Gaeng permite recuperarea drojdiei dezvoltate în urma fermentarii. Sub aspect cantitativ succesul este condiționat de menținerea limpezirii la cald timp de cca 3 zile, timp in care se reduce considerabil conținutul de diacetil. În concluzie, menținerea unui ciclu de 12 zile prelungit cu alte 3 zile pentru filtrare se va obține o bere cu însușiri senzoriale similare cu cea rezlutata prin procedee clasice.

3.2 Prezantarea metodelor de analizǎ a berii hipoglucidice

La fabricarea berii hipoglucidice, se urmǎrește transformarea totalǎ a glucidelor în etanol și dioxid de carbon. Industrial, acest fapt este posibil datoritǎ unei fermentǎri intense, utilizare unei cantitǎți optime de drojdie și respectarea condițiilor de lucru. Prin determinarea extractului se aflǎ întrega cantitate de substanțe solubile ce sunt prezente în must. Existǎ o corelație între compoziția berii finale și extractul primitiv al mustului. În vederea obținerii berii dietetice, extractul trebuie sǎ scadǎ la o valoare de 9o P (grade Plato), iar determinarea extractului se face pentru eventualele corecții. Prezența unor factori la fermentare precum: pH-ul, temperatura, prezența oxigenului, presiunea mediului, compoziția mustului de bere pot influența major precizia mǎsurǎtorii. Determinarea extractului experimental se realizeazǎ prin metoda densimentricǎ conform SR 13355-5 2005/C91:2012.

Deoarece este vorba despre un proces de fermentare alcoolicǎ, berea se va caracteriza printr-un conținut de alcool de 4,9 %. Alcoolul etilic rezultat reprezintǎ 1/4 fațǎ de extractul primitiv sau chiar mai mult în funcție de gradul de fermentare. Determinarea acestuia se face conform SR13355-3 din 2005 și principiul metodei constǎ în distilarea berii prin încălzirea directă apoi determinarea densității relative la 20˚C a distilatului alcoolic, după ce se determinǎ mai întâi densitatea apei cu ajutorul picnometrului.

La fermentarea mustului de bere, un mare interes îl reprezintǎ viabilitatea celulelor de drojdie. Viabilitatea este definitǎ ca procentul de celule vii dintr-o populație. Mǎsurǎtorile asupra determinǎrii viabilitǎții sunt făcute pentru a permite realizarea unor corecții la determinarea cantitǎții necesare de drojdie pentru inoculare. În plus, viabilitatea este utilizatǎ ca o măsură cantitativă a drojdiei. Valoarea viabilitǎții folositǎ trebuie sǎ fie mai mare de 90%, în cazul în care nu preteazǎ valorii, drojdia se consideră nepotrivitǎ pentru utilizarea în fermentație. Pentru a evalua calitatea drojdiei folosite și pentru a determina cantitǎțile necesare, este de preferat de a avea un răspuns în timp util. O metodǎ folositǎ des și rapidǎ constǎ în colorarea cu albastrul de metilen pentru a determina viabilitatea celulelor de drojdie. Acest colorant este preluat de celulele de drojdie astfel încât cele moarte sǎ devinǎ albastru colorate iar celule viabile să rămână necolorate, deoarece datoritǎ enzimei reductaza pe care o conțin reduce albastru de metilen, într-un derivat incolor.

Mǎsurarea viabilitǎtii poate fi și automatizatǎ folosind citometria în flux. Citometria în flux este o tehnică pentru măsurarea rapidă, efectuată asupra celulelor aflate în suspensie și trecute, una câte una, prin dreptul unei sistem de detecție. Un aparat de citometrie în flux este o combinație dintre un sistem fluidic de furnizare a probelor, un spectrofluorimetru și un fotometru de dispersie a luminii.

În camera de măsurare, celulele sunt aduse una câte una printr-un fascicul laser ce stimuleazǎ emisia și dispersia luminii. În combinație cu coloranți fluores-cenți adecvați și detectoare optice sensibile la lungimi de undă corespunzătoare, starea fizică și fiziologică a celulelor individuale pot fi investigate.

3.5.2 Metode de analizǎ pentru produsul finit

Berea hipoglucidicǎ obținutǎ în secția de fermentare proiectatǎ, din punct de vedere senzorial este asemǎnǎtoare unei beri obișnuite. Berea conține aproximativ 93 % apă, un echilibru foarte sănătos de minerale, un conținut bogat în potasiu (38 mg/100 ml) și sărac în sodiu (5 mg/100 ml) fiind însă raportul ideal pentru menținerea unei tensiuni arteriale sănătoase (medii). Berea conține o cantitate micǎ de calciu și magneziu într-un procent perfect și asigură necesarul de substanțe utile organismului consumatorului pentru o digestie mai bună.

Din punct de vedere chimic, pentru berea finitǎ se vor analiza atât concentrația alcoolicǎ, cât și concentrația glucidelor, deoarece pentru a ajunge la scopul propus, valoarea nutrititvǎ a produsului trebuie sǎ fie scǎzutǎ (33,5 kcal/100ml). La finalul fermentației aceste analize se vor efectua în laboratorul specializat conform SR 13355.3-2005. Berea hipoglucidicǎ face parte din categoria berilor blonde, deschise la culoare, cu o concentrație alcoolicǎ de 4,9%vol., conținând cu 90% mai puține glucide și cu 30 % mai puține calorii fațǎ de media berilor obișnuite. Din punct de vedere al evaluǎrii senzoriale, se vor efectua metode de analizǎ conform SR 13355-1 din 2000, SR 13355 din 2005; unde se vor evidenția urmǎtoarele aspecte: culoare, gust, miros și capacitate de spumare.

Culoare. Culoarea berii este influențată de natura materiilor prime și de condițiile procesului de fabricare. Culoarea berii hipoglucidice este deschisă, transparentă, aurie și lucioasă. Nu trebuie să aibă o nuanță roșietică, brună sau verzuie. Metoda de analizǎ se realizeazǎ conform SR 13355-7 2005;

Spuma. Spuma trebuie să fie densă, persistentă, specifică. În cazul unei beri de calitate, acesta trebuie să aibă 3 cm înalțime și să dureze cel puțin trei minute. Stratul de spumă, care este mai mic sau dispare fără a lăsa urmă pe recipient, indicǎ o calitatea inferioarǎ.

Gust. Cele patru gusturi întâlnite la bere sunt: dulce, amar, sărat, acru. Gustul amar, care persistă mult timp, semnalează o bere de calitate inferioară – obținută din materie primă slabă calitativ sau prin dereglarea procesului tehnologic. Berea hipoglucidicǎ are un gust slab amărui de hamei, care dispare repede, fǎrǎ a avea defecte de gust.

Miros. Berea poate avea un miros ușor, proaspat și aromat, datoritǎ hemiului sau drojdiei folosite. Trebuie sǎ lipseascǎ mirosul neobișnuit de ars sau de rânced.

Stabilitatea coloidală a berii se referă la tendința sa de a forma pericolele non-biologice ca urmare a interacțiunilor dintre componentele din bere, în special dintre polifenoli și proteine, ceea ce duce la formarea unor precipitate vizibile, care în numǎr mare de interacțiuni duce la tulburarea berii. Consumatorii doresc o bere cu un aspect strălucitor și limpede.

Claritate berii este dependentǎ de o serie de factori cum ar fi alterarea microbiană care poate duce la formarea unor defecte vizibile. Tulburarea berii poate apărea, de asemenea, de la materiile prime utilizate în fabrica de bere, de la defecte din timpul procesului de fabricare sau prin contaminarea accidentală. Buna gestionare a procesului trebuie să asigure ca riscul de contaminare accidentală sǎ fie minimizat. Cauze ale tulburǎrii, altele decât cele derivate din proteine și polifenoli sunt:

Formarea de precipitate de oxalat de calciu și cele care sunt derivate din carbohidrații din malț, cum ar fi pentozani și α – glucanii și β- glucanii.

Creșterea temperaturii;

Oxidarea unor componente din bere;

Prezența matalelor grele: Cu, Fe;

Agitarea berii.

Formarea materialului solid din bere este inevitabilǎ dar se poate îndepǎrta prin diferite stadii de filtrare, eliminarea trubului la cald, sau centrifugare. O parte esențială a berii este de a asigura faptul cǎ tulbureala este redusǎ astfel încât claritatea doritǎ a berii sǎ rǎmânǎ de-a lungul duratei pe raft. Prevenirea tulburelii se poate realiza prin precipitarea acceleratǎ a proteinelor prin folosire de acid tanic, prin absorția precursorilor tulberelii colidale pe materiale insolubile, degredarea enzimaticǎ a proteinelor sau eliminarea oxigenului din bere pe parcursul fluxului tehnologic.

3.3 SCHEMA TEHNOLIGICĂ DE OBȚINERE A BERII HIPOGLUCIDICE

Fig.3.3. Schema tehnologicǎ bloc

3.3.1 Descrierea schemei tehnologice de obținere a berii hipoglucidice

Prima etapǎ pentru obținerea mustului de bere este mǎcinarea malțului.

A.Măcinarea malțului

Măcinarea malțului reprezintă un proces de mărunțire mecanică, necesar pentru a permite solubilizarea mai rapidă a componenților utili în faza de plămădire. Operația are o importanță deosebită deoarece ajută la toate transformările chimice, influențând compoziția mustului. O atenție majoră trebuie acordatǎ bobului de malț, care nu trebuie sfărâmat deoarece conține polifenoli, substanțe amare și colorante, a căror dizolvare influențează negativ gustul berii. Măcinarea malțului trebuie realizată astefel încât sǎ se obțină mai puține grișuri mari și o cantatitate mai mare de grișuri fine și făinuri. Sunt preferate grișurile fine și făinurile deoarece asigură o zaharificare mai rapidă a plămezii, ceea ce conduce la un grad de fermentare ridicat.

Felul măcinișului influențează structura stratului de borhot și înalțimea acestuia. Dacă măcinișul are o cantitate ridicată de grișuri mari, atunci volumul de borhot va crește dar va favoriza operația de filtrare. Când măcinișul este fin, volumul ocupat de acesta este redus dar este îngreunat procesul de filtrare. În concluzie, între felul măcinișului și gradul de solubilizare a malțului trebuie găsită o proporție optimǎ. Pentru a realiza un griș cu o finețe și compoziție doritǎ se pot folosi diferite tipuri de mori. În plus, morile pot fi ajustate în funcție de materia prima folositǎ, dar în toate cazurile mǎcinișul trebuie sǎ fie uniform, sǎ nu conținǎ materiale contaminante și sǎ nu conținǎ cereale intacte. Procedeul aplicat în acest caz este mǎcinarea uscatǎ folosind moara cu șase valțuri și patru site (figura 3.1).

Moara cu șase valțuri diferǎ de alte mori în ceea ce privește poziționarea valțurilor și numǎrul de site. Valțurile sunt așezate unele sub altele, prima pereche are rolul de zdrobire a boabelor de malț, produsul rezultat este condus spre a doua pereche de valțuri care sfǎrâmǎ tegumentul, și unde se produce despǎrțirea fǎinei de tegument, dupǎ care urmeazǎ o cernere pe sitele superioare pentru a separa grișurile mari și o cernere pe sitele inferioare pentru îndepǎrtarea fǎinii și a grișurilor fine. Grișurile mari rezultate sunt aduse la a treia pereche de valțuri care realizeazǎ o mǎcinare intensivǎ. Moara are capacitatea de a executa atât mǎciniș fin atunci când toate valțurile au riflurile în poziția tâiș-tǎiș, cât și mǎciniș dur când douǎ perechi de valțuri au riflurile în poziția spate-spate ( Banu C.,2001).

Valțurile morii sunt confecționate din fontǎ oțelitǎ. Prima pereche de valțuri este ușor riflatǎ, riflurile nu trebuie sǎ fie ascuțite pentru a nu rupe cojile. Perechile de valțuri sunt perfect paralele iar distanța dintre ele se poate regla în funcție de volumul mǎcinișului. Strivirea boabelor se realizeazǎ prin mișcarea de rotație și viteza de deplasare a malțului în zona de mǎcinare este datǎ de turația valțurilor, respectiv de viteza perifericǎ a acestora. Dacǎ valțurile riflate au viteze periferice diferite, atunci boabele de malț, sub acțiunea valțurilor, vor fi strivite, tǎiate sau despicate în mǎciniș grasier.

Lungimea valțurilor variazǎ între 0,4-1,2 m, iar viteza de rotație nu depǎșește 250 rot/minut. Distanța dintre valțuri la prima pereche este de 1,4-1,9 mm, la parechea a doua distanța este 0,5-1,0 mm iar la ultima pereche de valțuri 0,2-0,3 mm. S-a constatat cǎ moara prezintǎ urmǎtoarele avantaje: productivitate mare, 14t/h; sitele sunt oscilante în direcții opuse; au efect bun la cernere. La finalizarea operației, malțul mǎcinat este transportat la cazanul de plǎmǎdire cu ajutorul unui transportator convenținal ales în funcție de amplasamentul utilajelor.

Fig: 3.1. Moara cu șase valțuri și patru site

1-buncǎr cu valț de distribuire; 2-prima pereche de valțuri de mǎcinare; 3-a doua pereche de valțuri pentru mǎrunțire coajǎ; 4-a treia pereche de valțuri pentru grișuri; 5-site superioare vibratoare; 6-site inferioare vibratoare; F- fǎinǎ; G-grișuri; H-coajǎ cu grișuri aderente.

B. Plǎmǎdirea malțului (Brasaj)

Brasajul malțului include douǎ etape: plǎmǎdirea și zaharificarea. Pentru brasaj se realizeazǎ un amestec de malț cu apǎ, care este menținut la intervale de temperaturi controlate pe o perioadǎ de timp iar mustul rezultat este separat de materialul solid numit borhot. Brasajul are la bazǎ numeroase scopuri cum ar fi: solubilizarea substanțelor din malț cu ajutorul acțiunii enzimelor, modificarea structurii chimice a substanțelor solubilizate astfel încât din must sǎ rezulte zaharuri fermentescibile.

Pe parcursul procesului de plǎmǎdire sunt extrase materiale solubile din boabele de malț (10-15% din totalul componentelor din malț); în plus, ca rezultat al activitǎții enzimelor, componentele insolubile de cereale și alte componente din mǎciniș sunt degradate și solubilizate (60% din totalul componentelor din malț). Împreună realizeazǎ o compoziție complexǎ a mustului dulce. În must se pot gǎsi câteva mii de compuși, care pot fi incluși în clasele de compuși biochimici. Mustul conține zaharuri, de la mono-, di- și trizaharide până la dextrine, alte polizaharide, cum ar fi pentozanii și produsele lor de descompunere. Zahǎrul principal întâlnit în must este însǎ maltoza.

În must se mai gǎsesc proteine, polipeptide simple și complexe, aminoacizi ce alcǎtuiesc cea mai mare parte a componentelor azotate, lipide reprezentate de fosfolipide, glicolipide, mono-, di și triacilgliceroli, acizi grași liberi și esteri stearil; diferiți compuși fenolici ce pro-vin din cojile de malț, un număr mare de acizi alifatici simpli la concentrații relativ scăzute, cum ar fi acidul piruvic, lactic, citric, oxalic, malic, succinic, fumaric și acizi alfa-cetoglutarici. Acestea sunt produse comune ale metabolismului intermediar și sunt probabil derivate din cerealele utilizate la fabricarea malțului. În mod similar, diverse coenzime și vitamine sunt de asemenea extrase din boabe iar pe lângă acești constituenți organici se gǎsesc diverși ioni anorganici derivați din apa de brasaj. Operația de brasaj include atât activitǎțile enzimelor, cât și reacții de higrolizǎ și oxidare, acestea fiind cele mai importante. De asemenea, factorii de importanțǎ majorǎ care intervin sunt apa de brasaj, sistemul enzimatic al plǎmezii, pH-ul și temperatura.

Apa folositǎ la brasaj acționeazǎ prin douǎ procese fizice și chimice. Au loc procesele fizice atunci când are loc dizolvarea substanțelor solubile preexistente (zaharuri, proteine, pentozani, sǎruri minerale etc.), când se produc hidratatrea și umflarea ganulelor de amidon pânǎ la gelatinizare și când se realizeazǎ transferul de cǎldurǎ în scopul reacțiilor chimice și biochimice. Din punct de vede chimic, apa, reacționeazǎ cu compușii anorganici modificând astfel pH-ul plǎmezii. Valoarea pH-ului plǎmezii nu trebuie sǎ depǎsescǎ 5,8 deoarece atunci va influența negativ compoziția mustului rezultat.

S-a constatat cǎ pH-ul optim trebuie sǎ fie 5,2 iar acesta va favoriza obținerea unui must cu extract mai mare, o activitate mǎritǎ a amilazelor asupra amidonului, gust mai dulce a mustului, culoarea mai deschisǎ, favorizeazǎ filtrarea plǎmezii, ionii de calciu din apǎ vor acționa pentru a face posibilǎ lichifierea amidonului la temperaturi ridicate și vor ajuta la flocularea drojdiei.

Sistemul enzimatic din plǎmadǎ are la bazǎ douǎ activitǎți:

Viteza reacției enzimatice va crește o datǎ cu creșterea temperaturii;

Viteza de inactivarea a enzimelor va crește o datǎ cu creșterea temperaturii.

Cele douǎ activitǎți enzimatice sunt opuse, datoritǎ acestui fenomen trebuie luat în vedere cǎ pH-ul și concentrația de substrat vor influența consistența plǎmezii, temperatura și durata de plǎmǎdire ci și durata de timp în care se va face evoluția temperaturii în trepte. Plǎmǎdirea se face la temperaturi 65-75o C, iar acest lucru va inactiva rapid unele enzime, dar de asemenea vor exista enzime eterogene și intacte asupra tratamentului termic ce vor acționa pe întreg procesul de plǎmǎdire.

În tabelul 3.2. sunt evidențiate principalele activitǎți enzimatice în funcție de temperaturǎ și pH

Acidificarea plǎmezii și mustului este deosebit de importantǎ și depinde de valoarea

pH-lui. Enzima folositǎ este α-acetolacticǎ decarboxilaza (ALDC) catalizează decarboxilarea substratului său, obținându-se acetoină și CO2, apare în mai multe bacterii, inclusiv tulpini de Bacillus și Lactobacillus. Preparatele comerciale ale enzimei sunt disponibile și acestea sunt folosite, în cazul în care sunt acceptate, ca aditivi în fermentație (Maturex, Novozymes, brewing@ novozymes.com). Prezența acestei enzime în must la fermentare, convertește substratul direct, într-un compus activ numit acetoinǎ, prin aceasta, previne sau reduce formarea diacetil dicetonă vicinal. Efectul este de a scurta timpul de fermentare. Enzima a fost de asemenea clonatǎ direct din tulpini de drojdie de bere, astfel încât acestea să aibă o capacitate redusă de a produce diacetil în timpul fermentației. Utilizarea acestor tulpini transgenice a fost demonstratǎ cu succes și aduce mustului multiple avantaje care se referǎ la: o fermentare și maturare rapidǎ, gust și o culoare mai plǎcutǎ, o bunǎ spumare și stabilitate mare a berii finite.

Procedeul de brasaj aplicat este prin infuzie, asta însemnǎ cǎ întreaga cantitate de plǎmadǎ se încǎlzește pânǎ la temperatura finalǎ, cu pauzele respective, fǎrǎ ca o parte din plǎmadǎ sǎ fie fiartǎ într-un cazan separat. Procedeul prezintǎ urmǎtoarele avantaje: necesarul de energie este mai scǎzut cu aproximativ 25%, se obțin musturi care dau berii o culoare mai deschisǎ și un gust mai puțin pronunțat. Pentru berea cu un conținut redus de zaharuri fermentescibile și dextrine nefermentescibile, plǎmǎdirea/zaharificarea are o duratǎ de aproximativ 4 ore (Banu C., 2001). Obținerea berii hipoglucidice presupune respectarea parametrilor de plǎmǎdire pentru ca extractul mustului sǎ fie redus.

Temperaturile la care se fac pauzele și durata acestora:

Plǎmǎdire la 50o C cu pauzǎ de 30 minute;

Pauzǎ la 62o C timp de 45 minute;

Pauzǎ la 65o C timp de 45 minute;

Pauzǎ la 68o C timp de 30 minute;

Pauzǎ la 72o C timp de 15 minute;

Încǎlzire la 73-74o C.

Figura 3.3. Cazanul pentru plǎmǎdire și filtrarea plǎmezii prin infuzie

1 – pâlnie încarcare malț; 2 – plǎmǎditor tip Steel; 3 – braț de mǎsurare nivelul lichidului;

4 – intrare apǎ pentru spǎlarea borhotului; 5 – brațele dispozitivului de pulverizare; 6 – must de bere cu borhot; 7 – partea superioarǎ a recipientului echipatǎ cu inspecție vizualǎ; 8 – izolația cazanului; 9 – conductǎ pentru evacuarea borhotului epuizat; 10 – electromotor pentru dispozitivul de descǎrcare a borhotului; 11 – evacuare must;

Plǎmǎditorul de tip Steel (2), este folosit pentru adǎugarea și amestecarea grișului cu apǎ, înainte de începerea brasajului. Acesta este potrivit tipului de operație aplicat și potrivit cazanului de plǎmǎdire și filtrare, dar cu toate acestea este imposibil de a împiedica intrarea oxigenului. Dispozitivul constǎ într-un tub cilindric situat între baza morii care rezultǎ mǎcinișul și intrarea în cazanul de plǎmǎdire, într-o idee simplǎ, plǎmǎditorul Steel face legǎ-tura între cele douǎ utilaje pentru un proces continuu. Este utilizat în special pentru a controla viteza de adǎugare de mǎciniș.

Operația de plǎmǎdire și zaharificare se va efectua în cazanul de plǎmǎdire prin infuzie. Acest recipient realizeazǎ atât etapa de plǎmǎdire cât și etapa de filtrare. Recipientul este confecționat din oțel inoxidabil, cu diametru și înalțimea variabilǎ 2-2,5 metri iar fundul vasului este prevǎzut cu un agitator cu palete. Cazanele au partea superioarǎ bombatǎ iar partea inferioarǎ platǎ, unde pǎrțile laterale și baza sunt izolate pentru a preveni pierderea de căldură.

În interiorul bazei vasului, este alcătuit dintr-o serie de plăci cu fante străpunse de perforații de obicei în jurul valorii de 1 mm în lățime. Utilajul este prevǎzut cu gurǎ de golire a borhotului, cu o conductǎ de evacuarea a mustului și o conductǎ de alimentare a apei de 75o C.

Apa este pulverizatǎ printr-o conductǎ perforatǎ iar evacuarea mustului se colecteazǎ într-un alt recipient printr-o conductǎ.După ce a fost colectat mǎcinișul la baza vasului, apa fierbinte este pulverizată în proce-sul numit barbotare. Pentru a se asigura că „patul” de mǎciniș este uniform pulverizat cu lichid, utilajul este echipat cu o serie de brațe perforate. Acestea sunt situate în apropiere de vârful vasului și constau dintr-o serie de spray-uri, care sunt făcute să se rotească, fie mecanic, fie prin punctul de intrare înclinat al lichidului. Trebuie avut grijă cu proiectarea acestor brațe de pulverizare, pentru a se asigura că tratamentul este aplicat uniform.

Apa fierbinte se infiltrează prin patul de cereale cu o vitezǎ care este controlată de diferența de presiune indusă controltǎ de presiunea hidrostatică de lichid și aplicarea aspirație la baza vasului. O datǎ ce fierberea a avut loc la o temperaturǎ și un timp determinat, procesul este întrerupt și plǎmada este lăsatǎ să se scurgă. Temperatura și compoziția ionică sunt importante și trebuie să fie controlate pentru a se asigura că nu există nici o pierdere din calitatea de must. După aceasta borhotul de bere este evacuat și vasul curățat.

Ca în toate cazurile, se acordǎ o mare importanțǎ curǎțirii recipientului. Dacǎ în timpuri mai vechi operațiunea se realiza manual, acum curǎțarea întregului cazan pentru brasaj se va efectua prin sistem automat, și anume prin sistemul CIP.

C. Hameierea mustului

Fierberea mustului cu hamei este o etapǎ a procesului tehnologic care are drept scop solubilizarea uleiurilor aromatice și rǎșinilor amare din hamei pentru dezvoltarea gustului și aromei specifice berii. Dezvoltarea caracterului amar este una din funcțiile esențiale ale fierberii și potrivit surselor izo-α-acizi sunt de nouǎ ori mai amari decât omologii sǎi α-acizii. La fierbere, procentul de acizi totali care oferǎ gustul specific amar se poate determina în funcție de cantitate de hamei utilizatǎ.

Din punct de vedere biologic, fierberea mustului prezintǎ multe funcții:

Sterilizarea. În timpul preparării mustului nu este necesar să se ia măsuri specifice pentru a evita contaminarea microbiană. După fierberea mustului astfel de garanții sunt obligatorii. Fierberea mustului asigură faptul că este steril (cel puțin până la punctul în care este scos din fierbător, limpezire și răcire).

Denaturarea enzimelor exogene din malț. Nu este de dorit să se permită activitățile enzimatice, nici sǎ persiste în mustul finit deoarece modificările pot continua să apară în timpul și după fermentare. Acest lucru ar introduce inconsecvență în proces și, eventual, ar duce la schimbări neprevăzute și neașteptate în fabrica de bere.

Coagularea proteinelor și formarea de complexe cu proteine. Concentrațiile acestor douǎ transformǎri trebuie reduse în timpul procesului de fabricare a berii pentru a se asigura o stabilitate coloidală adecvatǎ. Astfel, fierberea mustului ajutǎ la acest aspect.

Modificarea aromei și culorii berii. Mulți compuși cu importanță pentru bere, aroma și culoarea sunt produse în timpul etapei de fierbere. În etapa de încălzire este necesar să se asigure că transformările, cum ar fi reacțiile Maillard, se produc.

Reducerea pH-ului. În scopul de a asigura o bunǎ fermentație și o calitate ulterioarǎ berii, mustul trebuie să aibă un pH acid adecvat. Fierberea mustului este asociată cu o scădere a pH-ului.

Evaporarea substanțelor volatile. Efectul de separare indus de fierbere, este necesar pentru a reduce sau a elimina mulți compuși nedoriți pentru aroma de berii.

Evaporarea apei. Fierberea mustului oferǎ posibilitatea de a reduce volumul și de a mǎrii concentrația mustului.

Transformǎri care au loc la hameierea mustului

La fierbere, primele transformǎri le au rǎșinile de hamei care pot reacționa cu proteinele din must prin intermediul legǎturilor de hidrogen. Multe modificǎri importate sunt în special a α-acizilor și β-acizilor amari. Solubilizarea acestor componenți depinde de temperaturǎ și pH. În decursul procesului de fierbere humulonul, cohumulonul și adhumulonul se transformǎ în izomeri numiți izohumuloane. Doar 60% din componenetele de hamei izomerizeazǎ iar restul rǎmân în stare neizomerizatǎ sau transformându-se în alți compuși.

Urmǎtoarele reacții aratǎ principalii componenți ce se obțin la izomerizarea și hidroliza humulonului și vor depinde de alcalinitatea mediului de reacție.

C21H30O5 + H2O C15H22O4 + C6H10O2 (Acid humulonic + Acid hexenoic)

C21H30O5 + 2 H2O C15H22O4 + C4H3O + C2H4O2 (Acid humulonic+ Aldehidǎ benzo- icǎ + Acid acetic)

Prin izomerizare din fiecarea α-acid rezultǎ doi izo-α-acizi și anume trans-izo-α-acid și cis-izo-α-acid iar la fabricarea berii intervin în stabilizarea spumei, contribuie la aroma neplǎ-cutǎ de învechire a berii și au acțiunea bacteriostaticǎ asupra bacteriilor Gram-pozitive. Au fost indentificați în must mulți produși de oxidare ai α-acizilor care dau proprietǎți senzoriale neplǎcute berii și astfel evitarea formǎrii lor se face prin control adecvat al temperaturii, pH-ului și timpului de prelucrare.

Polifenolii din hamei suferǎ de asemenea transformǎri la fierbere. Aceștia formeazǎ complexe cu proteine, care se pot fi gǎsite in trubul cald sau rece. Tulburarea la rece este o modificare rezultatǎ din urma combinației proteinelor cu masǎ molecularǎ micǎ cu polifenoli cu masǎ moleculare mare. Formarea acestor complexe poate fi influențatǎ de mai mulți factori cum sunt:

Durata fierberii: la o fierbere de douǎ ore a mustului, proteinele respectiv complexele cu polifenoli se precipitǎ, iar odatǎ cu creșterea temperaturii acești compuși se dizolvǎ;

Vigurozitatea fieberii este un parametru care are importanțǎ în menținerea constantǎ a temperaturii în tot volumul mustului, ceea ce va conduce la coagularea și precipitare particulelor mici de proteine;

pH-ul de 5,2 favorizeazǎ formarea trubului și astfel se realizeazǎ o bunǎ precipitare a complexelor proteine-polifenoli.

Producerea substanțelor reducǎtoare se formeazǎ în principal la fierberea mustului cu n hamei, melanoidinele sunt principalele din aceastǎ categorie care se formeazǎ la cald în mediu apos concentrat. Formarea acestora presupune producerea reacției Maillard.

Reacția Maillard descrie reacțiile care au loc între grupele amino ale aminoacizilor și reactive grupele carbonil ale zaharuri reducătoare. Reacțiile necesită căldură și apar mai ușor în condiții alcaline. Ele sunt asociate cu reacții rumenire și formarea compușilor de aromă, în special caramel sau arome de tip caramel.

Coagularea substanțelor proteice în decursul fierberii mustului produce o tulburealǎ iar cu acesta se formeazǎ ruptura complexelor proteinelor cu polifenolii din malț și hamei. Procesul de coagulare este suficient atunci când pH-ul optim este în jurul valorii de 5,2. Conform relatǎrilor lui Narziss, creșterea solubilitǎții din timpul fierberii va influența precipitarea azotului coagulabil și în paralel va scǎdea conținutul de antocianogene.

O altǎ transformare care are loc la hameierea mustului este modificarea conținutului de dimetilsulfid. DMS este în mare parte derivată din malț și se formează atât în timpul malțificǎrii cât și în fabricarea berii.

Prin urmare, concentrațiile de DMS gǎsite în bere sunt controlate. Precursorul de DMS din malț este compus S-metil metionina (SMM) și în timpul procesul de ardere, uscare este convertit în dimetilsulfid (DMS) și dimetilsulfoxid (DMSO). La temperaturi mai mari de 60° C la uscare, o proporție mai mare a SMM este convertit la DMSO și mai puțin la DMS. În timpul fierberii mustului de producție promovează conversia în continuare a SMM la DMS. Astfel, dacă timpul de fierbere în Whirpool este prelungit, o mare concentrație de DMS se formează în must și atât DMS cât și DMSO vor persista de-a lungul fermentǎrii.

Pentru obținerea unui must de bere conform tehnologiei, trebuie sǎ se ținǎ seama de durata de fierbere, cantitatea și calitatea hameiului, temperaturǎ și pH. Procesul urmǎrește o mǎrire a concentrației prin evaporarea a 12% sau chiar mai mult a apei. Trebuie gǎsit un echilibru între acești parametri pentru cǎ la valori ridicate ai temperaturii sau pH-ului poate aduce defecte mustului greu de eliminat și foarte costisitoare. Scopul fierberii este solubilizarea compușilor necesari ai hameiului și coagularea proteinelor, astfel hameierea se va face la o presiune de 0,2-0,3 bar timp de 1 orǎ. De asemenea pH-ul și timpul de firbere pot influența închiderea la culoare a mustului, ceea ce este de nedorit. Industrial acestǎ etapǎ se realizeazǎ în cazane de fierbere construite din oțel inoxidabil sau cupru. În comparație cu o fierbere convenționalǎ, pentru fabricarea berii hipoglucidice se va folosi Whirlpool-uri care acțineazǎ în același timp ca și cazane de fierbere cu încǎlzire internǎ și pentru separarea trubului la cald.

Trubul este materialul solid care formează ca un precipitat în timpul fierberii mustului. Existǎ o diferențǎ între trubul la cald și cel la rece, deși sunt similare în compoziție, trubul la rece se formează atunci când mustul este răcit. Într-o fierbere bine realizatǎ, trubul la cald ia forma conuri mari care separă ușor de must. O caracteristică importantă a mustului fierbinte și a utilajului folosit, este necesitatea de a evita forțele mare de forfecare, care pot duce la per-turbarea flocoanelor mari din pauza fierbinte cu rezultatul că particulele foarte fine din must nu vor fi eliminate prin tehnicile convenționale de clarificare a mustului fierbinte și, prin urmare, claritatea mustului va fi slabǎ.

Figura prezintǎ un cazan Whirlpool, este un vas conceput pentru combinarea fierberii și clarificarea mustului fierbinte. Se va folosi cazan de fierbere cu încǎlzire exterioarǎ. Mustul este încălzit pe măsură ce trece prin schimbătorul de căldură extern, cu agent de încǎlzire abur după care acesta este reîntors în cazan cu ajutorul unei pompe de circulație.

Punctul de intrare este tangent la fierbător astfel încât lichidul va forma o mișcare de rotație cu o vitezǎ de aproximativ 2,5 m/s. Acest lucru face ca trubul să se separe mai rapid și sǎ se stabilească la baza fierbătorului.

În interiorul cazanului fierberea se va face la presiunea atmosfericǎ, iar la schimbǎtorul de cǎldurǎ temperetura mustului încǎlzit va fi de 100-106o C. Baza acestuia este de obicei înclinatǎ pentru o eliminare eficientǎ a trubului. În esențǎ designul cazanului de fierbere trebuie conceput astfel încât, mustul sǎ fie încălzit într-un mod eficient și rentabil, unde schimbările dorite sǎ aibe loc într-un un timp controlat, dar intr-o duratǎ cât mai scurtă posibil. Cu toate acestea, proiectarea și funcționarea fierbătorul trebuie să prevină modificările nedorite, cum ar fi dezvoltarea în exces a culorii mustului, pierderea excesivǎ de proteine sau sǎ previnǎ orice impact negativ asupra stabilității aromei berii.

Figura 3.4. Cazan Whirlpool pentru hameiere

1 – Stivă de vapori; 2 – Schimbǎtor de cǎldurǎ tubular; 3 – Reintrare must; 4 – Intrare agent de încǎlzire (abur); 5 – Eliminare condens; 6 – Pompǎ de recirculare; 7 – Îndepǎrtare trub; 8 – Izolație; 9 – Cazan cu bazǎ înclinatǎ.

D. Rǎcirea mustului

Rǎcirea mustului este operația înainte ca fermentarea sa se producǎ și constǎ în redu-cerea temperaturii de la aproximativ 100o C la 7- 12 o C, ceea ce împiedicǎ dezvoltarea micro-organismelor la mustul postfierbinte. Rǎcirea mustului pentru temperaturile de fermentare sunt însoțite de o limpezire la rece. Aceastǎ operație practicatǎ permite separarea și eliminarea trubului la rece. Înainte de livrare în fermentator, mustul răcit trebuie aerat (sau oxigenat), și în multe fabrici de bere moderne sistemul de răcire include echipamente pentru realizarea acestui proces. Inocularea cu drojdie a mustului poate fi efectuatǎ de obicei în timpul transferului de must la fermentator dar, desigur, în scopul de a preveni pierderea viabilității, drojdia nu poate fi adăugat decât după răcirea mustului (H. M. Eblinger, 2009).

Formarea trubului la rece se realizeazǎ mai rapid cu cât temperatura este mai scǎzutǎ. Trubul la rece este format în principal de complexe dintre proteine și polifenoli, care o datǎ cu rǎcirea mustului precipitǎ. Eliminarea acestuia este un proces îngreunat datoritǎ particulelor care au proprietatea de a adera la alte particule, cum ar fi bulele de aer iar astfel sedimentarea este dificilǎ.

Existǎ o varietate de echipamente folosite la rǎcirea mustului confecționate din cupru, fier sau aluminiu. În figura urmǎtoare este prezentatǎ diagrama curgerii fluidului printr-un schimbǎtor de cǎldurǎ cu plǎci, în douǎ faze de rǎcire.

Figura 3.5. Rǎcitor cu plǎci în sistem închis

Pentru acestǎ fabricǎ am optat pentru rǎcitoare verticale în sistem închis. Acestea cuprind o serie de tuburi metalice dispuse vertical prin care un agent de răcire, de obicei soluție de glicol la -1o C sau apǎ rece, este circulat pe verticală, în contracurent cu fluxul mustului. Ele cuprind o serie de plăci de oțel inoxidabil subțiri în care o serie de șanțuri și garnituri asigură canale pentru curgerea mustului și lichidului de răcire. Lichidul de răcire poate fi aer, apă sau un agent frigorific, în funcție de temperatura finală dorită. Trecerea de aer sau oxigen în contracurent cu fluxul mustului permite controlul conținutului de oxigen al mustului răcit. În acest caz rǎcitorul cu plǎci funcționeazǎ în douǎ faze: în prima faa de rǎcire se utilizeazǎ ca agent frigorific apa de la rețea cu o temperaturǎ de 10 -15o C, iar în faza a doua este folosit soluție de propilen glicol cu temperatura -1….1o C. Rǎcirea, din punct de vedere energetic este economicǎ iar la final mustul va avea 10o C. Pentru eliminarea trubului am adoptat filtrarea pe perlitǎ, care îndepǎrteazǎ 90% din trubul la rece.

E. Oxigenarea mustului rǎcit

Procesul este pus în practicǎ pentru a se asigura că mustul fermentat conține oxigen suficient dizolvat pentru a satisface cerințele de drojdie în timpul fermentației. Mustul aerat conține aproximativ 8 mg/l oxigen dizolvat, dar poate ajunge până la 35-40 mg/l oxigen dizol-vat. Solubilitatea oxigenului corelează negativ cu concentrația mustului și temperatura. În cazul fermentațiilor la scară mică, în special tipurile „Ale” când se utilizeazǎ tulpini de drojdie care au cerințe mici pentru oxigen, este suficient de simplu pentru a face pentru a se asigura că mustul devine saturat cu aer. Un dispozitiv de aerare trebuie atașat la capătul principal al ieșirii din rǎcitor. Gazul trebuie să fie prima datǎ trecut printr-un filtru adecvat pentru a se asigura sterilitatea acestuia. Operația are loc prin intermediul unor tuburi Venturi, cuplate cu pompe de amestec și se pot folosi și la pomparea mustului însǎmânțat în linul de fermentare.

F. Fermentația primarǎ

Fermentația primarǎ este un procedeu controlat și urmǎrește transformarea în cea mai mare parte a zaharurilor fermentescibile în alcool etilic și dioxid de carbon. La acestǎ etapǎ se va respecta diagrama de fermentare (timp-temperatură) care este stabilită în funcție de însușirile senzoriale dorite pentru sortimentul respectiv de bere. În timpul fermentației se degajă căldură; de aceea pentru controlul și menținerea temperaturii în conformitate cu diagrama de fermentare specifică, este necesară răcirea tancurilor de fermentare, lucru care se realizează prin circularea unui agent de răcire printr-o manta montată pe partea exterioară a tancurilor.

Multe alte produse derivate din drojdie contribuie la aroma berii. Acestea includ acizi organici, acizi grași cu catenă lungă, alcooli superiori, esterii, aldehide și alte carbonili și diferiți compuși care conțin sulf. Formarea acestora în concentrații adecvate este determinată de condițiile de fermentație. Procesul este unul complex și o datǎ cu însǎmânțarea culturii de drojdie are loc convertirea ce poate dura 8-10 zile la o temperaturǎ de 7-11o C.

Principalii factorii care controleazǎ procesul de fermentație sunt compoziția mustului, temperatura de fermentare, tipul de fermentator, concentrația de oxigen și rata de însǎmânțare. În timpul fermentației primare propriu-zisǎ are loc producerea unor compuși ale metabolismului drojdiei care sunt asociați în transformarea berii tinere. Scopul proiectǎrii este de a fabrica bere hipoglucidicǎ, fiind un tip de bere de fermentare inferioarǎ. Drojdia care se va introduce în tancul de fermentare va repenzenta 2 % din volumul berii, adicǎ se vor adǎuga drojdie floculantǎ circa 3 l/hl bere. Mustul oxigenat și însǎmânțat este transferat în fermentatoare cilindro-conice prin partea superiorǎ, de regulǎ sunt recipiente închise prevǎzute cu capace.

Se observǎ dupǎ 2-12 ore de la însǎmǎnțare formarea unei spume de culoare albǎ care apare la suprafața mustului și care conține proteine și alte substanțe din rǎșinile de hamei. Într-un interval de 2-3 zile are loc deprinderea spumei de pe marginea vasului și capǎtǎ un aspect de conopidǎ. Simultan apar crestele înalte, temperatura mustului va crește iar pH-ul va scade. Volumul crestelor va crește la 1/3 din volumul fermentatorului și pentru a nu oferii amǎrealǎ berii finele, acestea sunt eliminate. În faza finalǎ a fermentației care dureazǎ 2-3 zile, fermentația nu va mai fi intensǎ și astfel la suprafațǎ se va forma un strat închis la culoare și cu gust amar care în cele din urmǎ va fi separat de berea tânǎrǎ formatǎ. În tot acest timp drojdia se depune la fundul vasu-lui iar sedimentarea acesteia este influențatǎ de temperatura scǎzutǎ care trebuie sǎ fie 4o C.

La fermentarea primarǎ se pot utiliza preparate enzimatice care au drept scop creșterea gradului de fermentare, îmbunǎtǎțirea filtrǎrii și hidroliza amidonului din must. Pentru a înlǎtura urmele de amidon rezultate din barsaj, se folosește un adaos de AMG 300L în proporție de 4-5ml/hl direct în tancul de fermentare și care va crește gardul de fermentare cu 95-100% depinzând de concentrația adǎugatǎ. AMG (Amiloglucozidaza) este un preparat enzimatic format din α-amilazǎ fungicǎ, capabilǎ sǎ hidolizeze legǎturile α-1,4 și α-1,6 din amilozǎ și amilopectinǎ. Pentru a fermenta cea mai mare parte a extractului fermentescibil, temperatura la fermentație trebuie pǎstratǎ constant pe tot parcursul procesului astfel o rǎcire a berii tinere pânǎ la aproximativ 10o C va reduce automat conținutul de diacetil care se formeazǎ în primele stadii ale fermentǎrii. Acestǎ practicǎ industrialǎ adoptatǎ va conduce la o duratǎ de fermentare primarǎ de 8-9 zile la 10 o C.

Proporția de extract prezent în must sau în materia primǎ care formeazǎ mustul, poate fi utilizatǎ de drojdie în timpul fermentației. Este o măsură teoretică în sensul că tot extractul fermentabil poate fi consumat efectiv de drojdie. Cazul în care fenomenul nu este intenționat separarea drojdiei de must este timpurie și poate să apară floculare drojdiei prematură, astfel sedimentarea drojdiei inhibǎ terminarea procesului de fermentare. În cazul fenomenului intenționat ​​fermentația poate fi indusă să înceteze prin aplicarea măsurilor care cauzează separarea drojdie rǎmânând unele zaharuri fermentabile. Un exemplu în acest sens se parcticǎ la berile lager tradiționale unde, la sfârșitul fermentației primare, se aplicǎ o răcire care încurajează separare drojdie și încetarea activității sale. Zahărul rămas, numit reziduul fermentabil, rămâne disponibil pentru utilizare în timpul fermentației secundare ulterioare.

Pentru a nu conduce la un proces defectuos, urmǎrirea atentǎ a fermentației primare este importantǎ și se va realiza zilnic prin mǎsurarea temperaturii, pH-ului, extractului aparent și a presiunii din tanc.

Berea tânǎrǎ la finalul fermentației primare va avea urmǎtoarele caracteristici: gust pronunțat de drojdie, amǎrealǎ persistentǎ, gust înțepǎtor, aspect tulbure și stabilitate redusǎ. Pentru eliminarea aspectelor senzoriale nedorite berea este supusǎ fermen-tǎrii secundare și maturǎrii.

G. Fermentarea secundarǎ și maturarea berii

Fermentarea secundarǎ este o etapǎ care urmǎrește sedimentarea drojdiei, îmbogǎțirea naturalǎ a berii cu dioxid de carbon și îmbunǎtǎțirea stabilitǎții proteice. Acest proces se realizeazǎ în unitacuri și are ca obiectiv urmǎtoarele:

Îndepǎrtarea amidonului nehidrolizat, dextrinelor, β-glucanilor, compuși fenolici;

Îndepǎrtarea produșilor secundari: diacetilul și acetoina;

Îndepǎrtarea oxigenului rezidual.

Maturarea berii se referă la schimbările care au loc în timpul acestei etape, unde berea rezultatǎ de la sfârșitul fermentației primare, ajunge la forma sa finită în care este adecvatǎ pentru consum. Schimbările din bere care apar în timpul maturării sunt pierderea gustului și aromei nedorite, dezvoltarea de componente dorite, ajustarea carbonatǎrii, clarificarea și eliminarea componentelor, care au potentialul de a provoca dezvoltarea tulburǎrii în berea ambalatǎ. Fermentația secundară este realizatǎ la temperaturi relativ scǎzute, se realizeazǎ o reducere treptată de la o temperatură de fermentare de 5-10° C până la 0-1° C.

Una dintre etapele care au loc la fermentație și maturare este fermentația zaharurilor fermentescibile rǎmase în berea primarǎ.

Acestǎ fermentație are drept scop atingerea gradului de fermentație final 90-95% prin procese lente care continuǎ metabolismul drojdiei dar și al enzimei utilizate. Fermentația secundarǎ, conform tehnologiei este o etapǎ înceatǎ și dureazǎ pânǎ la 15 zile. În faza de maturare berea este răcită gradual în tanc, până la o temperaturǎ de 0…2° C, unde se desfășoară în tancurile folosite și la fermentarea primarǎ. Acestea se folosesc în regim unitanc, adică atât fermentarea cât și maturarea au loc în același tanc, nefiind necesar un transfer intermediar dintr-un tanc în altul. În această fază se definesc gustul și aroma berii finale și are loc impregnarea naturală cu dioxid de carbon. În urma reacțiilor chimice care au loc, s-au observat cǎ: conținutul de substanțe volatile sunt în scǎdere, conținutul de alcooli superiori crește cu 20 % iar esterii care sunt principalii componenți de aromǎ vor crește pânǎ 100 %. Criteriul de calitate rezultat din urma fermentației secudare este conținutul de CO2 care influențeazǎ gustul produsului finit și contribuie la formarea spumei.

Nivelul de CO2 din berea fermentatǎ secundar trebuie sǎ fie mai ridicat decât în berea tânǎrǎ deoarece procesul de maturare are loc în recipiente închise care sunt prevǎzute cu dispozitive de reglare a presiunii, astfel la finalul maturǎrii berea va avea un conținut de CO2 crescut de 0,4%. Capacitatea de absorbție fizică a bioxidului de carbon este influențată de compoziția berii, în special de distribuirea coloizilor care prezintă o suprafață foarte mare de contact și în special de presiunea din recipient, durata de acționare a aparatului de reglare.

Prin urmare, ca-pacitatea de legare de natură fizico-chimică este mai mare, dacǎ berea conține mai mulți coloizi, dacǎ fermenteazǎ mai mult extract și dacǎ temperatura este mai scǎzutǎ. În afară de efectul de absorbție, intervine și vâscozitatea în capacitatea de reținere a bioxidului de carbon. Datorită acesteia, bulele de bioxid de carbon întâmpină o anumită rezistență la ridicarea lor din masa de bere și pot ieși abia după ce ajung la o anumită mărime.

De aceea, sorturile de bere cu conținut ridicat de extract posedă o capacitate mai mare de legare a bioxidului de carbon (Banu C., 2001). Odată ce diacetilul este redus la o concentrație scăzută, va urma separarea drojdie și apoi berea va fi supusǎ unei perioade de depozitare de 1-3 zile la temperatură scăzută de -1-3o C. Acest regim poartǎ denumirea de limpezire la rece și servește ca etapǎ a precipitării complexelor proteine-pofifenoli. Are loc sedimentare ulterioară care are scopul de a îndepărtarea turbiditatea formatǎ și alte materiale aflate în suspensie. Cu cât degajarea de CO2 este mai intensǎ cu atât viteza de decantare va scǎdea deoarece acest fapt va antrena particulele spre suprafața berii din tanc.

La acestǎ etapǎ, gustul amar din hamei se va diminua, acest lucru se întâmplǎ o datǎ cu începerea depunerii de drojdie care formeazǎ suspensii împreunǎ cu diferiți coloizi, componente ale hameiului și diferite suspensii unde vor fi eliminate o datǎ cu drojdia. Condiționarea la rece poate fi efectuată în tancuri de inox, cu manta pentru menținerea temperaturii.

Echipamentul pentru fermentare

Tancurile cilindro-conice, dupǎ cum indicǎ numele, sunt rezervoare închise care au forma cilindricǎ a cǎrui capac este elipsoidal și bazǎ conicǎ. Acestea sunt printre cele mai utilizate în industria berii fiind destinate atât fermentației primare cât și fermentației secun-dare-maturare. Ele sunt construite din oțel inoxidabil și au un strat de izolație înconjurat de un înveliș extern, de obicei, realizate din aluminiu. Unitancurile prezintǎ trei zone de rǎcire prevǎzute cu racorduri de intrare și ieșire a agentului de rǎcire. Capacitatea tancurilor este foarte variabilă și poate avea la câteva sute și până la câteva mii de hectolitri. Capacitatea lor depinde de mai mulți factori, printre care se numără capacitatea fabricii de bere. Capacitatea cea mai frecvent întâlnită este în intervalul 1000-2000 hl.

Toate operațiunile de umplere și golire sunt realizate la baza conului. Acest lucru este legat de un bloc de supapă complex care direcționează procesul flux într-o direcție corespunzătoare. Operațiunile posibile sunt următoarele: umplere cu must oxigenat și inoculat, eliminarea culturilor de drojdie, îndepărtarea de bere tânǎrǎ, igienizare CIP și de eliminare.Aceste operațiuni pot fi automate folosind supape acționate de la distanță sau în instalații simple manuale folosind lungimi scurte de conducte de mărime și formă corespunzătoare pentru a face conexiunile dorite. Înǎlțimea lor este de 3 ori mai mare decât diametrul, unghiul de înclinație al pǎrții conice este de 70o iar ca agent de rǎcire este folosit soluția glicol rǎcitǎ la -5o C.

Tancurile cilindro-conice sunt prevǎzute cu un duș de spǎlare sferic prin care iese și CO2 de la fermentare. Partea superioarǎ a unitancului este prevăzută cu un număr de garnituri care sunt dispuse pe o placă superioară detașabilă. Acestea includ căi de acces și de obicei, un vizor pentru a se face observații vizuale. Pentru a preveni o dereglare a presiunii care ar putea apărea în timpul operațiunilor cum ar fi golirea sau tratamentul cu agenți CIP care absorb CO2, recipientul are valve de siguranțǎ care poate fi legatǎ la un sistem de recuperare CO2. Principalele caracteristici ale unui tanc cilindro-conic sunt prezentate în figura de mai jos.

Pentru proiectul de fațǎ am ales fermentarea în tancurile cilindro-conice deoarece prezintǎ numeroase avantaje cum ar fi:

Investiție și costuri de exploatare reduse;

Reducerea pierderilor de bere datoritǎ drenajului foarte bun;

Eliminarea facilǎ a surplusului de drojdie;

Vitezǎ mai mare și flexibilitate la operația de fermentare;

Îmbunǎtǎțirea calitǎților senzoriale ale berii;

Colectarea ușoarǎ a dioxidului de carbon;

Spǎlare eficientǎ și manipulare igienicǎ a drojdiilor.

Unitancul folosit la fermentarea alcoolicǎ a berii hipoglucidice (Banu C.,2001)

Fig.3.6. Schița tancului cilindro conic

1 – platformǎ de serviciu; 2 – domul tancului cu accesorii; 3 – canal de cablu și conductǎ de îndepǎrtarea apei așezate în izolație; 4 – conectare termometru; 5 – zonǎ de rǎcire mai redusǎ, 6, 8 – zonǎ de rǎcire la fermentare; 7 – izolație; 9 – conectare pentru aprovizionare cu NH3 lichid cu robinete (9a) și eliminare amoniac condensat; 10 – zona de rǎcire din partea conicǎ; 11 – partea conicǎ a fermentatorului cu gura de vizitare; 12 – robinet de luat probe; 13 – conductǎ de amisie/evacuare CO2 ,aer, soluții CIP legate la accesoriile domului și conducte care sunt așezate în izolație; 14 – dispozitiv de mǎsurare și control a presiunii; 15 – dispozitiv de mǎsurare a nivelului berii în tanc și de alarmarea a stǎrii de golire a fermentatorului cilindro-conic.

În strânsǎ legǎturǎ cu fermentația primarǎ și fermentația secundarǎ-maturarea sunt alte douǎ etape importante în fabricarea berii și anume recuperarea dioxidului de carbon și recuperarea drojdiei folosite la fermentare. Într-un proces continuu aceste operații sunt necesare și conduc la reutilizarea produselor și creșterea productivitǎții. În urma fermentǎrii în tancurile cilindro-conice se produce o cantitate majorǎ de CO2, cea mai mare parte se formeazǎ la fermentația primarǎ. Pentru recuperarea gazului pe linia fluxului tehnologic sunt amplasate filtre specifice pentru purificarea CO2. Instalația este formatǎ din compresor, rǎcitor cu apǎ al CO2, condensator-lichefiator, tancul de depozitare a gazului prevǎzut cu un schimbǎtor de cǎldurǎ alimentat cu abur care sǎ transforme CO2 lichid în CO2 gazos. Dioxidul de carbon recuperat și purificat poate fi utilizat în diferite operații din procesul de fabricare, acolo unde este necesarǎ și presiunea spre exemplu la filtare unde presiunea de lucru este de 1,5- 2,5 bar cu un necesar de CO2 de 0,40-0,50 kg/hl bere

Recoltarea drojdiei din tancul cilindro-conic se face doar când berea a fost supusǎ fermentației secundare. În cazul fermentației inferioare, drojdia se va sedimanta la baza vasului unde prin gravitație este condusǎ în tancurile de pǎstrare și reutilizatǎ pentru noi șarje de must. Recuperarea se poate face prin centrifugare, reprezentǎnd un mare avantaj pentru cǎ în același timp se separǎ berea de drojdie, o duratǎ mai micǎ de recuperare, costuri reduse, creșterea productivitǎții și nu în ultimul rând posibilitatea de a recupera atât drojdiile floculante cât și cele pulverulente. Cantitatea drojdiei recoltate va fi de aproximativ trei ori mai mare decât cea inoculatǎ. Aceasta se colectează în două vase de stocare prevǎzute cu manta de răcire, pentru păstrarea drojdiei la rece, urmând să se folosească pentru următorul ciclu de fermentare. De menționat este faptul cǎ reinocularea drojdiilor recuperate se face cel mult 10 generații sau chiar mai puțin, acesta depinzând de condițiile care trebuiesc îndeplinite pentru a fi reutilizate:

Sǎ nu fie contaminate cu microorganisme;

Sǎ nu conținǎ celule moarte > 5%;

Sǎ fie curate, lipsite de trub;

Sǎ aibǎ gust și miros caracteristic.

H. Filtrarea berii

Berea turbidǎ rezultatǎ de la fermentare și maturare este supusǎ clarificǎrii prin filtare.

Berea trebuie sǎ fie livratǎ consumatorului cu un aspect de claritate genial. Cum este de așeptat o lipsă de claritate este perceputǎ ca un atribut de calitate negativ. Pentru a realiza gradul dorit de limpiditate, berea hipoglucidicǎ va fi filtratǎ . În acest sens filtrare marchează etapa definitivǎ a procesului de fabricare a berii. După filtrare, berea este în esență în forma sa finită așa numitǎ „bere luminoasǎ”.

Etapa de filtrare este necesară pentru a elimina toate particulele din suspensie. Acestea includ celule de drojdie, proteine, polifenoli și orice alte substanțe solide. Din punct de vedere al dimensiunii majoritatea particulelor din bere sunt de ordinul a 5-8 μm, iar un proces de filtrare convențional îndepărtează particulele până la aproximativ 0,5 μm. Acest lucru nu este suficient pentru a asigura sterilitatea de aceea se aplicǎ pasteurizarea berii înainte de îmbuteliere. Pentru o claritate satisfǎcǎtoare a berii se realizeazǎ cu un singur utilaj numit filtru vertical cu plǎci (fig.3.7). Ar fi de dorit ca etapa de filtrare sǎ nu aibe nici un efect asupra berii, decât cea pentru a îndepărta solidelor. În practică, acest lucru nu se întâmplǎ și în funcție de metoda utilizată, pot să apară unele modificări nedorite. Acestea includ pierderi de culoare, reducerea amărăciunii și alte modificări de aromă. Funcționarea filtrului cu plǎci are la bazǎ reținerea particulelor de dimensiuni mari pe materialul filtrant.

Filtrul cu plǎci are elemente filtrante cu kiselgur, cu suparfețe de aporximativ 7 m2. Filtrarea are scopul de limpezire grosierǎ prin aluvionare și prezintǎ numeroase avantaje. Acest filtru este format dintr-o serie de plăci verticale ce prezintǎ un orificiu central, prin care se alimenteazǎ soluția cu suspensie. Prin așezarea succesivǎ a plǎcilor, se formeazǎ un canal central de alimentare și un canal de evacuare lateral sau la baza plǎcilor. Plăcile prezintǎ pânzǎ de filtru și sunt folosite pentru a susține startul de Kieselgur pentru filtrare. Acestea sunt așezate printre plǎci astfel încât orificiul din pânzǎ sǎ coincidǎ cu orificiul din plasǎ. Prin canalul de alimentare se pompeazǎ berea pentru a ajunge în camera formatǎ prin așezarea a douǎ plǎci. Filtratul strǎbate porii pânzei și ajunge spre canalul de evacuare. Materialele solide vor rǎmâne pe stratul filtrant, iar dupǎ ce s-a curǎțat se va realiza o nouǎ șarjǎ de filtrare.

Productivitatea de filtrelor cu plǎci este de ordinul a 3-6 hl/m2/h, mai mare decât a unui filtru cu lumânǎri sau a unui filtru cu cartoane filtrante, dar mai micǎ decât a unui filtru cu discuri orizontale. În general, trebuie urmǎrit întreg procesul de filtrare deoarece calitatea berii sǎ fie prioritarǎ.

Fig.5.7 Filtru cu plǎci

I. Pasteurizarea berii

Berea trebuie sǎ corespundǎ atât din punct de vedere microbiologic cât și al însușirilor senzoriale, astfel tratarea termicǎ se realizeazǎ pentru a reduce concentrațiile de microorganisme vii, asigurându-se astfel că alterarea nu apare în perioada de valabilitate prevăzută a produsului. Procedeul de pasteurizare utilizat în industria de fabricare a berii hipoglucidice este pasteurizatorul cu plǎci. Tratamentul termic este aplicat pe lichidul vrac, care este destinat îmbutelierii și depozitǎrii.

Riscul este semnificativ mai mare în cazul pasteurizǎrii lichidului în comparație cu pasteurizarea sticlelor în tunel, deoarece berea tratatǎ termic este transferată într-un rezervor tampon "steril" și apoi la o linie de ambalare în sticle a remarcat Dymond (1992).

Una din beneficiile economice poate fi cuplarea rapidă de la pasteurizare la ambalarea asepticǎ în sticle. Pasteurizatoarele cuprind de obicei patru etape: în prima etapă are loc recuperarea cǎldurii, în a doua etapă se realizeazǎ încǎlzirea proriu-zisǎ la valoarea de obicei 71-78° C prin contact contra-curent cu apa caldǎ, a treia etapǎ se menține temperatura de pasteurizare, iar cea din urmǎ este etapa de rǎcire (figura 3.8).

După trecerea prin etapa de încălzire unde berea primește cea mai mare parte a tratamentului de pasteurizare, acesta este răcitǎ în etapa a patra, prin contact contra-curent cu apǎ răcitǎ.Timpul total de tratament este de obicei în jur de 15-30 de secunde. Pasteurizatorul, conform debitelor de lichide necesare pentru a menține procesul continuu cu produsul va rezulta o producție 200-400 hl/h. În scopul de a garanta cǎ tratamentul termic al berii respectǎ toate specificațiile de lucru, este necesar să se acorde atenție la proiectare și modul de funcționare al utilajului.

Curgerea trebuie sǎ fie turbulentǎ, iar debitul de curgere sǎ fie suficient de mare, astfel se poate determina prin relația lui Raylonds: Re = d v td ⋅ V ( Re > 3000), unde d- densitatea lichidului; v- viteza de curgere; td- diametrul tubului; V- vâscozitatea fluidului. Pentru a se asigura cǎ nu existǎ nici o pierdere de dioxid de carbon, berea trebuie sǎ fie pompatǎ cu o presiune de 8-10 bari. Presiunea din circuitul de răcire trebuie să fie mai mică decât cea din fluxul de bere, pentru a preveni scurgerea de apǎ în fluxul de bere în caz de eșec la etanșare. Din aceste motive debitele sunt fixe și tratamentul termic variazǎ prin reglarea temperaturii și de etapa de încălzire. Debitele și temperaturile sunt monitorizate continuu și în caz de dereglare, fluxul este oprit și se efectueazǎ recircularea berii. Caracteristicile negative atibuite aromei sunt strâns legate de prelucrare termică.

La stabilitatea aromei, s-a demostrat cǎ supra-pasteurizarea berii este un factor negativ oferindu-i o aromǎ și un gust de „crustǎ de pâine” (Bamforth 1999).

Chimic formarea compușilor carbonilici, heptanului, sau alți compuși ca indicatori ai „contaminǎrii termice” poate fi evitatǎ sau cel puțin gestionatǎ prin reducerea regimurilor de pasteurizare. Un factor critic, la stabilizarea aromei este minimizarea conținutului de oxigen dizolvat în bere în timpul prelucrării și ambalării (Bamforth, 1999).

Pasteurizare poate, de asemenea, sǎ cauzeze tulburǎri în bere, aceasta se datorează în principal tratament termic prelungit care duce la denaturarea proteinelor ( O’Connor-Cox, 1991). Am aplicat acest procedeu de pasteurizare deoarece prezintǎ numeroase avantaje:

Costul echipamentului și operației mai redus;

Perioadǎ scurtǎ la pasteurizare;

Încǎlzirea are loc în sistem închis, prevenind oxidarea lipidelor și vitaminelor;

Încǎlzire omogenǎ fǎrǎ supraîncǎlziri locale;

Eficințǎ mare la pasteurizare, se distrug 99,9 % microorganisme;

Spǎlarea și dezinfectarea se realizeazǎ ușor.

Figura 3.8. Schița simplificatǎ a zonelor pasteurizatorului cu plǎci

J. Îmbuteliere și etichetarea berii

Pentru a fi datǎ spre consum, berea trebuie trecutǎ printr-o ultimǎ etapǎ și anume îmbutelierea. Ambalajele destinate pentru acestǎ operație și care îndeplinesc toate specificațiile legale sunt beteliile din sticlǎ închise cu capsule tip coroanǎ. Ambalare berii hipoglucidice se va face conform STAS 5670-84, în sticle cu o capacitate de 0,5 l, cu o masǎ de 0,38 kg, de formǎ E (Euro) și de culoare verde.

Din punct de vedere tehnologic în fabricǎ, acestǎ etapǎ se va desfǎșura cu un sistem de ambalare special care include urmǎtoarele operații: spǎlarea sticlelor, umplerea, capsularea, etichetarea și trasportarea spre depozitare.

Sticlele sunt transportate prin etapele de ambalare cu ajutorul benzilor transportatoare. Mașinile de ambalat sunt proiectate astfel încât sǎ previnǎ răsturnarea recipientelor. În zonele unde pot apărea blocaje sau acumularea de sticle, special vor exista containere pentru eliminarea surplusului pentru se va evita opririle de linie. Liniile moderne de îmbuteliere sunt automatizate și în consecință, operațiunile manuale sunt puține. Fluxul îmbutelierii prin etapele sale individuale, necesită o gestionare atentă pentru a asigura ambalarea armonioasă și eficientă.

Spǎlǎtoarele de sticle funcționează continuu, unde se asigurǎ cǎ fiecare butelie este trecutǎ prin mașinile rotative. Sticle noi sunt clătite, dezinfectate și inspectate pentru integri-tatea și absența oricăror defecte înainte de umplere. Se pot efectua multiple controale, inclusiv inspecție de bază (camera), lichide reziduale (optic permitivitatea, infraroșu sau radiofrecvența), inspecția peretelui interior și exterior suprafețelor și prezența de incluziuni solide (analiza imaginii) de etanșare. Umplerea sticlelor trebuie să se realizeze la viteză mare, sǎ ofere volumul corect pentru fiecare flacon, sǎ reducǎ conținutul de oxigen, sǎ previnǎ contaminarea microbiană prin operațiunile de umplere sterile, sǎ previnǎ pierderea de CO2 și să livreze sticlele în siguranțǎ spre etapa de capsulare. Sticlele sunt mutate pe platforme individuale care le transportǎ la mașina de umplere, le ridicǎ spre corpul spre tijele de umplere apoi sunt dirijate spre mașina de capsulat. Berea este furnizatǎ spre organele de umplere rece iar pentru a preveni eliminarea de gaze, instalația va dispune de un impregnator sub formǎ de membranǎ poroasǎ care permite introducerea unei cantitǎți sufieciente de dioxid de carbon pentru eliminarea aerului din gâtul sticlei. Dupǎ aceasta, sticlele sunt dotate cu capace. Mașina de capsulare trebuie sǎ asigure că capacele tip coroanǎ sunt aplicate în mod corect și la forța necesarǎ pentru o sigilare asepticǎ. Presiunea din butelie trebuie sǎ fie constantǎ pânǎ la consum, iar capsularea sǎ nu permitǎ schimbul de gaze cu mediul exterior.

Întreg procesul de ambalare este un ansamblu de operații sincronizate, iar o defecțiune minorǎ poate conduce la o ambalare defectuoasǎ, pierderii a produsului fabricat chiar o întrerupere a procesului.

Sticlele sunt apoi transportate la o etichetare conform „Comitetului pentru etichetarea bunurilor alimentare din cadrul Comisiei Codex Alimentarius” (FAO/OMS). Mașinile de etichetare sunt dispozitive rotative complexe care sunt alimentate cu un număr de stații, una pentru fiecare etichetă, spate, față, gât. Sticlele care trec prin aceste stații, sunt supuse etichetǎrii cu etichete tip adeziv care sunt presate pe partea adecvatǎ a sticlei. Rolele din interiorul mașinii de etichetat asigurǎ o fixare corespunzătoare și netedă. Sticlele decorate, vor trece printr-o camerǎ cu injectoare de cernealǎ cu laser pentru aplicarea lotului, termenului de garanție și a codurilor. Sticlele umplute și etichetate sunt plasate într-un ambalaj secundar, cum ar fi navete sau cutii de carton transportate spre depozitare și distribuire mai departe (Chris Boulton, 2013).

3.4 CALCULUL BILANȚULUI DE MATERIALE

3.4.1 Bilanțul total

La întocmirea bilanțului de materiale pentru fabricarea berii hipoglucidice, se pornește de la faptul cǎ în proces sunt utilizate ca materii prima malț din orz, apǎ, drojdie și hamei. Capacitatea fabricii este de 220.000 hl pe an, se lucreazǎ 6 zile pe sǎptǎmânǎ în 3 schimburi, 300 zile pe an. Pentru întocmirea bilanțului am folosit cǎrți de specialitate pentru determinarea caracteristicilor fizice și termofizice specifice industriei berii hipoglucidice. Berea hipoglu-cidicǎ se caracterizeazǎ prin:

Extract primitiv de must 9;

Extract real 4,2;

Grad de fermentare 99%;

Conținut de alcool 4,9%;

Conținut în carbohidrați 0,6-0,7 g/100ml;

Valoare energeticǎ : Vn = A 7,1 + Er 4,1 = 33,5 kcal

Densitatea berii la 20o C calculatǎ cu relația:

ρ20 = 0,01[ 1456Er + 790 + 998( 100- Er – )] = 1007,1

unde Er – extractul real al berii și – conținutul în alcool (% greutate/greutate);

Producția zilnicǎ : PZ = = = 733,3 hl/zi = 73330 l/zi

Transformarea m3 de bere în kg cu relația:

ρ = m = ρ V = 1007,1 73330 10-3 = 73850,64 kg/zi ( B1)

Cantitatea de apǎ necesarǎ la brasaj: Berea hipoglucidicǎ este o bere deschisǎ la culoare și astfel se utilizeazǎ un raport de malț/apǎ = 1 4

Cantitatea de hamei adǎugatǎ: Pentru aromǎ se folosesc hamei tip pellet 3,2 g/hl de must.

Cantitatea de drojdie folositǎ la însǎmânțare va fi de 0,22 kg drojdie/hl must;

Bilanțul de materiale pe faze tehnologice

Faza de mǎcinare

p1 = 1,5 %

p1 = 1,5/100 73850,64

p1 = 1107,76 kg

Malț = Făină de malț + p1

Făinǎ de malț = Malț – p1

Făinǎ de malț = 73850,64 – 1107,76

Făinǎ de malț = 72742,88 kg

Faza de plǎmǎdire

p2 = 0,05 %

Apǎ = 4 Făinǎ de malț = 4 72742,88 = 290 971,52 kg apǎ

p2 = 0,05/100 ( apǎ + Făinǎ de malț)

p2 = 0,05/100 (290 971,52 + 72742,88)

p2 = 181,85 kg

Apǎ + Făinǎ de malț = Plǎmadǎz + p2

Plǎmadǎz = ( A + Fm ) – p2

Plǎmadǎz = 363714,4 – 181,85

Plǎmadǎz = 363532,55 kg

Faza de filtrare a plǎmezii

Etapa I

p3 = 1 %

Borhot = 25/100 Plǎmadǎz

Borhot = 25/100 363532,55

Borhot = 90883,14 kg

p3 = 1/100 Plǎmadǎz

p3 = 1/100 363532,55

p3 = 3635,32 kg

Plǎmadǎz = Must I + borhot + p3

Must I = Plǎmadǎz – (borhot + p3 )

Must I = 363532,55 – ( 90883,14 + 3635,32 )

Must I = 269014,09 kg

Etapa II – Epuizare plǎmadǎ

100 kg borhot……………………150 litri apǎ

90883,14 kg borhot…………….x litri apǎ

Apǎ = 136324,71 litri

p3’ = 1 %

p3’ = 1/100 (Borhot + apǎ)

p3’ = 1/100 (90883,14 + 136324,71)

p3’ = 2272,07 kg

Must II = ( Borhot + apǎ) – p3’

Must II = (90883,14 + 136324,71) – 2272,07

Must II = 224935,7 kg

Must primitiv = Must I + Must II

Must primitiv = 269014,09 + 224935,7

Must primitiv = 493949,79 kg

Faza fierbere must cu hamei

p4 = 1 %

Cantitatea de hamei adǎugatǎ:

H = 0,032 kg/hl Must primitiv = 0,032 493949,79

H = 15806,39 kg hamei zilnic

Must primitiv+ hamei = Must fiert cu hemei + p5

p4 = 1/100 (Must primitiv + hamei )

p4 = 1/100 (493949,79 + 15806,39)

p4 = 5097,56 kg

Must fiert cu hemei = (Must primitiv + hamei) – p5

Must fiert cu hemei = (493949,79 + 15806,39) – 5097,56

Must fiert cu hemei = 504658,62 kg

Faza de separare a bohotului de hamei

p5 = 0,05 %

Borhot de hamei = 0,12 504658,62 = 60559,03 kg

Must fiert cu hemei = Mustcald + Borhot de hamei + p6

p5 = 0,05/100 Must fiert cu hemei

p5 = 0,05/100 504658,62

p5 = 252,32 kg

Mustcald = Must fiert cu hemei – ( Borhot de hamei + p6 )

Mustcald = 504658,62 – (60559,03 + 252,32)

Mustcald = 443 847,27 kg

Faza de limpezire

p6 = 0,05 %

Trub cald = 0,03 Mustcald = 0,03 443 847,27 = 13315,41 kg

Mustcald = trub cald + must limpede + p6

p6 = 0,05/100 Mustcald

p6 = 0,05/100 443 847,27

p6 = 221,92 kg

Mustlimpede = Mustcald – ( trub cald + p6 )

Mustlimpede = 443 847,27 – (13315,41 + 221,92)

Mustlimpede = 430309,93 kg

Faza de rǎcire

p7 = 0,5 %

Mustlimpede = Mustrǎcit + p7

p7 = 0,5/100 430309,93

p7 = 2151,54 kg

Mustrǎcit = Mustlimpede – p7

Mustrǎcit = 430309,93 – 2151,54

Mustrǎcit = 428158,41 kg

Faza de inoculare

p8 = 0,05 %

Drojdie = 0,022 Mustrǎcit = 0,022 428158,41 = 9419,48 kg

Mustrǎcit + drojdie = Mustinoculat + p8

p8 = 0,05/100 (Mustrǎcit + Dj)

p8 = 0,05/100 (428158,41 + 9419,48)

p8 = 218,78 kg

Mustinoculat = (Mustrǎcit + Dj) – p8

Mustinoculat = (428158,41 + 9419,48) – 218,78

Mustinoculat = 437359,11 kg

Faza de fermentare primarǎ

p9 = 1,8 %

Mustinoculat = Mustfermentat I + p9

p9 = 1,8/100 Mustinoculat

p9 = 1,8/100 437359,11

p9 = 7872,46 kg

Must fermentat I = Mustinoculat – p9

Mustfermentat I = 437359,11 – 7872,46

Mustfermentat I = 429486,64 ( bere tânără )

Faza de fermentare secundarǎ

p10 = 0,4 %

Bere tânǎrǎ = Bere maturǎ + p10

p10 = 0,4/100 Beretânǎrǎ

p10 = 0,4/100 429486,64

p10 = 1717,94 kg

Bere maturǎ = Bere tânǎrǎ – p10

Bere maturǎ = 429486,64 – 1717,94

Bere maturǎ = 427768,7 kg

Faza de filtrare

p11 = 0,8 %

Bere maturǎ = Bere filtratǎ + p11

p11 = 0,8/100 Berematurǎ

p11 = 0,8/100 427768,7

p11 = 3422,14 kg

Bere filtratǎ = Berematurǎ – p11

Bere filtratǎ = 427768,7 – 3422,14

Bere filtratǎ = 424346,55 kg

Faza de pasteurizare

p12 = 0,3 %

Berefiltratǎ = Bere pasteurizatǎ + p12

p12 = 0,3/100 Berefiltratǎ

p12 = 0,3/100 424346,55

p12 = 1273,03 kg

Bere pasteurizatǎ = Berefiltratǎ – p12

Bere pasteurizatǎ = 424346,55 – 1273,03

Bere pasteurizatǎ = 423073,52 kg

Faza de îmbuteliere

p13 = 2 %

Bere pasteurizatǎ = Bere îmbuteliatǎ + p13

p13 = 2/100 Bere pasteurizatǎ

p13 = 2/100 423073,52

p13 = 8461,47 kg

Bere îmbuteliatǎ = Bere pasteurizatǎ – p13

Bere îmbuteliatǎ = 423073,52 – 8461,47

Bere îmbuteliatǎ = 414612,04 kg

Faza de depozitare

p14 = 0,1 %

Bere îmbuteliatǎ = Bere depozitatǎ + p13

p14 = 0,1/100 Bere îmbuteliatǎ

p14 = 0,1/100 414612,04

p14 = 414,61kg

Bere depozitatǎ = Bere îmbuteliatǎ – p14

Bere depozitatǎ = 414612,04 – 414,61

Bere depozitatǎ = 414197,43 kg ( B14 )

Tabel 3.4.1 Forma tabelarǎ a bilanțului de materiale

3.4.2 Consumul specific

Consumul specific de fabricare al berii hipoglucidice:

CS = = = = 0,18

Consumul specific al drojdiei de însǎmânțare:

CS = = = = 0,022

Consumul specific al mustului de bere:

CS = = = = 1,033

3.4.3 Randamentul de fabricație:

Ƞ = = 100 = 96,80 % , unde

Ƞ – Randamentul fabricației %;

Cs – Consumul specific al fabricǎrii berii hipoglucidice.

Total materiale intrate: 5 782 228,48 kg

Total materiale ieșite: 5 744 730,8 kg

Totalul pierderilor: 37 497,68 kg

= + Total pierderi

4. ELEMENTE DE OPERAȚII ȘI UTILAJE

4.1 Alegerea și dimensionarea utilajelor

Dimensionarea tancului cinlindro-conic

Tancul cilindro-conic reprezentat în figura 4.1, are capacitatea de 2500 hl și reprezintǎ un utilaj cu rol important în fabricarea berii hipoglucidice. Aceste tancuri de fermentare sunt recipiente închise care lucreazǎ sub presiune, prezintǎ exterior manta pentru menținerea temperaturii și sunt utilizate atât pentru fermentarea primarǎ cât și fermentarea secundarǎ-maturarea. Capacul este elipsoidal iar partea inferioarǎ este conicǎ. Tancul cilindro-conic este echipat cu: indicatori de nivel minim și maxim, dispozitive de umplere și golire, valve de siguranțǎ, echipament CIP pentru igienizare, indicator de presiune și temperaturǎ. Principalele conducte ale fermentatoarului sunt:

Conductǎ pentru alimentarea cu bere;

Conductǎ pentru evacuare bere;

Conductǎ evacuare drojdie;

Conductǎ pentru scǎderea presiunii;

Conductǎ alimentare și evacuare detergenți;

Robineții și conductele de legǎturǎ sunt construite astfel încât sǎ asigure o etanșietate perfectǎ pentru a nu permite accesul oxigenului în interiorul tancului. Partea superioarǎ a tancului prezintǎ valve cu rol regulator, pentru evacuarea presiunii în exces. Elementele de automatizare și control prezente în echipament sunt: termomentru, indicator de nivel, manometru și dispozitiv de probe pentru analize de laborator.

Etapele de alimentare și evacuare a berii se efectueazǎ prin partea conicǎ printr-un robinet. Tancul este izolat la exterior cu poliuretan expandat în strat de 100-150 mm grosime, protejat de o manta din tablǎ sau din aluminiu. Mantaua prezintǎ douǎ sectoare de rǎcire, una în partea conicǎ și alta în partea cilindricǎ. Înǎlțimea lor este de 3 ori mai mare decât diametrul, unghiul de înclinație al pǎrții conice este de 70o iar ca agent de rǎcire este folosit soluția glicol rǎcitǎ la -5o C. Tancurile cilindro-conice sunt prevǎzute cu un duș de spǎlare sferic prin care iese și CO2 de la fermentare. Partea superioarǎ a unitancului este prevăzută cu un număr de garnituri care sunt dispuse pe o placă superioară detașabilă. Acestea includ căi de acces și de obicei, un vizor pentru a se face observații vizuale.Curǎțirea și dezinfecția fermentatoarelor cilindro-conice este atutomatizatǎ, are loc prin pulverizarea agentului de spǎlare. Etapele de curǎțire au loc dupǎ fiecare șarjǎ și constau în: spalare cu apǎ rece prin recirculare, spǎlare cu soluție de hidroxid de sodiu 2%, la temperatura de 68-700 C, apoi spǎlare cu apǎ rece, spǎlare cu acid azotic 2% și cea din urma clǎtire și uscare cu aburi.

Capacitatea tancului: 2500hl = 250 m3;

Diametrul tancului 4200 mm = 4,2 m

Înǎlțimea totalǎ a tancului 22500 mm = 22,5 m

φ – coeficient de umplere φ = 80%

Unghiul de la vârful conului α = 750

Volumul total VT = V1 + V2 + V3 unde:

V1 – volumul pǎrții superioare;

V2 – volumul pǎrții inferioare;

V3 – volumul pǎrții cilindrice.

Volumul pǎrții superioare

V1 = hc

hc – înǎlțimea pǎrții superioare

hc = = = 1,05

V1 = 1.05 = 9,3 m3

Volumul pǎrții inferioare

V2 = hf,

hf – înǎlțimea pǎrții inferioare;

hf = = = 2,76

V2 = 2,76 = 12,73 m3

Volumul pǎrții cilindrice

V3 = Hc,

Hc – înǎlțimea pǎrții cilindrice;

Hc = Ht + hc + hf

Hc = 22,5 + 1,05 + 2,76

Hc = 18,69

V3 = 18,69

V3 = 258,8 m3

Volumul total al tancului cilindro-conic

VT = V1 + V2 + V3

VT = 9,3 + 12,73 + 258,8

VT = 280,83 m3

Volumul util al tancului cilindro-conic

VU = VT 0,8 = 280,83 0,8 = 244,66 m3

Masa de must inoculat este M= 437359,11 kg;

Densitatea mustului ρ = 1007,1

Volumul de must care intrǎ în tanc

V = = = 434,27 hl

În secția de fermentare se vor utiliza mai multe tancuri cilindro-conice în funcție de capacitatea zilnicǎ și se vor calcula numǎrul de tancuri necesare.

Capacitatea lunarǎ = Capacitatea zilnicǎ Nr.de zile lucrǎtoare

Capacitatea lunarǎ = 434,27 26

Capacitatea lunarǎ = 11291,02 hl

Coeficient de rulaj = = = 1,13

Capacitatea utilǎ = = = 9992,05 hl

Capacitatea geometricǎ = Capacitate utilǎ + 18% Capacipatea utilǎ

Capacitatea geometricǎ = 9992,05 + 18% 9992,05

Capacitatea geometricǎ = 11790,61 hl

Numǎr de tancuri = = = 4,71 = 5 tancuri

4.2 Realizarea diagramei operațiilor și a cronogramei de funcționare

a utilajelor și diagramelor de utilități

4.2.1 Realizarea diagramei operațiilor

a

4.3 Calculul suprafeței de producție

Calculul suprafeței se va realiza pe secția de fermentare în tancuri cilindro-conice pornind de la nesesarul de suprafațǎ pentru fiecare tanc în parte. Trebuie menționat cǎ pentru obținerea berii hipoglucidice, cu capacitatea de producție 220 000 hl pe an, pentru fermentare sunt necesare 5 tancuri cilindro-conice. Se utilizeazǎ relația urmatoare:

St = Ss + Sg + Se, unde :

Ss – Suprafața staticǎ;

Sg – Suprafața de gravitație;

Se – Suprafața de evoluție.

Suprafața staticǎ reprezintǎ suprafața pe care se așeazǎ efectiv utilajul și se determinǎ în funcție de dimensiunile acestuia. Suprafața staticǎ a unui tanc cilindro-conic este 17,64 m2.

Suprafața de gravitație reprezintǎ suprafața necesarǎ pentru servirea de cǎtre un muncitor a locurilor de muncǎ sau pentru depozitarea materialelor. Suprafața se calculeazǎ cu relația: Sg = Ss N, unde numǎrul laturilor din care poate fi servit utilajul de cǎtre un muncitor.

Sg = 17,64 3 = 52,92 m2

Suprafața de evoluție reprezintǎ suprafața necesarǎ pentru deplasarea personalului din secție și pentru efectuarea diferitelor transporturi. Acestǎ suprafațǎ se determinǎ cu relația:

Se = (Ss + Sg) K, unde K – coeficient de suprafațǎ cu valori cuprinse între 0,05 și 3 în funcție de specificul locului de muncǎ.

Se = (17,64 + 52,92) 1,5 = 105,84 m2

Suprafața totalǎ necesarǎ pentru amplasarea unui tanc este:

St = Ss + Sg + Se

St = 17,64 + 52,92 + 105,84 = 176,4 m2

Suprafața necesarǎ secției de fermentare în tancuri cilindro conice este 882 m2.

4.4 Elemente de automatizare și control

Prin automatizare se înțelege aplicarea la o instalație sau la un proces, aparate de control și legǎturǎ cu ajutorul cǎrora sǎ se realizeze comanda și reglarea procesului.

În industria berii, inclusiv fabricarea berii hipoglucidice aceste aparate sunt indispensabile deoarece prin intermediul lor se observǎ, se memoreazǎ, se îmbunǎtǎțește condițiile de elaborare a operațiilor de prelucrare, ceea ce conduce la stǎpânirea deplinǎ a procesului. Automatizarea proceselor prezintǎ numeroase avantaje: pe plan economic contribuie la reducerea cheltuielilor de producție, implicit reducerea prețului de produs, creș-terea productivitǎții, optimizarea echipǎrii cu utilaje noi și moderne; pe plan tehnic contribuie la reducerea solicitǎrii utilajelor și instalațiilor, creșterea preciziei de execuție, asigurarea unor condiții mai bune de lucru și creșterea securitǎții muncii. Elementele de automatizare, mǎsurare și control sunt:

Mǎsurarea temperaturii

Temperatura se înregistreazǎ cu ajutorul unor aparate locale cu transmitere la distanțǎ și odatǎ indicatǎ în panoul de comandǎ acesta se înregistrezǎ pentru eventualele reglǎri. În acestǎ secție de folosesc termometre manometrice care pot fi echipate cu contancte care închid un circuit electric la atingerea temperaturii prescrise. La închiderea circuitului, termometrele legate la panoul de control, emit semnalizǎri vizuale și acustice. Funcționarea termometrelor manometrice se bazeazǎ pe efectul temperaturii asupra volumului sau presiunii lichidului din interiorul unui recipient. Astfel de dispozitive se vor instala la cazanul de plǎmǎdire-zaharificare, cazanul de hameiere, rǎcitor cu plǎci, tancurile de fermentare și tancuri de depozitare pentru menținerea temperaturii.

Mǎsurarea presiunii

Presiunea este un factor la fel de important ca temperatura. Manometrele cu membranǎ de separație tip MMS, sunt cele mai utilizate pentru domenii de la 1-250 bar. Manometrele pot fi cu contacte electrice cuplate la panoul de comandǎ ce pot indica semnale vizuale și acustice în timpul unei dereglǎri. Mǎsurarea presiunii se va realiza în timpul operației de filtrare a plǎmezii, filtrarea mustului de hamei, menținerea la tancurile de fermentare și depozitare a berii.

Mǎsurarea debitului

Funcționarea debitmetrelor se bazeazǎ pe determinarea presiunii diferențiale, a presiunii dinamice și a vitezei medii de deplasare. Debitmetrele sunt concepute pentru a măsura viteza de curgere a fluidului. Ele sunt folosite în fabricarea berii pentru a măsura debitele fluxului de lichide pentru a monitoriza și controla transferul fluidului. Se folosește traductorul elecro-magnetic bazat pe inducția electromagneticǎ (tip DEM-AET). Semnalul cules de cei doi electrozi este condus cǎtre panoul de control și înregistrat.

Mǎsurarea pH-ului

Traductoarele de pH convertesc concentrația ionilor de hidrogen dintr-un lichid în semnal electric proporțional. Dispozitivul conține un electrod de mǎsurare, un electrod de referințǎ și o rezistențǎ de compensare a veriațiilor în funcție de temperaturǎ. În industria berii este necesar mǎsurarea pH-ului la etapa de plǎmǎdire zaharificare, la fierberea mustului cu hamei și la fermentare.

Mǎsurarea densitǎții

Densimetrele au rolul de a monitoriza densitatea mustului de bere și produsului finit. Acestea sunt dispozitive utilizate în special la tancurile de fermentare, unde semnalele furnizate se bazeazǎ pe presiunea diferențialǎ din mediu. Panoul de control preia informația și o convertește în semnale electrice.

Semnalizator de nivel

Ca principiu de funcționare, aceste semnalizatoare de nivel se bazeazǎ pe mǎsurarea conduc-tibilitǎții lichidului sau pe mǎsurarea presiunii exercitate de lichid. Semnalizatorul cu electrozi de tip SNE-3 semnalizeazǎ douǎ niveluri: minim și maxim la atingerea electrozilor de cǎtre lichidul din vas. Dispozitivele vor fi amplasate la cazanul de brasaj, cazanul de hameiere, fermentatoare și la tancurile de inox.

Tabelul 4.4. prezintǎ simbolurile parametrilor utilizați în secția de fabricare a berii hipoglucidice.

5. MANAGEMENTUL CALITĂȚII ȘI SIGURANTEI ALIMENTARE

ELABORAREA PLANULUI DE SIGURANȚĂ ALIMENTARǍ

5.1 PROGRAME DE IGIENĂ

Un program de igienă reprezintă totalitatea măsurilor și condițiilor necesare pentru com-baterea riscurilor, în vederea asigurării unui produs de calitate adecvat consumului uman. Un program de igienă trebuie aplicat pentru a asigura igiena corespunzătoare în toate zonele critice ale procesului, a echipamentelor și a suprafețelor care intrǎ în contact cu alimentele.

5.1.1 CLĂDIREA ȘI ANEXELE

Amplasamentul unității de producție ține seama de zonele lipsite de mirosuri străine, fum, praf, deșeuri menajere sau alți contaminanți eliminați de unitățile învecinate. Fabrica de bere va fi construită într-o zonă unde se va asigura necesarul de apă potabilă. Se vor realiza căi de acces și căi de transport exterioare, iluminate corespunzător și marcate vizibl pentru identi-ficarea fluxurilor tehnologice inclusiv în incintǎ, pentru evitarea blocajelor și a riscurilor de accidente pe căile de rulare din cadrul unităților de producție. Unitățile alimentare trebuie să fie dotate cu instalații pentru colectarea și îndepărtarea igienică a reziduurilor lichide, cores-punzătoare normativelor legale în vigoare și întreținute permanent în bună stare de func-ționare. Trecerea coloanelor de canalizare prin încăperile de producție, depozitare și desfacere a alimentelor este permisă numai cu condiția izolării lor, astfel încât să fie prevenită orice posibilitate de infiltrație și impurificare a spațiilor și a produselor. În localitățile fără rețea de canalizare a apelor uzate colectarea și îndepărtarea reziduurilor lichide vor fi adaptate la condițiile locale, asigurându-se amenajarea, exploatarea și întreținerea instalațiilor respective în permanență stare de funcționare, astfel încât să se prevină contaminarea spațiilor alimentare cu ape uzate, precum și poluarea mediului înconjurător.

Clădirea este unitatea cu spații, dotări și instalații adecvate pentru recepția și depozitarea materiilor prime și ingredientelor pentru obținerea berii, precum și cu spații pentru îmbutelierea, depozitarea și livrarea acesteia. Proiectarea, construcția și localizarea fabricii trebuie să permită întreținerea, igienizarea și dezinfecția corespunzătoare pentru a evita sau reduce posibilitățile contaminării pe calea aerului sau contaminarea încrucișată și să asigure un spațiu adecvat care sa permită efectuarea programului de igienă a tuturor operațiunilor tehnologice.

Pentru incinta fabricii se au în vedere următoarele precizări:

Pereții interiori trebuie construiți din materiale rezistente, netoxice, impermeabile, netede, cum ar fi: tencuieli cu ciment alb,plăci din gresie antiacidă, plăci din faianță albă, pereții trebuie să fie netezi, să nu prezinte crăpǎturi și să fie ușor de igienizat sau de dezinfectat. La racordarea pereților cu pavimentul și tavanul vor executa scafe rotunjite cu raza de 0,6 cm.

Pavimentul trebuie contruit din materiale netoxice, impermeabil și nealunecos. Pavimentul trebuie sǎ fie rezistent la șocuri mecanice sau termice și cel mai important, să prezinte o pantă de înclinare îndreptată spre gura de canal pentru a permite scurgerea lichidelor reziduale.

Tavanul trebuie sa fie plan și neted, construit din materiale impermeabile. Proiectarea

și construirea trebuie realizată astfel încât să prevină acumularea murdăriei, să minimi-zeze condensarea, dezvoltarea mucegaiurilor și să permită o igienizare ușoară.

Iluminatul se va realiza atât natural, cât și artificial. Corpurile de iluminat suspendate de tavane trebuie sǎ fie instalate astfel încât să nu contamineze produsele existente în spațiile tehnologice. Tuburile de neon sau becurile amplasate deasupra produselor comestibile,trebuie sa fie protejate la partea inferioară cu materiale incasabile pentru a preveni contaminarea în cazul spargerii elementului de iluminat. Este obligatorie utilizarea egală a intensității luminii (220 lucși) pe tot parcursul procesului de producție și al acțiunilor de igienizare.

Ventilația se realizează obligatoriu atât în spațiile de producție, cât și în spațiile de ambalare și depozitare. Ventilarea trebuie să fie eficientă pentru a prevenii apariția condensului și a mucegaiului. Direcția de circulare a aerului trebuie să se realizeze din zona curatǎ spre zona murdarǎ. Sistemele de ventilație pot fi instalații de climatizare cu aer condiționat, cu răcire sau încălzire, cu uscare sau cu umidificare.Ventilația fabricii trebuie să îndeplinească următoarele:

-să mențină posibilitatea contaminării aerului din încăperile de producție;

-să prevină apariția condensului;

-să mențină constant temperatura și umiditatea;

-să prevină contaminarea încrucișată între zonele murdare și cele curate;

-să prevină apariția prafului și vaporilor sau excesului de căldură;

-să prevină pătrunderea dăunătorilor folosind plase cu ochiuri mici.

5.1.2 VESTIARELE și toaletele trebuie amplasate astfel încât să nu comunice direct cu spațiile de prelucrare. Trebuie să existe un număr disponibil de toalete conectate la un sistem eficient de canalizare și un număr corespunzător de spălătoare amplasate adecvat și concepute pentru curățarea mâinilor fără utilizare manuală ci se recomandă robinete cu pedală. Spălatoarele vor fi prevăzute cu apă rece și cu apă caldă (+ 37°C). Grupurile sanitare pot avea ventilație mecanică sau naturală. Utilitățile unui vestiar trebuie să fie: dispozitive cu săpun lichid și prosoape de unică folosință, dușuri la o înalțime de minimum 2 m și echipament de protecție curat și complet. Vestiarele trebuie să dețină spații pentru păstrarea echipamentului sanitar de protecție a alimentelor și a îmbrăcămintei individuale a personalului. Se va păstra separat echipamentul folosit la operațiunile de curățenie și igienizare.

5.1.3 FERESTRE ȘI UȘI

Ferestrele se vor construi din tâmplărie metalicǎ și din geamuri incolore care au rolul de a evita acumularea murdăriei. Cele care se deschid trebuie prevăzute cu plase protectoare pentru insecte care vor fi păstrate în stare corespunzătoare de igienă. Pervazurile sunt înclinate spre interior cu un unghi de 450 și amplasate la o înalțime de 1,5 m de la paviment.

Tocurile ușilor vor fi confecționate din materiale rezistente la coroziune și trebuie să aibă suprafețe netede, pentru a putea fi ușor curățate. Ușile care fac legatură cu exteriorul vor avea deschiderea spre exterior și vor fi prevăzute cu sisteme de protecție contra dăunătorilor. Ușile de la grupurilor sanitare și ușile care fac legătura cu spațiile pentru producție vor fi prevăzute cu sisteme pentru închidere automată. Se recomandă ca aceste uși să fie prevăzute cu dispozitive de autoînchidere. Se va asigura o bună etanșare a ușilor, inclusiv la partea inferioară. Se recomandă ca ușile care necesitǎ deschideri frecvente să aibă sisteme batante de închidere–deschidere.

5.1.4 DEPOZITELE vor fi concepute în funcție de destinația lor. În fabrică vor exista depozite pentru:

Materii prime;

Produse finite;

Ambalaje;

Ustensile și substanțe de igienizare.

A. Depozitele pentru materii prime sunt spații care se plasează în cadrul fluxului tehno-logic pentru a crea o legatură funcțională cu celelalte spații de lucru. Depozitele nu vor avea praguri la uși și vor fi construite din materiale rezistente, impermeabile, termoizolante, cu sistem de monitorizare a temperaturii. Se vor asigura condiții de umiditate și temperatură corespunzătoare. Se recomandă un program de igienizarea și dezinfectare.

Materiile prime care pot împrumuta mirosuri se vor depozita în spații separate iar spațiile trebuie aerisite adecvat. Se va asigura o ventilare corespunzătoare spațiilor (naturalǎ sau mecanicǎ), astfel încât sǎ previnǎ apariția condensului sau a mucegaiului pe pereți și pe plafon.

B. Depozitele pentru materii finite vor fi amplasate în legatură cu fluxul tehnologic. Depozitarea trebuie să se facă în condiții care să prevină modificarea proprietăților nutritive, organoleptice și fizico-chimice, precum și contaminarea microbiană. În acest scop, produsele finite vor fi depozitate în încăperi sau în spații special amenajate, protejate de insecte și rozătoare, dotate cu instalațiile și aparatură necesare pentru asigurarea controlului condițiilor de temperatură, umiditate, ventilație, stabilite prin acte normative în vigoare. Produsul finit se poate depozita la temperaturi de 6-10oC, căile de acces și ferestrele trebuie protejate împotriva pătrunderii dăunatorilor. Depozitarea se va face pe paleți sau pe rafturi, cu distanțe între loturi și grupe de produse. Spațiile distinate depozitării vor fi prevăzute cu ventilatoare iar toate produsele se vor marca și ieșirea din depozit se va face repectând regula „primul intrat-primul ieși” (regula FIFO).

C. Depozitarea ambalajelor: în cazul fabricii de bere, sticlele și capacele vor fi depozitate în spații uscate, bine iluminate și ventilate. Aceste spații trebuie menținute curate și protejate împotriva patrunderii dăunătorilor.

D. Depozitare ustensile și substanțe pentru igienizare: substanțele chimice și ustensilele folosite în operațiile de curǎțare și igienizare vor fi depozitate în spații separate, special destinate pentru a se evita riscul de contaminare chimicǎ. Aceste spații trebuie sǎ fie marcate, dotate cu sisteme de aerisire și sǎ aibă acces controlat.

Echipamentele din fabrica de bere sunt supuse unui program de igienǎ adecvat. Reali-zarea acestui program influențeazǎ calitatea produsului finit și modul de funcționare al utilajelor. Pentru acest scop se folosește un sistem CIP care oferǎ rezultate optime. CIP este un sistem automatizat, compus dintr-un set complet de tancuri în care sunt depozitate materialele de curǎțire (apǎ, sodǎ causticǎ, acid azotic). Echipamentul include pompe, schimbǎtoare de cǎldurǎ, valve, termometre și manometre pentru un control cât mai eficient. Sistemul CIP este integrat complet în procesul de fabricare a berii hipoglucidice iar toate operațiile se vor realiza prin panoul de control. Tratamentul CIP pentru fabrica de bere de aplicǎ cu apǎ caldǎ deoarece randamentul de curǎțare este maxim și mult mai eficient. Sistemul are la bazǎ îndepărtarea reziduurilor printr-o combinație de căldură, acțiune chimică și flux turbulent.

Trecerea lichidului cu viteze mari prin pompe, supape, conducte, tancuri, cazane, creeazǎ un efect mecanic astfel încât toate reziduurile de produs sunt înlǎturate. În cazul rezervoarelor soluția este pulverizatǎ de sus pentru a uniformiza toatǎ suprafața.

Pentru a menține un nivel ridicat de igienǎ, trebuie efectuate operațiuni precise și un contol rigid al parametrilor. Etapele parcurse sunt: pre-clătire cu apă, care se efectuează pentru a umezi suprafața interioară a rezervoarelor și a îndepărta reziduurile; spǎlare cu soluție caustică, clǎtire, spǎlare cu acid pentru a elimina precipitatele minerale și reziduuri proteice; clătire finală pentru a elimina reziduurile agenților de curățare și uscarea cu aer pentru a elimina umiditatea din utilaje.

Avantajele sistemului CIP sunt: utilizare și menținere simplǎ, siguranțǎ pentru operator care nu intrǎ în contanc cu soluțiile de curǎțat, reducerea timpului de igienizare, reducerea efortului fizic, rezultate optime într-un timp scurt, procesele de producție și procesele CIP din fabrica de bere poate rula simultan, consumul de agenți de curățare este redus; consum redus de energie în timpul curățării; utilizarea maximă a echipamentelor, în special în momentele de vârf.

Figura 5.1 Schema instalației CIP

5.2 PLAN DE SIGURANȚĂ LA FABRICAREA BERII HIPOGLUCIDICE

Siguranța alimentului reprezintă o prioritate de vîrf pentru U.E. De la fermă către fabricile din industria alimentară pot aparea diverse pericole ce conduc la contaminarea materiilor prime, iar pentru a le evita este nevoie de o abordare sistematică și controlată a întregului traseu.

Planul HACCP este un document elaborat în concordanțǎ cu principiile HACCP, care datează încă din anul 1959, având rolul principal asigurarea inocuității produselor alimentare. Conceptul HACCP permite o abordare sistematică în identificarea pericolelor și evaluarea potențialului de apariție a acestora în timpul procesului tehnologic, distribuiției și utilizării produselor la consumator și stabililește măsurile de control a acestora. Planul HACCP poate fi integrat în sistemul general de management a calității și siguranței alimentelor într-o întreprindere (Stănciuc și Rotaru, 2009). Planul se întocmește în conformitate cu ISO 22000.

5.2.1 DESCRIEREA PRODUSULUI

Acestă etapă de descriere a produsului reprezintă o documentare elaborată despre caracteristicile produsului, procesul tehnologic aplicat și consumatorii finali. Pentru abordarea planului HACCP, echipa specializată trebuie să cunoască toate caracteristicile produsului și procesul tehnologic aplicat.

Ȋn orice studiu HACCP trebuie luați în cosiderare toți factorii care definesc produsul finit: compoziție, modul de prelucrare, modul de ambalare, termenul de valabilitate, regle-mentările cu privire la etichetarea produsului, instrucțiuni de utilizare și condițiile de depozitare și distribuție. Cunoscând aceste aspecte se poate prevenii apariția unui pericol sau aplicarea unor măsuri corective astfel încât sǎ nu existe risc pentru sănătatea consumatorului.

Ȋn tabelul 5.2 sunt prezentate date esențiale pentru întocmirea planului HACCP

Descrierea produsului:

Categoria produsului: Bere;

Denumirea produsului: Bere hipoglucidică;

Caracteristici esențiale: Materiile prime utilizate sunt: malț, hamei, apă și drojdie. În secție se obține berea dietetică cu un conținut de alcool 4,9 %; nu conține zahăr, nu conține grăsimi, pH-ul berii este de 4, conținut în calorii 27 kcal/100ml. Conținut de carhohidrați 0,7g/100ml; proteine 0.2g/100ml. Bogată în minerale și vitamine: A, D, E, dar mai ales vitaminele din grupa B, berea are un conținut ridicat de acid folic. Berea dietetică este o berea specială este fabricată conform unei tehnologii speciale fără adaos de alcool etilic, aromatizanți și aditivi gustativi sintetici;

Condiții de depozitare și distribuție: Depozitarea berii se face în încăperi curate, uscate, bine ventilate, întunecoase, ferite de razele solare și de îngheț. Temperatura de depozitare minimă este de 2oC și maximă 20oC. Distribuția se realizează cu mijloace de transport igienizate și cu menținerea temperaturii la max.20oC;

Termenul de valabilitate: 6 luni de la data fabricării;

Ambalare: Sticle de 0.5 L;

Instrucțiuni de etichetare: produsul dietetic trebuie însoțită de o indicare a proprietăților sale nutriționale speciale și trebuie să conțină informații suplimentare referitoare la:

compoziție sau modul de fabricație care conferă produsului caracteristicile sale nutriționale speciale;

valoarea energetică exprimată în kJ și/sau kcal;

conținutul de glucide, proteine și lipide per 100 g sau 100 ml de produs.

Grup de consumatori: -persoane cu diabet;

-persoanele care sunt atente la forma fizică.

5.2.3 CONSTRUIREA DIAGRAMEI FLUX

Diagrama de flux este definită ca „reprezentarea sistematică a secvenței etapelor tehnologice utilizate în fabricarea unui anumit produs” (CAC/RCP 1-1969, Rev. 4, 2003).

Construirea diagramei flux este realizarǎ de către echipa HACCP și trebuie să cuprindă toate materiile prime și ingredientele, etapele procesului tehnologic și de ambalare. Diagrama de flux pune în evidență toate detaliile modului de desfășurare a procesului tehlogic propriu-zis incluzând locul în care ingredientele specifice (culturi de drojdie) intră în sistem. Ȋn figura 5.4 este prezentată diagrama de flux pentru obținerea berii hipoglucidice.

Descrierea procesului tehnologic (prezentată la capitolul 3.3) oferă posibilitatea de a identifica mult mai ușor căile de contaminare în secția de fabricație și să se stabilească moda-litățile de prevenire și mǎsurile de control. Toate specificațiile legate de procesul tehnologic cum ar fi: instalațiile folosite în fabricație, tipurile de utilaje, informații cu privire la parame-trii de lucru (temperatură/pH/aw), practici de igienizare, operațiile de transport, amestecare, ambalare, ce pot introduce pericole în proces, sunt utile echipei HACCP permițându-i să evalueze pericolele asociate acestora.

O etapă majoră pentru asigurarea inocuității produsului finit o reprezintă verificarea pe teren a diagramei de flux deoarece astfel se stabilește cu exactitate dacǎ există o deplină concordanță cu situația reală. Prin acestă verificare se poate afla dacă sunt diferențe între planul realizat teoretic de către echipa HACCP și cel real din secție, putând astfel să se supună unor corecții. Verificarea va fi efectuată de întreaga echipă și, cu cât acesta va fi mai amănunțită cu atât planul de siguranță alimentară va fi mai eficient și mai exact.

Fig.5.2.3. Diagrama flux pentru obținerea berii hipoglucidice

5.2.4 Implementarea planului HACCP

Implementarea unui sistem de management al siguranței alimentului se realizează în scopul de a prevenii situația în care produsul alimentar nesigur ajunge la consumator. Siste-mul HACCP este un sistem complex și implementarea acestuia în cadrul organizațional nece-sită o perioada îndelungată de timp și presupune:

Resurse financiare, materiale și umane;

O bunǎ cunoaștere a programului;

Instruirea personalului în vederea aplicării planului HACCP;

Angajarea totală a întregii organizații;

Revizuirea periodică a sistemului.

Principiul I-Analiza pericolelor și stabilirea măsurilor de prevenire/control

Definirea principiului constă în „identificarea și evaluarea pericolelor asociate cu obținerea și recoltarea materiilor prime și ingredientelor, prelucrarea, manipularea, depozitarea, distribuția, prepararea culinară și consumul produselor alimentare și stabilirea măsurilor de prevenire sau control a acestora”(Rotaru și Moraru,1997).

Analiza pericolelor este definită ca o abordare structurată care include identificarea pericolelor, caracterizarea pericolelor, evaluarea gradului de expunere și evaluarea riscurilor.

Pericolul reprezintă orice factor de natură biologică, chimică sau fizică ce poate constitui o amenințare la adresa sănătății sau vieții consumatorului (Stănciuc și Rotaru 2009).

Riscul este definit ca o combinție între probabilitatea de apariție a unui efect negativ asupra sănătății consumatorului și severitatea efectului respectiv la expunerea la un anumit pericol (CAC/RCP 1-1969, Rev.4, 2003).

Acest principiu este esențial deoarece scopul aplicării este acela de a identifica orice pericol înainte de începerea fabricării produsului, urmat de punerea în practică a unor măsuri de prevenire sau de eliminare a pericolelor apărute. Pentru analiza corectă a posibilelor pericole, este necesară o bună cultură în domeniul de specialitate (microbiologie, biologie, chimie).

Ȋn tabelul 5.2.4 sunt prezentate principalele identificări de pericole și stabilirea măsurilor de contol.

Stabilirea măsurii de control reprezintă acțiunea indispensabilă care ajută la prevenirea sau eliminarea unui pericol pentru inocuitatea alimentului sau activitatea necesară pentru reduce-rea riscului care poate afecta sănătatea populației. Pentru reducerea pericolului la un nivel acceptabil se pot aplica diferite măsuri de control, care fac referire la programele preliminare, cum ar fi:

Proceduri de igienizare;

Practici bune de lucru;

Plan de combatere a dăunătorilor;

Plan de menținere și calibrare a tuturor mijloacelor de calibrare;

Selectarea atentă a furnizorilor de materii prime, ingrediente, materiale etc.;

Monitorizarea la intervale regulate de timp a parametrilor.

Principiul II constă în „identificarea punctelor critice de control” (Rotaru și Moraru, 1997). Scopul acestui principiu este să faciliteze identificarea pericolelor care pot ajunge la consu-mator în cazul în care nu sunt ținute sub control, permite identificarea surselor de contaminare și evaluarea condițiilor favorabile apariției pericolului.

Punct critic de control (Critical Control Point-CCP) se definește ca fiind „orice punct a lanțului alimentar, de la materie primă până la produs finit în care pierderea controlului poate conduce la un risc inacceptabil, sau potențial inacceptabil pentru siguranța în consum”( Stănciuc și Rotaru, 2009).

Tabelul 5.2.5 Stabilirea punctelor critice de control la materia primă.

Principiul III constă în „stabilirea limitelor critice care trebuie respectate în fiecare punct critic de control” (Rotaru și Moraru, 1997).

Prin limita critică de control se înțelege o valoare prescrisă a unui parametru al produsului sau a procesului într-un CCP. Stabilirea limitelor critice de control se face cercetând standarde, norme, directive, prevederi legislative și alte ghiduri internaționale și naționale cu referire la alimente (Codex Alimentarius, directive U.E). Ȋn cazul limitelor critice pentru pericolele chimice sau microbiologice ale materiilor prime, stabilirea acestora se face luând în considerare reglementările naționale și internaționale. Limitele critice pentru materia primă recepționată la fabricarea berii hipoglucidice sunt prezentate în tabelul 5.2.6.

Tabel 5.2.6 Stabilirea limitelor critice și procedurilor de monitorizare

Principiul IV face referire la „stabilirea unui sistem de monitorizare a limitelor critice de control în punctele critice de control” (Rotaru și Moraru ,1997).

Monitorizarea reprezintă un program de observații a măsurilor înregistrate a punctelor critice de control. Acest principiu este esențial pentru ținerea parametrilor de lucru sub control și de a identifica din timp devierile limitelor critice. Pentru o eficiență a metodelor de monitorizare este necesar ca toate rezultatele să fie înregistrate și păstrate.

Verificarea procesului poate să fie continuă sau la perioade regulate, iar metoda de măsurare sau observare se poate aplica prin:

Observare vizuală;

Apreciere senzorială;

Determinări fizico-chimice;

Analize microbiologice;

Pentru ca un plan HACCP să fie un adevărat sistem de monitorizare, prevenire, trebuie să se stabilească o frecventă de monitorizare și să fie realizată de un operator responsabil. Ȋn tabelul 5.5.3 este prezentat principiul de monitorizare.

Principiul V constă în „stabilirea acțiunilor corective ce vor fi aplicate atunci când monitorizarea arată că un CCP nu este sub control” (Rotaru și Moraru ,1997).

Acțiunea corectivă reprezintă măsura obligatorie care trebuie luată atunci când monitori-zarea indică pierderea controlului într-un CCP. Acțiunile corective sunt esențiale pentru că îi asigură consumatorului că produsul suspect nu ajunge pe piață. Acestă etapă a planului HACCP este efectuată de o persoană din cadrul echipei HACCP, care este instruită și care să posede autoritatea în inițierea acțiunilor corective. Ȋn cazul în care există o deviere a limitei critice, se face imediat corecții pentru a aduce procesul sub control cu ajutorul unui plan de acțiuni corective care trebuie planificat înainte de începerea procesului. Rolul principal al acțiunilor corective este corectarea cauzei care a produs abaterea și implicit protecția consumatorului.

Ȋn cadrul sistemului HACCP, stabilirea acțiunilor corective la depășirea limitelor critice de control este realizată în tabelul 5.2.7.

Tabel 5.2.7. Stabilirea corecțiilor și acțiunilor corective în CCP

Orice depășire a limitelor critice peste valorile scrise în legislația în vigoare, responsa-bilul are obligația, în urma analizelor efectuate, să decidă dacă lotul recepționat poate fi sigur de utilizare sau dacă lotul este respins și destinat distrugerii în cazul când nu mai poate fi refolosit.

Principiul VI :Stabilirea procedurilor de verificare implică validarea punctelor critice de control. Principiul face referire la „stabilirea unor proceduri prin care se va verifica dacă sistemul HACCP funcționează corect” (Rotaru și Moraru ,1997).

Verificarea se definitește ca „aplicarea unor metode, proceduri, teste și alte modalități de evaluare, adiționale monitorizării pentru a determina conformitatea cu planul HACCP” (CAC/RCP 1-1969, Rev.4, 2003). Procedura de verificare se relizează pentru a observa dacă sistemul de siguranță alimentară implementat îndeplinește obiectivele propuse. Principiul are la bază mai multe activității:

Stabilirea unor proceduri de verificare;

Stabilirea frecvenței verificărilor;

Ȋnregistrarea rezultatelor;

Verificarea conformității planului HACCP cu obiectivele prestabilite;

Ȋmbunătățirea sistemului HACCP.

Verificarea este realizată de persoane care nu sunt implicate în stabilirea procedurilor de monitorizare și a acțiunilor corective și include inspecții, audituri, analize chimice și microbiologice care confirmă eficiența măsurilor de control. Ȋn tabelul 5.5.5 sunt prezentate procedurile de verificare la recepția malțului în fabrică.

Principiul VII Stabilirea unui sistem de păstrare a documentelor și înregis-trărilor presupune „organizarea unui sistem eficient de păstrare a documentației sistemului HACCP” (Rotaru și Moraru ,1997).

Păstrarea tuturor înregistrărilor, informațiilor rezultate din studiul HACCP se reali-zează cu scopul de a fi disponibile pentru revizuire și inspectare în orice moment iar fără aceste înregistrări nu se face dovada funcționării sistemului implementat

Ȋn tabelul 5.5.5 sunt prezentate procedurile de verificare la recepția malțului în fabrică.

5.3. Documente de referință

Pentru a obține calitatea și siguranța alimentară produsului fabricat, lanțul alimentar beneficiază de o legislație internațională privind standardele de calitate printre care amintim:

Codex Alimentarius, înființat încă din anul 1962 de Organizația Mondială a Sana-tății– World Health Organization (WHO) și Organizația Mondială pentru Alimentație și Agricultură –Food and Agriculture Organization (FAO).

Normele Organizației Internaționale de Standardizare (ISO) care conțin un capitol

referitor la depozitarea și livrarea produselor alimentare;

Legislația UE transpusă în legislația națională privind igienă și siguranța alimentelor,

referitoare la modul de transport și depozitare;

Sistem de “Bune Practici de Producție” – Good Manufacturing Practices (GMP), ce

impun condițiile și procedeele de prelucrare a alimentelor. GMP s-a dovedit a asigura o calitate constantă și o siguranță ridicată a alimentelor;

Sistem de “ Bune Practici de Igienă”- GHP

Analiza pericolelor și stabilirea “Punctelor Critice de Control”– Hazard Analysis Critical Control Points (HACCP), ce se concentrează asupra identificării pericolelor potențiale și a controlului acestora, în timpul procesului de producție.

Documente de referințǎ pentru siguranța alimentelor fac parte:

Regulamentul CE 852/2004 privind igiena alimentelor;

Regulamentul (CE) nr. 1967/2005 privind organizarea pieții de producere a berii. Regulamentul stabilește terminologia, condițiile minime de calitate și siguranța alimentară a berii, atât de producție autohtonă, cât și din import, cerințe privind procesul de producere și comercializare a berii, cerințe privind prezentarea, etichetarea și informarea consumatorilor, regulile și procedurile de evaluare a conformității produsului prevederilor prezentei Reglementări tehnice.

Regulamentul (CE) nr. 178/2002 al Parlamentului European și al Consiliului de stabilire a principiilor și a cerințelor generale ale legislației alimentare, de instituire a Autorității Europene pentru Siguranța Alimentară și de stabilire a procedurilor în domeniul siguranței produselor alimentare.

Legea 88/2010 privind aprobarea unor mǎsuri financiare pentru întreprinderile mici si mijlocii din industria berii; 

Legea nr. 627/2002 privind producerea și comercializarea hameiului. Legea reglementeazǎ producerea și comercializarea hameiului și a urmatoarelor produse din hamei: conuri, pulbere de hamei, pulbere de hamei cu un conținut mai ridicat de lupulinǎ, extract de hamei, produse amestecate de hamei, utilizate la fabricarea berii.

Ordinul nr. 174/207 din 4 martie 2003 pentru aprobarea normei privind condițiile tehnice de calitate ale orzului pentru fabricarea berii;

H.G. 924 din 11 august 2005 privind aprobarea regulilor generale pentru igiena produse-lor alimentare. Hotǎrârea de Guvern stabilește norme generale pentru operatorii din sectorul alimentar privind igiena produselor alimentare, ținând seama, în special, de următoarele principii: responsabilitatea principală pentru siguranța alimentară revine operatorului din sectorul alimentar; este necesar ca siguranța alimentară să fie asigurată de-a lungul întregului lanț alimentar, începând cu producția primară; este important să se mențină lanțul criogenic, în special pentru produsele alimentare care nu pot fi depozitate la temperatura ambiantă în condiții de siguranță alimentară, mai ales produsele alimentare congelate; aplicarea generală a procedurilor bazate pe principiile HACCP, împreună cu utilizarea unor bune practici de igienă trebuie să întărească responsabilitatea operatorului din sectorul alimentar; ghidurile de bună practică reprezintă un instrument prețios care ajută operatorii din sectorul alimentar, în toate etapele lanțului alimentar, să respecte normele de igienă alimentară și să aplice principiile HACCP; este necesară stabilirea criteriilor microbiologice și a cerințelor de control al temperaturii pe baza evaluării științifice a riscurilor; este necesar să se verifice dacă produsele alimentare importate respectă cel puțin aceleași norme sanitare ca cele produse în Comunitate sau norme echivalente.

Legea 150/2004 reprezintă baza pentru asigurarea unui nivel înalt de protecție a sănătății oamenilor, intereselor consumatorilor în ceea ce privește alimentele, stabilește principii și responsabilități comune, mijloace de a asigura o bază științifică solidă, cerințe și proceduri organizatorice eficiente pentru a susține luarea celor mai potrivite decizii în domeniul siguranței alimentelor.

Dintre standardele internaționale fac parte:

SR EN ISO 22000:2005 Sisteme de management al siguranței alimentelor. Cerințe pentru orice organizație din lanțul alimentar.

SR EN ISO 22005:2007 Trasabilitatea în lanțul alimentar. Principii generale și cerințe fundamentale pentru proiectarea și implementarea sistemului.

SR ISO/TS 22004:2006 Sisteme de management al siguranței alimentului. Recomandări de aplicare pentru ISO 22000:2005.

SR EN ISO 22000:2005 este primul standard internațional care stabilește cerințele pentru sistemul de management al siguranței alimentului (SMSA). Pentru identificarea acestor cerințe se ține cont de legislația în vigoare referitoare la siguranța alimentelor, de ghidurile recunoscute, standarde naționale sau sectoriale precum si de principiile si codurile de practicǎ ale comisie Codex Alimentarius. Aplicarea acestor principii conduce la identificarea, evaluarea și controlul tuturor pericolelor (fizice, chimice sau biologice) care pot sǎ apară în produsul alimentar pe întreg lanțul alimentar.

Principii HACCP. Următoarele principii ale sistemului HACCP elaborate de comisia Codex Alimentarius se regăsesc în cerințele standardului ISO 22000:2005:

Coordonarea unei analize a pericolelor;

Determinarea punctelor critice de control (CCP);

Stabilirea limitei/limitelor critice;

Stabilirea unui sistem de monitorizare a controlului în CCP;

Stabilirea corecțiilor și a acțiunilor corrective atunci când monitorizarea indică pierderea controlului în CCP;

Stabilirea procedeelor de verificare pentru a confirma ca sistemul HACCP funcționează efficient;

Stabilirea documentației cu privire la toate procedurile si înregistrările corespunzătoare acestor principii si aplicarea lor

6. CALCULUL ECONOMIC pentru fabricarea berii hipoglucidice

6.1 Stabilirea valorii investiției

6.1.1 Valoarea terenului, clădirilor și amenajărilor

6.1.2 Valoarea utilajelor supuse montării

6.1.3Valoarea utilajelor nesupuse montării

6.1.4 Valoarea mobilierului și a obiectelor de inventar

6.1.5 Valoarea primei dotări cu mijloace circulante

Aprovizionarea cu materie primă

6.1.6Aprovizionare cu materii auxiliare, ambalaje, etichete

6.1.7 Aprovizionare materiale

6.1.8 Promovare, reclamă și publicitate, activitate de prospectare a pieții, precontracte

Taxe avizare și licență de fabricație ( 10-50.000 lei, funcție de complexitate)

Aprovizionarea cu materiale de întreținere, reparații și piese de schimb

Asigurări (cca. 1% din valoarea investiției) și fond de risc pentru lansarea producției (contravaloarea producției pentru 0,5-3 zile)

6.2 STABILIREA CHELTUIELILOR pentru prima lunǍ de funcȚionare

6.2.1 Cheltuieli cu materiile prime

6.2.2 Cheltuieli cu materiile auxiliare, ambalajele

6.2.3 Cheltuieli de transport

6.2.4 Cheltuieli cu utilitățile

6.2.5 Cheltuieli cu salariile

Tabel Salariati si salarii nete

6.2.6 Cheltuieli de întreținere – reparații a mijloacelor fixe

6.2.7 Cheltuieli de amortizare a mijloacelor fixe

6.2.8 Cheltuieli generale de sectie (birotică, furnituri, imprimante, telefon, fax, reclamă, protocol)

Cheltuieli generale ale societății comerciale (5 %) : 5 620 436,22

6.2.9 Cheltuieli cu creditele

6.3 ANTECALCULAȚIA DE PREȚ

6.3.1 Tabel pret cost

.

6.3.2 TABEL CU PRODUSELE REALIZATE PRIN PROIECT

6.3.3 INDICATORI DE EFICIENȚĂ ECONOMICĂ

7. MATERIAL GRAFIC