Tehnologia de Obtinere a Berii

CAPITOLUL I

Berea

1.1.Istoric

Pânã in [NUME_REDACTAT] femeile erau însãrcinate cu prepararea berii,apoi mânãstirile.Cãlugãrii sunt cei care au descoperit hameiul.Așa a ajuns berea mai aproape de gustul pe care î-l cunoaștem astãzi.[NUME_REDACTAT] Mediu berea cunoaște transformãri spectaculoase si devine popularã.

Berea in teritroriile germanice.[NUME_REDACTAT] Tocitus,primul istoric care vorbește despre vechii germani spune cã aceștia beau „un lichid fãcut din orz sau din grâu fermentat,o bãuturã care seamãnã oarecum cu vinul.”.In secolul II e.n berea devenise deja foarte importantã pentru germanici.Ei se aratã tot mai interesați în crearea unor noi tipuri de bere si in perfecționarea metodelor de obținere cunoscute pânã atunci.

Berea francezilor,cervoise.Toti berarii cunosc celebra cervoise a galezilor.In galicã era numitã „cervesia”.Originea cuvântului este la fel de frumoasã ca muzicalitatea sa,el are ca punct de plecare numele zeiței Ceres-zeița a grânelor-si „vis”,care in latinã semnificã forța.Cervoise are o infuzie de orz germinat,la care se adaugã uneori ovãz,secarã sau grâu.Dar farã aportul hameiului,berea din acele timpuri nu avea gustul amãrui care o caracterizeaza astazi si nici nu potolea atât de bine setea.Aceasta avea un conținut mai ridicat de alcool.

Bere au facut si aztecii,incașii si mayașii.Cu multe secole înainte de venirea coloniștilor europeni.Doar cã pentru a obține licoarea,ei foloseau porumbul,și nu orzul.[1]

1.1.1.Inventatori europeni

La începutul sec. al-XIV-lea tehnicile de berãrit sunt aproape similare celor din [NUME_REDACTAT]:cantitate mica,bere de fermentație înalta,de culoarea chihlimbarului sau berii brune.În doar câteva decenii totul se schimbã radical.Aceste schimbari vor avea ca punct de plecare centrul Europei:Cehoslovacia,Germania si Austria în 1840.

În 1842,cehii inventeaza la Pilsen,în Boemia,o bere de fermentație joasa,elaborata intre 7 si 12 grade,aurie și limpede.Tehnica era cunoscuta incã din sec. al-XV-lea,dar necesita mijloace de pãstrare la rece,naturale sau artificiale.

Carl von Linde e cel care revoluționeaza procesul de fabricație a berii în momentul în care inventeazã rãcirea artificialã.Dezvoltarea rețelei de transport va permite berarilor din acea vreme sa aduca zãpadã si gheațã de la munte și s-o conserve in ghețarii.

[NUME_REDACTAT] a fãcut unele descoperiri care au permis lumii sã înțeleaga mai bine procesele de fermentație.El este cel care a reușit sã impunã o igiena mai riguloasã în fabricile de bere.Tot datoritã lui a fost dezvoltat procesul pasteurizãrii,ceea ce semnificã cã berea odatã fãcutã,poate fi pãstratã mai multe luni.[1]

1.2.Compoziția berii

Aceasta este determinatã de însusirile materiilor prime,de procesul tehnologic,precum și de tipul de bere avut în vedere.Fiind vorba în primul rând de un proces de fermentație alcoolicã,berea se va caracteriza prin conținutul de alcool etilic,care ajunge pânã la 6%.Aceasta depinde de concentrația mustului primitiv și de gradul de fermentare.Neavând loc o fermentare completã,rãmâne în bere un conținut de extract nefermentat care poate fi de pânã la 5%.Caracteristic pentru bere este și conținutul de bioxid de carbon care nu este condiționat de procesul de fermentare,ci de temperatura de depozitare și de contrapresiunea impusã la procesul de maturare.Conținutul de bioxid de carbon poate ajunge pana la 5%.În urma procesului de fermentație rezultã în afarã de alcool și produse secundare nevolatile și volatile.Dintre cele nevolatile se citeazã în primul rând glicerina,iar dintre cele volatile alcooli superiori,acizii organici,în special cel acetic,esterii și aldehidele.[2]

Berea este un aliment datoritã conținutului în glucide, proteine,vitaminele B1, B6, B3, B12, PP, E, acid folic, nicotinic, potasiu, magneziu etc. 
Berea este o bãuturã alcoolicã nedistilatã, obținutã prin fermentarea cu drojdie a unui must realizat din malț, apã și fiert cu hamei. 
Unii cercetatori au cercetat un numar mare de texte antice și au ajuns la concluzia cã în antichitate exista o legaturã strânsã între coacerea cerealelor și fabricarea berii. Coacerea cerealelor este pânã în zilele noastre o etapã importantã în fabricarea berii. Se pare cã berea era asemãnãtoare unei grãsimi groase de culoare întunecatã, farã sã conținã o cantitate mare de alcool, însã foarte hrãnitoare. Datoritã gustului deosebit, ea ocupa un loc important în dieta oamenilor din acea vreme. Un litru de bere echivaleaza cu: jumãtate kg de cartofi, 65g unt, 6 ouã, 0,75l lapte sau un sfert de pâine.[1]

1.3.Tipuri de bere

1.3.1.Clasificarea produsului

Din punct de vedere al conținutului de alcool, berea se clasifică în:

fară alcool;

slab alcoolizată: 0,5-1,5% vol;

obișnuită: 3, 4, 5% vol;

bere cu peste 4,5% vol

Din punct de vedere al fermentației:

ALE: fermentate la peste 10°C până la 20°C

LAGER: fermentate la temperaturi scăzute, în medie de la 5 °C până la 9°C

Exista sute de tipuri de bere disponibile consumatorului de azi. Pentru a ințelege tipurile de bere, trebuie mai întâi sa înțelegem din ce ingrediente este realizatã berea. Așadar, cele patru ingrediente de bazã ale berii sunt: apa, malțul din orz, hameiul si drojdia de bere. Pe scurt, factorii care vor determina tipul berii sunt cantitatea folosita de malt, apoi tipul, cantitatea si metoda folosite când se adauga hameiul si in final,tipul drojdiei folosite in fermentarea berii.
Pentru a obține o gama mai larga de tipuri de bere, berarii utilizeazã malțuri speciale într-o anumitã manierã, care sã confere berii culoare si aromã farã a se adauga zaharuri fermentabile. Pentru berile speciale se poate folosi aproape orice ingredient, unii adãugând chiar sucuri de fructe, condimente sau bomboane.

Revenind la tipurile de bere existente, acestea pot fi clasificate în trei mari categorii principale:

1) bere ale;

2) bere lager si restul incadrate in categoria denumita;

3) beri speciale.

Berea de tip Ale ( Nefiltratã )

Drojdia folositã la realizarea berii ale este drojdie de vârf întrucât are tendința de a sta la suprafața mixturii de bere în primele zile si abia ulterior coboarã pe fundul mixturii. Fermentarea trebuie sã se realizeze la temperaturi mai ridicate pentru ca drojdia sã creascã. De aceea, berea ale are de obicei un conținut mai ridicat de alcool, fiind mai consistentã și mai complexã.

Exemple: Paulaner , [NUME_REDACTAT] Shield, Fuller’s [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]’s Ale (UK), [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Bruin si [NUME_REDACTAT] Reserve (Belgia).

Berea de tip Lager ( Filtratã )

Drojdia din berea lager se adunã la baza mixurii de bere (nu la suprafațã) și de aceea este cunoscutã ca drojdie de bazã. Drojdia din berea lager fermenteazã la temperaturi mai reduse si de aceea berea lager tinde sa fie mai slabã, mai deschisã la culoare si are gustul mai aspru.În general sunt mai slab alcoolizate si mai reduse in consistențã. Este de asemenea si cel mai popular tip de bere comercializat.

Exemple: Grolsch, [NUME_REDACTAT] Azzurro, [NUME_REDACTAT], Ursus, Timișoreana.

Berea specialã

Berile speciale sunt fie ale, fie lager, fie o combinație a acestora, care va mai conține si alte ingrediente.Aceste extra-ingrediente nu îi permit respectivei beri sã se încadreze cu adevarat în niciuna dintre cele doua categorii de baza: ale sau lager.

În întreaga lume nu existã o bãuturã mai sociabilã decat berea. Și de aceea aproape în fiecare zi se mai lanseazã o noua marcã de bere, ceea ce face coplesitoare întelegerea tipurilor de bere existente azi. Clasificarea în tipuri de bere si nu în mãrci de bere este soluția întrucât tipurile de bere prezintã caracterul și uneori originea acestora, ingredientele și tehnica de fabricare,oferind indicii clare referitoare la aspectul, mirosul si gustul diverselor beri.Asadar, tipurile de bere, prezentate pe larg și existente azi sunt urmãtoarele:

Pilsner (Pilsener sau Pils)
Pilsner este o bere lager mai palã, aurie, cu densitate atenuatã ‚și un grad variabil de amãreala, funcție de noblețea hameiului folosit. Denumirea este data de la orașul unde a fost realizatã pentru prima data: Pilsen (Plzeň), Cehia. 
Alcool mediu: 5,0-5,5%.

Weissbier
Aceastã bere cu specific bavarez conține cel putin 50% malț de grâu. Drojdia lasã falsa impresie cã berea conține banane si cuișoare. Acest tip de bere este de un galben-auriu deschis și uimitor de revigorantã.
Alcool mediu: 5,0 – 5,6 %..
Exemple recomandate:[NUME_REDACTAT] , Mahr’s Weisse, Maisel’s Weisse, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] si [NUME_REDACTAT] (Germania).

[NUME_REDACTAT] tipul de bere pe care majoritatea consumatorilor l-au degustat fiindca au bãut un Guinness. [NUME_REDACTAT] își datoreazã amãrãciunea nu doar hameiului conținut, dar și orzului prãjit si nemãlțuit, care îi conferã aromele seci, ca de ars.
Alcool mediu: 4,5 – 7,0%.
Exemple recomandate: [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] (Irlanda), [NUME_REDACTAT]’s [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] (UK) si [NUME_REDACTAT] Stout (SUA)

[NUME_REDACTAT] Radler este un cocktail pe bazã de bere, ce-și are originile pe meleagurile germane. Amestecul este de 50%/50% sau 60%/40% – suc de lamâie / bere -, dar variazã în funcție de berea folositã. Invenția îi aparține lui [NUME_REDACTAT] Kugler, din Munich,și se spune cã dateazã de prin 1922.Cantitatea de alcool este de aproximativ 2%.

Exemple: Beck’s Lemon , Beck’s [NUME_REDACTAT] (Germania)

Verificarea calității berii constă în: aspectul, mirosul și aroma, gustul, volumul, finețea și perisabilitatea spumei,iar dintre caracteristicile fizico-chimice se disting: extractul primitiv, concentrația alcoolică, aciditatea totală și conținutul de bioxid de carbon.Verificarea calității se face cu ajutorul paharelor de sticlă incoloră.

1.3.2.Diferenta dintre bere nefiltratã si berea filtratã

1) Substanțe nutritive – o bere nefiltratã are mai multe substante nutritive datoritã drojdiei si malțului din orz. Aceastã bere nefiltratã este mai sanatoasã pentru cã numai suferã procedeul de filtrare ,care o face mai limpede, însa acest procedeu înlaturã drojdia și aromele pe care aceasta le adaugã berii.

2) Aroma – Dacã vorbim despre o bere filtratã, atunci aroma acesteia este mult redus. Atunci când se face filtrarea berii, se pierd pigmenți de culoare, rãmãșițe de malț si drojdie.

3) Procentul de CO2 – Berile naturale au un procent mai scãzut de CO2 și o spuma mai finã. Per ansamblu și senzația pe care o ai atunci cand bei o bere cu un continut scãzut de CO2 este mai finã. Berile filtrate își pierd o mare parte din conținutul de CO2 natural si sunt carbogazificate cu CO2 industrial sau reciclat. Bulele de dioxid de carbon sunt mai mari si acest lucru face ca spuma sã fie mai subțire, slabã. O bere carbogazificata industrial va avea un gust mai acid.

4) Culoare – În timpul filtrãrii berii, dupã cum ziceam și mai înainte, se pierd pigmenti de culoare.În mod normal aceștia aduc un plus și de savoare și nu doar de culoare. O bere filtratã va fi lipsitã de culoare (naturalã) și de aromã suplimentarã pe care pigmenții de culoare o aduc.[1]

CAPITOLUL II

Materii prime folosite în industria berii

2.1. Orzoaica sau orzul

Orzul este cereala consacratã ca materie primã,sub formã de malț,utilizatã la fabricarea berii.Orzul are șase rânduri de boabe în spic,are boabele mai neuniforme ca mãrime,cu învelișul mai gros,cu un conținut mai ridicat în proteinã,dã malțuri cu randament în extract mai scãzut.Orzoaica are boabele mai uniforme ca mãrime,mai mari decât orzul,cu înveliș fin,cu conținut în proteine mai scãzut,dã malțuri bine solubilizate și cu randament mare în extract.[3]

Planta de orz are urmatoarele componente:rãdacinã,tulpinã,frunze,inflorescența și fruct.

Inflorescența fructului (spicul) este așezatã pe un pivot subțire și plat,cu formã neregulatã pe care se gãsesc spiculeții sau florile.

Fructul (bobul de orz) este alcãtuit din trei pãrti principale:coajã sau tegument,miezul sau endospermul si embrionul bobului.Endospermul este separat de embrion printr-un strat de celule numit scutelum.[4]

[NUME_REDACTAT],în 1996,sunt promovate în culturã urmatoarele soiuri de orz de toamnã:Adi,Andra,Dana,Kelibia,Laura,Productiv și urmatoarele soiuri de orz de primavarã:Aura,Farmec,Turdeana,Tremois.[3]

La fabricarea berii se folosește orzul de primavarã,care are boabele așezate în spic pe doua rânduri,însa iîn lipsa acestuia se întrebuințeazã orzul de toamnã,care poate avea boabele așezate în spic pe patru și șase rânduri.

Orzul de primavarã are un conținut mai mic de substanțe proteice îi mai mare în amidon,acesta asigura o desfasurare normala a procesului tehnologic de maltificare,iar la brasaj se obțin randamente superioare.

Compoziția chimicã a orzului apt pentru fabricarea malțului si a berii este urmatoarea:umiditate 14 %, substanțe albuminoide 10 %,amidon 54 %,grãsimi 2,5 %,celulozã 5 %,cenușã 2,5 %,alte substanțe fãrã azot 12%.[4]

Tabelul 2.1. Compoziția chimicã a orzului pentru bere [3]

2.2. Materii prime nemalțificate folosite la fabricarea berii

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

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

După locul în care se adaugă în procesul tehnologic de fabricare a berii

După necesitatea prelucrării prin fierbere

După originea și gradul lor de prelucrare necesar utilizării în industria berii

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

Înlocuitori care se adaugă în cazanul de pămădire

Înlocuitori adăugați în cazanul de fierbere a mustului

Înlocuitori care se adaugă înainte de fermentația secundară

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

Înlocuitorii malțului care se adaugă în cazanul de plămădire poartă denumirea și de

nemalțificate, sunt reprezentați de:

Cereale brute (orz, grâu, secară, porumb)

Cereale păjite sau torefiate

Fulgi de cereale (de porumb, orez, orz, grâu sau ovăz)

Fracțiuni rafinate obținute din boabe de cereale după măcinare (grișuri de porumb, sorg,brizură de orez)

Cereale sub formă de făină

Amidon de cartofi sau tapiocã

Înlocuitorii malțului care se adaugă în cazanul de fierbere pot fi materiale sub formă solidă sau sub formă de siropuri și sunt reprezentate de: zaharoză, zahăr invertit, hidrolizate de amidon,extracte de malț, siropuri de cereale. Acestea se adaugă ca surse de glucide, în primul rand, dar,în cazul unora dintre ele și ca sursă de azot solubil sau micronutrienți pentru drojdie.

Cerealele brute. Principalele cereale nemalțificate care se pot folosi ca înlocuitori ai malțului în industria berii sunt prezentate in Tabelul 2.2.

Conținutul ridicat în lipide al unor cereale reprezintă un inconvenient pentru obținerea unor beri de calitate. Din acest motiv, în prezent, se folosește foarte rar ovăzul, în timp ce porumbul,sorgul sau orezul se preferă a se utiliza sub formă degerminată sau decojită.[5]

Tabelul 2.2.Compozitia chimica a principalelor cereale nemaltificate utilizate in industria berii(% in raport cu s.u.)[5]

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

Compoziția chimică la porumb raportat la bobul întreg (100 % ) este următoarea :

substanță proteică – 12,6 %

substanțe grase – 4,3 %

hidrați de carbon – 79,4 %

celuloză – 2,0 %

cenușă – 1,7 %

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

Compoziția chimică a orezului este :

Umiditate…………………11-15%

Substanțe fără azot…….…..8083%

Substanțe proteice ……………7-9%

Substanțe grase…………….0,3-1%

Celuloză …………………..0,5-1%

Substanțe minerale……..…0,3-1%

.

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

Sorgul se poate folosi sub formă de grișuri sau măcinat și se recomandă o prelucrare separată a acestuia în cazanul de cereale nemalțificate, deoarece amidonul de sorg are temperatura de gelatinizare mai ridicată decat cea a malțului.Modul în care se utilizează aceste cereale la plămădire depinde de temperatura de gelatinizare a amidonului. Cerealele ale căror amidon prezintă o temperatură de gelatinizare superioară temperaturii de gelatinizare a amidonului din malț sunt supuse mai întai fierberii.În cazul cerealelor a căror temperatură de gelatinizare este egală sau mai mică cu cea a amidonului de malț,acestea se pot folosi la brasaj direct în amestec cu malțul.

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

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

Manipularea ușoară și adăugarea direct în cazanul de plămădire alături de malț

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

Contribuție redusă asupra aromei produsului finit

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

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

Extractele de malț și siropurile . Extractele de malț se obțin prin concentrarea mustului de bere prin evaporare la presiune redusă sub forma unui sirop și se utilizează prin adăugare direct în cazanul de fierbere fiind o sursă suplimentară de extract pentru mustul de bere. Deoarece extractele de malț sunt în general scumpe, în prezent se obțin produse sub formă de sirop prin prelucrarea boabelor de cereale cu ajutorul enzimelor. Aceste siropuri se utilizează ca înlocuitori ai mustului de malț și se caracterizează printr-un conținut redus în azot și zinc, ceea ce poate limita procesul de fermentație. Siropurile de cereale se utilizează ca adaosuri în cazanul de fierbere în scopul creșterii capacității de producție în fabricile de bere în condițiile folosirii aceluiași echipament sau pentru producerea de musturi cu conținut ridicat in extract.[6]

2.3.Hameiul

2.3.1.[NUME_REDACTAT] (Humulus lupulus) face parte din familia Moraceae.Reprezintã o materie prima indispensabilã fabricãrii berii în vederea conferirii gustului amar plãcut si a aromei caracteristice de hamei. Este o plantă cu tulpină agățătoare lungă de 5-12 m, care se usucă în fiecare an. Hameiul este o plantă dioică având florile mascule și femele pe tuplini diferite. Se cultivă numai pentru inflorescențele femele care sunt sub formă de conuri lungi de 2-6 cm și groase de 1-3 cm.Utilizarea hameiului la fabricarea berii crește stabilitatea biologica si fizico-chimica a berii,îmbunãtãțește stabilitatea spumei berii și contribuie la limpezirea naturala a berii în decursul procesului tehnologic.[5]

2.3.2.Compoziția chimicã a conurilor

Conul este format dintr-un ax cu proeminențe pe care se găsesc bractee dispuse perechi acoperindu-se unele pe altele. Fiecare con de hamei se compune din două feluri de bractee :

–  bractee fructifere care conțin lupulină ;

–  bractee protectoare care nu conțin lupulină.

Bracteele fructifere au la baza lor numeroși peri glandulari care dau o secreție făinoasă de culoare gălbuie denumită lupulină. Conținutul de lupulină a unui con de hamei variază între 5-14 % din greutatea lui totală. Inflorescența masculă este un panicul.[2]

Tabelul 2.3.Compoziția chimicã a conurilor de hamei uscat,%[3]

În compoziția conului intrã substanțe comune vegetalelor și substanțe specifice plantei de hamei,concentrate în granula de lupulina îi anume rãșinile amare și uleiurile eterice,substanțe care dau valoare tehnologicã a conurilor.

Compușii caracteristici cei mai valorosi sunt rãșinile amare care,dupa solubilitatea în diferiti solventi și dupa capacitatea de a forma sãruri cu acetatul de plumb,au urmatoarea compoziție: [3]

Solubilitatea α-acizilor amari este relativ redusã în must.Ea crește odata cu pH-ul și temperatura.La fierberea mustului cu hamei,α-acizii trec în izo α-acizi care sunt mai solubili și sunt responsabili cu amãreala berii.Prin oxidare α-acizii se transformã în α-raãini moi care au numai 33% din puterea de amãrare a α-acizilor amari.

Procesele de oxidare și polimerizare au loc în cursul depozitãrii hameiului,cu atât mai intens cu cat temperatura de depozitare este mai ridicatã și durata depozitãrii este mai lungã.Produsele de oxidare ale α-acizilor amari conțin un nucleu cu cinci atomi de carbon,au o capacitate de amãrare slabã,dar au importante însușiri de formare si stabilizare a spumei.

β-acizii amari difera ca structurã prin înlocuirea grupãrii OH de la C3 cu un radical izopentil.β-acizii sunt foarte solubili în must,solubilitatea crescând cu pH-ul mustului.Prin oxidare conduc la β-rãșini moi solubile și mai amare ca α-rasinile moi.Pierderea în potențialul amar al unui hamei,prin învechirea sa,depinde de raportul între α-acizii amari și β-acizii amari din acel hamei.β-acizii amari nu sunt optic activi și nu formeazã sãruri cu acetatul de plumb.[3]

Uleiurile esențiale dau „parfumul” caracteristic conurilor și aroma berii.Acestea sunt conținute în hamei în proporție de 0,3-1,5% din substanța uscatã a hameiului și reprezintã doua tipuri principale de compuși:hidrocarburi de tip terpenic în proporție de 50-80% din cantitatea totala de uleiuri și o a doua fracțiune de compuși oxigenați de tipul esterilor,compușilor carbonilici sau alcoolilor.Uleiurile esențiale din hamei sunt puțin solubile în ap și de asemenea sunt antrenabile cu vapori de apa,fapt pentru care la fierberea mustului cu hamei,trec în must numai în cantitati mici,pierzându-se sau transformându-se în timpul fermentarii.Din acest motiv sunt aplicate diferite moduri de hameiere printre care și hameierea la rece pentru o conservare cât mai buna a hameiurilor.Dintre cei circa 200 compuși ai uleiului volatil,o pondere mai mare au mycenul,humuienul,alfa și betapinenul și cariofenul (reprezentând 80-95% din total).[2]

Tabelul 2.4.Concentratia rezinelor și a uleiurilor esențiale în hamei [2]

Taninul are rol în limpezirea berii,prin precipitarea proteinelor și contribuie la imprimarea culorii ei.Se gãsește îîn proportie de 2-4% din masa conului uscat(distribuit în toate componentele conului),fiind constituit din grupa antocianelor,cu gust specific astringent.[banu]

Polifenolii din hamei,localizati în codițã,axul și bractee sunt substanțe cu complexitãți diferite:fenoli monomeri,polifenoli monomeri,bi și triflavani pânã la polifenoli cu indice mare de polimerizare și o reactivitate mai mare decât cei din malț.Polifenolii cu indice înalt de polimerizare sunt implicati în formarea tulburelilor în bere.Polifenolii cu molecula simplã contribuie la capacitatea reducatoare a unei beri.[banu]

2.3.3.Rãspândire.[NUME_REDACTAT],originar din Europa,a intrat șn culturã începând cu secolul al-VII-lea,mai ales în zonele umede și rãcoroase din centrul și vestul Europei.O amploare deosebita a luat cultura de hamei în secolele XIV-XV,odata cu dezvoltarea industriei berii în Bavaria,Boemia și Belgia.

Cele mai importante zone de cultivare a hameiului sunt:

Cehoslovacia-una dintre cele mai importante cultivatoare de hamei din Europa,unde peste 75% din recoltã este realizatã în zona Saaz,de asemenea în Auscha și Sauba,unde sunt cultivate unele din cele mai fine hameiuri din lume.

Germania-în regiunea Hallertau se gãsesc cele mai mari plantații din Europa,hameiul de Hallertau fiind cea mai importantã varietate din Europa continentalã.Sunt însã varietați mai sensibile la Pseudoperonospora(unde se cultivã hameiul de munte),in Wurttemberg unde se cultivã hameiul de Tettnang deosebit pentru aroma sa fina și de asemenea în Baden.

[NUME_REDACTAT] se cultivã mult în regiunea Kent ,hameiuri cu aroma finã,utilizate îndeseobi pentru fabricarea berii de culoare deschisã și aroma finã,sau pentru hameierea uscatã.[NUME_REDACTAT] se tinde astãzi sã se introducã hameiuri americane,hameiuri cu conținut ridicat de substanțe amare (6-10% α-acizi).

[NUME_REDACTAT] se mai cultivã de asemenea varietati de hamei în Iugoslavia,Franta,Belgia,Polonia,Romania ( în zona Sighisoarei,Medias),Bulgaria etc.

În tara noastra s-a testat și introdus în culturã pe terenuri situate îndeosebi în podisul Transilvaniei diferite soiuri de hamei.Soiurile care s-au adaptat cel mai bine și prezintã însușiri tehnologice ridicate sunt soiurile englezesti [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT],soiul belgian Record și soiul [NUME_REDACTAT] importat din Germania.Acestea au urmatoarele caracteristici conform [NUME_REDACTAT] din Cluj-Napoca:

[NUME_REDACTAT],soi semitimpuriu,este cel mai constant ]în ceea ce privește conținutul în substante amare.Conține în medie 21,3% rãșini totale,10,3% α-acizi amari și între 0,5-0,95% uleiuri volatile.

Record este un soi semitardiv,conține 25,05% rãșini totale, 11,03% α-acizi amari și 0,59-0,97% uleiuri volatile.

[NUME_REDACTAT] este de asemenea un soi semitardiv,are un conținut mediu de rãșini totale de 18,71% , de 7,02% α-acizi amari și de 0,5-0,71% uleiuri volatile,este un soi valoros îndeosebi pentru aroma sa.

[NUME_REDACTAT] este un soi tardiv,are un conținut mediu de 22,26% rãșini totale, 9,28% α-acizi amari și 0,5-0,98 % uleiuri volatile.[2]

Tabelul 2.4.Conținutul în substanțe amare,ulei volatil și tanin la soiurile de hamei cultivate în Romania (% din substanta uscatã,valori medii la [NUME_REDACTAT])

Nota! Rezultate din tabe sunt analize efectuate la Universitatea de [NUME_REDACTAT] si [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] 2.5.Dinamica suprafețelor și a productiilor de hamei în [NUME_REDACTAT]! Datele din tabelul 2.5 sunt luate din Anuarul FAO si [NUME_REDACTAT] al Romaniei

2.3.4.Recoltarea și condiționarea conurilor.[NUME_REDACTAT] durata de vegetație,soiurile de hamei se împart în soiuri timpurii,semitimpurii,semitârzii si târzii.Pentru același soi atingerea maturitatii tehnologice a conurilor depinde de condițiile climatice ale anului de recoltã.Sinteza substanțelor începe în primele zile ale lunii august,mai întâi cu sinteza β-acizilor și dupa cateva zile cu a α-acizilor,ca la sfârșitul lunii sinteza acestor substanțe sã fie completã.Sinteza uleiurilor esentiale începe mai târziu și uneori abia dupã ce cea a substanțelor amare este terminatã.Conurile de hamei trebuie culese pe cât posibil la maturitate și în decursul a zece zile dupã atingerea maturitãții tehnice.La maturitate tehnicã un con trebuie sã aibã o formã compactã cu bracteele strinse lângã ax,cu bracteele terminale complet dezvoltate și de culoare verde-gãlbuie,glandele de lupulinã trebuie sã fie de asemenea pline cu substanțe amare iar aroma hameiului sã fie complet dezvoltatã.Conurile supramaturate au bracteele desfãcute și fragile.[2]

Conurile de hamei la recoltare au o umiditate de 75-80% și pentru a putea fi depozitate pe durata unui an,pânã la noua recoltã,ele se usucã,recoltându-se umiditatea la 8-12%.Uscarea se face prin convecție cu aer cald,cu temperaturã de maximum 60°C,în uscatoare cu banda sau cu grãtar.

Hameiul uscat se preseaza,cu ajutorul preselor hidraulice,în baloti de 80-150 kg,în acest mod micsorându-se volumul ocupat de hamei și evaluând din masa de conuri cea mai mare parte din aer,mãrind ]în acest fel durata de pãstrare a hameiului.În instalația de ambalare,hameiul poate fi sulfitat,prin ardere de sulf în camere speciale,dioxidul de sulf avaâd rol de antioxidant și dezinfectant.Dupa sulfitare,dioxidul de sulf este înlãturat cu un curent de aer proaspãt.Depozitarea și transportul balotilor de hamei se face în spații uscate,iluminate artificial și rãcite,temperatura de depozitare optimã fiind de 1-2°C.În depozitul de hamei,baloturile se așeazã pe paleti,în stive de 3-4 rânduri,cu înãlțimea de 2,6-3,4 m și cu distanțe între ele pentru o buna circulație a aerului rece.[3]

2.4.Apa

E a doua materie primã principalã,pe lângã malț,care influențeazã profund calitatea berii.Berea conține cca. 88% apă. Cele mai renumite beri și mai tipice beri fabricate în lume își datorează caracteristicile îndeosebi calității apelor cu care sunt obținute. Principalele domenii de utilizare ale apei, în industria berii, sunt:

materie primă propriu-zisă;

spălarea utilajelor, ambalajelor și încăperilor tehnologice;

producerea aburului;

agent de răcire.[5]

2.4.1.Compoziția chimicã a apei

Compoziția chimică a apei are o importanță deosebită. Depinde mult de natura și starea geologică a starturilor străbătute de apa de precipitație care dizolvă din aceste săruri cu care se încarcă.

Apa naturală are un conținut normal de săruri de cca. 500 mg/l cu care contribuie la sărurile minerale din bere. Deoarece cantitatea de săruri este mică, reprezintă o soluție foarte diluată în care sărurile se găsesc sub formă disociată, de ioni. Cei mai importanți ioni din apa naturală sunt:

cationii: Na+, K+, H+, NH4+, Ca+2, Mg+2, Mn+2, Fe+2 și Fe+3, Al+3;

anionii: OH-, Cl-, HCO3-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, SiO32-;

Pentru fabricarea berii cei mai importanți sunt ionul bicarbonic (HCO3-) și ionii de Ca+2 și Mg+2. Rar prezenți sunt ionii de K+ . Ionii de NH4+, PO43- și NO2- în apă denotă poluarea apei cu resturi menajere. Apa conține în ea și mici cantități de substanțe organice fără o importanță tehnologică, dar care în cantități mai mari pot influența negativ gustul berii. Apa conține în ea dizolvat ca și gaz CO2 liber, care menține în soluție bicarbonați de calciu și magneziu cu care este în echilibru; când cantitatea de CO2 liber este însă mai mare CO2 se manifestă agresiv față de rezervoarele pentru apă din care poate dizolva cantități apreciabile de fier.

Compoziția apei influențează pH-ul plămezii, mustului și a berii. Ca urmare, a interacțiunii dintre ionii din apă și cei proveniți din malț, se formează săruri noi și se stabilește o anumită concentrație de ioni de hidrogeni, respectiv pH-ul.

Principalele substanțe și organisme care intrã în compoziția apei se pot grupa în trei categorii:

materii organice

substanțe minerale

microorganisme

Materiile organice,acestea cuprind sunstanțele organice care au fost dezvoltate în apã în timpul drumului subteran.Substanțele dizolvate în pãmânt sunt luate din reziduurile vegetalelor și nu se gãsesc decât puține materii albuminoase,aceastea fac ca apa sã nu poatã fi întrebuințatã,pentru cã substanțele organice putrezesc ușor și altereazã berea.Pentru ca aceste ape sã fie folosite trebuie sã se determine conținutul de materii organice.

Substanțele minerale cele mai renumite dintre acestea se gãsesc sub formã de sãruri sau baze,iar printre acestea se enumara:calciul,magneziul,aluminiul,fierul și sodiul cele mai rãspandite,însã printre acestea se mai pot enumera și potasiul,manganul,amoniacul.[7]

2.4.2.Clasificarea apelor dupã duritatea totalã

Duriatatea totalã este formatã din duritatea temporarã sau de carbonați și duritatea permanentã sau de sulfati.Acestea doua sunt formate din sãruri și ioni care în plãmândã contribuie la creșterea pH-ului (bicarbonații de calciu,magneziu și carbonati,dar și bicarbonați alcalini) sau scãderea acestuia (ionii de calciu și magneziu și sãrurile de calciu și magneziu cu acizii minerali tari).[3]

Tabelul.2.6.Clasificarea apelor dupã duritate[3]

Corectarea duritații apei este necesarã pentru a aduce caracteristicile acesteia în vederea obținerii unui anumit tip de bere.Aceastã corectare consta în decarbonatarea apei prin fierbere cu ajutorul laptelui de var cu cationiți care rețin Ca și Mg din bicarbonați,demineralizarea apei sau prin modificarea naturii sãrurilor de apã prin tratare cu acizi.[3]

2.5.Drojdia de bere

2.5.1.Clasificarea drojdiei de bere

Drojdiile de bere se împart în douã categorii:drojdii de fermentație superioarã și drojdii de fermentație secundarã.Ca și criterii de clasificare și caracterizare se iau în considerație caracteristicile morfologice,cele biochimice și fiziologice.Criteriile morfologice,ca formã și mãrimea celulelor cultivate pe mediu lichid,forma mugurilor și a speciei de drojdie.Caracterele fiziologice ale unei drojdii permit caracterizarea și diferentierea drojdiilor de bere.Principalele caractere fiziologice utilizate sunt:capacitatea de a fermenta anumite zaharuri,asimilarea anumitor zaharuri,asimilarea nitraților,activitatea β-glucozidazicã,producerea de esteri,alcooli superiori,compuși volatili cu sulf sau alte produse secundare volatile ale fermentației.

2.5.2.Drojdii de fermentație superioarã

Fermenteaza optim la temperaturi de 15-25°C și sporuleazã mai ușor decât cele de fermentație inferioarã.Se face o incubare pe blocul de ghips de peste 48h în urma cãreia apar spori în cele mai multe celule.Dupã înmugurire celulele de drojdie de fermentație superioarã rãmân legate între ele,iar în timpul fazelor de fermentație intensã sunt ridicate în stratul de spumã.

2.5.3.Drojdii de fermentație inferioarã

Acestea fermenteazã zaharurile la temperaturi de 5-10°C.Dupã înmugurire celulele se despart ușor,iar la sfârșitul fermentației celulele sedimenteazã formând un depozit.Capacitatea de sporulale a acestor drojdii este slabã,iar sporii apar în urma incubãrii pe blocul de ghips,dupã 60-72h numai în unele celule.Capacitatea respiratorie a acestor drojdii este mai scãzutã decât la drojdiile de fermentație superioarã.

Pentru caracterizarea drojdiilor de bere se pot folosii și diferențele ce existã între vitezele de adaptare a diferitelor specii de drojdie,manifestate prin timpi diferiți de amorsare a creșterii celulare,fața de natura hidraților de carbon din mediul de culturã [2].

CAPITOLUL III

Tehnologia de obținere a berii

3.1.Fabricarea malțului

ORZ BRUT

Recepția materiei prime

Condiționarea orzului –precurățire Corpuri strãine

Curãțare Corpuri rotunde

[NUME_REDACTAT] III + IV

Depozitarea orzului

Apã Înmuierea orzului la 15-20ºC/36-48 ore Orz plutitor

Orz plutitor

Germinarea la 17-25ºC/4-6 zile

Malț verde

Uscarea la 50-60 ºC /60-80 ºC

Răcire și degerminare

Depozitarea malțului finit pentru maturare

Malt uscat

Fig 3.1.Schema generalã de fabricare a malțului[8]

3.1.1.Precurãțirea,curãțirea și sortarea orzului

Orzul ajuns la fabrici este descãrcat din mijloacele de transport în celulele silozului de depozitare,unde cu ajutorul instalatiilor de transport,pe orizontalã și verticalã este dirijat cãtre instalația de precurãțire.Precurãțirea se efectueazã cu ajutorul separatoarelor și mașinilor de târâre-agitare.Separatoarele cu magneti și cele electromagnetice separã corpurile metalice,iar separarea impuritatilor mari se realizeazã cu ajutorul unui separator vibrator.Dupã aceastã precurațire grosierã cu ajutorul separatorului vibrator,orzul este trecut în masina de târâre-aspirare,unde se efectueazã separarea impuritarilor rãmase.

Dupã aceastã precurãtire a orzului unde se obține îndepartarea impuritaților organice și anorganice mari și a prafului grosier și fin se realizeazã curãțirea orzului ceea ce semnificã îndepartarea boabelor de orz sparte,strivite,îndepãrtarea neghinei și a altor semințe rotunde provenite de la plantele strãine.Separarea acestor impuritați de formã rotundã nu se poate efectua prin cernere cu separatoare plane,ci numai în functie de grosimea și lãțimea boabelor,cu ajutorul trioarelor.Trioarele sunt formate dintr-o manta cilindrica alveolatã în interiorul cãreia se aflã un jgheab cu un șnec colector,care prinde și eliminã impuritãțile rotunde.

Sortarea orzului precurãțit și curãțit se referã la separarea boabelor dupã marimea lor,aceastã operatie se realizeazã cu instalații cilindrice sau cu site plane de sortare.[4]

Fig 3.2.Trior [8]

Triorul este format din:a-secțiune longitudinală,b-secțiune transversală,1- carcasã exterioară,2- axul principal,3- colector,4- transportor elicoidal,5- sistemul de antrenare al transportorului elicoidal,6- alimentare orz,7- orz ,8- evacuare orz curățat,9- evacuare corpuri străine.

3.1.2.Depozitarea și conservarea orzului

Boabele de orz matur au o umiditatate mai mare decât cea necesarã depozitãrii ceea ce determinã deprecierea orzului în timpul conservãrii.Depozitarea orzului trebuie fãcuta când acesta atinge o umiditate de maximum 13 % de unde se apreciazã cã în anumite cazuri acesta trebuie uscat înaintea depozitãrii.

Uscarea orzului are drept scop reducerea umiditații pânã la minimum de 10 % și trebuie realizatã în condiții în care sã nu se înrãutãțeascã însușirile sale de germinare.Uscarea trebuie fãcutã cu grija,deoarece diferitele pãrți morfologice ale orzului se usucã diferit.Uscarea se poate realiza în mod obișnuit cu aer cald la temperaturi de maxim 50 °C, deoarece peste aceastã temperaturã embrionul devine foarte sensibil.Uscarea se poate realiza în uscatoare speciale sau în uscatorul de malț.

Dupã uscarea îi rãcirea orzului se face depozitarea acestuia.Depozitarea la cald,deși contribuie la reducerea repaosului de germinare,nu îmbunãtãțește sensibilitatea la apã a orzului.Aceastã depozitare este necesarã pentru maturitatea boabelor în vederea unei germinari uniforme.[2]

3.1.3.Înmuierea orzului

APÃ ORZ

Recepție cantitativã-calitativã

Separare impuritați

Sortare

ORZ cal.I ORZ cal.III-IV

ORZ cal.I

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] verde

[NUME_REDACTAT] radicela

Depozitare și maturare

Apã de canal [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT].3.3.Schema generalã de înmuiere a orzului [8]

Pentru a induce germinarea, orzul se înmoaie în apa, proces numit înmuiere. Vasele în care se realizează aceastã operație se numesc vase de înmuiere.

Fig 3.4. Vas de inmuiere [8]

Vasul de inmuiere este format din:1-vas de înmuiere,2-conductă centrală,3-alimentare aer comprimat,4-evacuare orz înmuiat,5-preaplin evacuare orz plutitor,6-alimentare apă proaspătă evacuare

În timpul depozitării, umiditatea orzului este menținută între 12-14 %(apã de constituție) pentru a evita procesele de degradare și pierderile de extract prin respirație.

În prima etapă a înmuierii, apa pătrunde în boabele de orz și se realizează hidratarea bobului. În timpul procesului de înmuiere o mare cantitate de murdărie este spălată de pe suprafața orzului și unele substanțe nedorite sunt îndepărtate.Prima apă de înmuiere devine foarte murdară și este evacuată și trimisă la stația de tratare a apei.

Procesul se continuã prin adăugare de apă proaspătă. În următoarea etapă embrionul începe să se dezvolte,apar rădăcinile și plumula care devin din ce în ce mai mari. Rezervele de hrană din bobul de orz sunt folosite pentru constituirea noilor celule ale embrionului și pentru furnizarea energiei necesare creșterii.Enzimele produse în timpul înmuierii, împreună cu cele deja existente, încep descompunerea amidonului, proteinelor, β-glucanilor și lipidelor. Produșii de reacție sunt utilizați ca hrană pentru noua plantă. Deoarece oxigenul este prezent în apa de înmuiere, glucidele sunt metabolizate prin respirație și nu prin fermentație.În cazul în care embrionul nu poate respira se produce sufocarea lui prin acumulare de CO2.

Reacția de metabolism a glucidelor este:

Glucozã + 6O2 = 6CO2 +6H2O +674 kcal [8]

Tabel 3.1.Durata de înmuiere (h) în funcție de temperatura apei de înmuiere (°C) pentru atingerea unui anumit grad de înmuiere (%) [3]

Pentru reducerea cantităților de apă folosite la înmuiere, tehnicile moderne folosesc pulverizarea apei pe suprafața orzului. Orzul nu este menținut sub apă, dar pe măsură ce apa este absorbită de boabe este înlocuită prin pulverizare. Apa relativ curată de la ultima treaptă de înmuiere poate fi reutilizată ca primă apă de înmuiere pentru șarja următoare.

Apa folosită la înmuiere nu trebuie tratată așa cum se procedează cu apa folosită la fabricarea berii. Cu toate acestea, apa trebuie să fie potabilă deoarece, produsul finit este un produs alimentar. De asemenea, nu trebuie să conțină substanțe organice care ar putea conferi malțului un gust și un miros neplăcut și trebuie să fie rece (maxim 15oC).De obicei se folosește apă de izvor sau apă de la rețeaua urbană. Se pot adăuga substanțe alcaline, precum varul, pentru a îmbunătăți culoarea malțului, dar în general nu se folosesc adjuvanți pentru apa de înmuiere.

La finalul înmuierii, embrionul trebuie să fie suficient de crescut astfel încât să poată penetra coaja și să devină vizibil asemeni unei regiuni albe pe fondul brun al cojii. În acest stadiu se spune că orzul a germinat. În etapa următoare, embrionul crește atât de repede, încât necesită mai mult oxigen decât este disponibil prin difuzia din apă.

Prin urmare, orzul este transferat în altă instalație și întins în straturi mai subțiri în vederea germinării.

Transferul se numește turnare (casting), iar orzul poate fi turnat umed sau uscat, în funcție de modul de transfer:cu apă sau fără apă. [8]

3.1.4.Germinarea orzului

În cursul germinarii orzului se urmarește asigurarea condițiilor necesare dizolvãrii substanțelor de rezervã cu ajutorul enzimelor eliberate și formate în timpul procesului.

Scopul procesului de germinare este:

a) formarea echipamentului enzimatic necesar obținerii unui must de bere corespunzător,din malț cu sau fără adaos de cereale nemalțificate.

b) modificarea structurii orzului astfel încât să fie zdrobit mai ușor la măcinare.Modificarea(citoliza) face malțul mai fiabil decât orzul.

În decursul procesului de germinare are loc solubilizarea membranei în partea inferioara a bobului, iar radicelele străpung baza acesteia și ies în exteriorul bobului. Dezvoltarea acrospirelor și modificarea endospermului bobului de malț sunt considerate procese aproximativ paralele.[8]

Fig.3.5. Germinarea bobului de orz [8]

prima zi de germinație,b-ziua a 3-a de germinație,c-ziua a 5-a de germinație,1-rădăcinuțe (radicele),2-acrospire (plumula)

În timpul germinarii au loc urmãtoarele procese:

procese de creștere a țesutului embrionar,cu dezvoltarea sub învelișul dorsal al plumulei și dezvoltarea în exteriorul bobului a radiacelelor.Mãrimea și aspectul radiacelelor da relatii asupra stadiului de germinare.La malțul verde,pentru producerea de malț blond,radiacelele sunt de 1,5 ori mai lungi decât bobul.Creșterea radiacelelor este stimulatã de creșterea temperaturii de germinare și de creșterea duratei de germinare.

Formarea enzimelor este unul din scopurile practicãrii germinarii.Cele mai importante enzime care se activeazã sau se sintetizeazã la germinare aparțin hidrolazelor.Formarea enzimelor este rezultatul activãrii poroceselor de sintezã de proteine enzimatice în stratul aleuronic de cãtre fitohormoni[ 3]

Procesul de germinare este influențat hotărâtor de activitatea enzimelor hidrolazice din care fac parte:

enzimele de degradare a amidonului: α și β amilazele

enzimele de degradare a hemicelulozelor (enzime citolitice) : β glucanazele

enzimele de degradare a proteinelor: proteinaze

enzimele de degradare a acizilor fosforici : fosfataze

Primele enzime sintetizate sunt β-glucanazele , apoi α-amilaza, proteinazele și β-amilaza.Cu excepția α-amilazei care nu este prezentă în orz , toate celelalte enzime se află în cantități mici și în orzul negerminat .

Pereții celulelor endospermului sunt formați din hemiceluloze și proteine.Pentru a permite enzimelor amilazice acțiunea asupra amidonului , acest perete trebuie parțial degradat .

Hemicelulazele realizează permeabilizarea pereților celulari, fără să realizeze o dezintegrare totala a acestora, influențând astfel direct gradul de solubilizare al malțului. Activitatea este stimulată de umiditatea orzului, de temperaturã și de durata germinării.

Cel mai important component al hemicelulozelor sunt β-glucanii.β-glucanii cu masă moleculară mare sunt responsabili de formarea unor geluri în etapele urmatoare ale procesului de obținere a berii, care cauzează greutăți de filtrare sau turbiditate în berea finită.Din acest motiv , la malțificare este foarte importantă degradarea β-glucanilor cu masă moleculară mare în β-glucani cu masă moleculară mică , solubili .

În timpul germinației β-glucanii sunt hidrolizați de:

endo-β-1-4 glucanaze

endo-β-1-3 glucanaze

β-glucan solubilazã

Dintre enzimele proteolitice se semnalează prezența de endopeptidaze și exopeptidaze.Primele desfac legăturile peptidice ale proteinelor complexe succesiv în polipeptide,oligopeptide și dipeptide, iar exopeptidazele scindează în continuare legăturile peptidice marginale ale catenei, formând aminoacizi. Pentru a obține o bere de calitate superioară este necesară prezenta unei cantități determinate de aminoacizi în must, aceștia constituind o sursa importantã în nutriția drojdiei, cât și polipeptide, care sunt responsabile de gustul de plinătate și spuma berii.

Activitatea proteolitica crește în timpul germinării de cinci ori, dezagregarea principală fiind semnalată la proteinele de rezervă de sub stratul aleuronic. Paralel are loc și o sinteză de proteine, existând un echilibru între cele două fenomene.

Dezagregarea amidonului se face de către enzimele amilazice participante la procesul de germinare. Cele mai importante sunt: α-amilaza, β-amilaza,dextrinaza limitã și α-glucozidaza care acționând conjugat,transformã amidonul în glucide fermentescibile.

α amilaza nu este prezentă în bobul de orz, ea este sintetizată în decursul procesului de germinare, spre deosebire de β-amilază care se găsește în forma legată în orz. Activitatea enzimelor amilazice crește cu umiditatea orzului,cu durata de germinare și scade cu temperatura.

Fosfataza eliberează acidul fosforic din esterii organici ai acestuia în decursul procesului de germinare. Ionii fosfat influențează capacitatea tampon a mustului de bere și constituie factor de nutriție al drojdiei de bere.

Fig.3.6.Granula de amidon degradată de enzimele amilazice

1-celule cu amidon din endosperm(granule mari și mici),2-celule cu amidon din endosperm,3-degradarea parțială a pereților celulelor,4-stratul aleuronic (celule de proteine)

Nota!Fotografiile sunt realizate cu microscopul electronic la [NUME_REDACTAT] –[NUME_REDACTAT] poate fi realizată la rece, cu temperaturi crescătoare de la 12 la 16 oC sau la cald, cu temperaturi descrescătoare de la 18 la 12oC, durata procesului fiind de 6-11 zile, în funcție de tehnica aplicată și de caracteristicile orzului.

În tehnologia clasică, germinarea are loc pe arie, prin întinderea orzului în strat subțire, lopătare și stropire repetată cu apã.Productivitatea redusă, spațiile mari de producție, dificultăți de reglare și control al parametrilor, dependența de parametrii aerului exterior, au condus la abandonarea acestui procedeu.

În prezent predomină instalațiile de germinare de tip pneumatic.Acestea permit realizarea procesului în strat gros și modificarea temperaturii și a umidității prin ventilare cu aer condiționat corespunzător.Instalațiile se construiesc sub forma unor casete sau tobe.[8]

Fig.3.7.Instalație de germinare tip Wanderhaufen[8]

1-caseta de germinare ,2-suportul patului de germinație,3-orz germinat,4-secțiune de ½ zile,5-întorcător,6-secțiune curațată,7-pâlnie alimentare,8-șnec evacuare malț germinat,9-ventilator,10-conducte aer condiționat

[NUME_REDACTAT] este constituită dintr-o casetă mare de germinare , de 50-60 m lungime și 3-4 m lățime , care formează aria de germinare .Aria de germinare este constituită dintr-un fund fals , pe care se așează orzul înmuiat , divizat în 16 regiuni(16 regiuni de ½ zile de germinare =8 zile germinare).Orzul înmuiat este încarcat în prima regiune și este mutat înainte de două ori pe zi. La sfirșitul germinației , malțul este preluat de șnecul transportor și transferat la instalația de uscare .

Atingerea obiectivelor procesului de germinare, respectiv citoliza, formarea echipamentului enzimatic, degradarea proteinelor și formarea aminoacizilor este dependentă de trei factori:temperatura de germinare, durata germinării și gradul de înmuiere.[8]

Tabelul 3.2.Corelația între parametrii de proces și caracteristicile malțului obținut [8]

3.1.5.Uscarea maltului

În cadrul tehnologiei de malțificare a orzului destinat fabricãrii berii uscarea malțului verde constituie o operație indinspensabilã.

Uscarea malțului are ca obiective:

eliminarea umidității malțului

stoparea germinării și modificării structurii bobului de orz

formarea compușilor de aromă și gust

Uscarea are loc în două faze:

în prima fază are loc reducerea umidității de la 40-48% la 19% (punctul critic), utilizând temperaturi ale aerului de uscare de până la 50 oC.

în faza a doua, umiditatea scade până la 3-5% pentru malțul blond și 1-3% pentru malțul brun. Temperaturile în ultima fază de uscare ajung până la 80-85 oC pentru malțul blond și 100-105oC pentru malțul brun

Ca urmare a acestui fapt, bobul de orz devine prea uscat pentru a putea fi atacat de enzime și poate fi depozitat pe perioade lungi de timp.

Uscarea stopează modificările care au apărut la germinare, deși, în prima etapă, când orzul este încă umed, creșterea temperaturii accelerează aceste modificări.

Uscarea se realizează în instalații numite uscătoare de malț, prin trecerea aerului cald prin patul de malț verde de la bază spre vârf. Temperatura inițială nu trebuie să fie foarte ridicată, atunci când umiditatea este mare, deoarece ar produce inactivarea enzimelor termolabile și gelatinizarea amidonului cu formare de malț sticlos.

Uscarea are loc, în majoritatea cazurilor în instalații cu un singur grătar basculant.Acesta permite încărcarea complet mecanizată, în strat cu grosimea de aproximativ 1 m și uscarea uniformã cu aer cald.Procesul de veștejire durează 6-10 ore, folosindu-se un amestec de aer proaspăt și recirculat în raport de 1:4, umiditatea malțului scăzând treptat.Faza de uscare finală durează până 10 ore, reducându-se umiditatea malțului cu creșterea temperaturii în trepte la 70,75,80 oC și în final la 82-85oC.Se folosește din ce în ce mai mult aer recirculat.În cazul malțului brun temperatura finală ajunge la 100-105 oC,durata totală de uscare fiind practic aceeași de 18-20 ore.

Folosirea unui curent rapid de aer cu temperatura sub 50oC la începutul uscării,permite evaporarea apei din straturile mai joase și o transportă către straturile superioare, fără a le crește umiditatea acestora din urmă. Numai o mică parte din activitatea enzimaticã se pierde în această etapă, deoarece evaporarea apei răcește boabele. Straturile inferioare devin mai uscate în timp ce straturile superioare sunt puțin modificate.

Pe măsură ce uscarea înaintează limita dintre malțul mai puțin uscat și cel uscat avansează prin stratul de boabe. Temperatura aerului de intrare poate fi crescută treptat,deoarece aerul se răcește prin încălzirea boabelor înainte de a ajunge în straturile umede. Temperatura de ieșire a aerului este cu aproximativ 30 oC mai joasă decât temperatura de intrare, până în momentul în care stratul superior ajunge la un conținut de 19% umiditate și temperatura crește brusc ating pragul critic.În acest stadiu, toată apa de pe suprafața boabelor s-a evaporat,iar coaja și rădăcinile s-au încrețit.Apa de pe suprafața boabelor trebuie să difuzeze în exterior pentru a putea fi evaporată.Temperatura aerului este crescută la aproximativ 70 oC, iar viteza de circulație a aerului scade.

Când umiditatea a ajuns la aproximativ 10% cea mai mare parte din apa rămasă este strâns legată de moleculele de amidon și de β-glucani (prin legături de hidrogen) și sunt necesare temperaturi mai ridicate pentru eliminarea ei. Viteza de circulație a aerului poate fi încă scăzută și o mare parte recirculată.În această faza se realizează transformările biochimice dorite, se formează aroma și gustul caracteristic pentru sortimentele de malț speciale.

În timpul primei faze a uscării, când evaporarea este intensă substanțele volatile din malțul verde sunt îndepărtate(aromele de iarba și de malț verde).

Cea mai importantă caracteristică a malțificării se referă la asigurarea unei activități enzimatice suficiente și uniforme a șarjei de malț.În unele uscătoare malțul nu este întors și, ca urmare, straturile inferioare sunt diferite de cele superioare. Diferența poate fi minimizată, dar la finalul uscării, malțul trebuie omogenizat. Alte malțării folosesc întorcătoare sau transferă malțul într-un alt uscător după prima fază a procesului.

În faza finală de uscare are loc inactivarea enzimelor termolabile.Cu toate acestea activitatea enzimatică esențială pentru plămădire nu este afectată.Inactivarea enzimelor apare ca urmare a denaturării termice a structurii lor proteice.Și alte proteine neenzimatice sunt denaturate, cantitatea de azot coagulabil din must fiind dependentă de procentul de proteine denaturate la malțificare și care nu mai sunt solubile în must.

Malțurile uscate intensiv (temperaturi mai ridicate, durate mai mari) dau un azot coagulabil mai mic și sunt mai puțin susceptibile de producerea turbiditații berii.[8]

Fig.3.8. Instalație de uscare [8]

1-camera cu aer cald,2- camera de uscare,3- gura evacuare ventilator,4- placa distribuție,

5- transportor malț uscat ,6- placi colectoare,7- grătar basculant,8- peretele uscătorului,9- braț ridicător,10- motor ,11- alimentare malț verde,12- evacuare aer uscător

3.2.Obtinerea mustului de bere (brasajul)

Prin brasaj se înțelege acea parte a procesului tehnologic de fabricare a berii prin care se obține mustul de bere. Procesul de brasaj este condus în secția de fierbere.

Brasajul cuprinde totalitatea operațiilor care conduc la o anumită compoziție a mustului de bere pornind de la caracteristicile materiilor prime.

Obținerea mustului de bere din malț,cu sau fara adaos de cereale nemalțificate,apã și hamei se împarte în urmãtoarele etape:

mãcinarea malțului și eventual a altor cereale

plãmãdirea pentru obținerea soluției de extract

filtrarea mustului primitiv

filtrarea mustului cu hamei

fierberea mustului cu hamei

rãcirea și limpezirea mustului fiert

3.2.1.Macinarea maltului

Pentru solubilizarea corespunzătoare a compușilor din bobul de malț și formarea extractului, malțul se macină. Procesul de măcinare trebuie să țină seama de cele două componente,cu caracteristici diferite din structura bobului de malț, respectiv cojile și endospermul.

Astfel obiectivele măcinării sunt:

Cojile trebuie să rămână cât mai intacte, deoarece:

Conțin taninuri,substanțe amare și colorante care se pot solubiliza în must și determină modificarea caracteristicilor senzoriale ale berii.

Ele formează stratul filtrant, în cazul filtrării mustului cu cazan de filtrare.

Calitatea unui măciniș este întotdeauna caracterizată de integritatea cojilor.

Endospermul necesită o mărunțire cât mai avansată deoarece:

Determină conținutul de extract

Determină compoziția chimică a mustului.

Particulele mici, respectiv făina, zaharifică mult mai repede decât grișurile și cantitatea de zaharuri reducătoare este mai mare, rezultând o bere cu grad de fermentare ridicat.Degradarea proteolitică decurge în mod similar, mai rapid la particulele de dimensiuni mici. [8]

Mãcinisul cu o proporție ridicatã de grișuri fine și fãinuri,asigurã o zaharificare mai ridicatã a plãmezii de unde rezultã obținerea unui grad ridicat de fermentare.La un mãciniș cu conținut ridicat de grișuri mari,zaharificarea merge greu și conduce la randamente scãzute și la musturi greu fermentescibile.

Cu cât mãcinișul este mai fin cu atat volumul ocupat de acesta este mai redus,iar stratul filtrant în cazanul de filtrare,fiind compact,îngreuneaza procesul de filtrare.De aici rezultã cã mãcinișul mai grosier ocupã un volum mai mare,dar este favorabil operațiunii de filtrare.

Dupã filtrare borhotul reține încã cantitãți apreciabile cu extract ce pot fi recuperate în cea mai mare parte prin spãlãri repetate.Spãlãrile exagerate duc însã la extragerea unor substanțe nedorite din tegument ,care influenteazã negativ culoarea mustului.

Pentru mãcinare se folosesc mori cu ciocane sau cu valțuri.Morile cu ciocane realizeazã o pulverizare finã a malțului,permițând utilizarea lor la procedee de filtrare continuã,cu tamburi rotativi sub vid,iar morile de malț cu valțuri permit functionalitatea produselor de mãciniș prin cernere,resprectiv obținerea separatã a grișurilor,a fãinii și tegumentului.[2]

A)Mãcinarea uscatã

Prin mãcinare uscatã cu ajutorul valțurilor se obțin mai multe fracțiuni de mãciniș.Morile pentru mãcinarea uscatã a malțului se executa cu 2,4,5 sau 6 valțuri cu viteze de rotație egale sau diferite.

La morile cu doua valțuri,acestea se rotesc în sens contrar.Ele se utilizeazã numai în fabrici de capacitãți mici.Mãcinișul obținut conține cca 30% tegumente și 20% fãinuri.

Morile cu patru valțuri se utilizeazã în fabrici cu capacitãti mijlocii.Ele dispun de douã perechi de valțuri:prima produce zdrobirea grosierã a boabelor,iar a doua pereche produce mãcinarea propriu-zisa.Se obțin astfel cca 25% tegument , 60% grișuri și cca 15% fãinuri.

Cele mai rãspandite mori însã sunt cele cu trei perechi de valțuri.Prima pereche are misiunea de a zdrobii boabele dupã care urmeazã o cernere pentru îndepãrtarea fãinei și a grișurilor fine,care nu necesitã altã mãcinare.Tegumentul rãmas pe prima sitã este condus la cea de-a doua pereche de valțuri,unde aici tegumentul fãrã sã fie sfãrâmat se produce despãrțirea fãinei din tegument,dupã care urmeazã o cernere pentru separarea grișurilor mari care se unesc cu grișurile mari provenite de la prima pereche de valțuri și împreunã sunt aduse cãtre a trei perechi de valțuri pentru mãcinarea intensivã.[2]

Fig.3.9.Moară de măcinare cu trei perechi de valțuri [8]

1- distribuitor,2- prima pereche de valțturi,3- a doua pereche de valțuri,4- a treia pereche de valțuri,5- sită vibratoare superioară,6- sită vibratoare inferioară,7- coji și grișuri,8- grișuri,9- făină

Morile cu 5 valțuri au modul de lucru asemãnãtor cu cele cu 6 valțuri,cu deosebirea cã al doilea pasaj este conceput atât pentru zdrobirea boabelor cât și pentru eliberarea tegumentelor din fãinuri.[2]

B)Mãcinarea umedã

În vederea reducerii duratei de filtrare a mustului și a mãriri înãlțimii stratului de borhot în cazanele de filtare,s-au introdus procedee și instalații de mãcinare umedã a malțului.

Mãcinarea umedã urmãrește mãrunțirea malțului și preplãmãdirea într-un singur agregat.Instalația se compune dintr-un recipient de alimentare pentru malț prevãzut cu valț de distribuire,o pereche de valțuri pentru strvire,o camerã de amestecare a plãmezii,duze de pulverizare și spãlare,cât și din pompele de plãmândã și de apã.

Malțul este înmuiat cca 20 min cu apã aducându-se astfel la o umiditate de aproximativ 30%.În urma acestei preînmuieri tegumentul devine elastic,iar cu ajutorul valțurilor strânse se pot zdrobi și particulele fãinoase mai puțin degresate ale bobului de malț fãrã a se sfãrâma tegumentul.Deși temperatura apei nu depașește 30-40 °C,mãcinarea umedã contribuie la intensificarea procesului de plãmãdire,deoarece în cursul preînmuierii și mãcinãrii malțului începe solubilizarea pãrtii fãinoase din bob și dizolvarea enzimelor.

Mãcinarea umedã prezintã urmatoarele avantaje:

Se pãstreazã mai bine integritatea tegumentului

Se pot realiza straturi de borhot la filtrare cu înãlțimi pânã la 60-80 cm fața de cca 30 cm la mãcinarea uscatã

Se pot obține randamente mai mari,ca urmare a intensificãrii proceselor de mãcinare și plãmãdire

Se evita pierderile de malț la mãcinare prin generare de praf.[2]

3.2.2.Plãmãdirea malțului

În procesul de plãmãdire se urmarește solubilizarea componentilor solizi ai malțului prin procese de amestecare cu apã si cu ajutorul enzimelor.Astfel se obtine mustul de bere,iar componenții constituie extractul.Principalii componenti solubili reprezintã hidratii de carbon ,proteinele și substanțele minerale.La plãmãdire se adaugã și fãinuri nemalțificate de cele mai multe ori,în scopul mãriri cantitãtii de extract.Prin solubilizare cu apa rece se realizeazã un extract cu randament de pânã la 15 % fațã de cantitatea de suprafața uscatã din malț.În urma acțiunii enzimelor,randamentul de extracție crește pânã la peste 70%.Cca 75% din cantitatea de extract este compusã din hidrati de carbon,iar restul constituie dextrine,proteine,pentozani și alti componenti nefermentescibili.

Principalul proces de solubilizare enzimaticã care are loc în decursul plãmãdirii,este cel al degradãrii amidonului.În afarã de acesta au loc descompuneri ale proteinelor,a hemicelulozelor și substanțelor mucilaginoase,a polifenolilor și antocianogenelor,dar și a unor fosfati.[2]

3.2.3.Descompunerea amidonului

Descompunerea amidonului are drept scop obținerea de zaharuri fermentescibile care prin fermentare să conducă la obținerea de alcool și produși de metabolism care caracterizează aroma și gustul berii.

Descompunerea amidonului are loc în trei etape:

gelatinizarea

lichefierea

zaharificarea

Gelatinizarea amidonului presupune absorbția apei, umflarea granulelor de amidon și spargerea lor cu formarea unei soluții vâscoase.Acest proces permite atacul enzimelor solubilizate în apa de plămădire.Temperatura de gelatinizare este diferită pentru fiecare tip de cereale.

Lichefierea amidonului se realizează sub acțiunea α-amilazei.Această enzimă atacă moleculele de amiloză și amilopectină din structura amidonului și le transformă în compuși cu catene mai scurte (dextrine).Rezultatul acestui proces este reducerea vâscozității soluțiilor și creșterea activității enzimatice a celorlalte enzime aminolitice.

Zaharificarea amidonului presupune degradarea completă a acestuia și transformarea lui în zaharuri fermentescibile și dextrine.

Degradarea amidonului trebuie monitorizată permanent în timpul procesului de obținere al mustului de bere, deoarece prezența amidonului nezaharificat în berea finită poate determina instabilitate coloidală și apariția tulbidității.

Zaharificarea amidonului se realizează sub acțiunea enzimelor amilolitice:

α-amilaza degradează amiloza și amilopectina cu formare de dextrine.Ea are o temperatura optima de acțiune de 72-750 C și un pH optim de 5.6-5.8.Este inactivată termic la 80 oC.

β-amilaza acționează la capetele nereducătoare ale lanțurilor de amiloză,amilopectină și ale dextrinelor rezultate în urma atacului α-amilazei, cu formare de maltoză, glucoză, maltotrioză.

dextrinaza limită are o acțiune redusă în timpul zaharificării malțului deoarece ea are o temperatură optimă de 55 –60 oC și o temperatură de inactivare de 65 oC. Ea acționează asupra dextrinelor care conțin legături 1-6 glucozidice, specifice amilopectinei, și care nu pot fi degradate de α sau β-amilaze. [8]

Tabelul 3.3.Corelația între temperatura de zaharificare,gradul final de fermentare,durata de zaharificare și pH-ul plãmezii [2]

3.2.4.Tehnica plãmãdirii

Plãmãdirea începe cu introducerea mãcinișului în apã,unde cantitatea de mãciniș folositã pentru o fierbere reprezintã o sarja,iar soluția de extract obținuta dupã plãmãdire și filtrare poartã denumirea de must primitiv.

Concentrația plãmezii influențeazã activitatea enzimaticã.La o vâscozitate mare a plãmezii aceasta se încetinește,ca urmarea îngreunãrii proceselor de difuzie între substanțã și enzimã.

Plãmanda la fabricarea berii blonde are o concentrație mai micã(4-5 hl de apã pentru fiecare 100 kg mãciniș),în timp ce la plãmãdirea mãcinișului pentru berea brunã se iau în calcul 3-3,5 hl apã pentru 100 kg mãciniș.

Mãcinișul înainte de a fi introdus în cazanul de plãmãdire trece adeseori printr-un preplãmãditor,iar în timpul plãmãdirii apa din cazan se supune unei agitãri puternice pentru asigurarea amestecãrii mãcinișului în apã.

Pentru obținerea mustului de bere se cunosc douã procedee de plãmãdire care diferã între ele fundamental,resprectiv procesul de plãmãdire prin decocție și cel prin infuzie.[2]

a) Brasajul prin infuzie – cel mai simplu procedeu, necesitând un singur cazan pentru prelucrarea plămezii. Acest procedeu conduce la beri cu gust mai puțin pronunțat de malț și culoare mai deschisă.

Avantajele procedeului – conducerea operației poate fi realizată automat; consumul energetic este cu 25 – 50 % mai redus.

Dezavantaje – randament mai scăzut.

Procedeul prin infuzie presupune ca întreaga plămadă să fie încălzită treptat, cu pauzele de timp/temperatură corespunzătoare până la temperatura finală de plămadire prin infuzie la 35°C (este favorizată hidroliza profundă a proteinelor și β-glucanilor)

b) Brasajul prin decocție – este caracterizat prin faptul că o parte din plămadă este transvazată în cazanul de zaharificare unde este fiartă (formând decoctul). Prin reintroducerea decoctului peste restul de plămadă se ridică temperatura întregii plămezi până la nivelul ultimului palier de temperatură. După numărul de decocturi, metodele de brasaj sunt cu trei decocții, două decocții sau o decocție. Fierberea unei părți din plămadă sub formă de plămadă groasă are următoarele efecte:

gelatinizarea și zaharificarea amidonului nemodificat la malțificare;

extracție mai intensă a substanțelor din coaja bobului;

formarea mai intensă a melanoidinelor;

degradarea mai slabă a proteinelor din decoct;

reducerea cantității de enzime active din întreaga plămadă;

un randament la fierbere mai mare.

Brasajul prin decocție necesită instalații formate din cazan de plămădire și cazan de zaharificare și se realizează cu un consum energetic cu 20% mai ridicat față de procedeul prin infuzie.

Brasajul prin decocție cu o singură plămadă – este un procedeu mixt de infuzie și decocție, ridicarea temperaturii de la 63 – 65 °C la 75 °C făcându-se prin întoarcerea decoctului. Decoctul poate fi utilizat și pt ridicarea temperaturii de la 35 °C la 50°C sau de la 50°C la 63C°, dar volumul decoctului în aceste cazuri trebuie să fie mai mic.

Brasajul cu 2 decocții – cel mai frecvent utilizat procedeu la obținerea berilor de culoare deschisă și de fermentație inferioară. Acest procedeu se practică în mai multe variante, ce diferă prin temperatura de plămădire, temperaturile după întoarcerea decocturilor, calitatea malțului prelucrat și tipul de bere fabricat.

Brasajul cu temperatura de plămădire de 50°C, temperatură la care plămada reziduală rămâne un timp mai îndelungat, conduce la înrăutățirea plinătății gustului berii și a însușirilor ei de spumare. Brasajul la temperatura medie de 62°C, superioară temperaturii optime de degradare a proteinelor, permite obținerea de bere cu însușiri bune de spumare. Acest procedeu nu permite însă hidroliza β-glucanilor și, în consecință, se recomandă a fi utilizat la malțuri bine solubilizate.

Brasajul cu 3 decocții – cea mai veche metodă de brasaj prin decocție. Are durata cea mai mare (cca. 5,5 ore pt berile brune și 3,5-4 ore pt berile blonde) și se folosește de obicei pentru obținerea berilor brune. Acest procedeu se pretează la pelucrarea malțului cu activitate enzimatică ridicată.

Prima și a doua plămadă pentru decoct sunt scoase sub formă de plămadă groasă, formată prin sedimentarea cojilor și grișurilor mari dupa oprirea agitatorului. Plămada groasă conține particule provenite din partea nesolubilizată sau slab solubilizată a bobului, care la fierbere suferă o degradare fizică, permițând hidroliza enzimatică a acestora după întoarcerea decoctului peste restul de plămadă. [2]

3.2.5.Filtrarea plãmezii

Filtrarea are drept scop separarea mustului de malț limpede de particulele aflate în suspensie și de precipitatele formate la brasaj. Partea insolubilă a plămezii este denumită borhot de malț.

Filtrarea plămezii presupune două stadii:

Scurgerea primului must;

Spălarea borhotului de malț, rezultând ape de spălare sau mustul secundar.

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

Filtrarea plămezii se poate face prin strat filtrant natural din borhot sau prin straturi filtrante artificiale (pânze filtrante, membrane filtrante).

Filtrarea prin strat filtrant de borhot se face în cazane de filtrare de diverse construcții, în structura cărora exista întotdeauna un suport din tablă perforată pe care se formează stratul de borhot. Viteza de scurgere a primului must, precum și cea a apelor de spălare depinde de:

temperatura plămezii și a apei pentru spălare, care influențează vâscozitatea și care trebuie să fie cât mai ridicată, dar să nu depățească 80 °C (cazanul trebuie să fie bine izolat);

porozitatea stratului filtrant din borhot (depinde de calitatea malțului utilizat, de structura măcinișului și de modul de măcinare a malțului).

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

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

Cazanul de filtrare este dotat cu un dispozitiv de afânare cu 2, 3, 4 sau 6 brațe, în funcție de mărimea cazanului. Acest dispozitiv este prevăzut cu cuțite de construcție specială, așezate pe brațele dispozitivului astfel incât fiecare cuțit are propria sa traiectorie de tăiere. Forma cuțitelor și așezarea lor pe brațe asigură uniformitatea spălării borhotului.[2]

Fig.3.10. Cazan de filtrare a mustului de bere [8]

1-hotă pentru eliminarea vaporilor; 2-capac; 3-fund; 4-fund intermediar perforat; 5-izolație termică; 6-conductă de plămada; 7-dispozitiv de tăiere cu cuțite; 8-acționarea dispozitivului de tăiere; 9-dispozitiv de ridicare a cuțitelor; 10-conductă pentru ridicarea dispozitivului de tăiere; 11-conductă de apă pentru spălarea borhotului; 12-braț rotativ; 13-conducte pentru evacuarea mustului; 14-baterie de robinete; 15-preaplin la robinete; 16-jgheab de evacuare.[2]

3.2.6.Fierberea mustului de bere

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

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

Definitivarea compoziției chimice a mustului prin inactivarea enzimelor;

Sterilizarea mustului;

Evaporarea surplusului de apă și atingerea concentrației în extract a mustului specific sortimentului de bere produs;

Formarea de substanțe reducătoare și de culoare;

Eliminarea unor substanțe cu sulf;

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

Ca efecte secundare la fierberea mustului de bere se constată o închidere de culoare a acestuia, formarea de substanțe reducătoare cu acțiune protectoare față de oxidare și creșterea acidității mustului.

Extracția și transformarea substanțelor din hamei

Substanțele amare și uleiurile volatile din hamei conferă berii gustul amar și aroma specifică.

Substanțele amare din hamei se solubilizează în must și se izomerizează. Solubilitatea substanțelor amare se intensifică cu creșterea gradului de mărunțire al hameiului și cu creșterea pH-ului mustului.

La de fierbere a mustului, α-acizii amari se izomerizează și se transformă în α-acizi amari mult mai solubili în must și bere decât α-acizii din care au provenit. Izomerizarea se face cu un randament ce depinde de natura acidului amar ce se izomerizează, durata fierberii, pH-ul mustului, concentrația mustului, cantitatea de trub formată la fierbere, limpiditatea mustului supus fierberii și cantitatea de substanțe amare utilizate. Randamentul de izomerizare variază între 50 și 80-90 %. Randamentul de utilizare a substantelor amare din hamei este de minimum 20%.

Un factor foarte important ce influențează randamentul de izomerizare este durata fierberii (durata medie de fierbere trebuie sa fie peste 90 min). Hameiul se adaugă de obicei în mai multe porțiuni: prima porțiune se adaugă la începutul fierberii (va forma amăreala de bază), a doua la mijlocul duratei de fierbere, iar ultima cu 15 – 20 min înaintea sfârșitului fierberii. Ultima porțiune reprezintă 20 % din cantitatea totală de hamei.

Uleiurile volatile din hamei dau berii aroma specifică de hamei. Uleiurile din primele porțiuni de hamei sunt antrenate de vaporii de apă formați și, deci, se pierd. Pentru a asigura o aromă suficientă și plăcută, ultima porțiune de hamei se adaugă numai cu 15-20 min înainte de sfârșitul fierberii. Aroma de hamei va depinde de alegerea soiului de hamei sau a preparatului de hamei utilizat, de cantitatea de hamei utilizată și de momentul optim ales pentru atingerea aromei dorite. Substanțele ce dau aromă de floare de hamei sunt β-linalolul, humulen-epoxidul II și λ-terpineolul.

Polifenolii din hamei (antociani, catechine, taninuri) sunt substanțe solubile în apă și la fierbere se dizolvă rapid în must, contribuind la formarea trubului la fierbere, la plinătatea gustului berii și la amăreala berii.

Inactivarea enzimelor prezente în must are loc în primele minute de fierbere. Prin inactivarea lor se păstrează raportul glucide fermentescibile/glucide nefermentescibile stabilit la brasaj.

Sterilizarea mustului este necesară pentru distrugerea microflorei străine adusă de malț, care ar provoca acidifierea necontrolată a mustului. Sterilizarea se realizează prin aducerea mustului la temperatura de fierbere.

Concentrarea mustului diluat prin amestecarea primului must cu apele de spălare trebuie să se facă până la concentrația caracteristică sortimentului de bere fabricat.

Evaporarea apei se face cu un consum energetic ridicat; de aceea, la fierbere, este recomandat:

Fierberea să nu dureze mai mult decât este necesar;

Sa nu fie necesară evaporarea unei cantități prea mari de apă;

Să se recupereze o parte din energia consumată prin evaporare.

Formarea de substanțe reducătoare și de culoare. Pe parcursul fierberii are loc formarea de melanoidine și reductone. Aceste transformări conduc la formarea de substanțe colorate/colorante ce produc închiderea la culoare a mustului fiert. Produșii de aromă formați în reacția Maillard, incluzând și heterociclii, sunt implicați în aroma de malț a mustului fiert și a berii. Reductonele formate la fierbere acționează protector deaorece reacționează cu oxigenul.

Îndepărarea substanțelor cu sulf. Mustul conține S-metilmetionină (SMM) care se transformă la fierbereîn sulfură de dimetil (DMS), compus cu prag de sensibilitate foarte scăzut și care, în concentrație mai mare, conferă berii gust și miros neplăcute. Cu cât fierberea mustului este mai intensă, cu atât se formează o cantitate mai care mare de DMS, care este evaporată la fierbere. La o durată de fierbere de 80 – 90 min se asigură transformarea MM în DMS și îndepărtarea acestuia sub pragul de sensibilitate.

Coagularea unor substanțe cu azot și a complexelor proteine-polifenoli. Proteinele se insolubilizează la fierbere și se aglomerează formând trubul la fierbere. Precipitarea maximă are loc la pH 5,4. La temperaturi mai mici de 80 °C are loc și formarea de complexe proteine-polifenoli oxidați care contribuie la volumul trubului. Formarea trubului depinde de intensitatea fierberii și de durata acesteia (la o durată a fierberii de 2 ore aproape toți compușii cu azot coagulabil sunt insolubilizați).

Metode de fierbere:

1.Fierbere convențională – se realizează la presiune atmosferică, pe o durată de cca 2 ore în cazane de fierbere de diferite forme constructive (secțiune circulară, cu secțiune dreptunghiulară). Fierberea convențională se realizează la 100 ºC cu o durată de menținere la această temperatură de 80-90 min

2.Fierbere la presiune joasă – se poate realiza în instalații de diferite construcții care au incluse în construcție suprafațe suplimentare de căldură, de tipul fierbătorului interior și al fierbătorului exterior. Fierberea se realizează la 102 – 106 °C (maximum la 110 °C).

3.2.7.Separrea trubului la cald

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

Trubul la cald are particule de 30-80 µm și se formează în cantitate de 40-80 g s.u./hl must sau 200-400 g trub umed/hl must. [2]

Tabelul 3.4.Compoziția trubului la cald [2]

3.3.Rãcirea și limpezirea mustului

Mustul cald, limpezit, trebuie răcit de la temperatura de 95 – 98 °C până la temperatura de însămânțare cu drojdie (5 – 7 °C pt drojdia de fermentație inferioară și 10 – 15 °C pt drojdia de fermentație superioară). De asemenea, răcirea mustului fiert urmărește și formarea trubului la rece, trub ce se formează din complexe proteine-polifenoli care precipită la răcirea mustului. Răcirea unei șarje de must trebuie să se facă în 50 – 90 min, operația realizându-se în:

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

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

răcitoare plane care prezintă același dezavantaj ca precedentele;

răcitoare tubulare închise;

răcitoare țeavă în țeavă;

răcitoare aeratoare;

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

suprafața ocupată de utilaj este mică;

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

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

durata de trecere a mustului prin răcitor este foarte scurtă;

nu există pericolul contaminării mustului cu microorganisme.

3.3.1. Limpezirea la rece a mustului (separarea trubului la rece)

La răcirea trubului sub 60oC, acesta începe să se tulbure datorită formării de precipitate fine care constituie trubul la rece sau trubul fin. Răcirea mustului de la 30oC până la 0oC conduce la creșterea cantității de trub la rece. La 0oC cantitatea de trub la rece variază între 15 și 30 g/hl, ceea ce reprezintă 15-35% din cantitatea de trub la cald. Compoziția trubului la rece este: proteine – 48 – 57%; substanțe polifenolice – 11 – 26 %; gluci de: 20 – 36 %.

Trubul la rece trebuie bine îndepărtat pentru o bună filtrabilitate și fermentare a mustului. El se separă mai greu decât trubul la cald, particulele având dimensiuni de la 0,5-1 µm. Separarea trubului la rece se face prin diferite metode care diferă între ele prin procentul de îndepărtare a trubului la rece. Separarea se poate realiza prin sedimentare, centrifugare, filtrare sau/și flotație.

Limpezirea prin sedimentare – se face în linuri sau în tancuri de sedimentare, înălțimea stratului de must fiind de cca. 1 m și necesită 12 – 16 ore repaus. Când se face limpezirea în linuri de angajare a mustului însămânțat cu drojdie, după limpezire, mustul trebuie trecut în linul de fernmentare înainte de demararea fermentării

Limpezire prin centrifugare – se practică mai rar, având o eficiență redusă.

Limpezire prin filtrare – cea mai eficientă și se realizează în filtre cu aluvionare (consumul de kieselgur este de 50 – 100 g/hl must).

Flotația constă în separarea particulelor de trub prin ridicarea lor într-un strat de spumă cu ajutorul bulelor de aer. Separarea prin flotație se realizează într-un tanc de flotație și poate fi condusă în musrul neînsămânțat sau însămânțat cu drojdie. valțuri [8]

3.4.Tehnologia fermentãrii-fermentarea mustului de bere

Prin fermentarea mustului de bere se urmãrește transformarea zaharurilor fermentescibile în alcool etilic și bioxid de carbon cu ajutorul complexului enzimatic al drijdiei de bere.[2]

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

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

Fermentarea mustului se realizează în două faze:

fermentarea principală sau primară;

fermentarea secundară (finală).[2]

3.4.1.Fermentarea primarã

Mustul răcit și limpezit este colectat în tancul de fermentație primară. Procesul de fermentație începe odată cu adaosul de drojdie. Acest procedeu se numește “însămânțarea mustului de bere”.

Adaosul normal de drojdie de bere este 0.5 l / hl pentru un must de 12°P. Aceastã doză corespunde unui număr de 15-20 x 106 celule/ ml must. Adaosul poate fi mai mic în cazurile:

compoziția chimică a mustului este ireproșabilă

dacă fermentația are loc la o temperatură mai ridicată

nu există pericolul unei infecții secundare

Un adaos mai mare se recomandă în cazurile:

dacă fermentația primară are loc la temperaturi scăzute

dacă starea fiziologică a drojdiei este necorespunzătoare sau a fost depozitată o perioadă mai îndelungată (mai mult de 72 de ore)

în cazul fermentării musturilor concentrate

în cazul fermentării musturilor brune sau a berilor speciale închise la culoare

când nu avem un conținut corespunzător de oxigen în must

dacă se dorește o accelerare a vitezei de fermentație

La un adaos normal de 0.5 l / hl. timpul normal de fermentație primară este de 9 zile.

La un adaos de 1 l / hl timpul de fermentație se reduce la 7 zile, iar la 2 l / hl fermentarea este terminată după 4-5 zile.

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

Rezultatul fermentării primare a mustului este așa numita bere tânără, care este trecută în continuare la fermentarea secundară, apoi la filtrare, după care se obține berea finită.[8]

3.4.2. Procedee de angajare a fermentației

Pentru însămânțarea mustului de bere și amorsarea fermentației se pot folosi mai multe procedee:

Însămânțarea mustului cu drojdie din vasele de stocare cu ajutorul pompelor cu membrană.

Propagarea succesivã –procedeul se practicã atunci când nu avem drojdie suficientă la dispoziție sau când se multiplică culturile pure.În acest procedeu se însămânțează mustul cu 1 l /hl suspensie de drojdie iar la apariția primelor semne de fermentație se dublează cantitatea de must.Procedeul se repetă până la umplerea vasului de fermentație.Mustul care se folosește pentru adaos trebuie să aibă întotdeauna aceeași temperatura cu mustul din tancul de fermentație, pentru evitarea șocurilor de temperatură.

c)Procedeul cu creste –mustul răcit se însămânțează cu must aflat în faza de fermentație a crestelor înalte într-un raport de 3:1.Procedeul se aplică atunci când nu avem la dispoziție altă sursă de drojdie. Are dezavantajul că, necesită multe manipulări și există pericolul unei infecții secundare[2]

Transformări în mustul de bere

a) Fermentarea zaharurilor – derulată pe calea Embden-Meyerhof-Parnas, este redată prin ecuația:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q

Zaharurile din must sunt fermentate cu viteze diferite, și anume:

la demararea fermentației sunt fermentate hexozele;

fermentația principală se caractrizează prin fermentarea maltozei;

fermentarea secundară este dominată de fermentarea maltotriozei.

Viteza de fermentare a zaharurilor este determinată de caracteristicile tulpinilor de drojdie, stare fiziologică a culturii, cantitatea de inocul, temperatura de fermentare, compoziția și concentrația în extract, geometria vasului de fermentare, convecția în must și presiunea.

Prin transformarea zaharurilor în alcool, densitatea mustului scade, dinamica fermentației putând fi urmărită prin măsurarea concentrației în extract a mustului (cu zaharometru Balling). Profunzimea fermentației se exprimă în grade de fermentare (sau atenuarea mustului). Gradul de fermentare exprimă procentul din extractul total al unui must care a fost fermentat și se calculează cu relația:

GF = ((ep – et)/ep)*100, (%)

GF – gradul de fermentare; ep – extractul mustului primitiv, (%); et – extractul în produsul fermentat în momentul determinării gradului de fermentare, (%).

După modul în care se determină et și după momentul calculării gradului de fermntare se deosebesc:

grad de fermentare aparent – et se măsoară ca extract aparent în mustul fermentat, conținând alcool etilic, cu ajutorul zaharometrului;

grad de fermentare real – et se măsoară ca extract real în produsul dezalcoolizat prin distilare și reconstituit.

GFr = Gfa*0,81 unde (0,81 – factor stabilit experimental de Balling)

Pentru conducerea procesului de fermentație este important să se stabilească următoarele grade de fermentare:

gradul final de fermentare, determinat numai în condiții de laborator, el exprimă fermentescibilitatea maximă a unui anume must;

gradul de fermentare în berea tânără, deci după fermentarea primară;

gradul de fermentare în berea matură, numit și grad de fermentare al berii la vânzare.

Fiecare dintre aceste grade se poate determina ca grad aparent sau real. Gradul de fermentare în diferite etape de fermentare are următoarele valori:

grad de fermentare aparent în berea tânără – 70 – 73 la bereba blondă și 58 – 60 la berea brună

grad final de fermentare aparent – 80 – 83 la berea blondă și 70 – 72 la berea brună

b) Formarea și îndepărtarea produșilor finali de fermentație este rezultatul activitățiii vitale a drojdiilor în must. Produsele secundare de fermentație. În funcție de concentrația lor în produsul fermentat, în raport cu pragul lor de sensibilitate, pot influența pozitiv plinătatea gustului berii. Aroma și stabilitatea spumei berii su pot dăuna acestor însușiri. Concentrația la care produsele secundare ajung în bere este influențată de factorii ce determină viteza si intensitatea fermentației alcoolice. Substanțele incluse în produșii secundari de fermentație sunt: alcoolii superiori, aldehide, esterii, dicetonele vicinale, compușii volatili cu sulf, glicerina și acizii organici.

Substanțele acumulate peste pragul de sensibilitate și care dau aroma de bere tânără sunt: diacetilul, aldehidele, compușii cu sulf. În timpul maturării berii, aceste substanțe sunt îndepărtate prin metode biochimice și fizice.

Aroma de fermentare a berii maturate este datorată prezenței în concentrații diferite a alcoolilor superiori și esterilor.

c) Alte transformări în must la fermentare se referă la:

transformări ale substanțelor cu azot (consumarea de azot α-aminic de către drojdi, excreția de substanțe cu azot de către drojdii după încetarea fermentației primare, precipitarea polipeptidelor cu M mare);

scaderea pH-ului de la 5,3 – 5,6, în mustul primitiv, la 4,3 – 4,6, în bere, cauzată de formarea de acizi organici, consumarea de ioni fosfat și de α-aminoacizi;

creșterea capacității reducătoare, deci scăderea rH-ului berii datorită consumului de oxigen din must de către drojdie (conținutul de oxigen în berea din tancul de maturare ajunge la 0,01 mg/l);

deschiderea culorii berii (datoritî scăderii pH-ului și adsorbției de substanțe colorate/colorante de către drojdie);

precipitarea și adsorbția de către drojdie a unor substanțe amare și polifenolice;

dizolvarea de CO2 în bere, solubilizarea fiind dependentă de temperatura berii și de presiunea exercitată asupra berii. Berile de bună calitate au 4,5 – 5 gCO2/l. La tragerea berii în ambalaje se pierd cca.0,3 gCO2/l și, din această cauză, berea la sfârșitul fermentației trebuie să conțină 4,7 – 5,5 gCO2/l. Doar 15% din CO2 produs la fermentație rămâne dizolvat în bere, restul se pierde sau poate fi colectat.[9]

3.4.3. Conducerea procesului de fermentație

Procesul de fermentație este influențat, în primul rând de temperatura de fermentație.Temperatura mustului aflat în faza de fermentație, crește continuu, deoarece reacțiile biochimice de fermentare sunt exoterme.Pentru desfășurarea în condiții optime a tuturor proceselor care sunt necesare atât în faza de fermentație primară,dar și secundară este necesar ca temperatura să fie menținută strict între anumite limite.Alegerea temperaturii optime se face în funcție de caracteristicile calitative ale berii finite (gradul de fermentare, aroma, gustul).

Fermentarea primară a mustului, pentru o bere Lager, se poate realiza prin două procedee:

Procedeul de fermentație la rece,unde temperatura de angajare este de 5oC iar temperatura de fermentație este de maxim 9oC.

Procedeul de fermentație la cald,unde temperatura de angajare este de 8oC iar temperatura de fermentație este de maxim 10-12oC.

Procedeul de fermetație la rece

Acest procedeu permite realizarea unor indicatori maximi de calitate, deoarece la temperaturi joase scăderea pH-lui este mai lentă și toate celelalte reacții dependente de această valoare sunt mai lente.Berea obținută are un gust mai fin și rotunjit, o plinătate mai mare, spumă persistentă și o amăreală fină, echilibrată.

Acest procedeu are însă dezavantajul unei viteze reduse de fermentație, care poate fi compensată prin aerarea abundentă a mustului.

Procedeul de fermentație la cald

Acest procedeu este folosit în special pentru exploatarea la maxim a capacității de producție.Fermentarea la cald determină formarea unor creste mai înalte, datorate conținutului mare de CO2 degajat în unitatea de timp.Drojdia degenerează mai repede și poate influența gustul berii finite.Scăderea rapidă a pH-lui determină precipitarea avansată a compușilor care conferă plinătatea berii.

Durata fermentației

Durata fermentației este în strânsă corelație cu temperatura de fermentație.

Prin durata fermentației se înțelege timpul în zile, care sunt necesare pentru atingerea unui anumit grad de fermentație.Timpul optim este de 7 zile.Acest timp se realizează dacă:

mustul este aerat corespunzător

mustul are o compoziție normală în zaharuri fermentescibile și nutrienți pentru drojdie

dacă doza de însămințare a fost suficientă.[8]

3.4.4.Etapele procesului de fermentatie primara

Fermentația primară poate fi condusă și după unele aspecte caracteristice ale mustului în timpul fermentației.

Principalele etape sunt:

1.Amorsarea fermentației (prima zi)

2.Faza crestelor joase (a 2-a și a 3-a zi)

3.Faza crestelor înalte (a 4-a și a 5-a zi)

4.Faza finală (de la a 6-a zi pâna la finalul fermentației)

Fermentația se mai poate urmări după:

Comportarea drojdiei (evoluția numărului de celule)

Scăderea extractului

Scăderea pH-lui

1.Amorsarea fermentației

După însămânțarea mustului răcit și limpezit, cu drojdie de bere, la suprafața mustului apare un strat alb (prima spumă).În acest interval, extractul scade cu 0.3-0.5 % / 24 h. pH-ul scade cu 0.25-0.3 unități, iar temperatura crește cu 0.5-1.0 oC.

2.Faza crestelor joase

Această etapă durează aproximativ două zile.Pe suprafața mustului apare un strat de spumă densă, cu forme neregulate. Degajarea de CO2 este intensă, ridicând la suprafață diverse rășini de hamei, trub rece ; ca urmare stratul de spumă se colorează în brun.Scăderea extractului este de 0.6-1.0% / 24 h.Temperatura crește cu 1.5-2 oC (dacă nu se face răcirea).

3.Faza crestelor înalte

Începe în ziua a treia și durează 2-3 zile.În această etapă are loc cea mai intensă fermentație.Crestele au o înălțime de până la 30 cm și sunt colorate în galben-brun.Scăderea extractului atinge valoarea maximă 1.2-2.5/ 24 h.În această fază se atinge și temperatura maximă de fermentație, care trebuie menținută prin răcire.pH-ul mustului scade la valoarea finală. Multiplicarea drojdiei încetează complet.Răcirea mustului aflat în fermentație trebuie făcută cu mare prudentă, deoarece cel mai mic șoc de temperatură, determină sedimentarea drojdiei.

4.Faza finală

Această fază se caracterizează prin prăbușirea crestelor și formarea unei pelicule uniforme și dense.Aspectul este vărgat, cu dungi de rășini de hamei.Grosimea acestui strat este de aproximativ 2 cm.Scăderea extractului este de 0.2-0.4 %/24h.pH-ul rămâne constant sau poate să crească ușor.Drojdiile floculante se depun într-un strat compact pe fundul vasului de fermentație.Din această fază, începe răcirea avansată a berii pentru a putea fi tranferată la fermentația secundară la 2.5-3 oC.Practic, răcirea mustului începe atunci cand s-a atins un grad de fermentație de 45-60 % din gradul final de fermentare.În acest moment, este necesară recoltarea drojdiei, pentru folosirea ei în fermentațiile viitoare.În general se recoltează 2-2.6 litri / hl must de bere.

Anomaliile procesului de fermentație

Nu întotdeauna procesul de fermentație decurge conform etapelor descrise anterior.Diferite aspecte, care pot conduce la anomalii de fermentație sunt:

Locuri golașe pe suprafața mustului

Cauzele pot fi:

Repartiția neuniformă a drojdiei în must

Oxigenarea insuficientă a mustului la însămânțare

Vitalitatea scăzută a drojdiei de însămânțare

Remedierea:

Agitarea mecanica a mustului (procedeu nerecomandat deoarece apare un pericol de infecție secundară)

Amorsarea greoaie a fermentației

Cauzele pot fi:

Mustul de bere este infectat

Drojdia are o vitalitate scăzută

Mustul de bere nu conține suficienți nutrienți pentru drojdie (compoziție necorespunzătoare a mustului de bere)

Remedierea:

Adăugarea unui supliment de drojdie și aerarea suplimentară

Adaos de extract de malț (apare pericolul unei infecții secundare)

Oprirea fermentației (în faza crestelor joase)

Cauzele pot fi:

Compoziția necorespunzătoare a mustului de bere

Drojdia a fost supusă unui șoc termic

Remedierea:

Transvazarea mustului în alt tanc

Adăugarea unui supliment de drojdie

Orice măsura este utilizată în aceasta fază, calitatea berii este compromisă.[8]

3.4.5.Gradul de fermentație

Pentru determinarea felului în care decurge fermentația se determină gradul de fermentare.

Pentru determinarea gradului de fermentare trebuie să cunoaștem:

Extractul inițial al mustului (concentrația mustului primitiv), oP

Extractul în momentul determinării, o P

În funcție de momentul și modul determinării, putem obține diferite grade de fermentație:

Gradul de fermentare aparent

Gradul de fermentare aparent reprezintă raportul între extractul inițial al mustului, exprimat în g/100 g și extractul determinat cu zaharometrul în momentul recoltării probei.

Extractul determinat cu zaharometrul, în secția de fermentație este afectat de densitatea alcoolului prezent în proba de analizat.Extractul astfel analizat va fi mai mic decât cel real.

Gradul de fermentare real

Gradul de fermentare real se determina în laborator, prin distilarea probei de analizat, îndepărtarea alcoolului și înlocuirea acestuia cu apă distilată.Raportul între extractul inițial și extractul obținut în laborator se numește grad de fermentare real.

În practică se lucrează cu extractul aparent.

Gradul de fermentare se determina pentru diferite faze ale procesului tehnologic.

Gradul limită de fermentare (extractul limită) EL

Gradul de fermentație la primară (extractul aparent la fermentația primară) EA

Gradul final de fermentație (extractul final) EF

Gradul limită de fermentație este cel mai înalt grad de fermentație posibil de obținut, dintr-un anumit must. El exprimă raportul între substanțele fermentescibile și cele nefermentescibile.Gradul limită de fermentare nu este influențat de procesul de fermentație primară sau secundară a berii.

El este stabilit la sfârșitul operației de fierbere și este influențat de caracteristicile malțului și a procedeului de plămădire aplicat.

Caracteristicile malțului care determina compoziția în zaharuri fermentescibile sunt influențate de:

Soiul orzului

Solul și condițiile climaterice de creștere a orzului

Cantitatea de enzime amilazice care au rezultat în urma procesului de malțificare

Procedeele de plămădire influențează prin:

Durata și temperatura pauzelor de zaharificare

pH-ul plămezii

Compoziția măcinișului

Raportul malt-apă

Măsura cea mai eficientă pentru creșterea gradului limită de fermentare este creșterea pauzei de zaharificare la 63 oC și reducerea pH-lui.

Gradul limită de fermentare se poate determina pentru fiecare șarja de must, dar în general se determină pentru fiecare tanc de fermentație, prin cupajarea în laborator, a probelor recoltate de la fiecare șarja care a fost colectată în vasul de fermentație.

Gradul de fermentație la primară se determină în timpul fermentației primare.În general este cu 10-12 % mai mic decât gradul limită de fermentație. Gradul de fermentație la primară este influențat de:

Cantitatea de drojdie adăgată

Conținutul de oxigen al mustului aerat

Temperatura de fermentație

Gradul de fermentație primară este influențat de forma și mărimea vaselor de fermentație.Fermentația în tancurile cilindroconice decurge mai uniform și datorită curenților de convecție care se formează la declanșarea procesului de răcire.

Gradul final de fermentație a berii(gradul de fermentație la vânzare) se determină la sfârșitul perioadei de maturare.Pentru asigurarea unei bune stabilități coloidale,gradul final de fermentație trebuie să fie cât mai apropiat de gradul limită de fermentație (diferență de maxim 0.5-1.0 %).

Gradul final de fermentație al berii depinde de:

Compoziția mustului

Proprietățile drojdiei

Tipul de fermentație(clasică sau în tancuri cilindroconice)

Temperatura de fermentație

3.4.5.Transvazarea berii în tancurile de fermentație secundară

La terminarea fermentației primare, berea se transvazează în tancurile de fermentație secundară pentru maturare. O bere este aptă de pompare, atunci când scăderea extractului este lentă și în ultimele 24 de ore a fermentat un extract de 0.2-0.3 %.

Pe lângă acest indicator este important și aspectul berii în ceea ce privește limpezirea (cantitatea de drojdie în suspensie) și conținutul de diacetil.O bere care conține multă drojdie, va provoca o fermentație secundară furtunoasă, lucru care nu este dorit atunci când se urmărește o maturare lentă, care să producă o bere armonioasă.

Temperatura berii la pompare trebuie corelată cu temperatura sălii de fermentație secundară pentru a evita șocurile termice asupra drojdiei. O atenție deosebită trebuie acordată evitării înglobării de aer în timpul operației de transvazare, fapt ce conduce la reluarea ciclului de producere a diacetilului și la apariția unor gusturi neplăcute în bere.

3.4.6.Examinarea berii la sfârșitul fermentației primare

a)Examinarea senzorială, prin degustare.

Cu toate că berea are un gust crud, de bere tânără, se pot depista unele gusturi străine ca cel de fenol, de diacetil. Acest lucru denotă o infecție secundară a berii sau o fermentație trenantă.

b)Examinarea berii prelevată întru-un pahar: se lasă 24 ore să se limpezească prin depunerea drojdiei.Dacă berea rămâne opalescentă atunci:

Berea conține resturi de amidon nezaharificat

Degradarea proteolitică în timpul procesului de plămădire a fost necorespunzătoare

Berea prezintă o infecție secundară [2]

3.4.7.Fermentația secundarã

Berea tânãrã,rezultatã de la fermentarea primarã are un gust pronunțat de drojdie,o amãrealã înțepãtoare,un buchet crud în care se simte un miros neplãcut.Aspectul este tulbure,stabilitatea este redusã și de aceea berea nu poate fi datã spre consum.De aceea aceasta este supusã fermentãrii secundare(lente) la temperaturi scãzute pentru continuarea descompunerii cât mai mari din extractul fermentescibil,rãmas dupã fermentarea primarã,proces ce se mai numește și maturare.

În acest proces se urmãrește:

Sedimentarea drojdiei și a restului de trub,precum și a altor substanțe de tulbureala,în scopul limpezirii naturale a berii

Spãlarea și saturarea cu bioxid de carbon

Reducerea conținutului de oxigen și prevenirea aparitiei unor fenomene dãunãtoare de oxidare

Îmbunatãțirea și finisarea gustului și a aromei,în special prin reducerea conținutului de dicetone vicinale precum și alte modificãri respectiv maturarea propiu-zisã.

În decursul fermentãrii secundare și a maturarii are loc sedimentarea drojdiei și a coloizilor de proteine-polifenoli,care se depun.Are loc o creștere a conținutului unor alcooli superiori,precum cel propilic și izobutanolul.În aceastã etapã se semnaleazã procese lente de difuzie a substanțelor de extracție și autolizã a drojdiei care participã intens la procesul de maturare,respectiv la formarea gustului.

Obiectivul principal al fermentãrii secundare este sedimentarea drojdiei,îmbogãtirea naturala a beri cu dioxid de carbon,separarea complexelor de proteine-polifenoli cu consecința îmbunãtãțirii stabilitãții proteice.

Îmbunãtãțirea însușirilor organoleptice ale berii poate avea loc numai în prezența drojdiei.Dacã se îndepãrteazã drojdia complet dupã terminarea fermentãrii primare,se obține o bere „goalã și uscatã”,cu gust fad,chiar dacã se procedeazã la o maturare de lunga duratã.

În decursul fermentãrii secundare se urmãrește reducerea conținutului de extract cât mai aproape de gustul final de fermentare,ceea ce practic corespunde cu 1-1,4%.Pentru realizarea desfãșurãrii uniforme a fermentãrii secundare,se preferã descresterea treptata a temperaturii prin rãcire cu aer,se urmãrește reducerea cu 1°C într-o sãptãmânã,astfel cã în final temperatura berii sã ajungã la -1°C.Astfel se evitã o fermentare bruscã care are consecințe calitative nefavorabile.Durata totata de fermentare secundarã și maturare depinde de tipul de bere,de concentrație,modul de administrare a preparatelor din hamei și de gradul de fermentare.Pentru berea blonda obișnuitã se practicã durate de fermentare secundarã și maturare de 4-8 sãptãmâni,unele sortimente ajungând chiar și pânã la 3 luni.Se urmãrește ca diferența dintre gradul de fermentare de la fermentarea primarã și gradul final de fermentare sã fie de maxim 15% la berea blondã.

O caracteristicã a fermentãrii secundare o constituie cresterea conținutului de bioxid de carbon din bere,deoarece procesul de fermentare are loc în recipiente închise,prevãzute cu dispozitive de reglare a presiunii,acestea regleazã suprapresiunea din recipient,eliminând bioxidul de carbon în exces.Conținutul de bioxid de carbon din bere,dupã fermentarea secundarã este de cca.0,4%.El este influențat de temperatura și de presiunea din recipient.Cu cât temperatura este mai scãzutã cu atât crește acest conținut.

Legarea bioxidului de carbon din bere are importanța atât asupra stabilitãții spumei,cât și a gustului prin nuanțã de perlare.O bere cu capacitate slabã de spumare este consideratã de calitate inferioarã și are o stabilitate redusã,deoarece bioxidul de carbon eliminã aerul din contact cu berea și inhibã astfel dezvoltarea unor microorganisme aerobe dãunãtoare.

Existã procese tehnologice de fermentare secundarã în care se urmãrește creșterea artificiala a conținutului de carbon printr-o impregnare.Se folosește de obicei ,CO2 rezultat de la fermentarea primarã,purificat prin reținerea compușilor volatili cu gust și miros plãcut.Impregnarea are loc dupã terminarea maturarii,înainte de îmbuteliere și la temperaturi cât mai scãzute.Dozele folosite sunt de cca. 0,15 kg CO2 / hl bere.

Fermentarea secundarã la suprapresiuni prea ridicate nu este indicatã,pentru cã,în astfel de situații,persistența spumei este mai slabã.În decursul procesului de maturare are loc o limpezire naturalã a berii.Efectul depinde de intensitatea de fermentare secundarã,de temperatura berii,de natura și mãrimea particulelor în suspensii,de înãlțimea stratului de bere,cât și de durata de maturare.

Prin procesul de limpezire naturalã se depun celule de drojdie,combinațiile de proteine-polifenoli,precum și o parte din substanțele amare.Procedeul are o influența directa asupra gustului berii,a stabilitãtii fizico-chimice și persistenței spumei.

Vâscozitatea berii influențeazã negativ fenomenul de limpezire.Desfãșurarea procesului de fermentare secundarã și maturare se urmãreste prin determinarea periodicã a gradului de fermentare,a temperaturii berii și a conținutului de CO2.Spre sfârșitul perioadei de maturare se verificã:culoarea,limpezirea berii,pH-ul și alte însușiri organoleptice,în vederea unei eventuale corecturi.[2]

3.5.Limpezirea berii

Datorită reducerii intensității fermentației, scăderii pH-lui și a temperaturii, o serie de combinații proteino-taninice, celule de drojdie și substanțe amare se depun pe fundul vasului de fermentare și berea se limpezește.Eliminarea acestor precipitate are foarte mare importanță pentru rotunjirea gustului, stabilitatea spumei și stabilitatea fizico-chimică a berii.

Gradul de limpiditate depinde de:

cantitatea de combinații proteino-taninice

temperatura de maturare

intensitatea procesului de fermentație

mărimea și înălțimea tancului de fermentație

timpul de maturare

Cantitatea de celule de drojdie scade considerabil.Astfel dacă la transvazare, berea avea un număr de 10-15 milioane/ml celule de drojdie, la sfârșitul fermentației secundare acest număr nu trebuie să depășească 2-3 milioane /ml.În cazul tancurilor verticale, limpezirea berii se face mai lent și o cantitate mai mare de celule de drojdie vor rămâne în bere.

Sedimentarea combinațiilor proteino-taninice are loc după aglomerarea lor și este favorizată de sedimentarea drojdiei.

În cazul unei infecții secundare a berii, microorganismele de contaminare pot determina apariția tulburărilor care persistă în bere și aceasta nu se limpezește.Din punct de vedere al compoziției, se reduce cantitatea de substanțe cu azot cu aproximativ 10 %, de antocianogeni cu 10-20 % și de substanțe amare cu 3-12 %.

Procesul de fermentație se considera încheiat atunci când:

în urma degustării senzoriale berea corespunde profilului propus

temperatura berii este aproximativ 0 oC

berea este limpede [8]

La limpezire berea își îmbunătățește însușirile gustative și de spumare, dar mai ales stabilitatea colidală și biologică. Reținerea particulelor din suspensie se face pe un strat filtrant și se poate realiza prin mecanismele:

prin cernere (reținere de suprafață) – sunt reținute particulele cu diametrul mai mare decât diametrul porilor statului filtrant. Pe parcursul filtrării se intensifică finețea filtrării, însă scade volumul de bere ce trece prin strat în unitatea de timp. Sunt reținute atât particulele în suspensie, cât și coloizii cu molecule mari;

prin reținere pe materiale foarte poroase, cu o suprafață mare de filtrare și cu acțiune adsorbantă (filtrare adâncă). Acțiunea adsorbantă scade treptat pe parcursul viltrării, deci și viteza de filtrare. Pot fi reținute astfel suspensiile, coloizii macromoleculari, dar și materiile dizolvate molecular în bere. De asemenea, se îmbunătățește stabilitatea coloidală a berii, dar pot fi influențate negativ plinătatea gustului și însușirile de spumare.[2]

3.6.Stabilizarea berii

3.6.1.Stabilizarea coloidală a berii

Aceasta stabilizare este necesară mai ales în cazul berilor ce urmează a fi pasteurizate, deoarece pasteurizarea accelerează apariția trubului în bere. Pentru a fi utilizat un anumit mijloc de stabilizare este necesar să se determine exact cauza pierderii stabilității. Se disting 2 forme de truburi, care pot provoca tulbureala berii:

trubul la rece (reversibil) – se formează la răcirea berii la 0°C și dispare prin încălzirea acelei beri la 20°C;

trubul de oxidare (permanent) – se formează în timp, din trubul la rece, sub influența creșterii temperaturii, oxidării unor componente ale berii, acțiunii catalizante a unor metale grele, agitarii berii și luminii

Formarea trubului se datorează producerii de complecși între compușii cu azot cu masă moleculară mare și polifenoli înalt condensați. Analiza trubului relevă faptul că acesta este format din 40 – 75% s.u din sunbstanțe cu azot și 15 – 35 % s.u din substanțe polifenolice. De asemenea, în trub se găsesc cantități mici de ioni metalici și hidrați de carbon. În timp, mărimea agregatelor formate crește, apar suspensii foarte fine care dau tulbureala berii, iar mai târziu apar suspensii vizibile cu ochiul liber.

Stabilizarea aromei berii

După îmbuteliere, aroma berii se poate înrăutăți ca urmare a creșterii cantității de compuși carbonilici formați, în special, prin oxidare. Tratarea berii cu antioxidanți încetinește procesul de formare a compușilor carbonilici.

3.6.2.Stabilizarea biologicã a berii

Mustul de bere după fierbere și berea finită pot fi infectate cu microfloră străină provenită de pe utilaje, din aer, din cultura de drojdie, de pe materialele filtrante, de pe ambalaje, etc, în lipsa respectării normelor de igienă. Microorganismele de infecție ce pot altera berea sunt: drojdiile sălbatice (Sacch. diastaticus) și bacterii.

Pasteurizarea berii – cea mai frecvent utilizată metodă de stabilizare biologică a berii. Datorită faptului că berea are un pH scăzut (4,3 – 4,6) și microorganismele ce o pot afecta nu suplimentează, pasteurizarea berii se poate realiza la un regim mai blând comparativ cu alte produse alimentare. Pentru măsurarea efectului pasteurizării berii se utilizează unitatea de pasteurizare (UP), care reprezintă efectul obținut prin încălzirea berii la 60°C, timp de 1 min.

În practică se pot utiliza următoarele procedee de pasteurizare:

pasteurizarea berii în sticle – se face în pasteurizatoare-tunel. Pentru reușita pasteurizării berii ambalate în sticle, este necesar ca temperatura apei de stropire să fie cu 50C mai mare decât cea de pasteurizare. Creșterea temperaturii până la temperatura de pasteurizare trebuie să se realizeze lent, cu 30C/minut, iar răcirea sticlelor cu bere pasteurizată cu 20C/minut, pentru a evita spargerea sticlelor. Tot în vederea evitării spergerii sticlelor, spațiul liber din gâtul sticlei trebuie să fie 5% din volum. Utilizarea tunelului de pasteurizare prezintă dezavantajul că ocupă un spațiu de amplasare mare este scump, necesită un consum mare de energie și prezintă, de asemenea, riscul unei suprapasteurizări.

pasteurizarea berii in flux – se efectuează cu ajutorul pasteurizatorului cu plăci, care necesită un spațiu relativ redus pentru amplasare și asigură, prin modul de concepție, un coeficient de recuperare a căldurii de 97% din energia utilizată la pasteurizare. Regimul de temperatură poate fi controlat cu strictețe. Berea iese din pasteurizator cu temperatura de 40C și poate fi apoi îmbuteliată. Menținerea saturației berii în CO2, în timpul pasteurizării, se efectuează cu ajutorul unei pompe de presiune înaltă, care asigură presiuni mai mari de 12 bar. Având în vedere că cca. 50% din microflora străină este introdusă în bere la tragerea berii în ambalaje, pasteurizarea în flux nu asigură o foarte buna stabilizare biologică. Reușita pasteurizării în flux este condiționată de sterilizarea ambalajelor pentru bere și de igiena perfectă a aparatelor de tragere. [2]

3.7.Îmbutelierea berii

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

Cele mai răspândite ambalaje pentru îmbutelierea berii sunt butoaiele și sticlele. Înainte de a fi trecută la umplerea sticlelor și butoaielor, berea filtrată este de obicei depozitată în tancuri de oțel inoxidabil unde se menține sub presiune pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon. Aceste tancuri sunt amplasate într-o încăpere specială situată în vecinătatea filtrelor și a instalațiilor de umplere și joacă rol de rezervoare-tampon, compensând diferențele de capacitate care apar între filtrare și umplere. În acest fel, atât filtrarea cât și umplerea decurg liniștit și fără șocuri, iar berea filtrată mai poate fi încă odată analizată, în special în ceea ce privește conținutul în CO2.

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

Tipuri de butelii

Pentru desfacerea berii se folosesc,în special,butelii de sticla,butoaie,cutii,precum și alte recipiente care permit o închidere etanșã și o protecție chimicã corespunzãtoare pentru bere,resprectiv prevenirea influenței gustului,aromei și a celorlalte însușiri.

3.7.1.Îmbutelierea în sticle

Procesul tehnologic de ambalare în sticle se realizează cu ajutorul utilajelor componente din linia de îmbuteliere. Totalitatea utilajelor cu funcționare corelată pentru îmbutelierea berii, de regulă începând cu introducerea pe linie a buteliilor goale din depozitul de ambalaje până la predarea în depozitul de produs finit a produsului îmbuteliat, poartă denumirea de linie de îmbuteliere.

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

semimecanizate;

semiautomate;

automate.

Buteliile din sticlă pentru bere au culoarea verde sau brună, constituie ambalaj recuperabil.[NUME_REDACTAT] se folosesc,în special,buteliile de 0,5l de tipul Euro și cele de 0,33l de tipul „Vichy” sau Steinie”.Culoarea buteliilor trebuie sã fie verde închis sau brunã,iar rezistențã la presiune de minim 12 bar.

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

trecerea prin mai multe băi cu agenți de spălare fierbinți;

spălarea cu sodă caustică fierbinte;

spălarea cu apă fierbinte;

spălarea cu apă rece;

clătirea cu apă proaspătă.

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

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

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

menținerea concentrației de CO2 în bere, care, la degajare, produce spumarea puternică a berii;

absorbția minimă a O2 de către bere în timpul îmbutelierii;

reducerea intensității fenomenelor ce au loc la suprafața de contact bere-aer.

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

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

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

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

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

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

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

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

Imediat după umplere se face închiderea sticlelor pentru a se evita pierderile de CO2. În acest scop se pot folosi capsule metalice cu garnituri din plută sau masă plastică, pe care este indicată marca fabricii.

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

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

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

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

denumirea produsului;

lista ingredientelor;

conținutul net;

elementele de identificare a lotului și data fabricației;

termenul limită pentru consum;

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

După etichetare, sticlele se ambalează, mecanizat, în navete și sunt trecute cu ajutorul transportoarelor cu role în depozitul de sticle pline, care este amplasat la nivelul solului, astfel încât navetele să fie ușor încărcate în mijloacele de transport. Temperatura depozitului trebuie să fie de 4÷100C.

3.7.2. Îmbutelierea berii în cutii metalice și în butelii de material plastic

Datorită procentului ridicat de spargeri la ambalarea în sticle (la operațiile de spălare, îmbuteliere, capsulare și chiar în timpul manipulării), precum și dificultăților de colectare, au apărut restricții la utilizarea acestora și înlocuirea lor cu cutii metalice și butelii din material plastic.

Folosirea cutiilor metalice la îmbutelierea berii prezintă următoarele avantaje: nu se sparg; sunt mult mai ușoare decât buteliile de sticlă; pot fi depozitate și stocate ușor; pot fi deschise ușor de consumator (fără instrumente de deschidere); pot fi stocate ușor la consumatori; sunt impermeabile la lumină, protejând astfel aroma berii; berea poate fi supusă operației de pasteurizare în cutii închise; cutiile metalice constituie cea mai economică cale de ambalare a berii.

Principalul dezavantaj îl constituie deformarea cutiilor goale. Cutiile de bere sunt alcătuite din două elemente (corp și capac) executate din tablă cositorită sau din tablă de aluminiu foarte pur, având capacitatea de 0,330 l și 0,500 l.

Buteliile pentru bere din material plastic sunt executate din PVC, dar cașerate cu clorură de poliviniliden, de culoare deschisă, transparentă, ce asigură o permeabilitate ridicată față de dioxid de carbon. Acestea sunt de formă cilindrică, cu fundul ușor bombat prevăzut cu cinci denivelări ce asigură stabilitatea în poziție verticală și rezistența mecanică necesară.

Avantajele folosirii acestora constă în: ușurința de manipulare și deschidere; masă proprie extrem de mică (goală cu dop – 50 g); lipsa cioburilor; lipsa modificării însușirilor organoleptice ale berii.

Corespunzător acestor tipuri de butelii au apărut navete speciale pentru ambalarea buteliilor, precum și dispozitive pentru scoaterea și introducerea lor în navete.

Buteliile sunt folosite la liniile obișnuite de îmbuteliere a berii, au reglajele corespunzătoare ale capului de umplere, diferind doar tehnica de umplere.

3.7.3.Îmbutelierea în butoaie

Procesul este similar cu cel al îmbutelierii în sticle,necesitând curãțirea recipientelor și umplerea izobarometricã a butoaielor,respectiv egalizarea presiunii cu cea din tancul de alimentare prin introducerea de aer și umplerea propriu-zisã,cu eliminarea treptatã a aerului.

Curãțirea difera în functie de natura butoaielor.În țara noastra se folosesc încã butoaie din lemn de stejar,în timp ce pe plan mondial acestea sunt înlocuite de butoaie metalice.

Operațiunea de curãțire a butoaielor de lemn se efectueazã de obicei cu mașini de spãlare continuã cu mișcãri sacadate,prevãzute cu pârghii de ridicare și role pentru transportul succesiv al butoaielor în zonele de înmuiere cu apa ce intra în vranã,spãlare exterioara prin dușare,curãțire prin frecare cu peria,șprițuire cu apa caldã și rece.Dupã aceste etape urmeazã controlul vizual al spãlãrii prin introducerea unui bec în butoi.Uneori butoaiele spãlate sunt supuse unei dezinfectii cu bioxid de sulf.

Spãlarea butoaielor metalice este mai simplã,reducându-se de cele mai multe ori la șprițuire de iesire ,apã caldã și apã rece.

Umplerea butoaielor se efectueazã în mod asemãnãtor cu cea a buteliilor de sticla,cu deosebirea cã nu se aplicã principiul rotirii recipientelor și a îmbutelierii la nivel constant.Butoiul este adus pe un stativ cu vrana în sus,dupã care se coboarã dispozitivul de umplere al mașinii ce intrã prin acesta pana aproape de fundul butoiului.Un plutitor cu bilã asigurã oprirea alimentãrii în momentul terminãrii umplerii.Se inchide intrarea berii și se ridica dispozitivul de umplere cu parghie de picior.[2]

Hamei Apã [NUME_REDACTAT] nemalțificate [NUME_REDACTAT]

Mãcinare

Plãmãdire-zaharificare

Filtrarea plãmezii Borhot malț

Fierberea cu hamei Borhot hamei

Limpezire la cald Trub la cald

Rãcire 6-7°C

Limpezire la rece Trub la rece

Însãmânțare cu drojdie Multiplicare în laborator

Fermentare primarã

Fermentare secundarã

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] bere pasteurizatã flesh

Îmbuteliere la sticle Tragere la butoi

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT]

[NUME_REDACTAT] la butoi

Bere la sticlã

Fig.3.11.Schema generala de fabricare a berii [5]

CAPITOLUL IV

[NUME_REDACTAT] universitatea din Valladolid din Spania s-a făcut un studiu de caz pentru a observa conținutul de aluminiu și de siliciu din bere.Aluminiul oferã berii un gust de metal și un gust amar,fãrã a face anumite specificații asupra aromei specifice berii.În afarã de acestea în ultima vreme s-a constatat cã aceasta poate fi unul din factorii care contribuie la boala Alzheimer.Pentru acest studiu s-au folosit 39 de probe de bere îmbuteliate.Cu ajutorul tehnicii voltametrice cu electrod de mercur s-a realizat digestia probelor de bere analizate.

Astfel mai multe tipuri de bere au fost supuse testului cu ajutorul tehnicii voltametrice cu electrod de mercur în urma cãruia s-a constatat că berea blondă are un conținut mai scăzut de aluminiu decât berea brună. În ceea ce privește siliciu s-a demonstrat că berea fără alcool are un conținut mult mai scăzut de siliciu în comparație cu celelalte beri, această cauză fiind atribuită procedurii specifice de elaborare a berii fără alcool [10].

În universitatea de stat Colorado din USA s-a fãcut un studiu ce are ca scop efectul temperaturii asupra compușiilor nevolatili din bere în timpul depozitarii pe termen scurt.S-a fãcut o abordare matobolomica pentru a caracteriza efectul temperaturii pe parcursul depozitãrii berii.S-a folosit o proba martor de bere proaspatã care a stat o perioadã de 16 sãptãmâni depozitatã.Astfel s-a constatat cã profilul temperaturii camerei de stocare (RT) și temperatura rece stocatã (CT) de bere diferã semnificativ.Metaboliții care s-au schimbat în timpul depozitãrii berii includ:flavonoide,purine și peptide.Acestea reducându-se în timpul depozitãrii în condițiile corespunzãtoare CT.Astfel au idicat o oxidare semnificativã a berii dupã 12-16 sãptãmâni de depozitare în condițiile depozitãrii RT [11].

La universitatea Perugia,secția Tehnologia alimentelor și biotehnologii,Italia s-a efectuat un studiu pentru a determina acizii grași liberi din mustul de bere.Importanța acizilor grași liberi din mustul de bere este cunoscutã de mult timp datoritã influenței acestora asupra calitãții berii și a metabolismului drojdiei de bere.Lipidele au un efect benefic asupra creșterii drojdiei în timpul fermentației precum și efecte negative asupra calitãții berii.Acestea afecteazã capacitatea de a forma un strat de spuma și joacã un rol foarte important în învechirea berii.Acizii grași liberi sunt foarte legați de acest metabolism.Determinarea acizilor grași liberi din mustul de bere s-a fãcut cu ajutorul extracției lichid-lichid cu cartuș,prin metilare și prin purificarea fracțiunii de acizi grași liberi prin extracție în faza solidã.Metoda propusã are o mare probabilitate (<0,3 %) de înaltã precizie.Metoda a fost testatã pe douã probe diferite de must de bere.Rezultatele obținute în urma cromatografiei lichide variazã între 0,0016-0,0058 mg/ml analiți utilizatã pe un șantion de 20 ml ceea ce a arãtat o sensibilitate ridicatã,selectivitate și fiabilitate.Cromatografia lichidã oferã avantajele costurilor reduse,favorizeazã reducerea timpului de analizã și a solvențiilor folosiți.Mai mult decât atât metoda a fost validatã pentru acuratețe,precizie,specificitate și liniaritate,confirmând prin performanțele sale.Fiabilitatea prezentei procedurii poate oferi un instrument util pentru industriile de fabricare ale berii,cu scopul de a controla calitatea produsului final [12].

Într-o universitate din Spania s-a facut un studiu asupra conținutului de seleniu din berile comerciale,dar și a pierderii acestuia în timpul procesului de fabricație.Obiectivele acestui studiu au fost: 1 pentru a determina concentrația de seleniu din berile comerciale și 2 de a testa transferul de seleniu de la cerealele folosite ca materie primã pânã la produsul final,numit bere.S-au folosit 128 de tipuri de beri comerciale din toatã lumea,acestea fiind analizate prin spectometrie cu plasmã cuplatã inductiv.Conținutul de seleniu din berile comerciale din Europa variazã de 5-6 ori mai puțin fațã de berile comerciale provenite din America.La scarã de laborator s-a constatat cã pierderile cele mai mari de seleniu în procesul de fabricare al berii au avut loc în timpul zdrobirii (aprox,54%).Concentrația seleniului din berile comerciale este puternic influențatã de originea țãrii,de unde se reflectã diponibilitatea localã și regionalã a solului,pentru cultivarea materiilor prime în vederea obținerii berii.Berile obținute din cereale suporta o pierdere mai mare de seleniu în timpul fabricãrii acesteia,fațã de berile produse din cereale derivate datoritã procesului de fabricație în mai multe etape (germinare,uscare în cuptor,pasare,fermentație) [13].

La universitatea de inginerie,departamentul de chimie din Istanbul,Turcia s-a facut un studiu pentru a determina conținutul de fier din probele de bere.S-a folosit o metodã nouã bazatã pe extracția punctului de opacitate (CPE) prin separare și detectare spectofotometricã.În aceastã metodã Fe(II) reacționeazã cu 2-(5-Br-PADAP) în prezențã de EDTA rezultând un complex hidrofob,care apoi este extras în faza-surfactant.Conținutul total de fier a fost determinat dupã reducerea Fe(III) la Fe(II),cu ajutorul utilizãrii acidului ascorbic ca agent de reducere.Metoda propusã pentru determinarea fierului din probele de bere a avut rezultate satisfacãtoare.Aceastã metodã prezintã o precizie bunã,acuratețe,sensibilitate și selectivitate care permit determinarea fierului din probele de bere analizate la nivel de 1g/L [14].

Datoritã unei cercetãri fãcute în Taiwan s-a putut face determinarea simultanã a flavonoidelor și acizilor amari din hamei prin HPLC-DAD-MS.Aceastã metodã este una foarte precisã.Analiza s-a realizat cu ajutorul a patru flavonoide și nouã acizi amari ce pot fi separați simultan în 29 de minute,folosind o coloanã [NUME_REDACTAT]-Puryty C18 în combinație cu un detector de diode și un spectu de masã cu cromatografie lichidã de înalta performanțã (HPLC-DAD-MC).Se folosește un solvent de soluție apoasã de acid fosforic cu un pH=1,6 și acetonitril la un debit de 1,5 ml/min,la o lungime de undã de detecție de 314 nm.

În probele de bere s-au gasit:isoxanthohumol,xanthohumol, 8-prenylnaringenin, 6-prenylnaringenin, cohumulone, humulone, adhumulone, colupulone,lupulone și adlupulone.Spre deosebire de alte studii aceastã metodã nu permite numai separarea flavonoidelor și acizilor amari din hamei într-un timp relativ scurt,fãcându-se o separare foarte bunã a acestora,ci include și o etalonare internã [15].

Într-o universitate din Polonia s-a fãcut un studiu al proprietãților antioxidante din bere.Pentru acest studiu s-au folosit electroni de rezonanțã paramagneticã pentru a determina proprietãțile antioxidante ale diferitelor tipuri de bere.Prin spectometrie de rezonanțã electonicã de spin a fost posibilã mãsurarea schimbãrilor de intensitate a spectrului de rezonanțã electronicã de spin.Aceasta a rezultat în urma unui compus organic chimic DPPH (2,2-difenil-1-picryhydrazzyl) cu antioxidanții gãsiți în probele de bere.În urma acestei etape a fost influențatã culoarea,conținutul de extract și de alcool cu privire la activitãțiile antioxidante ale probelor de bere din comerț.Rezultatele au arãtat cã toate probele de bere investigate prezintã proprietãți antioxidante.Tot odatã aditivii influențeazã proprietãțile antioxidante într-o oarecare mãsurã,însã conținutul de alcool și nici un fel de fermentare nu afecteazã proprietãțile antioxidante ale berii [16].

Într-o universitate din Spania s-a făcut un studiu de cercetare pentru a determina deficiențele de gust ale unei beri fără alcool în comparație cu o bere obișnuită .Beriile fãrã alcool prezintã deficiențe de gust în comparație cu berile normale.În acest studiu s-a folosit ultra cromatografia de lichid de perfomanțã cu spectometru de masã (UPLC-MS) .

În urma acestei analize s-a constatat că berile fără alcool au un conținut de zahăr de 6 ori mai mare și un conținut de hamei mai scăzut ceea ce determină pentru acestea și o aciditate volatilă mai scăzută.Combinația de analize aratã cã existã metaboliți diferențiali între berile normale și berile fãrã alcool.Acești metaboliți se referã în special la compușii nevolatili din cele douã tiputi de bere.S-a constatat cã o trãsãturã definitorie pentru berile fãrã alcool este conținutul ridicat de zahãr și o scãdere a izoacizilor și isoxanthohumolului,comparativ cu berile normale.S-au remarcat compuși noi care contribuie la aceste diferențe din compoziția chimicã a berilor non-alcoolice în comparație cu berile normale [17].

La facultatea de chimie din Polonia s-a fãcut o cercetare pentru o fracționare chimicã a Cu,Fe și Mn din berile locale îmbuteliate la dozã.Pentru aceastã cercetare s-a folosit o coloanã dublã de extracție în faza solidã (SPE) pentru a putea studia distribuția Cu,Fe și Mn.În plus s-a mai folosit o metoda de digestie umedã care vizeazã diminuarea sumelor de reactiv și a timpului de descompunere.Acestea au fost concepute pentru determinarea concentrațiilor totale de Cu,Fe și Mn pentru analiza berii prin spectometrie de absorbție atomicã în flacãra cu acetilena și s-au comparat cu metoda directã de analizã a berii.

Pentru a separa complet Cu,Fe și Mn s-a fãcut degazarea probelor de bere și apoi au fost trecute printr-o coloanã care conține o rãșinã de absorbție neionic.,iar apoi efluenții din aceastã coloanã sunt trecuți în cea de-a doua coloanã care conține rãșina schimbãtoare de cationi.Conținutul de Cu,Fe și Mn determinat în ambele coloane se trece printr-o soluție de HCl pe un pat de rãșinã.Cu ajutorul acesteia se observã speciile reziduale de Cu,Fe și Mn din beriile studiate.Rezultatele obținute au fost discutate cu referire la literatura de specialitate și interpretate,fãcând referire la posibilele clase de compuși ai Cu,Fe și Mn din matricea de bere [18].

La o universitate din Brazilia s-a facut un studiu despre corelarea factorilor senzoriali cantitativi și semnalele cromatografice ale berii folosind strategii de calibrare multivariate.În acest studiu se folosesc doi parametrii senzoriali importanți ai calitãții berii și anume gustul amar,dar și gustul de cereale.Acestea au fost corelate cu datele obținute în urma microextracției headspace cu fazã solidã prin cromatografie de gaze cu spectometrie de masa (HS-SPME-GC-MS).Pentru analizã s-au folosi 32 de probe de bere Pilsner de mãrci diferite.Metodele de calibrare multivariate s-au stabilit între zonele cromatografice și parametrii senzoriali.Au fost selectate 11 domenii pentru gustul amar al berii și 15 domenii pentru gustul de cereale.Rezultatele obținute au estimat factorii senzoriali cu o precizie bunã arãtând cã abordãrile utilizate au fost eficiente [19].

CAPITOLUL V

Bilanțul de materiale.Schimbãtorul de cãldurã multitubular

5.1.Tema și date de proiectare

Sã se realizeze calculul bilanțului de materiale pentu o secție de fierbere pentru obținerea berii și calculul unui schimbãtor de cãldurã multitubular.

Fondul de timp disponibil pentru secția de fierbere este de 330 de zile/an . Capacitatea de producție este de 485.000 hl/an bere de 11,5 %.

Producția zilnică (PZ) se va calcula cu formula:

(5.1.)

(5.2.)

Numărul de șarje se impune a fi de 5. Deci capacitatea unei șarje va fi de:

(5.3.)

5.2.Bilanțul de materiale

Malțul folosit la fabricarea berii are randamentul în extract față de substanța uscată de 78 % și umiditate (uM) de 4 %. Consumul specific de malț (M) pentru obținerea berii de 11,5 % e 16,5 kg/ hl bere. În cazul nostru trebuie să recalculăm consumul specific de malț (M’), deoarece folosim malț cu o calitate mai slabă adică randamentul în extract față de substanța uscată (eM) de 77 % și umiditate (uM’) de 5 %.Acesta se va calcula cu urmatoarea formula:

(5.4.)

M’=16,67 (5.5.)

Dacă randamentul în extract față de substanța uscată e 77%, consumul specific de malț (M’’) va fi următorul:

(5.6.)

(5.7.)

Deci șarja de malț folosită se va calcula astfel:

(5.8.)

(5.9.)

Deoarece folosim și porumb într-un procent de 15% cantitatea necesară de malț se va determina cu formula (4.10.):

(5.10.)

(5.11.) Dacă conținutul de extract a porumbului e 86 % cantitatea de porumb necesar (P) va fi următorul:

(5.12.)

(5.13.)

(5.14.)

(5.15.)

(5.16.)

Unde: Mînl – cantitatea malțului înlocuit, kg malț/șarjă

– conținut de extract a malțului, %

– conținut de extract a porumbului, %

Raportul între cantitatea malțul înlocuit cu porumb folosit va fi determinat cu formula:

(5.17.)

5.2.1. Bilanțul de materiale pentru condiționarea malțului

În schema urmatoare se va arãta circuitul pe care îl parcurge malțul în etapa de condiționare.

Figura 5.1. Schema operației condiționării.

Bilanțul de materiale se determina cu formula (4.18.):

(5.18.)

Unde: Mco – cantitatea malțului condiționat, kg malț/șarjă

Wco – cantitatea apei necesare pentru condiționare, kg apă/șarjă

Bilanțul de materiale față de substanță uscată se va calcula astfel cu formula:

(5.19.)

(4.20.)

Cantitatea apei necesare pentru condiționare este datã de formula de calcul:

(5.21.)

(5.22.)

Pentru calculul randamentului în extract al malțului condiționat (eMco) se procedează astfel dacă folosim de malț. Cantitatea malțului condiționat se modifică (Mco’) în felul următor, dacă umiditatea malțului condiționat e 6,5 %.

Bilanțul de materiale față de extract, dacă folosim de malț se va determina cu formula:

(5.23.)

Mco’=101,06 kg (5.24.)

(5.25.)

(5.26.)

5.2.2. Bilanțul de materiale pentru măcinarea malțului

Bilanțul de materiale pentru mãcinarea malțului se va asocia cu urmatoarea schemã:

Figura 5.2. Schema operației de măcinare a malțului

Bilanțul de materiale se va reda cu formula:

(5.27.)

Unde: PlM – cantitatea plămezii de malț, kg plămadă de malț/șarjă

WPlM’ – apa necesară pentru plămădire, kg apă/șarja

P – pierdere, %

Cantitatea de apă totală de plămădire (WPlM) se determină cu ajutorul raportului adoptat malț (Mm) : apă plămădire (WPlM) =1 : 4.

(5.28.)

(5.29.)

Deoarece am folosit apă și la procesul de condiționare (Wco), apa necesară pentru plămădire(WPlM’) este într-o cantitate mai putinã și se redã cu formula:

(5.30.)

(5.31.)

Cantitatea de plămadă de malț se calculează cu ajutorul bilanțului următor:

(5.32.)

(5.33.)

(5.34.) (5.35.)

5.2.3. Bilanțul de materiale pentru plămădire

Pentru plãmãdire bilanțul de materiale face referire la schema urmatoare:

Figura 5.3. Schema operației de plămădire.

Bilanțul de materiale este calculat cu formula:

(5.36.)

Cantitatea de apa de plămădire nemalțificate (porumb) se determină cu ajutorul raportului adoptat făină de porumb degerminat (P) : apă plămădire (WPL ) 1 : 5.

WPlp (5.37.)

WPlp = (5.38.)

Cantitatea a plămezii de porumb PlP se va determina astfel:

Plp = P +WPlp (5.39.)

Plp = (5.40.)

Cantitatea totală a plămezii este redata cu ajutorul formulei:

(5.41.)

(5.42.)

Calculul conținutului extract a plămezii de malț ePlM se calculeaza astfel:

(5.43.)

(5.44.)

(5.45.)

Calculul conținutului de substanță uscată a plămezii de malț (suPlM) este redat cu formula:

(5.46.)

(5.47.)

(5.48.)

Pentru plămada nemalțificată se folosește făină de porumb a cărei conținut de extract (ep)este de 86% și substanță uscată de 90%. Dacă pierderea din extract este 0.5% extractul recalculat a porumbului (ep’)

Conținutul de extract a porumbului plămădit (ePlp):

(5.49.)

(5.50.)

Conținutul de substanță uscată a plămezii de porumb (suPlp) se calculeaza cu formula:

(5.51.)

(5.52.)

(5.53.)

Calculul conținutului de substanță uscată și a extractului a plămezii totale.

Conținutul de substanță uscată a plămezii totale (suPltot) se determina cu formula:

(5.54.)

(5.55.)

(5.56.)

Conținutul de extract a plămezii totale (ePltot) se calculeaza astfel:

(5.57.)

(5.58.)

(5.59.)

5.2.4. Bilanțul de materiale pentru filtrare

Bilanțul de materiale pentru filtrare corespunde schemei urmãtoare:

Figura 5.4. Schema operației filtrării.

Unde: Wsp – cantitatea apei de spălare, kg apă/șarjă

Pm – cantitatea al primului must, kg must/șarjă

B – cantitatea borhotului, kg borhot/șarjă

Wsp’- cantitatea apei după spălarea borhotului, kg apă/șarjă

Date cunoscute:

– conținutul de substanță uscată și conținutul de extract a primului must (suPm și ePm) sunt egale: , unde eMpr – extractul mustului primitiv 11,5%.

– conținutul de substanță uscată și extract a apei de spălare:= =4,30 %

– conținutul de substanță uscată a borhotului:

– conținutul de extract a borhotului: eB = 0,4%

– cantitatea apei după spălarea borhotului (Wsp’): Wsp’ = 0,7· [NUME_REDACTAT] de materiale este calculat cu formula:

(5.60.)

Bilanțul de materiale față de substanță uscată se determina astfel:

(5.61.)

Bilanțul de materiale față de extract reiese din formula:

(5.62.)

Din acește ecuații putem calcula cantitatea primului must și cantitatea borhotului cu ajutorul formulelor:

(5.63.)

(5.64.)

Din formulele (5.63) și (5.64) am calculat:

Cantitatea apei după spălarea borhotului (Wsp’) :

(5.65.)

(5.66.)

Cantitatea apei de spălare (Wsp):

(5.67.)

(5.68.)

5.2.5. Bilanțul de materiale pentru fierbere

Bilanțul de materiale pentru fierbere reiese din schema urmãtoare:

Figura 5.5. Schema operației de fierbere

Cantitatea mustului nefiert se calculeazã cu formula:

(5.69.)

(5.70.)

În condițiile fierberii evaporarea e 8%, deci se va face calculul urmator:

(5.71.)

Cantitatea mustului primitiv (Mpr) este dat de formula:

(5.72.)

(5.73.)

Conținutul de extract a mustului nefiert (emnf) se determina astfel:

(5.74.)

(5.75.)

Unde: eMpr – conținutul de extract a mustului primitiv 11,5 %,

Doza de hamei folosită e 0,032 kg/hl bere, deci cantitatea de hamei folosită la o șarjă (H) este: (5.76.)

Calculul cantității a borhotului de hamei (BH) dacă unoscută:

conținutul de substanță uscată a borhotului de hamei: suBH=80 %

conținutul de extract a borhotului de hamei: eBH= 0,7 %

conținutul de substanță uscată a hameiului : suH=31 %,

conținutul de extract a hameiului : eH= 10 %,

(5.77.)

(5.78.)

Cantitatea reală a mustului primitiv (Mpr’) se calculeazã cu formula:

(5.79.)

(5.80.)

(5.81.)

Recalculăm conținutul de extract a mustului primitiv (e’Mpr) cu ajutorul formulei:

(5.82.)

(5.83.)

(atât este și conținutul de exxtract al berii) [20].

5.3.Dimensionarea schimbãtorului de cãldurã

Figura 5.6. Schema schimbătorului de căldură multitubular

Dimensionarea schimbătorului de căldură multitubular constă în determinarea numărului de țevi, a numărului de treceri și a diametrul mantalei.

Numărul de țevi se determină din ecuația următoare:

(5.84.)

Unde: A – aria suprafeței de schimb de căldură, m2

n – numărul țevilor,

l – lungimea țevilor: l = 5 m

dm – diametrul mediul,( a diametrului interior și exterior a țevilor: di=50 mm și de=60 mm )

(5.85.)

(5.86.)

Aria de transfer de caldura este 45,8 m2 [Pavlov].

Numărul țevilor este:

(5.87.)

(5.88.)

Determinarea numărului de treceri și a numărului de țevi pentru o trecere, știind că în timpul fierberii mustul ecirculat de 7 ori/h prin fierbătorul interior, iar viteza lui e 2,5 m/s.

(5.89.)

Unde: Mnf – cantitatea mustului nefiert, kg

n1 – numărul de țevi pentru o trecere

din – diametrul interior a țevilor, mm

vm – viteza mustului: vm = 2,5 m/s

(5.90.)

(5.91.)

Numărul de treceri este calculat cu formula:

(5.92.)

Recalculează numărul de țevi astfel:

(5.93.)

Pentru determinarea diametrului mantalei se ține cont că așezarea țevilor e cercuri concentrice, dar distanța dintre țevi nu rămâne constantă din cauza pereților despărțitori din capace, care au formă circulară. Dispunerea țevilor se face pe 6 cercuri concentrice cu pasul dintre țevi mm .

Diametrul interior a mantalei va fi determinat prin formula:

(5.94.)

(5.95.)

Unde: k – cercuri concentrice: k = 6 buc.

p – pasul dintre țevi: p =

a – distanța dintre țevi și perete: a =

Diametrul exterior a mantalei va fi:

(5.96.)

(5.97.)

Unde: – grosimea peretului a mantei =

Dimensionarea cazanului de fierbere se calculeaza:

– volumul mustului nefiert:

(5.98.)

(5.99.)

Se consideră un coeficient de umplere de = 0,79 si se calculeaza astfel:

(5.100.)

(5.101.)

Înălțimea cazanului de fierbere (H) se determină în felul următor cu ajutorul formulelor:

(5.102.)

(5.103.)

(5.104.)

(5.105.)

[21].

CAPITOLUL VI

Partea experimentala

Scopul lucrarii a fost determinarea caracteristicilor oraganoleptice și a caracteristicilor fizico-chimice pentru 5 tipuri de bere din comerț și o bere obținutã în laborator.

Caracteristicile fizico-chimice determinate au fost: pH-ul,azotul total și substanțele proteice,concentratia alcoolică,aciditatea volatilă și dioxidul de carbon din bere,vascozitatea berii și determinarea fierului din aceasta.

6.1. Probele analizate

Pentru această lucrare, probele analizate au fost : bere specială cu aromă de lămâie [NUME_REDACTAT],bere fără alcool Bergenbier,bere cu conținut de alcool 7% Stejar,bere blondă nefiltrată Oettinger,bere brună nefiltrată Hefeweissbier și berea brunã obținutã în laborator.

Figura 6.1.Probele analizate:[NUME_REDACTAT] cu lãmâie,Bergenbier fãrã alcool,Stejar 7% alcool,Oettinger bere blondã nefiltratã,Hefeweissbier bere brunã nefiltratã

Figura 6.2.Bere brunã obținutã în laborator

6.2. Determinari organoleptice:

Verificarea spumei în laborator

Pentru verificare se folosește un pahar de sticlă subțire, incoloră, bine spălat și degresat. Berea răcită la temperatura de 10-12 0C se toarnă în pahar, astfel încât jetul să cadă aproximativ pe axa lui, la o înaltime de 30 mm deasupra marginii superioare a paharului.Spuma se consideră corespunzătoare dacă imediat după turnarea berii, are o înaltime de 30-40 mm, iar durata pană la dispariția ei totală este de minim 3 minute.Rezultatele analizelor organoleptice sunt prezentate in tabelul 6.1.

Tabelul 6.1.Rezultatele analizelor organoleptice

Înãlțimea spumei berii se încadreaza între 10 si 80 mm pentru tipurile de bere analizate, cea mai mare valoare obținându-se pentru berea Stejar cu 7% alcool.

6.3.Determinari fizico-chimice

6.3.1. Determinarea pH-lui

Măsurarea pH-lui s-a realizat cu ajutorul pH-metrului PH220 de la firma [NUME_REDACTAT].

Tabelul 6.2. Valorile pH-ului pentru cele 6 probe de bere analizate

Din rezultatele obținute se observã cã cea mai mica valoare a pH-lui s-a înregistrat pentru berea cu aromã de lămâie [NUME_REDACTAT], iar cea mai mare valoare a pH-lui o prezinta berea Stejar 7% alcool.

6.3.2.Determinarea azotului total și a substanțelor proteice

Înainte de a începe aceasta analiza s-a efectuat ultrosonarea probelor de bere timp de 20 de minute pentru a elimina dioxidul de carbon.

Primul pas pentru determinarea azotului din bere este acela de a realiza digestia probelor analizate astfel:

Pentru digestie se folosește sistemul Kjeldahl alcǎtuit din:

Un aparat Turbo THERM;

[NUME_REDACTAT];

Vapodest 20 s, aparatele sunt produse de firma Gerhardt .

În primul tub se introduce proba martor alcǎtuitǎ din 20 ml acid sulfuric 98%, catalizatorul (5g K2SO4 +0,5g CuSO4) și 1 pastila antispumare;

În urmatoarele tuburi se introduc 1-1,2 g de proba de analizat (sau 10 ml bere), 20 ml acid sulfuric 98%, catalizatorul (5g K2SO4 +0,5g CuSO4) și 1 pastila antispumare.

Figura 6.3.Probele în timpul digestiei Figura 6.4.Probele după digestie

Se pornește aparatul pentru a realiza digestia care dureaza 1 ora. În urma mineralizării substanțelor organice la cald cu acid sulfuric concentrat, azotul grupărilor aminice trece în sulfat de amoniu. Dupǎ rǎcirea probelor se adaugǎ încet 50 ml apǎ distilatǎ peste fiecare probǎ, apoi se ia pe rǎnd fiecare tub de digestie Kjeldatherm și se introduce în conul Viton al aparatului Vapodest. Lângǎ conul din Viton pe suport se așeazǎ un pahar Erlenmayer, în care se gǎsesc 65 ml acid boric 4% si 2-3 picǎturi de indicator mixt. Dupa distilare conținutul paharului Erlenmayer se titreaza cu HCl 0,1 N pana la virajul indicatorului.

Figura 6.5.Probele supuse extractiei Figura 6.6.Probele în timpul extractiei

Conținutul de azot total din lapte și produse lactate se calculeazǎ cu formula:

(6.1.)

CHCl – concentratia HCl folosit

V – volumul de HCl folosit la titrarea probei de analizat

Vb – volumul de HCl folosit la titrarea probei blank

m (g) – masa de substanta supusa digestiei

În tabelul 6.3. sunt prezentate valorile azotului total a probelor de bere analizate.

Tabelul 6.3. Valorile azotului total din bere

Conținutul cel mai ridicat de azot il remarcăm la berea fără alcool iar berea cu conținutul cel mai scăzut de azot este berea brună obținutã în laborator.

Conținutul de proteină brută se exprimă în procente și se calculeazǎ cu formula:

%Pbrută = (6.2.)

În care,

0,001401=cantitatea de azot corespunzătoare la 1 mL acid sulfuric 0,1n. În grame;

V1=volumul de acid clorhidric 0,1n folosit la titrarea probei, în mL;

V2=volumul de acid clorhidric 0,1n folosit la martorului, în mL;

F=factorul de corecție al soluției de acid clorhidric 0,1n;

f=factorul de transformare a azotului total în substanțe proteice (5,70);

m=masa de substanță supusă mineralizării, în grame.

În tabelul 6.4. sunt prezentate valorile proteinei brute pentru cele 5 tipuri de bere analizate.

Tabelul 6.4. Valorile proteinei brute pentru cele 6 tipuri de bere analizate

Valorile proteinei brute pentru probele analizate se încadreaza între valoriile 0,00002 % și 0,00671 %.

6.3.3.Determinarea concentrației alcoolice a berii

Alcoolul etilic constituie una din componentele principale ale băuturilor. În această lucrare concentrația alcoolică a probelor de bere studiate a fost determinată cu ajutorul sistemului oenologic GlassChem. Înainte de analiză, probele sunt depozitate la temperatura camerei.

Se conectează sistemul oenologic la o sursă constantă de apă de răcire;

Se conectează cablul de alimentare la o sursă de tensiune de 220 V ;

Se umple balonul cotat special furnizat împreună cu sistemul oenologic (picnometru) cu proba de analizat (bere), cu ajutorul unei pipete curate și uscate, observând să nu rămână bule de aer lipite pe partea interioară a peretelui picnometrului.

Se scoate dopul roșu de la balonul de fierbere și se introduce proba în aparat prin pâlnia superioară, având grijă ca furtunul de scurgere al acesteia să fie introdus în balon. Se introduce picnometrul cu probă peste tubul poziționat în interiorul pâlniei și se pornește pompa de aer atunci când picnometrul este complet introdus în pâlnie. Proba de bere va fi astfel introdusă în balon, prin golirea picnometrului. Apoi se spală picnometrul cu 30 mL apă distilată și se introduce iarăși în balonul de fierbere prin pâlnie.

Atenție: se scoate furtunul aferent pâlniei și se închide balonul cu dopul roșu;

Se poziționează picnometrul în dreptul sondei de distilare și se introduce senzorul în picnometru;

Se apasă butonul „power on” și apoi butonul „start” pentru a începe distilarea;

Senzorul va închide automat aparatul în momemntul în care distilarea s-a finalizat

Se închide aparatul și se scurge proba din balonul de fierbere prin deschiderea robinetului

Se scoate senzorul din picnometru, se șterge picnometrul la exterior cu o hârtie de filtru care nu lasă scame și se cântărește imediat, cu precizie de 0,0002 g (p2).

Se determină cifra de apă a picnometrului;

Se calculează densitatea relativă a produsului de analizat;

Se corelează densitatea relativă a produsului de analizat cu valoarea concentrației alcoolice cu ajutorul tabelului din anexa 2 a SR 184-2:2010 [7].

Figura 6.5.Sistemul oenologic GlassChem pentru determinarea concentrației alcoolice

Determinarea cifrei de apă a picnometrului

Cifra de apă a picnometrului reprezintă masa volumului de apă distilată, având temperatura de 20°C, conținută până la reper în picnometru.

Înainte de a se efectua determinarea cifrei de apă, picnometrul trebuie să fie curățat cu amestec oxidant, spălat cu apă distilată de mai multe ori, cu 10 până la 15 ml alcool etilic și apoi cu eter etilic și uscate prin suflare cu aer.

Picnometrul pregătit ca mai sus se prinde cu un inel de hârtie de filtru, se lasă la temperatura camerei circa 15 min, după care este cântărit cu precizie de 0,0002 g (m1).

NOTĂ: Picnometrul pregătit pentru determinare nu se va mai prinde cu degetele.

Picnometrul se umple, cu ajutorul unei pipete curate și uscate, cu apă bidistilată, fiartă în prealabil 30 min și răcită la 20°C, observând să nu rămână bule de aer lipite pe partea interioară a peretelui picnometrului. Se șterge picnometrul la exterior cu o hârtie de filtru care nu lasă scame și se cântărește imediat, cu precizie de 0,0002 g (m2).

Ca masă a picnometrului plin cu apă bidistilată se ia media a două determinări ale căror valori nu trebuie să difere între ele cu mai mult de 0,002 g.

Cifra de apă (m) se calculează cu formula:

Cifra de apă (m) = m2— m1 [g]

în care:

m1-masa picnometrului gol, curat și uscat, la 20°C, în grame ;

m2-masa picnometrului plin cu apă la 20°C, în grame.

Ca rezultat se ia media aritmetică a 3 determinări care nu diferă între ele cu mai mult de 0,002 g. Cifra de apă se verifică după cel mult 20 determinări sau după o întrerupere a folosirii picnometrului de minimum 180 zile.

Stabilirea constantei I – masa picnometrului fără aer

Picnometrul curat și uscat se cântărește cu precizie de 0,0002 g și se notează masa (p) picnometrului gol cu aer. Din masa picnometrului (p) se scade masa aerului (m) conținută în picnometru.

Se obține astfel masa picnometrului fără aer (p0).

p0=p-m[g]

Masa de aer (m) conținută în picnometru se obține înmulțind volumul picnometrului la 20oC, în ml (100 mL), cu densitatea relativă a aerului la 20°C (0,00120).

Stabilirea constantei II – volumul picnometrului cu apa la 20°C (V20)

Volumul picnometrului cu apă la 20°C se determin ă astfel: se umple picnometrul cu apă bidistilată, în prealabil fiartă 30 min și răcită, se introduce cu grijă termometrul, îmbinându-l etanș, se usucă la exterior cu hârtie de filtru ce nu lasă scame, după care se elimină surplusul de apă de pe tubul lateral și se introduce într-o cutie capitonată cu țesătură de lână, polistiren sau alt material izolant.

Se citește cu lupa temperatura apei din picnometru și se notează cu t°C, după care se cântărește cu precizie de 0,0002 g. Se notează cu p1masa picnometrului cu apă.

Se calculează masa de apă conținută în picnometru la temperatura t°C astfel:

Masa apei conținută în picnometru la t°C = p1 — p0 [g]

Volumul picnometrului cu apă la 20°C se calculează cu formula :

V20 =F(p1 –p0) [ml]

în care:

F -factorul cu care trebuie înmulțită masa de apă conținută în picnometrul de sticlă la temperatura °C, pentru calcularea volumului picnometrului la temperatura de 20°C (anexa 1 din SR 184-2:2010);

P0-masa picnometrului fără aer, în grame;

P1- masa picnometrului cu apă, în grame.

Se efectuează mai multe determinări ale masei apei la diferite temperaturi pentru ca volumul la 20° C să fie media aritmetică a 10 determinări ce nu diferă între ele cu mai mult de 0,001 ml.

Masa apei la 20°C conținută în picnometru va fi egala cu V20 x 0,9982 [g],

în care:

0,99823, este densitatea apei la 20 °C, în grame pe centimetru cub;

V20 volumul de apă la 20°C, în ml.

Calculul densității relative a produsului de analizat

Calculul densității relative a produsului la temperatura de 20°C, în raport cu apa la 20°C se face cu formula:

(6.3.)

în care:

p2, este masa picnometrului cu proba la 20°C, în grame;

p0, este masa picnometrului gol, fară aer, curat si uscat, în grame;

m, este cifra de apă a picnometrului.

Rezultatele obținute în urma determinării concentrației alcoolice a berii sunt trecute în tabelul 6.5.

Tabelul 6.5.Densitatea relativa a berii si valorile concentratiei alcoolice

În urma calculului densitatii relative cu ajutorul cãreia am determinat concentratia alcoolica conform STAS SR 184-2:2010 se constată că aceasta se încadreaza între valorile 0% – 5,28%.

6.3.4.Determinarea acidității volatile cu sistemul oentologic GlassChem

Aburul este suflat printr-o proba de bere pentru a-l încălzi la punctul de fierbere al apei,convetind acizii volatili (acid formic,acetic,butiric) în vapori.Acești vapori sunt antrenați în aburul de barbotare prin proba și transportati prin tubul de distilare.Acizii volatili și aburul intra în partea superioara a refrigerentului și se scurg în balonul Erlenmeyer.Conținutul total de acid volatil al lichidului condensat se determină prin titrare cu hidroxid de sodiu,folosind ca indicator fenoftaleina.

Mod de lucru:

1.Se conectează distilatorul la sursa de apă cu ajutorul racordului aprovizionat.

2.Se asigură că baia de scurgere a distilatorului se scurge în siguranta într-o scurgere sigura pentru apa fierbinte.

3.Se conectează cablul de alimentare la o sursă de tensiune de 240 V,50 HZ

4.Se deschide valva pentru a umple fierbatorul până la semnul roșu pe fierbator,sau 20 mm deasupra părții inferioare a sondei de nivel din oțel inoxidabil.Se deschide distilatorul și se apasă pe butonul de resetare pentru a începe să se încălzească elementul fierbatorului.

5.Se pun 50 mL apa distilată într-un pahar Erlenmeyer de 250 mL.Apoi se adaugă câteva picături de fenoftaleină și se titrează cu NaOH 0,1 N (V1).

6.Se poziționează paharul Erlenmeyer pentru a colecta distilatul din refrigerent.

7.Se pipetează 10 mL probă de bere înăuntrul pâlniei și se introduce proba în vasul de proba imediat ce apa a început să fiarbă trăgând de cuiul opritor în sus în același timp învartindu-le.

8.Apoi se ridică gura de admisie>10 mL de apa distilată și se trage de cuiul opritor în sus pentru a lăsa această apă să pătrundă în vasul de probă.Cuiul opritor se pune înapoi imediat după ce proba s-a scurs în instalatie.

9.La acest moment apa va fierbe puternic în timp ce distilatul se află în plina desfașurare (în paharul Erlenmeyer se observă barbotarea).

10.În timpul de 12-15 minute cât durează distilarea,se adaugă circa 20 mL apă distilată la gura de admisie pentru o spalare ulterioara a probei de vin consumat din vasele de proba.

11.Distilarea se oprește când 170 mL distilat este colectat în paharul Erlenmeyer (120 mL distilat si 50 mL apa).Oprirea distilării se obține deschizând valva fierbatorului.

12.Proba de bere consumată va fi aspirată aproape imediat în camera de reziduuri.

13.Când pasul 11 este terminat,se lasă apa din gura de admisie să curgă în vasele de probă,pentru a îndepărta ultimele rămpșite ale probei de bere ulterioare.Apa va fi si ea aspirată în camera de reziduuri.Cuiul opritor se pune imediat la instalatie pentru a nu strica vidul partial creat in fierbator.

14.Daca toata berea și apa nu sunt aspirate înapoi prompt așteptați aproximativ 30 de secunde.

15.Se scurge reziduul de apă și berea prin clema de scurgere îi se închide iar.

16.Nu se lasă clema de scurgere deschisă în timpul folosirii normale.

17.Pentru o proba noua de bere se respectă procedeul de distilare de la pasul 4 înainte.

18.Cei 170 mL distilat din paharul Erlenmeyer se titrează cu NaOH 0,1N până la prima nuanță de roz care persistă 3-5 minute (V2).

Figura 6.6. Sistem oentologic GlassChem pentru determinarea aciditatii volatile

Aciditatea volatilă se calculează cu următoarea relatie:

(6.4.)

Unde:

V1-volumul de NaOH 0,1N consumat la titrarea apei distilate

V2-volumul de NaOH 0,1N consumat la titrarea distilatului

0,006-reprezinta cantitatea de acid acetic (g) ce corespunde la 1 mL NaOH 0,1N

Vp-volumul probei de bere (mL)

În tabelul 6.7. se prezinta rezultatele obținute pentru aciditatea volatilă.

Tabelul 6.7.Aciditatea volatilă a berii

Cea mai mica aciditate volatilã s-a înregistrat pentru berea brunã obținutã în laborator 1,12 g acid acetic/L, iar cea mai mare valoare o prezintã berea blondă nefiltrata Oettinger.

6.3.5.Determinarea dioxidului de carbon

Principiul metodei

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

[NUME_REDACTAT] clorhidric 0,1 N;

Carbonat de sodiu 0,1 N;

Fenolftaleină 1%.

Mod de lucru

Se răcește sticla cu berea de analizat până la temperatura de 00C și într-un pahar în care s-au adăugat 50 ml de soluție de carbonat de sodiu 0,1N, se introduc 25 de ml din berea răcită, ținând varful pipetei în soluția de carbonat de sodiu. Se mai adaugă 400 ml apă fiartă (și răcită la 00C), se omogenizează, se adaugă 1 ml soluție fenolftaleină 1 % și se titrează cu acid clorhidric 0,1 N până la decolorarea completă a soluției.

Într-o probă paralelă se iau 25 ml bere răcită la 00C, se adaugă 100 ml apă distilată, se fierbe câteva minute și se răcește într-un vas cu gheață. Se adaugă 400 ml apă fiartă și răcită la 00C și se titrează cu carbonat de sodiu 0,1 N, în prezență de fenolftaleină ca indicator.

1 ml de carbonat de sodiu 0,1 N corespunde la 0,0022 g CO2.

Concentrația în (6.5.)

in care:

V1 – sunt ml de acid clorhidric 0,1 N folosiți la prima titrare.

V2 – sunt ml de carbonat de sodiu 0,1 N folosiți la a doua titrare.

Rezultatele obținute pentru continutul de CO2 sunt prezentate in tabelul 6.8.:

Tabelul 6.8. Dioxidul de carbon din bere

Dioxidul de carbon din tipurile de bere analizate se încadrează în intervalul 0,0000-0,0594 g/100 mL bere.

6.3.6.Vâscozitatea berii

Modul de lucru

Figura 6.7.

Vâscozitatea dinamicã ɳ (în ) se calculeazã utilizând urmãtoarea ecuație:

(6.6.)

Unde:

K=constanta bilei conform standardului bilei (6 bile),care trec prin tubul de mãsurare cu un diametru interior de aproximativ ;

= densitatea bilei in g/cm3 conform standardului;

=densitatea berii la t=20°C în g/cm3;

t=timpul mãsurarii dintre primul diametru pânã la ultimul diametru al bilei,sec.

În tabelul 6.9. vor fi prezentate rezultatele obținute pentru vâscozitate.

Tabelul 6.9.Vâscozitatea obținuta pentru cele 6 tipuri de bere analizate

Valorile vâscozitãții pentru probele de bere analizate se încadreazã între 2,08 -3,72,cea mai micã înregistrându-se pentru berea Bergenbier fãrã alcool,iar cea mai mare pentru berea brunã obținutã în laborator.

6.3.7.Determinarea fierului din probele de bere

Determinarea fierului cu 1,10 fenantrolina prin metoda adaosului standard

O specie neabsorbantă se poate transforma într-o specie absorbantă printr-o reacție de complexare. Dacă se alege un agent de complexare adecvat, se pot obține absorbtivități molare foarte mari. Metoda spectrofotometrică în cadrul căreia se utilizează liganzi este adeseori aplicată la determinarea ionilor metalici aflați în cantități infime, sub formă de urme.

În urma reacției de complexare se obține un anumit grad de selectivitate, în sensul că un agent de complexare va reacționa numai cu câțiva ioni metalici.

Principiul metodei. 1,10 fenantrolina (o-fenantrolina) este un reactive foarte sensibil fiind folosit mai ales la analiza fierului sub formă de urme.

Fierul, ce se poate afla în probă în două stări de oxidare: II și III, trebuie sã fie convertit cantitativ la starea de oxidare Fe (II); această specie este singura care formează un complex intens colorat în roșu cu reactivul o-fenantrolina.

Ajustarea stării de oxidare se realizează cu clorhidrat de hidroxilamină. Deși există și alte metode de reducere a Fe (III) la Fe (II), clorhidratul de hidroxilaminã este cel mai bun deaorece nu interferă în măsurătorile de absorbanță.

Reactivi și materiale:

● Soluție standard de Fe (II) 10-3M; se preparã o soluție standard de Fe (II) prin cântărirea unei cantități corespunzătoare FeSO4*7H2O sau Fe(NH4)2(SO4)2*6H2O și diluție la balon cotat de 100 ml;

● 1,10 fenantrolina soluție 0,1% în alcool etilic 50% (100 mL);

● Clorhidrat de hidroxilamină soluție 10%;

● Acetat de sodium soluție saturată;

● Spectrometru DR 2800;

● Baloane cotate de 50 mL;

● Pipete gradate de 1; 2; 5; 10 mL.

Modul de lucru. Se prepara soluții A și B; soluția A conține numai proba necunoscută, iar soluția proba necunoscută și un volum măsurat de soluție standard de Fe (II).

Soluția A. Într-un balon cotat de 50 mL se pipetează 2 mL probă de analizat (Vnec), se adaugă 5 mL acetat de sodium, 5 mL soluție de clorhidrat de hidroxilamină, și se agită pentru omogenizare. Se așteaptă 5 minute pentru stabilizare, apoi se adaugă 5 mL de reactive o-fenantrolina. Se așteaptã 10 minute pentru stabilizarea culorii. Se diluează la volum cu apă distilată și se citește absorbanța (Anec) la 510 nm, la spectrometru DR 2800, față de o soluție de referință (apa distilată).

Soluția B. Într-un balon cotat, cu același volum, se adaugã 2 mL probă de analizat (Vnec) și 2 mL soluție etalon de Fe (II) (Vst), astfel încât concentrația rezultată sã fie maxim 1.5 Cx. Se adaugă apoi reactivii în ordinea prezentată la soluția A. Se citește absorbanța soluției B (Anec+st), față de apă distilată.

Figura 6.8. Soluțiile A și B pentru determinarea fierului

Calcule:

Absorbanțele soluțiilor A si B sunt date de relațiile:

(6.7.)

(6.8.)

Din care:

(6.9.)

Dacã se face raportul celor douã ecuații se obține:

(6.10.)

Iar concentrația fierului din proba necunoscutã se calculeazã cu relația:

(6.11.)

Concentrațiile probei necunoscute (cnec) și a standardului (cst) se exprimã în moli/L.

Din care:

Cnec=concentrația necunoscuta a fierului;

Anec=absorbanța soluției;

Vst=volumul soluției etalon de Fe(II);

cst=concentrația standardului;

Vt=volumul total;

Anec+st=absorbanța soluției amestecatã cu soluția etalon;

Vnec=volumul probei de analizat.

În tabelul 6.10. se prezintã rezultatele obținute în urma analizelor pentru determinarea fierului din probele de bere analizate.

Concentrația fierului din probele de bere analizate se încadreazã între 0,00001 moli/L pentru berea brunã obținutã în laborator și 0,00029 pentru berea cu aromã de lãmâie [NUME_REDACTAT].