Дослідження динаміки діацетилу в процесі бродіння та доброджування пива

 

Таблиця2.8

Мікробіологічні показники якості питної води ДСанПіН 2.2.4-171-10 [8]

Ч.ч	Назва показника	Одиниці  вимірювання	Норматив, не більше ніж
			Вода системи централізованого Питного водопостачання	Вода не централізованого питного водопостачання Доочищенна (нефасована, Фасована)
1	Число бактерій в 1 см3води, що досліджується (ЗМЧ) при 37°С	КУО/см3	1001)	201)
2	Число бактерій в 1см3 води, що досліджується (ЗМЧ) при 22°С	КУО/см3	1001)	201)
3	Число  бактерій  групи кишкових  паличок (коліформних мікроорганізмів) в 1дм3 води, що досліджується (індекс БГКП)	КУО/см3	32)	відсутність1)

 

4	Число термостабільних кишкових паличок (фекальних коліформ індекс ФК) в 100 см3 води, що досліджується	КУО/см3	Відсутність3)	Відсутність3)
6	Число коліфагів в 1дм3 води, що досліджується	БУО/см3	Відсутність3)	Відсутність3)
7	Спори сульфітредукувальних клостридій	наявність (чисельніст) /20см3	Відсутність4)	Відсутність4)
8	Синьогнійна  паличка (Pseudomonas   aeruginosa)	КУО/см3	Не визначають	відсутність

 

Таблиця2.9

Фізико-хімічні показники якості питної води згідно ДСанПіН 2.2.4.-171-10[8]

Ч. ч	Назва показника	Одиниці вимірювань	Норма не більше
			Вода системи централізованого питного водопостачання	Вода не централізованого питного водопостачання доочищенна ( нефасована, Фасована)
1	Водневий показник (рН), у межах	Одиниці рН	6,5−8,5	6,5−8,5
2	Сухий залишок,оптимальний вміст	мг/дм3	1000 (1500)1)	1000 100-400
3	Жорсткість загальна  оптимальна величина, у межах	мг/дм3	7(10)1)	7
4	Лужність загальна, у межах	ммоль/дм	6,5	6,5
5	Сульфати	мг/дм3	250(500)1)	150
6	Хлориди	мг/дм3	250(350)1)	150
7	Залізо загальне	мг/дм3	0,2	відсутність
8	Марганець	мг/дм3	0,05	відсутність
9	Мідь	мг/дм3	1	відсутність
10	Цинк	мг/дм3	1	відсутність
11	Кальцій оптимальний вміст, у межах	мг/дм3	100	100 20 – 60
12	Магній оптимальний вміст, у межах	мг/дм3	30	30 6 – 15
13	Натрій оптимальний вміст	мг/дм3	200	200 20
14	Калій, у межах	мг/дм3	20	20 2 – 20
15	Нафтопродукти	мг/дм3	0,05	відсутність
16	Хлорфеноли	мг/дм3	0,0003	відсутність

 

 

 

 

Таблиця2.10

«Хміль ароматичний»  ДСТУ 4098.2 – 2002[11]

№ п/п	Показники	Норма
1.	Кондуктометричний показник гіркоти ( масова частка альфа-кислот), % у сухій речовині, не менше	2, 5
2.	Масова  частка хмельових домішок, %, не більше	5,0
3.	Масова частка води, % , не   більше	12,0
4.	Масова частка насіння, %, не більше	3,0
5.	Масова частка сірчистого ангідриду, % у сухій речовині, не більше	0,5
6.	Масова частка золи, % у сухій речовині, не більше	13,0
7.	Вміст не хмельових домішок	Не дозволено
8.	Наявність плісняви	Не дозволено
9.	Масова  частка токсичних елементів, мг/кг, не більше свинець кадмій ртуть миш’як	10, 0 0, 5 0, 1 0, 5

 

 

 

2.4 Принципова технологічна схема[3]

                                    

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Вибір та обґрунтування технологічних способів і режимів[3]

Відділення бродіння і доброджування пива проводить наступні технологічні операції:

• освітлення гарячого сусла з сусловарильного апарата від білкового відстою;
• охолодження сусла до початкової температури бродіння;
• насичення охолодженого сусла киснем;
• задача і збір дріжджів з ЦКБА;
• розведення чистої культури дріжджів у виробничих масштабах;
• бродіння і доброджування пива;
• фільтрація пива;
• зберігання готового пива;
• миття і стерилізація обладнання установкою СІП.

2.5.1  Освітлення гарячого сусл[3]

Гаряче охмелене сусло поступає тангенціально з великою швидкістю у вірпул, де відбувається осадження білку. Хміль містить поліфеноли, які утворюють комплекси з білками, що при кип`ятінні сусла випадають в осад. Тривалість осадження від 20 до 40 хвилин. Осад відкачують знизу в спеціальний збірник, а освітлене сусло подається у  пластинчастий теплообмінник, де охолоджується технічною холодною водою до температури 12°С. Охолоджене сусло подають через нижній клапан в ЦКБА, попередньо  аеруючи стерильним повітрям з розрахунку 8 - 10 мг/л. В потік сусла задаються всі засівні дріжджі з розрахунку 0,5 – 0,6 мг/л залежно від сорту пива.

 

2.5.2 Бродіння і доброджування[3]

Робочий об`єм ЦКБА становить 80-85% від повного. Це робиться для уникнення викиду піни під час інтенсивного бродіння.  В ЦКБА проводять бродіння і доброджування. Кожен апарат має три охолоджуючі сорочки; в якості холодоагенту використовують етиленгліколь.

Через 2 доби від початку заповнення апарату знімають мертві дріжджі. Проходить стадія бродіння, яка триває 4 – 5 днів. При зниженні переброду до 4° ЦКБА шпунтують, при цьому тримають надлишковий тиск – 0,7 атм.

При різниці між показами цукроміра на процесі і видимим екстрактом з лабораторії (залишковий екстракт) 1° знімають дріжджі. На підставі результатів лабораторного аналізу дріжджі знімають в танки для зберігання або реалізують на корм худобі. На підприємстві встановлені збірники дріжджів, і один - для розведення чистої культури об`ємом. З метою  підтримання необхідної температури для зберігання дріжджів в сорочки збірників подається холодоагент – етиленгліколь. Дріжджі в збірнику можуть зберігатися до одного тижня при температурі 3°С. Можливим є використання до 10 генерацій дріжджів.

Під час доброджування, при досягненні вмісту діацетилу в пиві 0,15 мг/л починають охолодження циліндричної частини ЦКБА, котре триває 2 доби.

По досягненні температури в циліндричній частині 2°С знімають залишкові дріжджі і починають охолодження конічної частини ЦКБА. Холодна витримка у ЦКБА при температурі максимального охолодження повинна проводитись не менше 48год.

2.5.2.1 Культивування дріжджів[2]

Отриману в пропагаторі культуру засівають в бродильний апарат місткістю 50м³, як правило,коли дріжджі знаходяться в логарифмічній фазі росту. При розведенні чистої культури дріжджів необхідно уникати бродіння і нарощувати їх біомасу. Це досягається при надлишку стерильного повітря. Пропагацію проводять на суслі з більшою густиною, ніж наступне бродіння при виробництві пива, при більш високих температурах і з періодичною аерацією. Концентрація дріжджів на виході із пропагатора складає

5*10³ кл/см³ при їх життєздатності більше 98%.

 Тривалість  пропагації 24 – 48 год. Сусло,яке надходить в пропагатор повинно бути або пастеризоване на пластинчастому теплообміннику, або прокип´ячено протягом 30 хв для стерилізації, які досягаються нагріванням в результаті надходження пари в сорочку апарату або пропуском пари через сусло в посудині. Стерилізацію можна також проводити під тиском. Після неї сусло охолоджують і пропускають повітря через стерилізуючий фільтр. Більшість апаратів для пропагації обладнані сорочкою для охолодження і системою для пропуску стерильного повітря або кисню. Перемішування при пропагації зазвичай не застосовують, так як надходження повітря і виділення діоксину вуглецю достатньо для підтримання дріжджів у підвішеному стані. В пропагаторі сорочки виконують дві функції: заповнюється парою під час стерилізації і служить охолоджувачем під час пропагації(розмноження). Зазвичай для розмноження дріжджів використовують більше одного апарату, наприклад два апарати різного розміру – 0,1 і 2м³. Вкінці періоду пропагації отримана посівна культура із більшого апарату поступає як в менший, так і в перший бродильний апарат, який зазвичай містить 20 – 40м³ сусла. Завдяки тому що в маленькій посудині є дріжджі, пивовару немає необхідності кожний раз користуватися лабораторними дріжджами. Циркуляція холодоагенту в сорочці малого апарату повинна мати такі швидкість і температуру, щоб в апараті підтримувався стабільний температурний режим. Розмір пропагаторів визначають, виходячи з розміру першого бродильного апарату. Об’єм посівної культури повинен становити 5 – 10% від об’єму бродильного апарату. На практиці відновлення лабораторної культури може відбуватися через 6 – 12міс.

 

2.5.3 Фільтрація пива[3]

На фільтрацію пиво подається додатково сепаруючи на сепараторі до вмісту дріжджів 10млн. клітин на 1 см2. З сепаратора пиво подають в збірник пива перед фільтрацією, або безпосередньо на фільтрацію. Для фільтрування пиво поступає у свічний фільтрапарат, в якому попередньо намивають водою фільтраційний шар із кізельгуру різної дисперсності. Воду витісняють за допомогою СО2, який в свою чергу витісняється пивом знизу. В процесі фільтрування додозовується дрібна фракція кізельгуру разом з не фільтрованим пивом по мірі необхідності, контролюючи рівень мутності. Фільтрація проходить під робочим тиском 6,5атм зі швидкістю приблизно 400 гл/год. Перше мутне пиво повертають на фільтр. По завершенню фільтрування залишок пива з апарату теж витісняють СО2. Фільтроване пиво поступає у фарфаси, в яких підтримується відповідний тиск вуглекислого газу 0,8 атм. Пиво в них витримують не менше 8 годин при температурі 0 – +2°С.  З фарфасів пиво подається на лінії розливу.

2.5.4 Миття і стерилізація обладнання установкою СІП.

Після кожного звільнення проводиться СІП ЦКБА з обов’язковим мікробіологічним контролем. Станція СІП включає в себе:

• бак для азотної кислоти,
• бак для холодної води,
• бак для розчину теплого лугу 2%,
• бак для гарячої води,
• бак для розчину гарячого лугу 2%,
• бак для регенерованого лугу.

Для дезінфекції ЦКБА і фарфасів використовують дівосан форте (дезінфектант на основі 15% оцтової кислоти). Установка СІП має вхідний і вихідний потоки, які під’єднанні до кожного вузла і працює в автономному режимі. Кількість миючих розчинів і тривалість миття кожним розчином встановлена в робочому рецепті згідно технологічного регламенту. Для ретельного вимивання ємності оснащені миючими головками, які крім створення суцільної плівки на внутрішній поверхні  ємності забезпечують економію миючого засобу.

 

2.6 Опис апаратурно-технологічної схеми[1]

З варильного відділення гаряче сусло подається тангенціально у сидементаційний апарат (1), де відділяється білковий осад і подається на фільтр-прес. Освітлене сусло розділяється на два потоки, частина поступає у двохсекційний пластинчастий теплообмінник (2), а інша частина у стерилізатор (3). Після стерилізатора сусло надходить у пропагатор (4) для розмноження ЧКД. Від теплообмінника (2) охолоджене сусло подається в аератор (6) для насичення киснем, та у дозатор дріжджів (7) куди задають засівні дріжджі із пропагатора (4) та збірника засівних дріжджів (5). Після дозатора сусло поступає у ЦКБА (9). Кондиційні дріжджі після бродіння повертаються у збірник засівних дріжджів (5) для подальшого використання, а надлишкові дріжджі відбирають у збірник надлишкових дріжджів (8). СО2 із ЦКБА направляють у цех очищення СО2 . Пиво після бродіння подається на сепаратор (10) де видаляється решта надлишкових дріжджів які поступають у збірник надлишкових дріжджів(8). Далі сусло перекачують в буферну ємкість (11) звідки подається на фільтрацію у свічний фільтр (14). Перед фільтром у сусло додають кізельгур за допомогою ємкості (12) і дозатора (13) кізельгуру. Відфільтроване пиво насосом (16) перекачується у форфас (15) звідки подається у цех розливу.

 

3. Розрахункова частина

 

3.1. Вихідні дані для розрахунків.

Таблиця 3.1

Асортимент продукції

Продукція	Відсоток у загальному обсязі,%	Виробництво за рік,млн. дал.
«Світле класичне»,11%	60	9
«Світле екстра», 14.5%	20	3
«Українське темне», 14,5%	20	3
Всього  15 млн. дал пива