Obtinerea Berii

5/13/2018 Obtinerea Berii - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/obtinerea-berii-55a74bc4ba22f 1/24

CAPITOLUL 1

1.1 SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBŢINERE A BERII

1

Clarificarea mustului

Brasaj

Polisare

Măcinare

Făină de malţ

Plămădire

Zaharificare

Plămadă zaharificată

Filtrare

Primul must

Must înainte de fierbere

Fierbere

Separare conuri

Separare trub la cald

Răcire

Must primitiv

Însămânţare

Fermentare primară

Fermentare secundară

Sedimentare

Centrifugare

Filtrare

Borhot

Spălare

Apă de spălareI, II, III

Borhot epuizat

Impurităţi

MALŢAPĂ DE BRASAJ APĂ DE BRASAJ

BERE BRUTĂ

BERE FINITĂ



1.2 DESCRIEREA OPERAŢIILOR DIN

FLUXUL TEHNOLOGIC DE OBŢINERE A BERII

Berea este o băutură cu conţinut scăzut de alcool, nedistilată, spumantă, obţinută prin fermentarea alcoolică a mustului de malţ aromatizat cu hamei. Face parte din

categoria băuturilor alcoolice, alături de vin cu un conţinut de alcool mediu spre redus.

Este caracterizată de un extract nefermentat bogat în substanţe nutritive ce conferă

valoare nutritivă.

Spre deosebire de băuturile alcoolice tari (distilate), berea a căpătat în a II-a

jumătate a secolului, o pondere din ce în ce mai mare din cantitatea totală de băuturialcoolice consumate.

Materia primă de bază este malţul, reprezentat de orz sau orzoaică germinată,

încolţită.

Extractul nefermentat este reprezentat de componenţii proveniţi din mustul de

malţ şi anume: glucide; substanţe cu azot (fie cu masă moleculară mare, fie aminoacizi)

care reprezintă substanţe uşor asimilabile pentru organismul uman cu valoare nutritivă

ridicată iar unele cu importanţă pentru însuşirile senzoriale ale berii; săruri minerale

reprezentate de oligoelemente; substanţe polifenolice; acizi organici; glicerol; substanţe

de aromă; vitamine hidrosolubile (complexul B, mici cantităţi de vitamina C); vitamine

liposolubile (vitaminele A, D, E).

Malţul, obţinut prin germinarea în condiţii industriale a orzului sau orzoaicei

urmată de uscare, regimurile de uscare putând să conducă la obţinerea malţului blond

sau brun.

POLISAREA MALŢULUI

Malţul depozitat în silozuri, înainte de a intra la măcinare, poate să fie supus unei

operaţii de polisare (nu este obligatorie), maşina de polisare fiind conectată la unitatea

de aspiraţie centralizată. Polisarea se execută într-o maşină cu rotor având discuri

abrazive sau într-o maşină cu rotor vertical care se roteşte într-o carcasă cu suprafaţa

interioară abrazivă, realizându-se concomitent şi desprăfuirea. Malţul care intră în

2



fabricaţie trebuie cântărit pentru a se determina randamentul la malţificare şi deci

pierderile de malţificare. Cântărirea malţului se poate realiza cu balanţa automată cu

cuvă basculantă şi cu balanţa electronică.

MĂCINAREA MALŢULUI

Măcinarea malţului e indispensabilă datorită realizării unui contact mai intim

între enzime şi substrat şi datorită posibilităţii diluării produşilor de hidroliză. Bobul e

alcătuit din coajă şi corp făinos, coaja contribuind la compoziţia mustului cu substanţe

puţin favorabile: substanţe polifenolice, substanţe amare pe care în general dorim să le

extragem mai puţin. Conţinutul în celuloză a particulelor de coajă nu influenţează

calitatea mustului, fiind insolubil, stă la baza formării stratului de filtrare. Astfel gradul

de mărunţire trebuie corelat cu tipul de utilaj folosit pentru filtrare.

Măcinarea malţului realizează reducerea dimensiunilor materialului de start şi o

clasare pe dimensiuni a particulelor obţinute, prin cernere. Tehnica de măcinare

adoptată depinde de metoda de plămădire şi de metoda de filtrare a plămezii după

brasaj. Din punct de vedere tehnologic, măcinarea malţului va influenţa:

• extracţia şi randamentul în extract la plămădire într-un timp optim;

• durata de brasaj şi viteza de filtrare a plămezii;

• claritatea mustului primitiv şi a celui secundar;

• stabilitatea aromei mustului şi, respectiv, a berii.

O măcinare care conduce la grişuri fine şi la făină asigură o plămadă care se

lichefiază şi se zaharifică bine, mustul având un conţinut ridicat în extract şi un grad de

fermentare mare, dar plămada se filtrează greu atunci când această operaţie se face la

cazan.

Există două metode de măcinare a malţului:

1. Măcinarea uscată,

2. Măcinarea umedă.

Măcinarea uscată e metoda cea mai veche; se folosesc mori cu valţuri şi site

vibratoare care realizează structura măcinişului adecvată sistemului de filtrare, de care

3



dispune fabrica. Structura măcinişului cuprinde coji, grişuri mari, grişuri fine sau mici;

făină şi pudre.

Măcinarea umedă presupune o creştere în prima fază a umidităţii boabelor, după

care urmează măcinarea într-o moară cu o singură pereche de valţuri cu construcţie

specială care să nu rupă coaja ci doar să o desprindă de bob şi doar corpul bobului să fie

mărunţit.

BRASAJUL

Este ansamblul de operaţii de plămădire şi de obţinere a plămezii zaharificate. La

această operaţie se au în vedere următoarele aspecte:

• trecerea în soluţie a unei cantităţi maxim posibile din substanţele conţinute în bobul

de malţ;

• hidroliza enzimatică a tuturor substanţelor hidrolizabile din malţ.

Brasajul are drept scop:

• să solubilizeze substanţele solubile preexistente în malţ (10-15% din totalul

componentelor malţului);

• să facă solubile prin acţiunea enzimelor proprii şi, respectiv, cu ajutorul celor

adăugate, substanţele care în starea lor nativă sunt insolubile (60% din totalul

componentelor malţului);

• să modifice, pe cale enzimatică, structura chimică a substanţelor solubilizate la un

nivel dorit, astfel încât 75% din extractul mustului dulce să fie format din zaharuri

fermentescibile.

Procesele enzimatice implicate la brasaj vor fi influenţate de:

• temperatura de brasaj care, de regulă, nu este constantă, ci are o evoluţie în trepte. În

general, prin creşterea temperaturii se favorizează reducerea vâscozităţii plămezii,

accelerarea vitezei de trecere în soluţie a componentelor solubile din malţ,

accelerarea vitezei de acţiune dar şi de inactivare a enzimelor;

• durata de brasaj, care va influenţa efectele de solubilizare şi de acţiune a enzimelor,

dar nu direct proporţional;

4



• starea fizică a substanţelor;

• consistenţa plămezii, care este dependentă, în principal, de raportul dintre

măcinătură/apă;

• activitatea enzimatică a malţului;• pH-ul plămezii: având în vedere că fiecare enzimă are un interval de pH optim, la

brasaj se lucrează cu un pH de compromis care este situat între 5,2-5,4.

Degradarea amidonului are loc în trei stadii:

- stadiul I, care constă în absorbţia de apă şi umflarea granulelor de amidon;

- stadiul II, care constă în gelatinizarea amidonului şi care are loc când

amidonul umflat ajunge la o temperatură critică numită temperatură de

gelatinizare, cuprinsă de obicei între 60-80oC;

- stadiul III, care în fapt se subdivide în două etape:

o o etapă în care are loc lichefierea amidonului prin acţiunea α amilazei

asupra amilozei şi amilopectinei, cu formare de dextrine liniere şi

ramificate cu masă moleculară medie şi mare;

o în etapa a II-a are loc zaharificarea, care constă în acţiunea atât a α -

amilazei cât şi a β -amilazei asupra legăturilor α -1,4 glicozidice.

Degradarea substanţelor cu azot

Acestea sunt solubilizate în proporţie de 70% la malţificare de către

peptidhidrolazele existente în orz şi cele sintetizate la malţificare. În timpul malţificării,

se vor forma din proteinele insolubile de depozit, proteine solubile, peptide şi

aminoacizi.

Degradarea hemicelulozelor

În timpul palierului de proteoliză are loc şi o degradare a glucanilor din pereţii

celulari, ai arabinoxilanilor şi gumelor solubile sub acţiunea diferitelor enzime

hemicelulazice.

Degradarea polifenolilor

Aceştia reprezintă 0,3-0,4% din substanţa uscată a orzului, fiind localizaţi în

coajă şi stratul aleuronic, şi endosperm. La brasaj polifenolii trec în plămadă, respectiv

5



în must, formând cu proteinele complecşi insolubili (mai ales la fierberea mustului cu

hamei) ceea ce va face ca berea finită să fie mai stabilă coloidal.

Degradarea lipidelor aduse de malţ (trigliceride, mono şi digliceride, fosfatide)

are loc şi la brasaj sub influenţa lipazelor din malţ care au temperatură optimă de 35-

40oC şi sunt inactive la 65oC/30 minute.

Operaţiile de plămădire-zaharificare se efectuează în recipiente încălzite, în care

se poate realiza o amestecare cât mai bună a măcinişului cu apă. Aceste recipiente se

numesc generic cazane. Cazanele sunt executate din tablă de cupru, oţel inoxidabil sau

din oţel carbon placat cu oţel inoxidabil.

FILTRAREA PLĂMEZII ZAHARIFICATE

La sfârşitul brasajului, plămada zaharificată reprezintă o dispersie formată din

faza lichidă, în care sunt solubilizate substanţele care alcătuiesc extractul mustului şi o

fază solidă (borhot), care este formată din coji şi alte părţi din malţ ce nu au trecut în

soluţie la brasaj. Având în vedere cele menţionate, se impune filtrarea plămezii

zaharificate pentru separarea mustului (fracţiunea lichidă a plămezii) de borhotul de

malţ (parte insolubilă). La filtrare se urmăreşte să se recupereze cât mai mult extract.

Filtrarea plămezii are loc în două stadii:

- scurgerea liberă a primului must denumit şi must primar sau primitiv;

- spălarea borhotului, în vederea recuperării extractului reţinut, apele de spălare

alcătuind mustul secundar.

Pentru a obţine un must cu concentraţia dorită la sfârşitul filtrării, mustul primitiv

trebuie să conţină cu 4-6% mai mult extract decât berea care se produce. Factorii ce

influenţează operaţia de filtrare pot fi:

- temperatura plămezii influenţează direct vâscozitatea mustului cu care e invers

proporţională. Temperatura trebuie să fie 75oC, maxim 78oC;

- calitatea malţului: un malţ bine solubilizat oferă posibilitatea filtrării mai

rapide a primului must;

6



- structura măcinişului. Măcinarea va urmări menţinerea cojilor cât mai intacte

pentru că acestea vor constitui de fapt scheletul stratului filtrant de borhot,

acestea vor asigura afânarea stratului;

- calitatea procesului de brasaj influenţează prin domeniile de temperatură

optimă activitatea enzimelor celulozolitice, glucanolitice şi proteolitice.

SPĂLAREA ŞI EPUIZAREA BORHOTULUI

Urmăreşte antrenarea extractului rămas în borhot după scurgerea primului must,

până ce borhotul devine vizibil. Se obţin rezultate mai bune ca randament de epuizare,

dacă spălarea are loc în reprize, deoarece se prelungeşte contactul apei cu borhotul.

Calitatea apei de spălare trebuie să fie aceeaşi cu a apei de brasaj, atât din punct

de vedere bacteriologic cât şi al alcalinităţii remanente. Prezenţa cojilor şi o apă cu

alcalinitate remanentă mare pot duce la extragerea unor componenţi mai puţini

favorabili calităţii berii.

Cantitatea de apă de spălare depinde de concentraţia primului must şi se divizează

în 3-5 fracţiuni care se adaugă separat, fracţiunile fiind intercalate cu omogenizări şi

aşezări ale stratului de borhot şi cu recirculări până la limpiditatea mustului. Se

consideră ca ultima fracţiune de apă de spălare aceea ce va conduce la 0,5-1% extract,

spălarea exagerată ducând la o diluare avansată a mustului înainte de fierbere.

Compoziţia mustului va determina proprietăţile berii finite. Mustul trebuie să

conţină în principal zaharuri fermentescibile, nutrienţi pentru drojdii şi

precursori/substanţe de aromă. Mustul, datorită compoziţiei sale, este nestabil

microbiologic şi conţine mult material precipitabil, care poate antrena, la fierberea cu

hamei, lipide, proteine, substanţe amare din hamei, polifenoli din must şi hamei.

FIEBEREA MUSTULUI CU HAMEI

Are drept scop atingerea următoarele obiective:

- stabilitatea mustului;

- dezvoltarea aromei mustului;- concentrarea mustului.

7



În ceea ce priveşte stabilitatea mustului trebuie arătat că fierberea mustului

implică o anumită temperatură, durată şi un anumit grad de agitare. Fierberea conferă

mustului stabilitate sub 4 aspecte: biologică, biochimică, coloidală şi aromă.

Modificările de aromă care au loc la fierberea cu hamei a mustului (altele decât

cele cauzate de hamei) se referă la:

- formarea produşilor de aromă prin reacţia Maillard;

- îndepărtarea substanţelor volatile din orz şi a celor formate în procesul de

malţificare;

- distrugerea cisteinei şi cistinei care, în caz contrar, ar fi o sursă de H 2S produs

de drojdii.

La fierberea mustului are loc şi o concentrare, cantitatea de apă evaporată fiind de

5-10% (şi chiar 10-15% în cazul fierberii prelungite) din volumul mustului/oră.

Hameiul adăugat la fierberea mustului va conferi berii un miros agreabil, delicat,

gust de amar „curat” deci, cu alte cuvinte, o aromă (gust şi miros) „nobilă”. Pentru a

stabili cu exactitate doza de hamei, este necesar să se aibă în vedere următoarele lucruri

importante:

- gradul de amăreală cerut de un anumit tip de bere;

- pierderile de substanţe amare în procesul tehnologic;

- gradul de transformare al α -acizilor în izo-α -acizi.

CLARIFICAREA MUSTULUI

Trubul la cald este format din particule cu dimensiuni de 30-80µ m, care au

densitatea ceva mai mare decât a mustului şi, din acest motiv, vor sedimenta relativ uşor

formând o masă compactă, dacă timpul este suficient. Trubul la cald reprezintă 0,21-

0,28kg/hl must (după alţi autori 0,6-0,8kh/hl must) şi conţine 80-85% apă, fiind format

din: material proteină-tanin; săruri insolubile; material răşinos din hamei; material

lipidic din must şi hamei; proteine denaturate-coagulate.

Îndepărtarea trubului la cald este necesară, deoarece prezenţa lui în must are

următoarele efecte negative: îngreunează clarificarea mustului; poate acoperi celulele de

drojdie folosite la fermentare; face dificilă filtrarea berii dacă nu este îndepărtat la timp.

8



Pentru clarificarea mustului se poate utiliza cazanul de sedimentare dar cel mai

utilizat echipament de clarificare este Whirlpool-ul care poate fi fund conic şi cu fund

înclinat.

RĂCIREA MUSTULUI

Răcirea mustului fiert se face în scopul:

- reducerii temperaturii de la aproximativ 100oC la 5-6oC sau la 7-12oC, ceea ce

împiedică dezvoltarea ulterioară a microorganismelor care pot infecta mustul

postfierbere. Temperaturile de răcire sunt favorabile însămânţării mustului cu

drojdii;

- formării trubului la rece: mustul cald este limpede, dar pe măsură ce se răceşte

el devine turbid din cauza formării trubului la rece.

După îndepărtarea trubului la cald, linia de tratare a mustului cuprinde:

echipament de răcire, dispozitiv de aerare a mustului, echipament de îndepărtare a

trubului la rece.

Aerarea mustului răcit este necesară pentru:

- multiplicarea drojdiilor;

- sinteza ergosterolilor;

- sinteza acizilor graşi nesaturaţi.

ÎNSĂMÂMŢAREA

Se face cu culturi de producţie. Pentru realizarea acestora se parcurg două etape şi

anume:

- etapa de multiplicare a drojdiei în laborator, care se realizează în condiţii de

perfectă asepsie conform unei scheme;

- etapa de multiplicare a drojdiei în condiţii industriale în vederea obţinerii

culturii de producţie.

FERMENTAŢIA MUSTULUI

9



Prin fermentaţia mustului se urmăreşte transformarea zaharurilor fermentescibile

în alcool etilic şi CO2, dar, în acelaşi timp, se formează şi produşi secundari cum ar fi

alcoolii din fuzel, acizi, esteri, cetone, aldehide şi produşi cu sulf.

Pentru a realiza fermentaţia mustului de bere cu o anumită compoziţie chimică

este necesar ca unele substanţe din must să difuzeze în celula de drojdie străbătând atât

peretele celular, cât şi plasmalema (membrana propriu-zisă).

Zaharurile sunt metabolizate în secvenţă, glucoza şi fructoza fiind rapid

consumate (la demararea fermentaţiei), maltoza este consumată mai lent (la fermentaţia

primară) şi, în final, este consumată maltotrioza (la fermentaţia secundară). De remarcat

că zaharoza este hidrolizată de invertaza din peretele celular. În interiorul celulei atât

maltoza cât şi maltotrioza sunt hidrolizate enzimatic la glucoză.

Expresia simplificată a fermentaţiei alcoolice este dată de ecuaţia Gay-Lussac:

Glucoza→2CO2+2CH3CH2OH+Energie(180) 2x44 2x46

Energia eliberată nu este folosită în totalitate de către drojdie, ea fiind în mare

parte pierdută sub formă de căldură. Ecuaţia Gay-Lussac nu ia în considerare

dezvoltarea drojdiei, atunci expresia mai reală a ecuaţiei fermentaţiei alcoolice înindustria berii este următoarea:

Maltoză+Aa→Drojdie+Alcool etilic+CO2+50Kcal100g 0,5g 5g(SU) 48,8g 46,8g 209Kj

Fermentaţia este un proces foarte complex şi este influenţată de trei mari categorii

de factori:

- compoziţia chimică a mustului: prezenţa şi concentraţia nutrienţilor; pH-ul;

- drojdia utilizată: tipul şi varietatea utilizată; condiţia drojdiei la utilizare;

distribuţia drojdiei în must; aerarea mustului; temperatura mustului la

adăugarea drojdiei;

- condiţiile de procesare (fermentaţia): durata şi temperatura de fermentare;

presiunea; dimensiunile şi forma recipientelor de fermentare; agitarea şi

curenţii ce se formează la fermentare.

10



La fermentarea primară şi secundară se formează o serie de produşi secundari,

care au o influenţă deosebită asupra calităţii berii. La formarea produşilor secundari

participă 3% din glucidele fermentescibile, 95% sunt utilizate pentru producţia de alcool

etilic, iar restul de 2% se folosesc pentru formarea de noi celule de drojdii. Produşii

formaţi pot avea influenţă pozitivă (esterii) şi negativă (carbonili şi produşi cu sulf).

În general, la fermentarea primară se formează în principal diacetil, aldehide şi

compuşi cu sulf care conferă berii tinere o aromă (gust şi miros) de bere imatură,

neechilibrată. Se mai formează şi alcooli superiori şi esteri, dar aceştia se concentrează

mai mult la fermentaţia secundară/maturare şi ei contribuie la aroma definitivă a berii,

în condiţiile în care se găsesc în concentraţii adecvate.

CLARIFICAREA BERII

După fermentarea secundară şi maturare, berea este încă turbidă datorită prezenţei

microorganismelor (drojdii, bacterii), care au rămas în suspensie, particulelor fine din

trubul provenit de la Whirlpool-ul, particulelor fine care alcătuiesc tulbureala

permanentă şi tulbureala la rece. Pentru a asigura o bere clară trebuie să fie îndepărtate

următoarele grupe de particule:

- drojdiile, care conduc la tulbureli şi la o stabilitate a aromei scăzută;

- bacteriile, care dau naştere la tulbureli şi modificări de aromă.

SEDIMENTAREA

Sedimentarea gravitaţională realizează în fapt o limpezire naturală a berii în

timpul depozitării acesteia pentru maturare pe o perioadă de minimum 7 zile, când

temperatura berii scade până la 0oC şi chiar la -1oC →-2oC.

Limpezirea va fi influenţată, pe de o parte, de caracteristicile tancului de maturare

(H, D), de temperatura berii în tanc, care va influenţa atât formarea precipitatelor

proteino-tanice (trubul la rece) cât şi densitatea berii, respectiv vâscozitatea dinamică a

acesteia. De asemenea, limpezirea prin sedimentare va fi influenţată şi de pH-ul berii,

care va determina formarea precipitatelor proteino-tanice şi mărimea acestora.

11



Cu toată simplitatea sistemului şi eficacitatea lui sub aspect tehnologic şi al

costurilor, sedimentarea are şi părţi negative, în sensul că drojdiile din depozitul depus

la fundul tancului, mai ales dacă acesta nu este răcit pot intra în autoliză şi vor conferi

berii gust şi miros de drojdie. Pe de altă parte depozitul conţine şi bere care trebuie

recuperată prin filtrare sau centrifugare.

CENTRIFUGAREA

Pentru centrifugare se elimină din bere particulele grosiere (>0,1μ) şi parţial

particulele coloidale (>0,001-0,1μ). Sub influenţa forţei centrifugale, particulele din

bere sunt deplasate în spaţiile dintre talere în direcţie radială şi se acumulează într-un

spaţiu separat, iar berea clarificată este separată la partea spaţiului dintre 2 talere. Viteza

de separare a particulelor în spaţiul dintre două talere urmează legea lui Stockes,

amplificată şi de efectul centrifugal al separatorului:

( )

g

R g

d V s

2

21

2

18

ω

η

ρ ρ −

⋅

−

=

produs (V) maşină (F)

F vV s ⋅=

în care F – factorul de accelerare. Această viteză de separare va fi influenţată aşa

cum se vede din ecuaţia menţionată, de următorii factori:

- diferenţa dintre densitatea particulelor (ρ1) şi a lichidului (ρ2);

- vâscozitatea lichidului (berii);

- viteza tobei cu talere;

- raza tobei;- suprafaţa de sedimentare (separare) a talerelor.

Nu se recomandă să fie centrifugată berea după o depozitare pentru maturare mai

îndelungată, întrucât celulele de drojdii devin mai fragile şi se pot sparge la

centrifugare, conducând la tulbureală fină în berea clarificată, precum şi la aromă de

drojdie autolizată.

12



FILTRAREA BERIIFiltrarea este operaţia care se aplică berii pentru a-i da limpiditatea finală, şi

trebuie să fie practicată cel puţin o dată şi pentru berea înainte de îmbuteliere, pentru ca

aceasta să aibă o limpiditate cu luciu, respectiv strălucire (de menţionat că celelalte

metode de clarificare conduc la o bere cu un anumit grad de limpiditate nesatisfăcător

pentru berea ce trebuie comercializată).

Procesul de filtrare este dominat de prezenţa drojdiilor şi proteinelor, însă, atunci

când are loc preclarificarea berii (care conduce la îndepărtarea drojdiilor şi proteinelor),

filtrarea va fi dominată de prezenţa carbohidraţilor şi anume: amidon nemodificat;

dextrine, pentozani, β-glucani. Dintre substanţele menţionate, β-glucanii, care se pot

găsi în concentraţie de 150-300mgl/l bere nefiltrată, influenţează filtrarea pe 2 căi:

- prin prezenţa lor sub formă coloidală sau gel, fapt ce conduce la scăderea

capacităţii de filtrare a filtrului;

- prin prezenţa lor sub formă solubilă, care conduce la creşterea vâscozităţii berii

şi, deci, la diferenţă mare de presiune la trecerea berii prin filtru.

Limpezirea prin filtrare se bazează pe 2 principii: primul este absorbţia (reţinerea)

particulelor/impurităţilor pe materiale poroase cu o suprafaţă mare de contact. Al doilea principiu este cel de cernere (reţinere de suprafaţă) în care caz sunt reţinute mecanic

particulele care au dimensiuni mai mari decât diametrul porilor stratului filtrant.

La filtrare se îmbunătăţesc unele caracteristici senzoriale ale berii, cum ar fi

culoarea, limpiditatea – strălucirea, însă se influenţează relativ negativ spumarea.

Filtrarea asigură o stabilitate biologică şi coloidală bună pentru berea finită.

În industria berii, filtrele utilizate sunt astfel alese încât să lucreze 8; 16 sau 24 deore, astfel ca la sfârşitul perioadei grosimea stratului format pe filtru să ajungă la

maximum, ceea ce permite în continuare golirea, spălarea şi sterilizarea filtrului în

perioada de timp neproductivă.

13



STABILIZAREA BERIIBerea livrată trebuie să aibă o bună stabilitate coloidală şi microbiologică, pe

lângă însuşirile sale senzoriale apreciate de consumatori: culoare, aromă (gust şi miros),

luciu caracteristic, spumare, etc.

Pe parcursul operaţiilor tehnologice (după fierberea mustului care face ca acesta

să fie steril) berea se poate infecta cu microorganisme prin a căror dezvoltare

(multiplicare) în bere se formează produşi metabolici, care pot conduce la tulburarea

acesteia şi la modificarea aromei.

Prin urmare, instabilitatea microbiologică a berii este consecinţa, în principal, a

unei igienizări nesatisfăcătoare a tuturor aparatelor, utilajelor şi instalaţiilor folosite, a

spaţiilor de producţie, a operatorilor.

Stabilizarea microbiologică a berii poate fi realizată prin următoarele procedee:

- pasteurizare;

- filtrare pe cartoane;

- filtrare tangenţială pe membrane, care realizează şi o stabilizare coloidală a berii

în cazul aplicării ultrafiltrării.

Scopul principal al pasteurizării este acela al îmbunătăţirii stabilităţii biologice a produsului finit. La pasteurizare este necesar să se asigure un grad mare de inactivare a

microorganismelor, fără a se afecta calitatea senzorială a berii, ceea ce presupune

optimizarea procesului de pasteurizare.

Este cunoscut faptul că în tehnologia modernă de fabricare a berii o serie de

operaţii contribuie esenţial la asigurarea aromei, stabilităţii coloidale şi microbiologice a

berii (depozitarea la rece, filtrarea obişnuită, pasteurizarea, filtrarea pe membrane).Stabilitatea coloidală a berii pe termen lung este de o mare importanţă mai ales în

cazul berilor deschise la culoare, în care percepţia tulburelui este mai evidentă.

Aroma berii (gust şi miros) este influenţată negativ de prezenţa oxigenului în bere

şi în spaţiul liber de sub capsulă în cazul berii îmbuteliate. În prezenţa oxigenului, din

anumite substanţe din bere se formează cantităţi suplimentare de compuşi carbonilici,

care conferă berii un gust şi miros învechit, de bere îmbătrânită. Stabilizarea aromei

14



berii se poate face şi prin adaos de sulfiţi şi acid ascorbic, dar mijlocul cel mai bun este

lipsa de oxigen în berea îmbuteliată.

15



1.3. FERMENTAŢIA ÎN TANCURI CILINDRO-CONICE

Prin fermentaţia mustului se urmăreşte transformarea zaharurilor fermentescibileîn alcool etilic şi CO2 dar, în acelaşi timp, se formează şi produşi secundari cum ar fi

alcoolii din fuzel, acizi, esteri, cetone, aldehide şi produşi cu sulf.

Fermentaţia este un proces foarte complex şi este influenţată de 3 mari categorii

de factori: compoziţia chimică a mustului; drojdia utilizată; condiţiile de procesare

(fermentaţia). Mustul fiert cu hamei utilizat ca mediu de fermentare este bogat în

nutrienţi, compoziţia acestuia va influenţa atât viteza de fermentaţie, gradul de

fermentare, cât şi cantitatea de biomasă produsă şi, în final, calitatea berii.

Condiţia drojdiei în momentul adăugării în must va depinde de modul de obţinere

a culturii şi de păstrarea acesteia până la folosire. La o analiză mai profundă, drojdiile

folosite la fermentarea mustului hameiat de bere, în funcţie de comportamentul lor, pot

fi clasificate în 6 grupe:

- grupa A: drojdii care sedimentează foarte devreme;

- grupa B: drojdii care sedimentează atunci când mustul este bine atenuat;

- grupa C: drojdii care sedimentează într-un anumit grad până la sfârşitul

fermentaţiei;

- grupa D: drojdii care părăsesc mustul şi ajung la suprafaţa acestuia;

- grupa E: drojdii care formează la suprafaţa mustului în fermentare aglomerări;

- grupa F: drojdii care se ridică la suprafaţă într-un anumit grad.

În legătură cu geometria recipientului de fermentare, în cazul rezervoarelor

cilindro-conice este importantă înălţimea acestora pentru că aceasta influenţează

sedimentarea drojdiilor; generarea de bule de CO2 pe unitatea de suprafaţă; presiunea

hidrostatică care, la rândul ei, afectează evoluţia CO2 şi circulaţia curenţilor de

convecţie.

La fermentarea primară şi secundară se formează o serie de produşi secundari,

care au o influenţă deosebită asupra calităţii berii. La formarea produşilor secundari

participă 3% din glucidele fermentescibile, 95% sunt utilizate pentru producţia de alcool

16



etilic iar restul de 2% se folosesc pentru formarea de noi celule de drojdii. Produşii

formaţi pot avea influenţă pozitivă (esterii) şi negativă (carbonaţi şi produşii cu sulf).

La fermentarea primară se formează şi alcooli superiori şi esteri dar aceştia se

concentrează mai mult la fermentaţia secundară (maturare) şi ei contribuie la aroma

definitivă a berii, în condiţiile în care se găsesc în concentraţii adecvate.

Alcoolii superiori sunt compuşi de aromă care caracterizează berea finită. În

timpul fermentării primare se formează 80% din totalul alcoolilor superiori. La

fermentaţia secundară şi maturare, nivelul de alcooli superiori creşte relativ puţin. Berea

de fermentaţie inferioară conţine 60-90mg/l alcooli superiori, iar cea de fermentaţie

superioară până la 100mg/l.

Esterii sunt unii dintre cei mai importanţi compuşi care determină aroma berii,

însă un conţinut ridicat de esteri conferă berii un gust amar neplăcut, un gust de fructe.

Esterii se formează în timpul fermentării prin esterificarea acizilor graşi cu alcool etilic

şi în măsură mai mică cu alcooli superiori. Conţinutul de esteri depinde de densitatea

iniţială a mustului şi de tipul de bere fabricat. Berea de fermentaţie superioară conţine

până la 80mg/l esteri, iar cea de fermentaţie inferioară până la 60mg/l.

Formarea dicetonelor vicinale ar avea loc în două stadii şi anume un stadiu

enzimatic în care drojdia formează α-acetolactat, care este excretat în must.

Acetolactatul se formează din acetil CoA şi acid pirunic, enzima acetohidroxid sintetaza

acţionând asupra acetil CoA. α Acetolactatul excretat în mustul în fermentaţie nu

influenţează aroma. În al II-lea stadiu din acetolactat se formează dicetone vicinale,

respectiv diacetil, reacţia implicând decarboxilarea neenzimatică a α acetolactatului;

fiind necesară prezenţa oxigenului dizolvat.

În cazul compuşilor carbonilici în special interesează acetaldehida, un produs

intermediar normal al fermentaţiei alcoolice. Acetaldehida este excretată de drojdie în

berea tânără în primele 3 zile de fermentaţie primară şi este responsabilă pentru mirosul

berii tinere.

Produşii cu sulf rezultă din metabolismul drojdiilor. H2S se produce în timpul

fermentaţiei din aminoacizi cu sulf. Având în vedere că H2S este volatil, el este eliminatla fermentaţia primară şi secundară prin antrenare de către bulele de CO2.

17



Acizii organici prezenţi în bere sunt sintetizaţi de drojdia din aminoacizii prezenţi

în bere.

Substanţele menţionate ca produşi secundari la concentraţii sub pragul de

sensibilitate contribuie foarte mult la plinătatea gustului berii, la aroma berii şi

stabilitatea acesteia, la însuşirile spumei. Dacă concentraţia unora dintre substanţele

menţionate depăşeşte pragul de sensibilitate, ele influenţează negativ calitatea

senzorială a berii, în special gustul şi mirosul.

Fermentaţia primară se desfăşoară sub controlul riguros al temperaturii şi începe

prin pregătirea mustului în vederea însămânţării cu drojdie, pregătire care constă în

aerarea mustului răcit şi clarificat, această aerare având un rol esenţial în dezvoltarea

fermentaţiei primare.

Fermentaţia primară propriu-zisă începe imediat după adăugarea drojdiei şi pe

parcursul a 8-10 zile de fermentare la temperatura de 6-10oC, se constată următoarele

faze ale mustului:

- faza iniţială , care durează 12-20h de la însămânţare şi se caracterizează prin

apariţia la suprafaţa mustului a unei spume albe;

- faza crestelor joase , care durează 2-3 zile, se caracterizează prin desprinderea

spumei de marginea linului;

- faza crestelor înalte , care începe cu a treia zi de fermentaţie şi care durează 2-3

zile. Această fază este caracterizată printr-o fermentare intensă, spuma se

colorează în galben-brun până la brun închis, crestele atingând 30 cm. Începe şi

flocularea;

- faza finală , care durează 2-3 zile şi care se caracterizează prin colapsarea

crestelor, deoarece fermentaţia nu mai este viguroasă şi cantitatea de CO2 este

diminuată.

La trecerea berii crude la fermentaţia secundară şi maturare, stratul de spumă

trebuie eliminat. Urmărirea fermentaţiei primare se face zilnic prin măsurarea

temperaturii, a extractului aparent şi a pH-ului. Există două tipuri de fermentaţii şi

anume: fermentaţie superioară şi fermentaţie inferioară, care se diferenţiază între ele prin: tipul de drojdie folosită, temperatura de fermentare şi durata de fermentare.

18



Berea de fermentaţie primară se caracterizează prin următoarele aspecte

senzoriale: gust destul de pronunţat de drojdie, amăreală cu gust înţepător, miros crud,

aspect tulbure. Această bere este trecută la fermentarea secundară/maturare, unde vine

cu aproximativ 1,1-1,4% extract fermentescibil, din care 80% maltoză şi 20%

maltotrioză

La fermentaţia secundară au loc procesele:

a) se continuă fermentaţia zaharurilor fermentescibile rămase în berea primară în

două faze: o fază de fermentaţie secundară mai activă (aproximativ 2 zile); o

fază de fermentare secundară liniştită;

b) antrenarea unor compuşi nedoriţi de CO2 care se degajă;

c) sinteza de noi cantităţi de produşi secundari (creşte cu 20% nivelul de alcooli

superiori şi cu 30-200% cel de esteri);

d) saturaţia berii în CO2 şi reducerea conţinutului de oxigen.

Berea de fermentaţie primară este o bere din care s-a recuperat biomasa de

drojdie (2l cremă drojdie/hl bere) şi care conţine aşa, cum s-a arătat, 0,2% CO2. La

sfârşitul fermentaţiei secundare/maturare, berea trebuie să conţină 0,45-0,5% CO2.

În industria berii, vasele de fermentare poartă denumirea de linuri, dacă lucrează

la presiune barometrică, şi de tancuri, dacă lucrează sub presiune. Linurile de

fermentare sunt recipiente deschise în care se face fermentaţia primară şi care sunt răcite

cu ajutorul unor serpentine pentru eliminarea căldurii produse prin fermentaţie.

Tancurile de fermentare sunt recipiente închise sub presiune pentru fermentaţia primară,

pentru fermentaţia secundară, respectiv pentru ambele fermentaţii în cazul tancurilor

cilindro-conice de capacitate mare.

19



CAPITOLUL 2

TANCUL CILINDRO-CONIC

Este destinat atât fermentaţiei primare, cât şi fermentaţiei secundare-maturare.Unitancurile sunt construite pentru diferite capacităţi, înălţimea lor fiind de 3-4 ori mai

mare decât diametrul. Unghiul de înclinaţie al părţii conice este de 60-75o. capacul este

elipsoidal. Pe partea exterioară a părţii cilindrice este montată o serpentină de răcire

împărţită în trei zone, din care primele două sunt apropiate, iar ultima este distanţată de

cele două pe verticală cu 600mm. Cele trei zone de răcire sunt prevăzute cu racorduri de

intrare agent de răcire şi racorduri de evacuare a agentului de răcire. Fundul tronconicare şi el pe suprafaţa exterioară o zonă de răcire, formată din patru canale cu secţiune

triunghiulară, prin care se introduce agentul de răcire.

Schiţa simplificată a tancului cilindro-conic

1-vizor conic cu geam; 2-ieşie agentdin manta; 3-conductă pentru intrare

CO2 şi soluţii de igienizare sub

presiune; 5-intrare agent de răcire

manta; 6-conductă pentru scăderea

presiunii; 6-vas pentru spălarea CO2;

7-intrare agent de răcire în mantaua

părţii conice; 8-robinet de evacuare;

9-robinet de evacuare drojdie

prevăzut cu geam de sticlă; 10-

robinet pentru injecţie de CO2; 11-

termometru; 12-ieşire agent de răcire

din mantaua părţii conice.

20



Tancul este prevăzut cu duş de spălare sferic prin care iese şi CO2 rezultat la

fermentare. Clapeta şi supapa sunt protejate de o cameră de protecţie în sezonul rece.

Tancul are la partea inferioară ştuţul de evacuare bere şi drojdie.

Tancul este izolat la exterior cu poliuretan expandat, protejat de o manta din tablă

ondulată zincată şi se montează pe un inel de beton, prinderea realizându-se cu şuruburi.

Schiţa mai completă a tancului cilindro-conic

1-platformă de serviciu; 2-domul

tancului cu accesorii; 3-canal de cablu

şi conductă de îndepărtarea apei aşezate

în izolaţie; 4-conectare termometru; 5-

zonă de răcire mai redusă; 6,8-zone de

răcire la fermentare; 7-izolaţie; 9-

conectare pentru aprovizionare cu NH3

lichid cu robinete (9a) şi eliminare

amoniac condensat; 10-zona de răcire

din partea conică; 11-partea conică a

fermentatorului cu gura de vizitare DN-

450; 12-robinet de luat probe; 13-

conductă pentru admisie/evacuare CO2,

aer, soluţii CIP legate la accesoriile

domului şi conducte care sunt aşezate

în izolaţie; 14-dispozitiv de măsurare şi

controlul al presiunii; 15-dispozitiv de măsurare a conţinutului (nivelul)

berii în tanc şi de alarmare a stării de golire a fermentatorului cilindro-

conic.

La tancurile de fermentare secundară închise (care lucrează sub presiune) trebuie

să se aibă în vedere ca CO2-ului produs, şi care nu este solubilizat în bere, să nu fieevacuat decât dacă este în exces. Pentru acest lucru, tancul se prevede cu dispozitive

21



speciale (valve de siguranţă) care să asigure evacuarea CO2-ului la un exces de presiune,

deoarece un exces de presiune mai mare în tanc va avea efecte negative asupra

geometriei tancului, mai ales în zona capacului.

Tancurile cilindro-conice sunt echipate cu: dispozitive de umplere şi golire; valve

de siguranţă (supape); aparatură (instrumente de control); echipament CIP pentru

igienizare.

Dispozitivele de umplere şi golire sunt: conducte de alimentare; conducta de

evacuare drojdie; conducta de evacuare bere; conducta de alimentare/evacuare soluţii

CIP.

Fitingăria de conectare, robinetele, coturile trebuie să asigure o etanşeitate

perfectă, pentru a nu permite accesul oxigenului (respectiv a aerului care poate să şi

contamineze berea cu microorganisme).

Valvele de siguranţă sunt: valva (regulator) pentru evacuare exces de presiune

reglată la 1,8 bar; valva pentru vacuum (regulator) pentru deschidere la 0,99 bar.

Ansamblul de valve (inclusiv cele de siguranţă) se montează la partea superioară a

tancului cilindro-conic.

Aparatura de control este formată din: termometru; indicator de nivel;

manometru; dispozitiv de reglare a nivelului maxim şi minim care este foarte important

în a menţine cât mai constant volumul (înălţimea) lichidului şi, respectiv, al spaţiului

liber; dispozitiv de luat probe în vederea analizelor de laborator.

Echipamentul de răcire al fermentatoarelor cilindro-conice trebuie să asigure

menţinerea temperaturii mustului la fermentarea primară, secundară şi la maturarea şi

răcirea acestuia în anumite etape. La răcirea tancurilor cilindro-conice (TCC) se are în

vedere: agentul de răcire utilizat; dispunerea elementelor de răcire; izolarea termică a

TCC.

Agentul de răcire poate fi soluţia de glicol răcită la -5oC, în care caz există două

circuite şi anume circuitul agentului de răcire al TCC (soluţia de glicol) şi circuitul de

răcire al soluţiei de glicol. Rezultă că răcirea cu glicol este o răcire indirectă. În cazul

utilizării NH3 lichid ca agent de răcire direct, acesta este evaporat direct în sistemul derăcire al TCC. Folosirea răcirii directe prezintă următoarele avantaje:

22



- nu mai este necesar circuitul suplimentar pentru răcirea glicolului;

- se pot utiliza pompe de transport mai mici;

- se poate controla temperatura de răcire mai bine;

- sistemul este mai flexibil.

Elementele de răcire sunt dispuse în anumite zone ale TCC. În cazul răcirii

indirecte, elementele de răcire (serpentina) sunt dispuse astfel încât să asigure un flux

orizontal. În cazul răcirii directe, serpentinele de răcire pot fi aranjate vertical sau

orizontal.

Distribuţia verticală a conductelor de răcire

(evaporator tubular vertical) la folosirea

agentului frigorific (NH3)

În concluzie, se consideră că tancul cilindro-conic prezintă următoarele avantaje:

investiţie şi costuri de exploatare mai reduse; reducerea pierderilor de bere datorită

drenajului foarte bun şi o eliminare de asemenea bună a drojdiei; viteză mai mare şi

flexibilitatea operaţiei de fermentare; îmbunătăţirea substanţială a calităţii berii;

utilizarea mai bună a fermentatorului; colectarea uşoară a CO2-ului; spălarea eficientă a

tancului; manipulare uşoară şi igienică a drojdiilor; folosirea mai eficientă a substanţelor

amare; retenţie mai bună a spumei în bere.

23



24

Obtinerea Berii

Documents

Transcript of Obtinerea Berii