Fermentarea Berii in Tancuri Cilindro - Conice.doc

8/16/2019 Fermentarea Berii in Tancuri Cilindro - Conice.doc

1/38

Facultatea de Inginerie Alimentară –Universitatea Suceava

Proiect fermentative

Îndrumător: prof.drd.ing.Stingheriu Rodica


2/38

Temă proiect

Pentru fermentarea primară a berii se utilizează un tanc cilindricorinzontal cu funduri elipsoidale cu volum total de 36 m3 confecţionat din tablăde aluminiu cu grosimea de mm ! "ancul are diametrul interior de #3$$ mm %i

este prevăzut cu o serpentină de răcire din cupru cu diametrul 36 & 3 mm !

Se cer '

( )imensiunile tancului dacă se asigură un spaţiu gol pentru spumare de #* +din volumul total ,

( -antitatea de căldură care trebuie e&trasă .n timpul fermentării berii ,

( )imensionarea serpentinei de răcire / consider0nd că răcirea se face cu soluţiede propilenglicol cu temperatura iniţială de – * 1- !


3/38

CUPRINS

I . SCHEMA TEHNOLOGICI . SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE OBŢINERE A BERII .Ă DE OBŢINERE A BERII .II. DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGICII. DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGIC ::

2! Polisare / măcinare ,2! Polisare / măcinare , #!rasa4ul#!rasa4ul

( "ransformări suferite de amidon la brasa4 , ( "ransformări suferite de amidon la brasa4 , ( -ondiţii care favorizează activitatea 5 %i ( amilazelor , ( -ondiţii care favorizează activitatea 5 %i ( amilazelor ,

3!Filtrarea plămezii , 3!Filtrarea plămezii , 7!Fierberea mustului cu 8amei '7!Fierberea mustului cu 8amei '

(( Stabilizarea mustului prin fierbereStabilizarea mustului prin fierbere ,, ( Sterilizarea mustului ,( Sterilizarea mustului ,

-- -onducerea fierberii mustului cu 8amei-onducerea fierberii mustului cu 8amei ,, *! Separarea bor8otului de 8amei *! Separarea bor8otului de 8amei ,,

( Formarea trubului ! ( Formarea trubului ! 6! 9ăcirea %i limpezirea mustului ,6! 9ăcirea %i limpezirea mustului ,

:! Fermentaţia mustului ':! Fermentaţia mustului '

( -onsideraţii generale privind fermentaţia mustului , ( -onsideraţii generale privind fermentaţia mustului , (Alte reacţii %i modificări care au loc la fermentaţie , (Alte reacţii %i modificări care au loc la fermentaţie , ( Fermentaţia primară propriu(zisă , ( Fermentaţia primară propriu(zisă , ("ipuri de fermentaţii , ("ipuri de fermentaţii ,

! Filtrarea berii !! Filtrarea berii !;! alţ3!)ro4die de bere3!)ro4die de bere7! Apa 7! Apa *! ?ameiul*! ?ameiul

IV . CALCULE TEHNOLOGICEIV . CALCULE TEHNOLOGICEV . BIBLIOGRAFIEV . BIBLIOGRAFIE


4/38

Schema tehnologica de fabricare a berii


5/38


6/38

III . DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGIC :

1 . Polisa!a "i #$%i&a!a

Polisarea se mai nume%te %i lustruirea malţului %i constă .n .ndepărtarea restuluide .nveli% %i a prafului de pe suprafaţa boabelor!Utila4ul .n care se realizează polisarea se nume%te tarar aspirator iar pricipiul defuncţionare se bazează pe frecarea boabelor .ntre ele %i frecarea .n interiorultobei utila4ului .n a%a fel .nc0t să se realizeze deta%area prafului %i a restului de.nveli%! >alţul polisat este diri4at apoi către utila4ul de măcinat denumite mori!

Măcinarea este necesară deoarece asigură o bună e&tracţie a substanţelor dinmalţ/ favorizează trecerea .n soluţie a enzimelor %i a tuturor componentelorsolubile/ utile din bobul de malţ! >ăcinarea influenţează calitatea mustuluideoarece .n funcţie de structura măcini%ului depinde de randamentul .n e&tract/durata de filtrare/ durata de epuizare a bor8otului %i gradul de e&tracţie alsubstanţelor nedorite din .nveli%ul bobului!

-oa4a bobului este elastică/ se macină greu %i influenţează compoziţiamustului astfel'

( din coa4ă se pot e&trage substanţe puţin favorabile calităţii mustului cumar fi substanţe polifenolice/ substanţe colorante/ substanţe care .n general dorimsă le e&tragem .n măsură c0t mai redusă!

( -eluloza este insolubilă %i nu influenţează calitatea mustului/ .nsă.nveli%ul celulozic stă la baza formării stratului natural filtrant/ la operaţia defiltrare!

( @radul de mărunţire a .nveli%ului celulozic trebuie corelat cu tipul deutila4 folosit pentru filtrare!

( ăcinarea poate fi de doua feluri' uscată %i umedă!

M$%i&a!a 's%a($

ste metoda cea mai vec8e adoptată at0t pentru malţ c0t %i pentru cerealele

nemalţificate! -ea mai des utilizată .n scopul măcinării uscate este moara cu trei perec8i de valţuri!


7/38


8/38

Un rol important la brasa4 .l ocupă procesele de 8idroliză enzimatică realizate de.ntregul spectru de enzime generate la malţificare sau de enzimele adăugate subforma preparatelor enzimatice e&ogene adăugate la brasa4 sunt'

( temperatura care trebuie să se stabilească pe intervale de timp .n funcţie

de valorile optime pentru cele mai importante enzime a căror activitate să ofavorizăm,( timpii sau duratele de menţinere a temperaturii constante/ concentraţia

plămezii %i p?(ul plămezii stabilit funcţie de optimul de activitate a enzimelor!

Ta&s,o#$i s',!i(! )! a#i)o& la asa+


9/38

optimul lor de activitate!


10/38

farcţiuni .n parte! Se adaugă cantitatea de apă corespunde primei fracţiuni/stratul filtrant se omogenizează intim cu acestă cantitate de apă/ %i apoi se

permite scurgerea .nt0i cu recirculare p0nă la atingerea lipidităţii după care apade spălare care a antrenat e&tractul se diri4ează către cazanul de fierbere .n stare

limpede! Se adaugă o a doua fracţiune de apă de spălare %i se parcurg acesteetape!Spălarea se consideră finalizată atunci c0nd conţinutul .n e&tract a ultimeifarcţiuni este situat .ntre $/* (2+!-0nd se fabrică beri de culoare desc8isă se recomandă stoparea spălării la une&tract de 2+ corespunzător primei fracţiuni! = spălare e&agerată ar forţa pe deo parte e&tragerea substanţelor nedorite din coa4ă/ iar pe de altă parte ar puteaconduce la diluarea mustului care urmează să fie supus fierberii!Pentru a a4unge la o concentarţie standard a mustului primitiv/ trebuei să

evaporăm o parte din apa mustului/ de aceea funcţionarea de construcţiacazanului de fiebere/ spălarea trebuie să dilueze mustul p0nă la o valoare ae&tractului puţin sub valoarea mustului primitiv!Factorii care asigură o epuizare corespunzătoare a bor8otului sunt'

• cantitatea %i calitatae apei de spălare• numărul de fracţiuni de ape de spălare folosite• temperatura• te8nica adoptată

5 . Fi!!!a #'s('l'i %' 6a#!i

S(aili0a!a #'s('l'i 4i& ,i!!!

Stabilizarea constă .n solubilizarea unei părţi din subtanţe cu azot .n inactivareaenzimelor/ sterilizarea mustului!

S(!ili0a!a #'s('l'i

>ustul vine cu o .ncărcătură microbiană care aparţine microflorei malţului/alcătuită din bacterii termofile care au rezistat temperatura ma&imă atinse p0năla această fază! )in categoria bacteriilor termofile cele mai periculoase sunt

bacterii lactice/ aceasta impune sterilizarea deoarece .n stare viabilă ar concuracu cel de dro4die la nutrienţii disponibili .n mustul de malţ!Fierberea are loc la presiune atmosferică %i conduce la un must lipsit de formevegetative viabile!Sterilizarea se realizează la c0teva minute de la .nceputul fierberii la .nceputultemperaturii se adaugă %i p?(ul scăzut %i prezenţa substanţelor amare din 8ameicu efectul bactericid de limitare a tipurilor de microorganisme care se potdezvolta .n must


11/38

Co&)'%!!a ,i!!ii #'s('l'i %' 6a#!i

-azanul de firbere este prevazut cu 8otă pentru evacuarea aburului secundar/suprafaţa de sc8imb termic este alcătuită din două zone'

•

una centrală la baza cazanului• una periferică de la bază către partea superioară a pereţilor laterali!

Fiecare zonă este alimentată cu aburi de .naltă presiune .n funcţie de tipulconstructiv/ zona centrală este prevăzută cu o zonă de colectare a condensului!&istenţa acestei compartimentări este 4ustificată de apariţia unor curenţi deconvecţie care .mpreună cu mi%carea indusă de sistemul de agitare asigură ofierbere tumultoasă %i o omogenizare a temperaturii .n masa de must!tapele conducerii fierberii sunt'

• se curge primul must de la cazanul de filtrare,

• se adaugă apele de spălare treptat,• .ncă dinainte de a a4unge la capacitatea cazanului de fierbere din

considerente microbiologice dar %i economice se .ncepe .ncălzireatreptată a mustului,

• se consideră normal ca mustul .nainte de fierbere să inceapă săfiarbă la 3$ minute după aducerea ultimei porţiuni de apă despălare,

• sedaugă ultima porţiune de 8ameere,• conţinutul de o&igen .ngropat .n must va favoriza toate

transformările 5 acizilor/ a substanţelor fenolice %i va contribui laatingerea scopului fierberii,

• durata de firbere este de ;$ (2#$ min,• se dozează %i a doua fracţiune de 8amei,• iar cu #$ min spre sf0r%itul fierberii se adaugă %i fracţiuni de 8amei

de aromă,Ba finalul fierberii se recurge la proba rupturii care constă la prelevarea unei

probe .ntr(un pa8ar transparent %i se observă modul de formare a flocoanelor %i

gradul de limpezire al mustului după răcire!Un must bine fiert va prezenta flocoane care se aglomerează %i se depun cuviteză destul de mare la bază iar mustul care răm0ne este foarte limpede!)acă firberea nu a fost suficientă sau a fost prea tumultoasă sau e&agerat de

prelungită/ flocoanele vor fi foarte fine/ se vor aglomera greu iar limpiditateamustului ar putea fi discutabilă! >ustul fiert necorespunzător are o suprafaţăalbicioasă %i fără luciu/ mată!

7 . S!4aa!a o6o('l'i )! 6a#!i


12/38


13/38


14/38

• fineţea măcini%ului de malţ• te8nica de 8ameiere %i calitatea 8ameiului• calitatea fierberii• viteza de răcire a mustului

Formarea %i eliminarea trubului fin este benefică deoarece particulele de trub finrămase .n mustul de malţ .nsăm0nţat cu dro4die vor fi absorbite la suprafaţa

peretelui celular al dro4diei determină formarea unei bariere mecanice .ntrecelulele de dro4die %i mustul de malţ – mediu nutritiv pentru această consecinţăfiind imposibilitatea celulelor de a prelua nutrienţii %i implicit o activitate defermentare slabă!

Li#4!0i!a #'s('l'i la %al)

-ea mai practicată metodă constă .n folosirea unui utila4 de construcţie simplă/denumit 9otapool! Principiul separării trubului .n ciclon este aceea a creării uneimi%cări circulare a masei de must imprimată de alimentarea tangenţială a9otapool(ului! Această alimentare tangenţială cu must forţează la o sc8imbarede direcţie care se asociază cu na%terea unor forţe centripete care determină ca

particulele de trub să se a%eze la baza 9otapool(ului sub forma unui con!

< . F!#!&(aia #'s('l'i

Consideraţii generale pri#ind fermentaţia mustului

Prin fermenetaţia mustului se urmăre%te transformarea za8arurilorfermentescibile .n alcool etilic %i -=#/ dar .n acela%i timp se formează %i produ%isecundari cum ar fi alcooli din fuzel/ acizi/ esteri/ cetone/ alde8ide %i produ%i cusulf!Pentru a realiza fermentaţia mustului de bere cu o anumită compoziţie c8imicăeste necesar ca unele substanţe din must să difuzeze .n celula de dro4diestrăbăt0nd atat peretele celular c0t %i plasmalema!


15/38


16/38

T!#4!a('a la %a! a! lo% ,!#!&(a!a

ste .n funcţie de felul fermentaţiei Dsuperioară sau inferioarăE %i deci/%i de tipul de

dro4die!= temperatură peste valorile indicate pentru feicare tip tip de fermenate vadetermina' modificarea calităţii .n rău a berii' amăreală/stabilitatea spumei, nivelulde esteri %i alcooli de fuzel Dcare va fi mai mareE,filtrabilitatea berii/care va fi mairedusă,durata de păstrare /care va fi mai mică,cre%terea cantităţii de diacetonevicinale/care .nsă se descompun mai rapid!fectele negative ale unor temperaturi de fermentare mai mari dec0t cele normale

pot fi contracarate /cel puţin parţial /prin'conducerea fermentaţiei sub presiune maimare/fapt care va conduce la scăderea vitezei de fermentare,mic%orarea p?(ului %i

reducerea tendinţei de formare a alcoolilor de fuzel %i a esterilor!Fermentarea mustului de către dro4die este .nsoţită de o scădere a densităţiiacestuia/profunzimea fermentaţiei e&prim0ndu(se prin gradul de JfermentareK Dsauatenuarea mustuluiE! @radul de fermentare D@FE e&primă procentul de e&tract total alunui must care a fost fermentat %i se calculează cu relaţia'

@FL 2$$Meee

p

t p −

/unde'

=e p e&tractul iniţial al mustului

=et e&tractul .n produsul fermentat!@radul de fermentare poate fi aparent/c0nd et se măsoară .n mustul fermentat careconţine %i alcool etilic sau real c0nd et se măsoară pe produsul dezalcoolizat prindistilare %i reconstituit la valoarea iniţială cu apă distilată!@radele de fermentare aparent %i real se pot determina pentru oricare etapă afermentării/dar interesează .n mod deosebit gradul de fermentare aparent pentru

berea t0nără Ddupă fermentarea primarăE %i gradul final aparent de fermentare al beriide v0nzareDdupă fermentarea secundară %i maturareE/ precum %i gradul final aparent

de fermentare determinat .n condiţii de laborator/care e&primă fermentescibilitateama&imă a unui anumit must!@radul de fermentare aparent .n berea t0nără blondă este de :$(:3 +/iar .n cea brunăde *(6$ +!@radul de fermentare aparent este de $(3 + pentru berea blondă %i :$(:#+ pentrucea brună! @radul de fermentare aparent .n berea t0nără este de 3(7+ mai mic .ncazul berilor blonde obi%nuite/cu $($/*+ .n cazul berilor blonde pentru e&port %i cu*(6+ .n cazul berilor brune!


17/38


18/38

Fo#a!a )! !s(!i

sterii sunt unii din cei mai importanţi compu%i care determină aroma berii/.nsă unconţinut ridicat de esteri conferă berii un gust amar/neplăcut/un gust de fructe!sterii se formează .n timpul fermentării prin esterificarea acizilor gra%i cu alcooletilic %i .n măsură mai mică cu alcooli superiori!-oncentraţia .n alcooli superiori cre%te .n principal/.n faza de fermentare viguroasă aferemntării primare/iar concentraţia esterilor .n berea maturată este dependentă defermentaţia secundară/c0nd nivelul de esteri se dublează/dacă fermentaţia secundarăeste mai lungă!

-onţinutul de esteri depinde de densitatea iniţială a mustului %i de tipul de berefabricat! erea de fermentaţie superioară conţine p0nă la $ mgN l esteri /iar cea defermentaţie inferioară 6$ mgN l! )in deiaproape 6$ de estri decelaţi/mai importanţi

pentru aroma berii sunt următorii'acetatul de etil/acetatul de izoamil/acetatul deazobutil/fenilacetatul/etilcaproatul/etilcaprilatul!Formarea esterilor este str0ns corelată cu' aportul de o&igen necesar dro4diilor/careafectează sinteza acizilor gra%i/precum %i respira%ia %i fermenatia/av0nd in vedere cădro4diile au nevoie de acizi gra%i nesaturaţi care au rol important .n structuramembranei! Acizii gra%i nesaturaţi pot proveni din must sau sunt sintetizaţi dedro4die din acizii gra%i saturaţi! At0ta timp cat are loc sinteza de lipide %i acizi gra%iformarea de esteri este in8ibată!Producţia de esteri este favorizată prin'cre%terea concentraţiei mustului peste 231P,cre%terea atenăurii limită,restricţionarea aerării mustului,temperatura de fermentarescăzută,cre%terea agitării berii .n timpul fermentării %i maturării!Producţia de esteri este diminuată prin ' utilizarea unui must cu concentraţie mairedusă,scăderea atenuării limită,cre%terea gradului de aerare a mustului,folosireaunei temperaturi mai ridicate de fermentare,cre%terea presiunii .n timpul fermentării!

Fo#a!a )! )i%!(o&! /i%i&al!

)intre dicetonele vicinale/o importanţă deosebită prezintă diacetilul %i #/3 pentadiona/care pot conferi berii un gust dulceag/de unt!Formarea diacetonelor vicinale ar avea loc .n două stadii %i anume'un stadiuenzimatic .n care dro4dia formează 5(acetolactatul e&cretat .n mustul de fermentaţienu influenţează aroma!


19/38

Primul stadiu este influenţat de su%a de dro4die,doza de .nsăm0nţare cu dro4die amustului Ddoze mari de dro4die favorizează formarea de aceto8idro&iaciziE! -el de(aldoilea stadiu/c0nd are loc decarbo&ilarea o&idativă a aceto8idro&iacizilor cu formarede dicetone vicinale/reacţie care se desfă%oară lent .n mustul de

fermentaţie/independent de prezenţa dro4diei/este influenţat de scăderea p?(uluiDla p?L7/#(7/7 are loc o conversie rapidă a aceto8idro&iacizilor .n dicetonevicinale/conversie care este incetinită la cre%terea p?(uluiE,cre%tereatemperaturiiDconversia aceto8idro&iacizilor .n dicetone vicinale se măre%te dacătemperatura de fermentare este mărităE,aportul de o&igen Daportul de o&igenfavorizează conversia rapidă a precursorilor .n dicetone vicinaleE!)iacetonele vicinale reprzintă un criteriu important .n 4udecarea stadiului dematurare a berii!-onversia aceto8idro&iacizilor din must .n diacetone vicinale trebuie să fie rapidă %i

aceasta poate fi influenţată prin fermentaţia rapidă la temperaturi mai ridicate %itrebuie evitată o&igenarea după .nsăm0nţarea mustului cu dro4die de bere!


20/38

secundară prin antrenare de către bulele de -=#! -antitatea eliminată cre%te princre%terea temperaturii %i cu cre%terea .nălţimii de lic8id!Un alt produs cu sulf este dimetilsulfuraD)>SE/care este foarte volatilă!S/al cărui prag de sensibilitate este de

*$(6$ mg )>S ! Ba fermentare nivelul de )>S cre%te/dacă temperatura defermentare este mai mare sau dacă berea este depozitată la temperatură mai ridicată!

Fo#a!a )! a%i0i oa&i%i

Acizii organici prezenţi .n bere sunt sintetizaţi de dro4die din aminoacizii prezenţi .n bere! )ro4dia folose%te din aminoacizi gruparea O?# pentru sinteza proteinelorcelulare/iar acidul organic rezultat este e&cretat .n bere!

Substanţele menţionate ca produ%i secundari la concentraţii sub pragul desensibilitate contribuie foarte mult la plinătatea gustului berii/la aroma berii %istabilitatea acesteia /la .nsu%irile spumei! )aca concentraţia unora dintre substanţelemenţionate depă%e%te pragul de sensibilitate/ele influenţează negativ calitateasenzorială a berii/.n special gustul %i mirosul

Al(! !a%ii "i #o)i,i%$i %a! a' lo% la ,!#!&(ai!


21/38

fectele negative asupra calităţii berii prin autoliza dro4diilor se referă laurmătoarele aspecte'.nrăutăţirea gustului care poate fi'gust de dro4die/decreozot,cre%terea p?(ului datorită e&creţiei de aminoacizi bazici,modificareaculorii,scăderea stabilităţii coloidale %i biologice,scăderea stabilităţii

spumei,amăreala este mai nespecifică %i mai persistentă,nivelul de diacetil cre%tedeoarece dro4diile s(au autolizat,berea se poate infecta mai u%orDe&istă substrat pentru bacteriiE,aroma berii scade/deoarece nivelul de reductone scade,filtrarea beriieste influenţată negativ!

S%$)!!a /aloii 4H-'l'i


22/38

ului,adsorbţia de substanţe puternic colorate la suprafaţa celulelor dedro4die/respectiv precipitării lor .n spuma de la suprafaţa berii sau precipitării lor lafundul tancului de fermentare!

P!%i4i(a!a s's(a&!lo a#a! "i a 4oli,!&olilo

&a!a #'s('l'i %' )o+)i!


23/38

literatura de specialitate se menţionează că .nsăm0nţarea cu dro4die a mustului seface c8iar .nainte de aerarea acestuia!)oza de cremă de dro4die adăugata este de $/6($/: QgN 8l must!&ista posibilitatea ca mustul ce trebuie fermentat să se adauge peste o porţiune de

must aflat .n faza de fermentare viguroasă/.n care caz nivelul de dro4dii poate fi deD6(ER 62$ N ml/deoarece dro4dia este mult mai activă!


24/38

F!#!&(aia s'4!ioa$ (a)iio&al$

Această fermentaţie se poate desfă%ura .n linuri de fermentare/care lucrează la presiune barometrică/%i .n tancuri .nc8ise/care lucrează sub presiune !Ba fermentaţiasuperioară .n linuri/mustul este răcit la 2*!!!261-/este aerat la nivel de *(2* mg =# N l%i este introdus pe la partea superioară a unui recipient de fermentare de start unde se.nsăm0nţează cu $/2*($/3$ QgN 8l dro4die %i se menţine circa 3 oreD%i c8iar mai multE!


25/38

F!#!&(aia i&,!ioa$ (a)iio&al$

Ba fermentaţia inferioară mustul este răcit la :!!!221- %i este aerat la nivel de mg=# N l must!>ustul răcit se .nsăm0nţează cu $/## Qg dro4dieN 8l/ceea ce corespunde laD(2$ER 62$ celule de dro4dieN ml Ddro4die provenită dintr(o fermentaţie anterioarăE!@radul de .nsăm0nţare va depinde de 'greutatea specifică a mustului/profilultemperaturii .n timpul fermentaţiei/gradul %i viteza de fermentare dorită!Fermentaţia inferioară poate fi amorsată fie folosind un recipient de start desc8is sai.nc8is/fie direct .n fermentatorul propiu(zis care/de regulă/este un recipient .nc8is!


26/38


27/38

( substanţa uscată – amidon *$(66+/ celuloză/ 8emiceluloză/ gume/cantităţi mici de glucoză simple/ substanţe cu O/ lipide/ săruri minerale!

%midonul se găse%te sub formă de granule la nivelul celulei endospermuluidispersate .ntr(o matrice proteică! @ranula de amidon are o structură compactă /

semicristalină este acoperită de o peliculă lipoproteică %i este inaccesibilăatacului enzimatic!


28/38

3 . Do+)ia )! !!

Flo%'la!a )o+)i!i

-apacitatea de floculare a unei su%e de dro4die este o .nsu%ire de o considerabilăimportanţă practică fapt care a determinat e&aminarea diferitelor su%e de dro4diedin acest punct de vedere %i clasificarea dro4diilor in două tipuri principale/dro4dii Jpulverulente %i dro4dii Jfloculante sau Jaglutinante/ fiecare din ele cumanifestări specifice!Flocularea este definita ca Jo agregare sau aglutinare reversibilă a celulelor dedro4die! -elulele de dro4die care au floculat se depun la fundul vasului de

fermentare c0nd dro4dia este de fermentaţie inferioara sau se ridică .n stratul despumă c0nd dro4dia este de fermentaţie superioară!-apacitatea de floculare se determină/ .n general/ prin viteza de sedimentare acelulelor de dro4die suspendate .ntr(o soluţie tampon Dmetoda urns modificatade ?elmE! "estul permite o bună diferenţiere a dro4diilor .n dro4dii de tipJfloculant care tind să se aglutineze %i să sedimenteze mai repede dintr(un mustcare fermentează/ conduc0nd la o bere limpede dar cu un grad mai mic defermentare %i .n dro4dii de tip Jpulverulent/ care răm0n un timp mai .ndelungat.n suspensie .n mediul de fermentare %i care conduc la beri cu un grad maiscăzut de limpezire/ dar cu o atenuare avansată!)ro4diile floculante produc beri mai dulci %i cu o accentuată plinătate a gustului,datorită faptului că se separă repede din mustul fermentat/ prin folosirea lor seevită apariţia unui gust aspru de dro4die/ caracteristic c0nd dro4dia răm0ne multtimp .n contact cu berea! )ro4diile puternic floculante .nsă/ fac ca berea t0nără/la trecerea la fermentarea secundară/ să antreneze un număr prea mic de celule/ceea ce scade mult viteza de fermentaţie .n această fază a procesului te8nologic%i de cele mai multe ori este necesar să se recurgă la adaosul de dro4die activăsub forma de must .n fermentaţie! Un alt dezavanta4 al utilizării unei dro4dii

puternic floculante .l constituie o mai mare susceptibilitate la tulburări biologice

ale berii obţinute cu ea/ deoarece berea din care dro4dia a floculat repede e mai bogată .n substanţe nutritive Dza8aruri %i amino(aciziE!)ro4diile pulverulente au .nsu%iri contrastante cu cele floculante! Utilizarea uneidro4dii puternic pulverulentă/ de%i conduce la beri cu atenuare mare/ limpezirealor are loc foarte .ncet/ ceea ce devine prime4dios pentru aroma berii care poatecăpăta o tentă nedorită!>ecanismul fenomenului de floculare a dro4diei nu este .ncă suficient clarificat/de%i sint numeroase teorii care caută să .l e&plice!


29/38

dispersează c0nd s0nt introduse in soluţii de za8ăr/ .ndeosebi de glucoza %imaltoză!Se poate spune că/ .n general/ compoziţia multului %i prin urmare/ calitateamateriei prime influenţează comportarea dro4diei! Astfel/ cultivarea dro4diei .n

musturi obţinute din sau cu un procent ridicat de cereale nemalţificatefavorizează o comportare pulverulenta a acesteia! Ionii bivalenţi %i .ndeosebiionii de calciu %i magneziu s0nt esenţiali pentru apariţia floculării/ av0nd unefect antagonic cu cel al ionului de sodiu! ste stabilit că sărurile .n general %i .nspecial fosfaţii prezenţi .n must stimulează flocularea!)ro4diile de bere pierd uneori caracterul floculent %i capătă caracter pulverulent/

pierz0nd capacitatea de aglutinare/ fenomen ce se accentuează cu cre%tereanumărului de re.nsăm.nţări a dro4diei .n must proaspăt! Se caută să se e&pliceacest proces printr(o selecţie naturală a dro4diei .n timpul refolosirii ei precum %i

prin contribuţia pe care o are metodologia de reutilizarea a dro4diei! In straturilesuperioare ale depozitului de dro4die din lin se concentrează dro4dii mai puţinfloculante incit reutilizarea dro4diei de mai multe ori din aceste straturi duce la.mbogăţirea .n dro4dii slab floculante a dro4diei de .nsăm0nţare! Un fenomeninvers de transformare a dro4diilor(pulverulente .n dro4dii floculante esteobservat e&trem de rar! 5 . A4a

Apa este una din materiile prime de bază pentru fabricarea berii/ produs .ncompoziţia căruia intră .n medie .n proporţie de + %i ale cărei calităţi leinfluenţează! -ele mai renumite %i mai tipice beri fabricate .n lume .%i datoreazăcaracteristicile .ndeosebi calităţilor apelor cu care s.nt obţinute!

Co#4o0iia %6i#i%$ a a4!i

Are o importanţă deosebită! )epinde mult de natura %i starea geologică astraturilor străbătute de apa de precipitaţie care dizolvă din acestea sărurile cucare se .ncarcă! Apa naturală are un conţinut normal de săruri de cca! *$$ mg2

cu care contribuie la sărurile minerale din bere! )eoarece cantitatea de sărurieste mică/ apa reprezintă o soluţie foarte diluată .n care sărurile se găsesc subformă disociată/ de ioni! -ei mai importanţi ioni din apa naturală sunt' cationii'?V/ OaV/ G V/ O?V7/ -a#V/ >g#V/ >n#V/ Fe#V/ %i Fe3V/ A23V %i anionii' =?(/ -l(/?-=(3/ -=#(3/ O=(3/ O=(#/ S=#(7 , P=3(7/ Si=#(3! Pentru fabricarea berii cei maiimportanţi dintre ace%ti ioni se poate spune că s.nt ionul bicarbonic D?-= (3E %iioni de -a#V %i >g#V 9ar prezenţi sint ionii de G V! Ionii de O?V7/ P=3(7 %i O=(# .napă denotă poluarea apei cu ape mena4ere! Apa conţine %i mici cantităţi desubstanţe organice fără o importanţă te8nologică/ dar care .n cantităţi mai mari

pot influenţa negativ gustul berii! Apa conţine .n ea dizolvat ca gaz -=# liber/care menţine .n soluţie bicarbonaţii de calciu %i magneziu cu care este .n


30/38

ec8ilibru, c.nd cantitatea de -=# liber este .nsă mai mare/ -=#(ul se manifestăagresiv faţă de rezervoarele pentru apă din care poate dizolva cantităţiapreciabile de fier!

7 . Ha#!i'l

9eprezinta o materie prima indispensabila fabricarii berii conferindu(I acesteiagust amar si o aroma specifica! aloarea la fabricarea berii este data indeosebide substantele Drasinile E amare si de uleiurile esentiale aduse de 8amei!9asinile reprezinta precursorii substantelor amare din bere si determina sivaloarea antiseptica a 8ameiului/ iar uleiurile esentiale sunt responsabile dearoma de 8amei!-omponentele c8imice ale 8ameiului contribuie la o mai buna stabilitate si

limpezire a mustului si la imbunatatirea insusirilor de spumare a berii!Planta de 8amei apartine din punct de vedere botanic genului ?umulus dinfamilia -annabiaceae si mai precis speciei ?umulus lupulus! Singura parte a

plantei de 8amei care se utilizeaza la fabricarea berii este conul de 8amei carereprezinta inflorescenta femela!-onurile de 8amei trebuie culese pe cat posibil la maturitate si in decurs a zecezile dupa atingerea maturitatii te8nice! 9ecoltarea 8ameiului se face manual saumecanic!?ameiul proaspat recoltat contine :*($+ apa si pentru a putea fi conservat eltrebuie uscat cat mai repede dupa recoltare!In compozitia conurilor de 8amei intra atat substante comune tuturor vegetalelor cat si substante specifice/ care dau caracteristica si valoare pentru fabricarea

berii/ ca substantele amare si uleiurile esentiale/ aduse de 8amei!-omponentele specifice 8ameiului sunt '• uleiuri eterice• acizi amari• rasinile• substante tanante


31/38

IV . CALCULE TEHNOLOGICE

2!olumul util al tancului este '

W L :*+ ( coeficientul de umplereu L W R t L$/:* R 36 L #: 3m L #:$ 8l

Pentru recipientele sub presiune cu funduri elipsoidale/fundurile sunt

standardizate %i au .nălţimea egală cu '

8 L7

i D L7

3/#L$/*: m

t L c V # R f L7

# D⋅π R B V3

7π R

#

D R#

D R 8 L

7

# D⋅π D B V3

7 R8E

c – volumul cilindrului / 3mt – volumul unui fund elipsoidal / 3m

B L #7

D

V t

⋅

⋅

π ( 37

R 8 L

( ) 6/27

:/2*

:6/2$277

:/2*

277*:/$

3

7

*27/3

3676#/$

3

7

3/#

367#

=−

==⋅−⋅

⋅=⋅−

⋅

⋅

π m

#! -antitatea de căldură care trebuie e&trasă .n timpul fermentării secalculează din bilanţul caloric al operaţiei de fermentare/ţin0nd cont că tancurilemetalice sunt amplasate .ntr(o sală de fermentare cu temperatura apro&imativegală cu temperatura de fermentare/deci nu va fi nici un sc8imb de căldură .ntre

interiorul %i e&teriorul tancului '


32/38

Diagrama variatiei temeraturii si a extractului la fermentatia primara calasica :

)in diagramă rezultă că e&tractul iniţial al mustului este 2#=t e +/ iar e&tractulfinal aparent după fermentarea primară este :/3= fae +!

&tractul final real după fermentarea primară este 7/*:+!)in cantitatea de glucide DmaltozaE care se consumă la fermentarea primară seconsideră că ;* + se consumă pentru formarea alcoolului etilic/iar # + pentrurespiraţia dro4diilor !

-antitatea de glucide care se consumă pentru fermentaţia alcoolică @f

%i pentru respiraţie @r este '

@f L kg M ee

i

fr i2/#27:#/3$*73

2$$

*:/72#;*/$

2$$2$$

;*=⋅

−⋅=⋅

−⋅

@r L kg M ee

i

fr i2!7*##/3$*73

2$$

*:/72#$#/$

2$$2$$

#=⋅

−⋅=⋅

−⋅

>i LuR m ρ L#; / # R 2$76L3$*73/# Qg mustN %ar4ăm ρ L 2$76 Qg N 3m ( densitatea mustului la *1-

9eacţiile globale pentru fermentarea alcoolică %i pentru respiraţie sunt '

Pentru fermentaţia alcoolică '

Kcal COOH CH CH O H O H C 7/#*#77##3#22##6

⋅++−−→+

37# g maltoză→7R76 g alcool V7R77 g kjCO /#2## +2 Qg maltoză→ $/*3 Qg alcool V$/*2* Qg #CO V kjq f #/6##=

Pentru respiraţie '


33/38

Kcal O H COOO H C 7$#222#2####22##6

⋅++→+

37# g maltoză→2#R77 222# ⋅+CO g apă V 37#7Q42 Qg maltoză→ 2/*7 #CO V$/* Qg apă V hjqr 2$$2#=

-antitatea de bere t0nără /

M M ! COit +−= # QgN %ar4ă


34/38


35/38

PrL 6/2;*3/$

2$/#3:#6 3

=⋅⋅

=⋅ −

λ

η c

@rL 3*/27672$/#62$7/$2$3$$36/$2/;

6#

7#3

#

#3

=⋅

⋅⋅⋅⋅⋅

=∆⋅⋅

⋅⋅

−

−

t " g

β η

ρ

72$7/$ −⋅=β 2− K (coeficientul de dilatare volumică Dluat pentru apă din lipsă de

dateE =−=∆ pl mf t t t 61- @rRPrL2767/3*R2;/6L#;#*3$ ;2$

Se aplică formula '

OuL$/7:R ( ) ( ) ;3/2$#;#*3$7:/$Pr #*/$#*/$ =⋅=⋅'r

λ

α " )u

⋅=

22

;/26$$36/$

*3/$;3/2$2

=⋅

=⋅

=

e"

)u λ α ZN D k m ⋅# E

-oeficientul parţial de transfer de căldură convectiv de la peretele ţevii laagentul de răcire/ #α se calculează prin convecţie forţată!

)ebitul de propilenglicol/consider0nd că timpul de răcire este de 2*$

8/este '

$*/6*72*$*3:$$

2$22* 6

=⋅⋅

⋅=

⋅∆=

r ag ag

racireag

t C

&*

τ QgN 8

Se alege =agf t $1-!

Parametrii termofizici ai propilengicolului la temperatura medie

*/#

#

$*

#

−=+−

=+

= agiagf

me"

t t t 1-!

t/1-

ρ /QgN 3m

λ /ZN D k m ⋅ E,

c/XN DQgRGE

η /mPaRs

(#/* 2$7$ $/7# 3:$$ #3

iteza de curgere a agentului termic prin serpentină se calculează dinecuaţia continuităţii debitului '

+" + iag =⋅=⋅ 736$$

#

π

ρ Y

3m N s[


36/38

#7/$$3/$36$$2$7$

$*/6*77

36$$

7

## =

⋅⋅⋅

⋅=

⋅⋅⋅

⋅=

π π ρ i

ag

"

* + m N s

9egimul de curgere este '

9eL */3#*2$#3

2$7$$3/$#7/$3

=⋅

⋅⋅=

⋅⋅

−η

ρ i" + #3$$

Pentru curgerea laminară prin ţevi se poate aplica formula '

OuL27/$

66/$$7*/$2

66/$6*/3

⋅

⋅+⋅

+ p !

!

η

η


37/38

*/;#

:2#=

+=∆ me" t 1-

Aria suprafeţei de sc8imb de căldură este '

#

6

#2/336$$2*$;*/$*/;226

2$22*

m ( =⋅⋅⋅⋅⋅

=

Bungimea totală a serpentinei este '

," ( m ⋅⋅= π Y #m [

m"

( ,

m

2/3#$33/$27/3

#2$/3=

⋅=

⋅=π

Se va lua o serpetină plană formată din 7 spire de c0te 6 m fiecare/la carese mai adaugă %i coturile de legatură !

V.Bilioa,i! :

1. B!0!s%' P. s.a. 1@?1 : T!6&oloia !ii si a #al('l'i . E)i('a C!!sB'%'!s(i


38/38

*.1@@@ : Ma&'al'l i&i&!'l'i )! i&)'s(i! ali#!&(aa . E)i('a T!6&i%aB'%'!s(i /ol *

3. Ba&' Co&s(a&(i& * : Ta(a( )! s(ii&(! si (!6&oloi #al('l'i si a !ii .E)i('a T!6&i%a B'%'!s(i

Documents

Fermentarea Berii in Tancuri Cilindro - Conice.doc