Capitolul IPROPRIETĂŢILE PRODUSULUI FINIT

1.1 PRODUSE TIP “BEER-COOLER”Berea este o băutură slab alcoolică, nedistilată, obţinută prin fermentare, cu ajutorul

drojdiei, a unui must fabricat din malţ, apă şi hamei, malţul putând fi înlocuit parţial cu cereale nemalţificate (porumb, brizură de orez, orz) şi eventual enzime.

Calităţile organoleptice/gustative ale berii conferă acestui produs o largă adresabilitate la mai multe categorii de consumatori, este un produs de masă, se consumă indiferent de momentul zilei, indiferent de starea sufletească.

Berea specialitate este o categorie aparte în familia berilor belgiene, care include berile ce nu pot fi clasificate în celelalte categorii. Acestea sunt beri locale, legate de un oraş sau o regiune. Adesea aceste beri reprezintă mândria comunitatii locale, care o sprijină permanent pentru păstrarea tradiţiei. Calitatea lor este foarte ridicată. Unele dintre ele au un larg renume, inclusiv internaţional, aşa ca aceasta categorie de beri belgiene trebuie privită cu respect. În general ele sunt obţinute prin procesul de fermentaţie înaltă şi au culori şi gusturi foarte diferite.

Produsele tip “beer-cooler” reprezintă o categorie în plină expansiune în Belgia. Pornind de la Kriek s-au dezvoltat foarte multe beri pe bază de fructe. În majoritate sunt beri rezultate prin fermentaţie spontană, dar ca şi Kriek-ul se obţin şi pe baza berii albe. Există o mare diversitate de arome - piersici, zmeură, căpşuni, caise, struguri,măr, caise, lămâi şi chiar fructe de pădure. Au în general o tărie alcoolică scăzută (până în 5o) şi se servesc foarte reci. Adaosul de suc de fructe se găseşte în proporţie de 12% în produsul finit, iar valoarea energetică a acestei băuturi răcoritoare este de aproximativ 370 cal/litru. Această băutură se adresează în special femeilor, datorită calităţilor gustative şi a tăriei alcoolice scăzute.5

În Germania, ţara berii prin excelenţă, producătorul de bere Karlsberg a lansat pe piaţă o bere numită „Karla”, care se adresează consumatoarelor de bere. Firma a prezentat acest sortiment ca fiind aducător de „calm şi echilibru”, datorită ingredientelor sale speciale. Băutura conţine în proporţie de 70% bere şi în proportie de 30% un amestec de lecitină din soia, suc de lămâie, acid folic (atât de necesar femeilor însărcinate), precum şi un complex de vitamine care ajută la întreţinerea corpului. Pentru început au fost scoase pe piaţă doar două tipuri de bere Karla, fiecare cu un conţinut scăzut de alcool, de doar 1%.6

1.2 COMPOZIŢIA BERIICompoziţia berii este determinată de însuşirile materiilor prime şi a sucului de fructe

adăugat, de procesul tehnologic şi de tipul de bere avut în vedere. Fiind vorba, în primul rând de un proces de fermentaţie alcoolică, berea se va caracteriza prin conţinutul în alcool etilic, care ajunge până la 6%. Aceasta depinde de concentraţia mustului primitiv şi de gradul de fermentare avut în vedere. Neavând loc o fermentare completă, rămâne în bere un conţinut în extract nefermentat care poate fi de până la 5%, concentraţia depinzând în mare parte de factorii arătaţi mai înainte. Caracteristic pentru bere este şi conţinutul de bioxid de carbon care nu este condiţionat de procesul de fermentare, ci de temperatura de depozitare şi de contrapresiunea impusă la procesul de maturare. Conţinutul de bioxid de carbon poate ajunge până la 0.5%. În

1

rest, se găseşte în special apă, al cărei conţinut poate ajunge până la 82% şi suc de fructe în proporţie de 12%. Cantitatea de alcool constituie la berea blondă de fermentaţie normală până la 1/3 din cea de extract din mustul primitiv.

În urma procesului de fermentaţie rezultă, în afară de alcool şi produse secundare nevolatile şi volatile. Printre cele nevolatile se numără în primul rând glicerina care poate apare în cantităţi de până la 1.6 g/l bere. Printre subprodusele volatile se numără alcoolii superiori prezenţi în concentraţie de 50-150 mg/l, acizii organici volatili, dintre care, în special cel acetic, cu 120-200 mg/l, esterii, cu concentraţii de 20-70 mg/l şi aldehidele care se găsesc în cantităţi mai mici de până la 10 mg/l. Tot ca produse secundare ale procesului de fermentare de metabolism ale drojdiei se pot considera vitaminele, predominând vitaminele B2, B6, nicotinamida şi acidul pantotenic.

Substanţele azotoase au un rol deosebit în legătură cu stabilitatea fizico-chimică, spuma şi gustul berii. Se găsesc în cantităţi de cca 700 mg/l bere, predominând compuşii micromoleculari care se pot regăsi în concentraţii de până la 440 mg/l. Dintre fracţiunile macromoleculare prezente în cantităţi de până la 140 mg/l se regăsesc cele cu conţinut de azot coagulabil, prezente în cantităţi de până la 25 mg/l.

Conţinutul de dioxid de carbon este determinat pentru capacitatea de spumare şi alte însuşiri senzoriale ale berii. La “beer-cooler” conţinutul în CO2 este de 5-5.5 g/l. El variază însă pentru tipurile de bere livrate la butoi în limite de până la 0.44%, în timp ce tipurile destinate a fi înbuteliate în sticlă pot ajunge la 0.5%.

1.3 ÎNSUŞIRILE BERIICalitatea berii poate fi apreciată prin teste organoleptice, cât şi prin analize fizico-

chimice. Dintre indicii fizici ce caracterizează tipurile de bere se numără masa specifică, vâscozitatea, tensiunea superficială, pH-ul şi potenţialul de oxidoreducere. Masa specifică este puţin importantă, ea variind între 1.01 şi 1.02 fiind întotdeauna mai mică decât cea corespunzătoare conţinutului de extract datorită masei specifice reduse a alcoolului conţinut.

Vâscozitatea berii la temperatura de 15oC variază între 1.5 şi 2.2 cP. Ea este influenţată de conţinutul în dextrine, substanţe proteice macromoleculare, cât şi de substanţele gumoase.

Tensiunea superficială a berii este determinată de conţinutul de alcool, de proteine, glucani, glicerină şi de cantitatea de substanţe amare din hamei, dar nu de concentraţia extractului din mustul primitiv. Ea variază în mod obişnuit între 42 şi 48 dyn/cm.

pH-ul produselor tip “beer-cooler” este cuprins între 3.4 şi 3.8. Această valoare mică favorizează stabilitatea şi gustul, în timp ce valorile mari ar indica o desfăşurare necorespunzătoare a procesului de fierbere sau utilizarea de apă de compoziţie necorespunzătoare. Uneori se îmbunătăţeşte pH-ul prin acidularea mustului la fierbere.

Protenţialul de oxidoreducere al berii, redat prin valoarea rH, constituie un indicator indirect al conţinutului de oxigen. Se urmăreşte obţinerea de valori mici care influenţează pozitiv stabilitatea berii. Dacă în condiţii normale de producţie se ajunge la valori ale rH-ului de până la 10, prin înglobarea de cantităţi excesive de oxigen, valorile pot creşte la peste 20. 1.3.1 SPUMA

2

Berea se deosebeşte de celelalte băuturi carbogazoase şi prin capacitatea de a forma o spumă cu o oarecare persistenţă. Capacitatea de spumare şi stabilitatea spumei constituie însuşiri calitative importante. Formarea spumei are loc în special prin aglomerarea de bule de CO2 şi de aer ce se degajă din masa de bere şi se reţin pe stratul limită al suprafeţei acestora sub formă de pelicule elastice prin forţe de tensiune superficială. Cu cât tensiunea superficială este mai redusă, cu atât bulele sunt mai mici şi persistenţa spumei este mai bună. Un conţinut ridicat de CO2 din bere da o spumă mai puţin stabilă, dar din cauza cantităţii mari de bule ea este în permanenţă alimentată de jos şi se usucă pe suprafaţă, formând o pojghiţă stabilă. Consecinţa este creşterea persistenţei spumei. Ea poate fi favorizată prin agitarea berii, care înlesneşte accesul de aer, formându-se mai multe bule fine şi stabile. Cu cât capacitatea de difuzie a unui gaz în bere este mai mică, cu atât se măreşte persistenţa spumei. Sub acest aspect aerul se situează înaintea dioxidului de carbon.

Există componenţi ai materiilor prime şi produselor finite, cât şi operaţiuni în decursul procesului tehnologic, care influenţează fie pozitiv fie negativ stabilitatea spumei. Stabilitatea spumei se determină fie prin producerea unei anumite cantităţi de CO2, prin insuflarea de CO2 cu ajutorul unei duze introduse în bere, sau prin adausul unei substanţe în bere care să fie capabilă să genereze spuma. De cele mai multe ori se recurge la determinarea timpului de persistenţă, a spumei. Aceasta întâmpină greutăţi cu privire la formarea de spumă în condiţii reproductibile.

Mai des se recurge la stabilirea culorii spumei, în special a nuanţei de alb, pe baza reflexiei luminii. Prin adaos de săruri de fier sau de caramel, care ameliorează persistenţa spumei se înrăutăţeşte culoarea.

Berea cu o capacitate slabă de spumare prezintă, de cele mai multe ori şi în alte defecte, în special de gust. Principalii factori care influenţează stabilitatea spumei sunt: -cu acţiune favorabilă: conţinuturi de proteine ale malţurilor de peste 12%, cu proporţie ridicată de compuşi de azot cu masă moleculară cuprinsă între 10000 şi 70000. În procesul de fabricaţie a malţului ca factori pozitivi se pot cita: înmuierea la umidităţi reduse ale orzului de cca 40% reînmuierea orzului şi temperaturi ridicate de uscarea malţului de pâna la 100°C. Prin reînmuiere sau germinare la temperaturi descrescânde, se favorizează solubilitatea proteinelor şi creşte vâscozitatea berii. Cu privire la procesul de plămădire se preferă procedee de lungă durată la temperaturi ridicate. Conţinuturile ridicate de substanţe polifenolice şi amare din hamei favorizează formarea de pelicule elastice sub formă de coloizi complecşi cu produse de scindare ale proteinelor macromoleculare.

Utilizarea de drojdie cu capacitate ridicată de fermentare, dar lucrul la temperaturi cât mai scăzute, atât la fermentarea primară, cât şi la maturare, precum şi adaosul de creste în decursul procesului ameliorează, de asemenea, însuşirile de spumare: -cu acţiune nefavorabilă: măsuri ce stimulează solubilitatea proteinelor, prezenţa de cantităţi mari de proteine micromoleculare, temperaturi scăzute de plămădire de cca 35°C cu repaosuri proteice îndelungate, fierberea de lungă durată însoţită de precipitări mărite de azot coagulabil, eliminarea insuficientă a trubului la cald, fermentarea la cald fără presiune, utilizarea de drojdii cu capacitate slabă de fermentare, introducerea de bentonite pentru mărirea stabilităţii berii, folosirea de enzime proteolitice, filtrarea prin straturi fără o aluvionare precedentă satisfăcătoare.

3

De asemenea stabilitatea spumei scade în prezenţa de acizi graşi cu lanţul scurt, cu predominarea compuşilor de C6 până la C12, de mono şi digliceride, precum şi de aminoacizi.

Influenţe slabe sau neconcludente asupra însuşirilor de spumare a berii se constată la compoziţia şi duritatea apei, la soiul de orz şi condiţiile pedo-climatice de cultură, cu excepţia conţinutului de proteine, la adausul de siropuri, cu privire la durata de fierbere, în legătură cu eliminarea trubului rece, adaosul de borhot de hamei şi de trub la plămădire.

1.3.2 CULOAREA BERII La multe tipuri de bere se pretinde o anumită culoare. La o bere blondă uzuală obţinută

dintr-un must cu 12% extract se înregistrează valori ale culorii exprimate în unităţi EBC de 4,2 la plămădire, 5,8 la filtrare, 7,5 la începerea fierberii, 12 la terminarea fierberii şi 9,2 la berea finită. Creşterea cea mai accentuată a culorii apare în decursul procesului de fierbere. Contribuie în special reacţii de îmbrunare neenzimatircă de tip melanoidinic, oxidarea de polifenoli şi de reductone provenite din malţ şi din hamei. Culoarea produselor tip “beer-cooler” este influenţată şi de adaosul de fructe folosit, culoarea fructelor imprimând de cele mai multe ori şi culoarea produsului finit.

Malţul ca materie primă de bază exercită o influenţă hotărâtoare asupra culorii prin conţinutul de proteine, solubilizarea şi temperatura de uscare. Prin utilizarea de acid giberelic la malţificare se obţine o bere cu o culoare mai închisă. Se preferă utilizarea de malţuri cu culori "de fierbere" deschise. Asemănător cu conţinutul de azot solubil se comportă şi cel de polifenoli ai malţulul.

Substanţele tanante din hamei exercită un efect de colorare. Se obţine o bere de culoare deschisă dintr-un extract sărac în substanţe tanante. În cazul folosirii de hamei depozitat în condiţii necorespunzătoare sau foarte vechi, se obţine, de asemenea o bere de culoare închisă.

Apa de brasaj cu o alcalinitate reziduală ridicată conferă o culoare închisă, spre deosebire de alcalinitatea reziduală redusă sau negativă, care imprimă o culoare deschisă. Prin acidularea biologică la plămădire sau utilizarea de malţuri acide se poate deschide culoarea berii.

Prin mărirea gradului de mărunţire a şrotului la măcinarea malţului, în special a tegumentului se înrăutăţeşte culoarea. La folosirea măcinării umede nu apare acest fenomen, predominând durata de contact cu coji în decursul procesului de plămădire. Printr-o separare pretimpurie a borhotului se favorizează deschiderea culorii berii.

Înglobarea de aer în decursul procesului de filtrare este nefavorabilă asupra culorii mustului: Acelaşi lucru se întâmplă la prelungirea duratei de fierbere. Compoziţia mustului sub aspectul pH-ului, al conţinuutului de azot solubil şi al polifenolilor este importantă, la fel ca şi procesul de răcire a mustulul. Prin prelungirea duratei de răcire la peste 100 minute se măreşte contactul cu aerul şi se închide culoarea mustulul. Aceeaşi situaţie se regăseşte la antrenarea de trub la cald, care inhibă scăderea pH-ului şi decolorarea în decursul procesului de fermentare.

Tipul de drojdie, deşi exercită o influenţă asupra culorii berii la fermentaţia primară, este mai puţin importantă, deoarece în decursul maturării culoarea se echilibrează într-o anumită măsură.

4

Pentru deschiderea culorii berii se recomandă folosirea de plămezi mai diluate care favorizează reacţiile enzimatice şi fierberea în condiţii mai blânde. Procesele pot fi ajutate prin adaos de formaldehidă, care micşorează conţinutul de polifenoli. Aceasta se efectuează de preferinţă la plămădire, administrând 15-50 g formaldehida/ 100 kg malţ. Rezultate asemănătoare se obţin şi în cazul administrării formaldehidei în alte faze ale procesului tehnologic, de exemplu la germinare. Efecte similare se obţin cu unii agenţi de mărire a stabilităţii berii, în special cu bentonită, care prezintă inconvenientul înrăutăţirii capacităţii de spumare, precum şi cu polivinilpolipirolidona şi cu poliamidele folosite în mod curent pentru acest scop. Aceste tratamente nu sunt permise de legislaţia sanitară din multe ţări producătoare de bere.

1.3.3 GUSTUL ŞI AROMA BERII Acestea sunt determinate de compoziţia şi concentraţia mustului primitiv, de tipul de malţ

folosit, de doza şi natura preparatelor de hamei, de tipul de drojdie, precum şi de adaosul de suc de fructe utilizat. Gustul şi aroma produselor “beer-cooler” sunt date de gustul şi aroma sucurilor de fructe înglobate. Intensitatea perceperii gustului depinde de temperatura şi de conţinutul de bioxid de carbon al berii, la care se adaugă criterii subiective specifice sensibilităţii degustătorulul.

Independent de tipul de bere, o condiţie primordială a gustului reprezintă puritatea şi constanţa acestuia. Se pune un accent deosebit pe evitarea prezenţei de gusturi străine, în special cele de trub, de drojdie sau cele ce apar în urma utilizării de materii prime necorespunzatoare sau a aplicării unor tehnologii neadecvate.

Impresia generală de gust depinde de plinătatea acestuia, de perlarea şi de ultima senzatţe, care toate trebuie să fie într-o anumită armonie pentru fiecare tip de bere.

Plinătatea, prima senzaţie, se percepe împreună cu aroma berii. Ea este dependentă de concentraţia mustului primitiv, de degradarea proteinelor la malţificare, de compoziţia extractului, în special de raportul dintre dextrine şi ceilalţi componenţi, de mersul de fermentare, dar mai mult de mărimea particulelor coloidale. Un rol important exercită substanţele azotoase cu masa moleculară mijlocie şi fosfaţii din malţ cu acţiune tampon. Exista o oarecare corelaţie între plinătatea gustului şi capacitatea de spumare.

Perlarea este o impresie senzorială, percepută în special prin degajarea bulelor de dioxid de carbon. Ea depinde de compoziţia apei; de pH-ul berii şi de prezenţa substanţelor cu acţiune tampon, în special de fosfaţi. Componenţii trebuie să fie într-un echilibru favorabil cu conţinutul de dioxid de carbon prin legături coloidale de anumită formă. O maturare intensă la temperaturi scăzute favorizează, de asemenea, perlarea. Încălzirea berii înainte de consum, chiar şi în cazul unei răciri ulterioare şi impregnarea artificială cu dioxid de carbon micşorează această senzaţie. Ultima impresie sau gustul final al berii este determinată în special de amăreala, conferită de produsele de hamei. În funcţie de prezenţa anumitor substanţe proteice, tanante sau de metabolism a drojdiei, amăreala poate fi parţial mascată sau deformată aşa cum este cazul produselor “beer-cooler” la care aceasta este mascată de gustul şi aroma sucului de fructe.

5

Amăreala, tăria şi culoarea sunt specifice tipului de bere. În cazul sorturilor de bere blondă, amăreala de hamei iese în evidenţă ca ultimă senzaţie, în special la berea de tipul Pilsen. Adaosul de hamei creşte de regulă odata cu conţinutul de extract al mustului primitiv. Amăreala va creşte deci de la berea blonda obiţinută de 12° Bllg la sortimentele de bere blonda speciale.

1.4 DEFECTE DE GUST Deseori gustul natural al berii este înrăutăţit ca urmare a unor deficienţe atribuite

materiilor prime, procesului tehnologic, contactului mustului sau al berii cu substanţe agresive, cât şi unor cauze biologice. Prin utilizarea de apă alcalină cu o alcalinitate remanentă ridicată apare un gust amar, neplăcut. Orzul cu spicele prea mari imprimă berii un gust de paie. Un hamei învechit, oxidat, provoacă apariţia de gust neplăcut, uneori de fructuozitate străina berii. Malţul suprauscat, în special cel brun, generează formarea de gust de ceapă.

O sursă frecventă de înrăutăţire a gustului berii o reprezintă procesul de îmbuteliere şi de păstrare a produsului. Predomină apariţia de gust de oxidare la berea îmbuteliată în sticle. Datorită contactului cu cantităţi mărite de aer, creşte amăreala neplăcută a berii. În urma pasteurizării excesive a berii ca urmare a oxidării unor subproduse de fermentare, se formează gustul de pâine, alături de apariţia altor modificări calitative, datorită în special oxidării polifenolilor. Berea expusă acţiunii radiaţiilor solare primeşte un gust de lumină. Acesta se manifestă prin producerea de mercaptani, scăderea potenţialului de oxidoreducere, apariţia unor procese de reducere fotochimică a substanţelor azotoase, cu grupe sulfhidrilice. Fenomenul este favorizat de folosirea de butelii verzi care nu absorb radiaţiile dăunătoare, spre deosebire de cele brune. În prezenţa cuprului se reduce gustul de lumină. Uneori se semnalează apariţia de gust de agent de reducere în butelii de sticlă. Aceasta se percepe în special la berea stabilizată cu acid ascorbic. El este mai puternic decât cel de oxidare şi poate fi micşorat în prezenţă de cupru sau fier.

Prin contactul cu materiale agresive pentru bere pot apare gusturi străine generate în special de smoala folosită pentru izolarea recipientelor de fermentare sau a butoaielorMai frecvente sunt apariţiile de gust de clor, ca urmare a folosirii produselor pe baza de clor pentru dezinfecţia apei şi a utilajelor tehnologice şi a eliminării insuficiente a acestuia. Pragul de percepere a gustului de clorfenol este destul de redus. Nu rareori berea prezintă o nuanţă de gust de metal cu o uşoară culorare, ca urmare a reacţiilor dintre substanţele tanante şi fierul din utilaje. Gustul străin, asemănător cu cel al cernelii, se percepe foarte uşor, deşi, pe această cale, se măreşte puţin capacitatea de spumare a berii.

Cea mai frecventă apariţie de gust străin datorită unor procese de natură biologică este cel perceput în urma autolizei drojdiei. În cazul eliminării insuficiente sau prea târzii a drojdiei, după fermentarea primară şi maturare, apare un proces de autoliză ce conferă berii un gust de creozot sau de tirosol, cu o nuanţă tipică de fenol.2

Capitolul IIMATERII PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

Principalele materii prime folosite la fabricarea berii sunt:

6

-orzul (orzoaica)- materia primă pentru fabricarea malţului-înlocuitori ai malţului-hameiul- materia primă specifică pentru fabricarea berii-apa-drojdia de bere-preparatele enzimatice

2.1 ORZUL - MATERIA PRIMĂ PENTRU FABRICAREA MALŢULUIOrzul-orzoaica este principala materie primă folosită pentru fabricarea malţului. A fost

cultivat din cele mai vechi timpuri, cu circa 7000 de ani î.d.Hr., pentru prima dată în Orientul Apropiat.

În present orzul-orzoaica este, după grâu, porumb şi orez, cea de-a patra cereal cultivată pe plan mondial, producţia de orz-orzoaică reprezentând circa 10% din totalul producţiei de cereal. Orzul-orzoaica constituie principala materie primă pentru fabricarea berii, deoarece:

Boabele de orz-orzoaică au un înveliş păios, aderent, care protejează germenele în timpul procesului de malţificare;

Pe parcursul filtrării mustul, învelişurile păioase ale boabelor formează stratul filtrant care asigură separarea corespunzătoare a mustului de malţ din plămada zaharificată;

În timpul procesului tehnologic de obţinere a mustului, malţului din orz-orzoaică oferă cel mai bogat echipament enzimatic şi substrat pentru acţiunea enzimelor; berea fabricată din malţ din orz-orzoaică este considerată a fi cea mai autentică, cu toate că s-a verificat experiemental şi la nivel industrial că şi alte cereale (grâul, secara, maniocul) pot conduce la obţinerea malţului;

Orzul-orzoaica este o plantă foarte răspândită, care nu este folosită în alimentaţia umană, puţin pretenţioasă la condiţiile de cultivare;

Orzul-orzoaica nu conţine substanţe dăunătoare pentru gustul berii.Din punct de vedere botanic, orzul face parte din familia gramineelor şi cuprinde următoarele

grupe: - soiuri cu două rânduri de boabe pe spic (Hordeum distichum) -soiuri cu şase rânduri de boabe pe spic (Hordeum Hexastichum).

Compoziţia chimică a orzului destinat fabricării berii este prezentată în Tabelul 1.

Tabel 1Compoziţia chimică medie a orzului destinat fabricării malţului pentru bere

Componente Conţinut, în [%]Apă 12-16Amidon 54-65

7

Proteine 9-14Lipide 2-3Substanţe minerale 2-3Substanţe polifenolice 0.1-0.3Celuloză 4-5Hemiceluloze 8-10

Proteinele pot varia cantitativ foarte mult în funcţie de soiul de orz, de condiţiile pedoclimatice, tehnologiile de cultură. Din cantitatea totală de proteine, numai 1/3 trec în bere, având influenţă asupra calităţii berii, influenţând culoarea, plinătatea gustului, însuşirile de spumare, caracteristicile spumei, aroma berii şi stabilitatea ei coloidală. Conţinutul în proteine scade în timpul fabricării malţului şi a berii, datorită hidrolizei enzimatice sau a coagulării.

Lipidele sunt prezente în orz în ţesutul aleuronic şi în embrion. În proporţie de 95% se găsesc sub formă de trigliceride şi în cantităţi mici fosfolipide. Sunt insolubile în apă, rămân nemodificate la malţificare şi brasaj şi se elimină cu borhotul de malţ.

Substanţele minerale prezintă importanţă pentru fiziologia bobului la germinare, pentru nutriţia drojdiei la fermentare, precum şi pentru asigurarea condiţiilor optime de pH a enzimelor ce intervin în brasaj, deoarece cele mai multe din ele formează sisteme tampon în must şi bere.

Substanţele polifenolice sunt localizate în special în învelişul bobului şi mai puţin în endosperm. Deşi sunt în cantitate mică ele influenţează atât culoarea, gustul, cât şi stabilitatea coloidală a berii.

Celuloza şi hemicelulozele sunt substanţe de structură ale învelişului bobului de orz, conţinutul lor variază cu gradul de coacere şi cu condiţiile climatice de cultură.

Orzul conţine cantităţi importante de vitamine în special din grupa B. Bobul de orz matur conţine un număr relativ mare de enzime necesare întreţinerii activităţii sale vitale.

Aprecierea orzului destinat fabricării malţului este necesară deoarece calitatea orzului determină, în mare măsură, calitatea malţului şi a berii precum şi randamentele de fabricaţie; se realizează atât după aspectul exterior cât şi după proprietăţile fizice şi chimice (Stroia, I. 1998).

Aspectul exterior este foarte important în aprecierea orzului. Se examinează:- Mirosul- trebuie să fie plăcut, fără miros de mucegai, asemănător paielor proaspete. Mirosul de mucegai denotă că orzul a fost depozitat necorespunzător şi pericolul ca germenele să fie afectate este foarte mare, fapt care influenţează negative capacitatea de germinare a bobului respectiv;- Culoarea – trebuie să fie galben pai, cu strălucire caracteristică. Boabele de culoare închisă, spre brun şi mată, indică faptul că orzul a fost recoltat la o umiditate ridicată;- Fineţea paleelor- învelişurile subţiri cu riduri fine, constituie indiciul unui soi de orz bun pentru bere, cu o cantitate mare de extract. Învelişurile groase indică un orz de calitate inferioară.

Principalii indicatori de calitate care se urmăresc la aprecierea fizico-chimică a orzului sunt următorii:- Greutatea hectolitrică, care variază între 63 şi 75 kg, este influenţată de forma boabelor, de umiditatea acestora, de temperatura în momentul determinării. Determinarea se bazează pe faptul

8

că amidonul are cea mai mare greutate dintre componentele bobului de orz. Deci, cu cât greutatea hectolitrică este mai mare, cu atât soiul respectiv are un conţinut mai mare de amidon.- Umiditatea este un factor care influenţează randamentul în extract. Un orz cu umiditatea mai mare de 16% se încinge şi treptat îşi pierde capacitatea de germinare; - Masa a 1000 de boabe. Mărimea acestui indicator este proporţională cu cantitatea de extract. - Energia de germinare- procentul de boabe care germinează, în condiţii normale, după 3 zile. Determinarea energiei de germinare se face la cel puţin 45 zile de la recoltare, deoarece orzul proaspăt recoltat se află în aşa numita pauză de germinare;- Capacitatea de germinare este unul dintre indicatorii cei mai importanţi ai orzului, deoarece numai boabele care germinează vor fi utilizate la fabricarea berii. Capacitatea de germinare trebuie să fie de minimum 95%.- Sortimentul (uniformitatea). Cu cât bobul este mai mare, cu atât raportul între cantitatea de endosperm şi conţinutul de coajă este mai mare, iar conţinutul de proteine este mai mic. Se recomandă ca orzul pentru bere să aibă o uniformitate de minimum 80% (boabe cu dimensiuni peste 2.5 mm);- Farinozitatea se determină prin examinarea aspectului secţiunii bobului de orz obţinută cu farinotomul sau cu diafanoscopul şi trebuie să fie de minimum 80%.- Conţinutl de proteine trebuie să fie cât mai scăzut, între 9-11.5%. O cantitate mai mare creează dificultăţi pe parcursul procesului tehnologic şi conduce la obţinerea unei beri cu o stabilitate colidală mai redusă.- Conţinutul în extract poate atinge valori de 80% în cazul orzoaicei de primăvară, iar pentru orz numai 75%. Extractul reprezintă substanţa utilă din bob şi este indicatorul care influenţează în mod dirct consumul specific. Componentul principal al extractului este amidonul;- Sensibilitatea la apă a orzului se determină ca diferenţă între energia de germinare stabilită la germinarea a 100 boabe de orz înmuiate cu 4 ml apă şi cea la care înmuierea se face cu 8 ml apă şi este corelată cu insuficienţa în alimentarea cu oxigen a embrionului; condiţionează germinarea şi depinde de cantitatea de apă absorbită.- Conţinutul de corpuri străine trebuie să fie cât mai mic, maximum 4%. Se consideră corpuri străine:- corpuri inerte minerale (praf, pământ, nisip, pietriş)- corpuri inerte organice (paie, frunze, larve)- seminţe de alte plante de cultură- seminţe de buruieni- spărturi mai mici decât jumătatea bobului şi boabe la care lipseşte embrionul- boabe golaşe, la care lipseşte mai mult de un sfert de înveliş în zona embrionului

Criteriile analitice recomandate de European Brewing Convention (EBC) privind calitatea orzului pentru bere, precum şi valorile orientative sunt prezentate în Tabelul 2.

Tabelul 2Criteriile analitice recomandate de EBC pentru orz

Criteriul recomandat ValoarePuritatea soiului [%] 93÷95

9

Umiditatea [%] 12÷15Conţinut în proteine [%] 9÷11Masa a 1000 boabe [g] 37÷45Capacitatea de germinare, min. [%] 95Energia de germinare, min. [%] 85Sortimentul (cal.I + cal. a II-a), min. [%] 90Boabe sparte şi boabe străine, max. [%] 4

Din punct de vedere al producătorului de malţ, un soi de orz destinat industriei berii trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

Să fie omogen şi de puritate varietală superioară Să prezinte o compoziţie chimică superioară calitativ orzului furajer Dimensiunile boabelor cât mai mari şi cu capacitate de germinare de min. 95% Să prezinte însuşiri de malţificare superioare, respective o degradare mecanică rapidă,

care să se realizeze cu pierderi minime şi fără tehnologii auxiliare Să asigure un randament ridicat în extract

În concluzie, orzul este cereala tradiţională utilizată ca materie primă sub formă de malţ la fabricarea berii. Prin urmare, de calitatea orzului depinde în cea mai mare măsură calitatea berii.

2.2 ÎNLOCUITORI AI MALŢULUIÎnlocuitorii malţului se folosesc într-o proporţie variabilă, ce poate reprezenta 10-50% din

totalul cantităţii de malţ folosită în procesul de obţinere a berii. Utilizarea lor este avantajoasă din punct de vedere economic, deoarece produc un extract mult mai ieftin decât cel obţinut în cazul malţului şi mai puţin în ceea ce priveşte calitatea berii finite. Înlocuitorii malţului se folosesc pentru corectarea fermentescibilităţii mustului, pentru îmbunătăţirea stabilităţii spumei, pentru modificarea culorii berii sau pentru ajustarea aromei produsului finit.

Înlocuitorii malţului se pot clasifica după mai multe criteria, de exemplu: După locul în care se adaugă în procesul tehnologic de fabricare a berii După necesitatea prelucrării prin fierbere După originea şi gradul lor de prelucrare necesar utilizării în industria beriiÎn prezent, în indutria berii se utilizează următoarele categorii de înlocuitori ai malţului: Înlocuitori care se adaugă în cazanul de pămădire Înlocuitori adăugaţi în cazanul de fierbere a mustului Înlocuitori care se adaugă înainte de fermentaţia secundară Înlocuitori care pot fi adăugaţiîn berea finită, pentru a conferi produsului finit gust dulce

şi diverse aromeÎnlocuitorii malţului care se adaugă în cazanul de plămădire poartă denumirea şi de

nemalţificate, sunt reprezentaţi de: Cereale brute (orz, grâu, secară, porumb)

10

Cereale păjite sau torefiate Fulgi de cereal e(de porumb, orez, orz, grâu sau ovăz) Fracţiuni rafinate obţinute din boabe de cereale după măcinare (grişuri de porumb, sorg,

brizură de orez) Cereale sub formă de făină Amidon de cartofi sau tapiocaÎnlocuitorii malţului care se adaugă în cazanul de fierbere pot fi materiale sub formă solidă

sau sub formă de siropuri şi sunt reprezentate de: zaharoză, zahăr invertit, hidrolizate de amidon, extracte de malţ, siropuri de cereale. Acestea se adaugă ca surse de glucide, în primul rând, dar, în cazul unora dintre ele şi ca sursă de azot solubil sau micronutrienţi pentru drojdie

Cerealele brute. Principalele cereale nemalţificate care se pot folosi ca înlocuitori ai malţului în industria berii sunt prezentate în Tabelul 3.

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

Tabelul 3 Compoziţia chimică a principalelor cereale nemalţificate utilizate în industria berii

(% în raport cu s.u.)

Denumire Glucide Lipide Proteine CelulozăAlte substanţe

neazotoaseCenuşă

Orz 71 2,5 11,8 5,7 4,0 3,1Grâu 76 2,0 14,5 2,9 2,8 2,2Secară 74 2,0 13,5 2,4 5,8 2,4Ovăz 61 6,1 13,4 12,4 2,4 3,5Porumb 70 5,8 11,6 4,2 7,6 1,2Sorg 70,7 3,0 10,9 2,3 - 2,1Orez 81 0,5 9,0 2,3 - 0,4

Porumbul este folosit de mult timp ca înlocuitor parţial al malţului, el prezentând în comparaţie cu alte cereale avantajul că se produce în cantitate mare şi are un conţinut ridicat de amidon. Se poate utiliza la plămădire-zaharificare sub formă de făină, grişuri, amidon din porumb cât şi alte deşeuri care rezultă de la obţinerea mălaiului. Prin adaos de porumb în procent de maximum 30% se obţin beri cu o bună plinătate şi un gust dulceag.

Orezul se foloseşte ca înlocuitor al malţului în special în ţările mari producătoare de orez în proporţie de până la 40%. La noi în ţară se foloseşte brizura de orez, deşeu care rămâne de la decorticarea orezului, în proporţie de 15-20%. Se caracterizează printr-un conţinut mai mare de amidon şi unul redus de proteine şi lipide şi se adaugă direct în cazanul de plămădire, obţinându-se beri de culoare mai deschisă, cu spumă îmbunătăţită, dar cu o plinătate redusă.

Orzul se poate utiliza în proporţie de până la 15-20% sub formă de orz măcinat, fulgi de orz măcinat, fulgi de orz decojot sau nedecojit, sirop de orz, direct în cazanul de plămădire. Se foloseşte de obicei, orzul cu energia scăzută de germinare, care nu poate fi malţificat. Prin

11

folosirea unor procente mai mari de înlocuire a malţului cu orz apar dificultăţi la filtrarea plămezii, la fermentare, la limpezire şi filtrarea berii finite, deoarece β-glucanii rămân nezolubilizaţi. Pentru a se evita aceste neajunsuri se utilizează preparate enzimatice care degradează substanţele insolubile ce provin din orz.

Grâul se foloseşte rar ca cereală nemalţificată, dar se foloseşte sub formă de grâu malţificat la obţinerea berii din grâu în proporţie de 50-60%. Nu se utilizează grâul cu conţinut ridicat de proteine şi se poate adăuga direct la plămădire.

Sorgul se poate folosi sub formă de grişuri sau măcinat şi se recomandă o prelucrare separată a acestuia în cazanul de cereale nemalţificate, deoarece amidonul de sorg are temperatura de gelatinizare mai ridicată decât cea a malţului.

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 malţ sunt supuse mai întâi fierberii. În cazul cerealelor a căror temperatură de gelatinizare este egală sau mai mică cu cea a amidonului de malţ, acestea se pot folosi la brasaj direct în amestec cu malţul.

Cereale tratate termic. Din această categorie fac parte boabele de orz prăjite sau torefiate ce prezintă avantajul unei uşoare prelucrări prin măcinare, dar prezintă inconvenientul obţinerii unor extracte mai mici decât cele obţinute în cazul cerealelor brute. Prăjirea boabelor se realizează fie prin metode directe în instalaţii cilindrice rotative, fie prin metode indirect, 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 şi culoare caracteristică.

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

Manipularea uşoară şi adăugarea direct în cazanul de plămădire alături de malţ Conţinut scăzut în azot solubil al mustului obţinut prin adaos de fulgi de cereale Contribuţie redusă asupra aromei produsului finitCereale sub formă de făină. Se pot folosi, în general făinuri din toate tipurile de cereal. 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. Pentru mărirea producţiei de bere cât şi pentru creşterea conţinutului 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 şi înainte de filtrarea berii pentru realizarea extractului primitiv dorit sau pentru a obţine însuşirile specifice dorite ale berii (de exemplu, berea caramel, beer-cooler).

Extractele de malţ şi siropurile . Extractele de malţ se obţin prin concentrarea mustului de bere prin evaporare la presiune reusă sub forma unui sirop şi se utilizează prin adăugare direct în cazanul de fierbere fiind o sursă suplimentară de extract pentru mustul de bere. Deoarece extractele de malţ sunt în general scumpe, în prezent se obţin produse sub formă de sirop prin prelucrarea boabelor de cereale cu ajutorul enzimelor. Aceste siropuri se utilizează ca înlocuitori

12

ai mustului de malţ şi se caracterizează printr-un conţinut redus în azot şi zinc, ceea ce poate limita procesul de fermentaţie. Siropurile de cereale se utilizează ca adaosuri în cazanul de fierbere în scopul creşterii capacităţii de producţie în fabricile de bere în condiţiile folosirii aceluiaşi echipament sau pentru producerea de musturi cu conţinut ridicat în extract. 4

2.3 HAMEIULHameiul reprezintă o materie primă indispensabilă fabricării berii conferindu-i acesteia gust

amar şi o aromă specifică. Valoarea la fabricarea berii este dată îndeosebi de substanţele amare şi de uleiurile esenţiale aduse de hamei. Răsinile reprezintă precursorii substanţelor amare din bere şi determină şi valoarea antiseptică a hameiului, iar uleiurile esenţiale sunt responsabile de aroma de hamei. Componentele chimice ale hameiului contribuie de asemenea la o mai bună stabilizare şi limpezire a mustului şi la îmbunătăţirea însuşirilor de spumare ale berii.1 Până în prezent nu a fost găsită nici o substanţă chimică sintetică care ar putea să înlocuiască cu success lupulina din conurile de hamei, deci hameiul se bucură de privilegiul de a fi unica materie primă specifică utilizată la fabricarea berii.

Pe lângă fabricarea berii, hameiul se mai utilizează în industria farmaceutică pentru hopeină un alcaloid narcotic prezent în conurile de hamei folosit în compoziţia unor medicamente cu acţiune somniferă. Sub formă de decoct, hameiul este folosit împotriva căderii părului, iar uleiurile eterice au proprietăţi bactericide, îndeosebi tuberculostatice. Ceaiul din conuri de hamei se foloseşte în remediile fitoterapeutice împotriva calculilor renali pe bază de uraţi. Xanthohumulonus este un antioxidant din hamei cu rol în combaterea colesterolului, bolilor de inimă, de cancer, precum şi boala Alzheimer conform rezultatelor recente a unor cercetători americani.

Hameiul este utilizat şi ca adaos în diferite preparate culinare, cum ar fi la prepararea cârnaţilor, salatelor şi chiar în pâine. De exemplu, lăstarii tineri, tăiaţi şi amestecaţi cu oţet, ulei, piper şi sare reprezintă ingredientele unei specialităţi care se găseşte pe piaţa Germaniei.

Aroma hameiului trebuie să fie plăcută, fină şi suficient de intensă, existând diferenţe din acest punct de vedere între diferitele soiuri. Prezenţa fructelor în conuri depreciază calitatea acestora, prin scăderea conţinutului în lupulină şi fineţea aromei.

Recoltarea hameiului se poate face manual sau mecanizat. După recoltare, deoarece conţine 75-80% apă, hameiul se usucă artificial în uscătoare cu aer cald până la umiditatea de 10-12%, temperatura maximă de uscare este 55oC, la temperaturi mai ridicate sunt distruse substanţele amare şi de aromă. Uscarea se consideră terminată când codiţele şi axul conului se rup la îndoire.

Conţinutul în substanţe utile ale hameiului depind nu numai de soi ci şi de pregătirea după recoltare precum şi de condiţiile de depozitare a hameiului.4

2.3.1 COMPOZIŢIA CHIMICĂ A HAMEIULUICunoaşterea compoziţiei chimice a hamaiului precum şi transformările la care sunt

susceptibile componentele sale este necesară, atât pentru conservarea în cât mai bune condiţii, cât şi pentru utilizarea lui cât mai eficientă. În compoziţia conurilot de hamei intră atât substanţe

13

comune tuturor vegetalelor, cât şi substanţe specifice şi care dau caracteristica şi valoarea pentru fabricarea berii (ca substanţele amare şi uleiurile esenţiale).

Răşinile din hamei reprezintă componenta cea mai valoroasă a granulelor de lupulină. În funcţie de sortul de hamei şi de condiţiile pedoclimatice ele reprezintă 15-23% din greutatea conului. Astăzi ele sunt ,considerate ca o sumă de substanţe care se clasifică şi caracterizează după solubilitatea lor în diferiţi solvenţi. Din acest punct de vedere răşinile din hamei sunt clasificate în principal în răşini moi şi răşini tari, iar cele moi la rândul lor în fracţiunea α-acizilor şi în fracţiunea β-acizilor. Se definesc ca răşini totale substanţele care se extrag cu metanol la rece şi eter dietilic. Prin răşini moi totale se înţeleg acele componente ale răşinilor totale care se pot extrage cu hexan şi sunt constituite în principal din α-acizi, β-acizi şi răşini moi necaracterizate. Aceste răşini moi sunt împărţite în fracţiunea α-acizilor amari - substanţe capabile să dea săruri de plumb insolubile în metanol - şi fracţiunea β care reprezintă diferenţa între răşinile moi totale şi α-acizii amari.

Răşinile tari reprezintă fracţiunea din răşinile totale insolubile în hexan şi calculată ca diferenţă între răşinile totale şi răşinile moi totale. α-acizii amari sau humulonii constituie 4-12% din substanţa conurilor. β-acizii amari, sau lupulonii, în concentraţie de 4-6% s-au găsit a fi un amestec analog de omologi (lupulon, adlupulon, colupulon). β-acizii amari nu au capacitate de amărâre a berii datorită slabei lor solubilităţi în must la pH-ul normal al acestuia, dar dau însă prin oxidare, compuşi cu putere de amărâre, spre deosebire de α-acizii amari care prin oxidare dau şi compuşi neamari, ceea ce face ca valoarea de amărâre a hameiului proaspăt să rămână un timp aproximativ constantă, considerându-se că ceea ce pierde prin oxidarea α-acizilor se câştigă prin oxidarea β-acizilor. Şi influenţa asupra formării spumei la bere este mai redusă ca cea a α-acizilor amari.

Răşinile moi reprezintă produşii de oxidare şi polimerizare a acizilor amari solubili în hexan şi constituie 3-4 % din substanţa uscată a hameiului proaspăt. Cu creşterea gradului de oxidare scade puterea de amărâre.

Uleiurile esenţiale, sau volatile sunt conţinute în hamei în proporţie de 0,3-1,5% din substanţa uscata a hameiului. Uleiurile esenţiale din hamei sunt puţin solubile în apă şi de asemenea sunt antrenabile cu vapori de apă, fapt pentru care la fierberea mustului cu hamei, trec în must numai în cantităţi mici, pierzându-se sau transformându-se în timpul fermentării. Din acest motiv sunt aplicate diferite moduri de hameiere printre care şi hameierea la rece pentru o conservare cât mai bună aromei hameiurilor.

După Knorr, substanţele tanante din hamei sunt un amestec complex de compuşi chimici începând cu polifenoli cu molecula mică până la polifenoli macromoleculari cu diferite grade de polimerizare şi condensare, şi de asemenea, cu solubilităţi diferite de la uşor solubili la insolubili în apă. Substanţele tanante din hamei reprezentând 2-5% din substanţa uscată sunt de două tipuri: 1) taninuri hidrolizabile (galotaninuri şi elagotaninuri) şi 2) taninuri condensabile sau nehidrolizabile (ca antocianidinele).

Compuşi nespecifici hameiului. Conurile de hamei pe lângă compuşi caracteristici plantei de hamei conţin în substanţa lor uscată şi alte componente solubile sau insolubile în must. Astfel conurile de hamei mai conţin: monozaharide (12%), pectine (2%), proteine (15%), lipide şi

14

ceruri (3%), celuloză (40.4%) şi substanţe minerale (8%). Mai importante sunt componentele ce se solubilizează la fierberea mustului.

2.3.2 APRECIEREA HAMEIULUI Se face în funcţie de aspecul exterior şi după analiza chimică. Aspectul exterior se face după

următoarele criterii: 1) aspectul conurilor: se preferă un hamei cu conul închis, de mărime mijlocie şi cu axul fin. Codiţa conului trebuie să fie de maximum 1 cm; 2) culoarea conurilor depinde de caracterele varietale şi de starea de maturizare şi variază între gălbui şi până la verde, fără pete roşietice sau brune cu urme de îmbolnăvire. Cu cât conul de hamei este mai matur, cu atât culoarea lui este mai gălbuie; 3) identificarea eventualelor boli sau a dăunătorilor; 4) aroma hameiului este caracteristică soiului de hamei. Mirosul trebuie să fie fin, delicat,curat; 5) granula de lupulină: să fie galbenă, lucioasă, cu aspect cleios.

Analiza chimică a hameiului determină conţinutul în apă, punerea în evidenţă a sulfitării, compoziţia răşinilor totale şi uneori conţinutul în substanţe tanante şi uleiuri eterice.

Hameiul are şi o acţiune antiseptică datorată acţiunii toxice pe care o au acizii amari îndeosebi asupra bacteriilor grampozitive. Testarea valorii antiseptice a hameiului se face utilizând ca microorganism test Lactobacillus delbrücki.

2.4 APAApa este una din materiile prime de bază pentru fabricarea berii, produs în compoziţia

căruia intră în proporţie de 82% şi ale cărei calităţi le influenţează. Cele mai renumite şi mai tipice beri fabricate în lume îşi datorează caracteristicile îndesebi calităţilor apelor cu care sunt obţinute. Astfel, berea de Pilsen este obţinută cu o apă cu duritate foarte mică, berile brune de München, Dublin sau Londra se obţin cu ape ce au un conţinut ridicat în bicarbonaţi de calciu şi puţini sulfaţi, berea de Dortmund, puternic aromată este obţinută cu o apă cu duritate mare conţinând îndeosebi sulfaţi şi cloruri, în timp ce berile amare de Burton se obţin cu ape cu conţinut mare, în sulfat de calciu.1

Principalele domenii de utilizare ale apei, în industria berii, sunt: Materie primă propriu-zisă Spălarea utilajelor, ambalajelor şi încăperilor tehnologice Producerea aburului Agent de răcireFabricile de bere îşi procură apa necesară în procesul tehnologic din diverse surse. Astfel, se

poate utilize apa de suprafaţă, mai săracă în săruri, dar de regulă expusă în mai mare măsură poluării, costul apei din aceste surse se măreşte cu costul tratamentului de depoluare. Fabricile de bere pot utiliza şi apă subterană extrasă din puţuri proprii, care au un grad de poluare mai scăzut, o stabilitate mai mare a debitului asigurat, o temperatură uniform, puritate microbiologică ridicată.

15

Tabelul 4Necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii

Necesarul de apă

Etapa procesului tehnologic Consum de apă, litri apă/litru bereÎnmuierea orzului 7÷8Obţinerea mustului incluzând spălarea utilajelor 2÷2,5Răcirea mustului 2÷3Spălarea tancurilor de fermentare şi a butoaielor 3÷5Instalaţii de răcire 10÷15Producerea aburului 20÷25TOTAL 45÷60

2.5 DROJDIA DE BEREDrojdia de bere aparţine grupei ascosporogene, familia Saccharomycetaceae, genul

Saccharomyces. Acest gen se distinge prin următoarele caractere:• înmulţirea celulelor se face prin înmugurire;• formează uneori pseudomiceliu;• sporii sunt de obicei rotunzi sau ovali;• fermentează întotdeauna alcoolic şi nu asimilează azotaţii.

Din punct de vedere al fermentării există:• drojdii de fermentaţie inferioară – Saccharomyces carlsbergensis – care fermentează la

temperaturi scăzute, mergând până la 0÷10C şi care se depun pe fundul vasului la sfârşitul fermentaţiei;

• drojdii de fermentaţie superioară – Saccharomyces cerevisiae – care fermentează la temperaturi ridicate, iar la sfârşitul fermentaţiei se ridică la suprafaţa lichidului.

Drojdia de bere poate avea dimensiuni şi forme diferite – este monocelulară, de obicei are forma rotundă sau ovală cu dimensiuni de 5÷10 microni.

Drojdia de bere presată conţine aproximativ 75% apă, iar substanţa uscată a celulei conţine 90÷95% substanţă organică şi 5÷10% substanţe anorganice. Compuşii principali ai celulei sunt: glicogenul; trehaloza; substanţele azotate; gumele; lipidele; substanţele minerale. Conţinutul acestor constituenţi este foarte variabil şi depinde de starea fiziologică a celulei.

Verificarea şi selecţionarea celor mai bune tulpini de drojdii pentru a fi introduse în producţiePentru obţinerea unei bune fermentări a mustului de malţ hameiat, este necesar să se

folosească o cultură de drojdie viguroasă. Numai o asemenea cultură poate provoca o fermentare rapidă şi energică, împiedicând astfel eventualele contaminări cu alte microorganisme.

Obţinerea culturilor de drojdie într-o fabrică de bere se realizează întotdeauna pornind de la o cultură pură. Folosirea culturilor pure de drojdie prezintă o serie de avantaje dintre care amintim:• se îmbunătăţeşte calitatea berii;• scad posibilităţile de degradare a berii, de apariţie a tulburelilor, de modificare a gustului,

mirosului;

16

• fermentarea decurge uniform, obţinându-se o bere cu o compoziţie şi proprietăţi gustative mai uniforme.

Pregătirea culturii pure de drojdie se face în general în două faze şi anume:• faza de laborator;• faza dezvoltării în instalaţia de culturi pure.

De o importanţă deosebită sunt caracteristicile tulpinii de drojdie de la care se porneşte cultura pură. Se poate spune cu certitudine, la nivelul cunoştinţelor actuale, că tulpina de drojdie cu care lucrează o fabrică poate imprima un anumit gust specific sortimentului de bere produs. De aceea, microbiologul berar trebuie să fie înarmat cu suficiente cunoştinţe nu numai de microbiologie, dar şi de tehnologie şi procese biochimice specifice industriei malţului şi berii. Astfel pregătit cu aceste cunoştinţe, el poate conduce cu o mai mare siguranţă întregul proces de izolare, adaptare, înmulţire, fermentare şi refermentare a tulpinii de drojdie pe care o introduce în producţie.

Obţinerea berii este unul din cele mai vechi procese biotehnologice care folosesc drojdiile pentru a transforma glucidele fermentescibile în alcool etilic şi dioxid de carbon.

Drojdia de bere, Saccharomyces carlsbergensis, utilizată ca starter al fermentaţiei, poate proveni din culturi pure de laborator sau prin recuperarea celulelor dezvoltate la o şarjă precedentă de fermentare. Alegerea unei anumite tulpini de drojdie pentru obţinerea berii, în condiţii specifice de aprovizionare cu materii prime, dotării şi tehnologiei folosite, se realizează luând în considerare principalele caractere specifice ale drojdiei de bere:• gradul final de fermentare şi viteza de fermentare;• capacitatea de asimilare a substanţelor ce participă în metabolism;• randamentul de multiplicare;• capacitatea de floculare şi sedimentare;• spectrul şi cantitatea de produse secundare ale fermentaţiei cu implicaţii în gustul şi aroma

berii;• rezistenţă faţă de degenerare, contaminare, ş.a. Realizarea acestei alegeri este mult mai dificilă decât a celorlalte materii prime pentru bere. Încercările de a caracteriza drojdiile care se comercializează au arătat că cele mai multe dintre ele sunt alcătuite din specii diferite care adeseori posedă proprietăţi de floculare. În practica industrială apar mutaţii nedorite ce împiedică flocularea.

Principalii factori care influenţează performanţele fermentative ale drojdiilor şi calitatea berii sunt:• compoziţia mustului de bere;• condiţiile de aerare ale culturii de drojdie;• temperatura de fermentare;• dimensiunile şi geometria vasului de fermentare.

Dacă pentru maturarea berii şi obţinerea berii fără alcool, sistemele de utilizare a drojdiilor imobilizate sunt introduse în practică, fiind avantajoase din punct de vedere economic, folosirea drojdiilor în fermentarea primară este încă în stadiul de cercetare. Stabilitatea microbiologică a sistemului de drojdii imobilizate este dependentă de concentraţia, activitatea şi puritatea drojdiilor. Prin fierberea mustului înainte de fermentare se evită contaminarea. Dintre

17

contaminanţii periculoşi sunt bacteriile care pot avea o rată mare de creştere la temperaturi scăzute şi care se ataşează pe suprafaţa purtătorilor de drojdii imobilizate. Pentru a sesiza contaminarea se recomandă detectarea diacetilului, a compuşilor fenolici sau a acidităţii în efluent, ca şi metode directe microbiologice.

2.6. PREPARATELE ENZIMATICEPreparatele enzimatice exogene de origine microbiană se folosesc în procesul tehnologic

de fabricare a berii în diferite faze tehnologice, şi anume:• la operaţia de plămădire-zaharificare, în cazul utilizării unui procent ridicat de cereale

nemalţificate se folosesc preparate enzimatice pentru lichefiere ce conţin enzime amilolitice, β-glucanază, peptidaze, celulaze care hidrolizează substanţele macromoleculare, insolubile prezente în plămezi, în substanţe cu moleculă mai mică, solubile;

• la fermentarea primară a mustului de bere se utilizează preparate enzimatice amilolitice în scopul hidrolizei urmelor de amidon din must, pentru creşterea gradului de fermentare şi pentru îmbunătăţirea filtrabilităţii berii;

• la fermentarea secundară şi la maturarea berii se utilizează preparatele enzimatice pentru:o îndepărtarea proteinelor care ar produce în berea finită trubul coloidal: papaina,

care se adaugă în tancul de fermentare secundară, în timpul maturării berii când pH-ul este mic, favorabil activităţii enzimei, de regulă cu 10÷14 zile înainte de filtrare. Doza de preparat comercial utilizată este de 2÷10 g/hl;

o îndepărtarea compuşilor fenolici prin folosirea de polifenoloxidază;o îndepărtarea oxigenului. Oxigenul dizolvat în bere poate să modifice

caracteristicile senzoriale ale acesteia, prin reacţii de oxidare. Pentru îndepărtarea acestuia se poate utiliza preparatul enzimatic glucoxidază - catalază de origine fungică;

o accelerarea maturării berii prin reducerea diacetilului şi a acetoinei prin folosirea de α-acetolactat decarboxilază sau diacetilreductază, timpul de fabricare al berii se scurtează cu 5÷6 zile.4

Capitolul IIIVARIANTE TEHNOLOGICE DE FABRICATIE A PRODUSELOR TIP

“BEER-COOLER”

Recepţie Tratare Recepţie Recepţie Multiplicare în

laboratorDepozitare Depozitare Depozitare

Măcinare Măcinare

18

MALŢ CEREALE

NEMALŢIFICATE

APĂHAMEIDROJDIE DE

BERE

SUC DE CĂPŞUNI

Plămădire Plămădire Multiplicare în staţia de culture pure

Zaharificare 4:1

Filtrare plămadă

Primul must Ape de spălare3:1

Fierbere cu hamei

Separare borhot de hamei

Limpezire la cald

Răcire

Limpezire la rece

Tratare Însămânţare

Fermentare primară Uscare Drojdie recoltată Fermentare secundară

Filtrare

Adaos suc

Îmbuteliere

VARIANTA II

19

MUST DE BERE

BEER COOLER

Borhot de malţ

Drojdie uscată

CO2

Borhot de hamei

Trub la cald

Trub la rece

MALŢ CEREALE

NEMALŢIFICATE

APĂHAMEIDROJDIE DE

BERE

SUC DE CĂPŞUNI

Recepţie Tratare Recepţie Recepţie Multiplicare în

laboratorDepozitare Depozitare Depozitare

Măcinare Măcinare

Plămădire Plămădire Multiplicare în

staţia de culture pure

Zaharificare 4:1

Filtrare plămadă

Primul must Ape de spălare3:1

Fierbere cu hamei

Separare borhot de hamei

Limpezire la cald

Răcire

Limpezire la rece

Tratare Însămânţare

Fermentare primară Uscare Drojdie recoltată Fermentare secundară

Filtrare

Adaos suc

20

MUST DE BERE

Borhot de malţ

Drojdie uscată

CO2

Borhot de hamei

Trub la cald

Trub la rece

Îmbuteliere

Capitolul IVOBŢINEREA MUSTULUI DE BERE

Obţinerea mustului de bere din malţ, cu sau fără adaos de cereale nemalţificate, apă şi hamei se împarte în următoarele faze principale:

Măcinarea malţului şi eventual a altor cereale Plămădirea-zaharificarea Filtrarea mustului primitiv Fierberea mustului cu hamei Răcirea şi limpezirea mustului fiert 1

4.1 MĂCINAREA MALŢULUIMăcinarea malţului este o operaţie tehnologică care se face cu scopul de a permite

solubilizare enzimatică a malţului, solubilizare care are loc în procesul de plămădire-zaharificare.Măcinarea trebuie realizată în aşa fel încât cojile să nu fie rupte. Numai în aceste condiţii

borhotul devine afânat, se poate realiza o scurgere normală a mustului şi o spălare mai rapidă a

21

BEER COOLER

borhotului. Totodată se urmăreşte ca miezul făinos al bobului de malţ să fie transformat, prin măcinare, într-o făină foarte fină. Ambele cerinţe se pot realiza numai folosind un malţ de calitate corespunzătoare.2

Cu cât măcinişul este mai fin, cu atât volumul ocupat de acesta este mai redus, iar stratul filtrant în cazanul de filtrarea fiind şi el mai compact, se îngreunează procesul de filtrare. Din contră, măcinişul grosier ocupă un volum mai mare, cu consecinţe

favorabile asupra operaţiei de filtrare.După filtrare, borhotul reţine încă cantităţi apreciabile cu extract ce pot fi recuperate în

cea mai mare parte prin spălări repetate. Spălările exagerate însă conduc la extragerea unor cantităţi de substanţe nedorite din tegument, care influenţează negativ culoarea mustului.

Pentru măcinare se folosesc mori cu ciocane sau mori cu valţuri. Morile cu ciocane realizează o pulverizare fină a malţului, permiţând utilizarea lor la procedee de filtrare continuă, cu tamburi rotativi sub vid. Morile cu valţuri permit fracţionarea produselor de măciniş prin cernere, respectiv obţinerea separată a grişurilor, a făinii şi tegumentului. Morile cu valţuri se folosesc pentru măcinarea uscată sau umedă a malţului.

4.1.1 MĂCINAREA USCATĂPrin măcinare uscată cu ajutorul valţurilor se obţin mai multe fracţiuni de măciniş,

urmărindu-se menajarea tegumentului în vederea utilizării acestuia ca strat filtrant în cazanele de filtrare. Morile pentru măcinarea uscată a malţului se execută cu 2, 4, 5 sau 6 valţuri riftuite sau netede cu viteze de rotaţie egale sau diferite.

Cele mai răspândite mori sunt cele cu 3 perechi de valţuri. Prima pereche zdrobeşte boabele după care urmează o cernere pentru îndepărtarea făinei şi a grişurilor fine, care nu necesită altă măcinare. Astfel de mori realizează până la 45 kg măciniş pe cm/valţ şi oră.

Moară cu trei perechi de valţuri:1 – valţ de distribuire; 2 – pereche de valţuri de prezdrobire; 3 – pereche de valţuri pentru coji; 4 – pereche de valţuri pentru grişuri; 5 – sită oscilantă superioară; 6 – sită oscilantă inferioară; 8 – grişuri; 9 – făină.

4.1.2 MĂCINAREA UMEDĂÎn vederea reducerii duratei de filtrare a mustului şi a măririi înălţimii stratului de borhot

în cazanele de filtrare, s-au introdus în ultimii ani procedee şi instalaţii de măcinare umedă a malţului.

22

Procedeul se bazează pe înmuierea cu apă a malţului înainte de măcinare până la o umiditate de circa 30%, prin care cojile devin elastice astfel că în timpul măcinării rămân întregi. Ca urmare borhotul format în cazanul de filtrare este mult mai afânat, filtrarea decurge mai rapid, astfel încât se poate mări înălţimea stratului de borhot cu circa 50% faţă de procedeul clasic cu cazan de filtrare. Datorită păstrării cojilor întregi se diminuează şi trecerea polifenolilor în must, rezultând beri de culoare mai deschisă şi cu un gust mai fin.

Măcinarea umedă a malţului se realizează în mori speciale (Maişomat-uri) prevăzute deasupra cu un buncăr de înmuiere şi cu numai o pereche de valţuri rifluite la distanţa de 0,35÷0,45 mm.

Procesul de măcinare se realizează în patru faze şi anume:• înmuierea cu apă cu temperatura de 30÷500C în buncărul de înmuiere timp de 20÷25 minute,

urmată de recircularea apei timp de 10 minute până la atingerea unei umidităţi a malţului de circa 30%. Temperatura apei de înmuiere este cu atât mai ridicată cu cât malţul este mai bine solubilizat;

• evacuarea apei de înmuiere cu un extract de circa 0,3÷1% care poate fi trecută în cazanul de plămădire ca apă de plămădire sau aruncată la canal. Această operaţie durează în medie 5 minute;

• măcinarea umedă propriu-zisă a malţului timp de 40 minute, perioadă în care se introduce în camera de amestec de sub valţuri, apă de plămădire, raportul dintre malţ şi apă fiind de 1:3 sau chiar mai mult;

• curăţirea şi spălarea morii prin şpriţuire de apă şi pomparea apei de spălare în cazanul de plămădire în timp de 5 minute.

Măcinarea umedă prezintă următoarele avantaje: Se păstrează bine integrabilitatea tegumentului diminuându-se posibilitatea extracţiei

substanţelor polifenolice în cursul procesului de plămădire Se pot realiza straturi de borhot la filtrare cu înălţimi până la 6080 cm faţă de circa 30 cm

la măcinarea uscată Se pot obţine randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de măcinare şi

plămadire Se evită pierderile de malţ la măcinare prin generare de praf.

4.2 PLĂMĂDIREA MALŢULUIDupă măcinarea malţului, în procesul de plămădire se urmăreşte solubilizarea

componenţilor solizi ai malţului prin procese de amestecare cu apă şi cu ajutorul enzimelor. Se obţine astfel mustul de bere în care suma componenţilor solubili constituie extractul. Principalii componenţi solubili reprezintă hidraţii de carbon, proteinele şi substanţele minerale. Prin stimularea activităţii enzimatice din malţ, ceea ce se realizează conferind enzimelor temperaturi optime de activitate la anumite intervale de timp, zise şi de odihnă, se măreşte considerabil cantitatea de extract obţinută.

De multe ori se adaugă la plămădire şi alte făinuri nemalţificate în vederea măririi cantităţii de extract. Prin simpla solubilizare cu apă rece se realizează un randament de extract

23

până la 15% faţă de cantitatea de substanţă uscată din malţ. În urma acţiunii enzimelor, randamentul de extracţie creşte la peste 70%.

Principalul proces de solubilizare enzimatică, care are loc în decursul plămădirii, este cel al degradării amidonului. În afară de aceasta au loc descompuneri ale proteinelor, a hemicelulozelor şi substanţelor mucilaginoase, a polifenolilor şi antocianogenelor, precum şi a unor fosfaţi.2

4.2.1 TRANSFORMAREA AMIDONULUI este procesul enzimatic cel mai important care are loc la plămădire-zaharificare, de care depinde în mare măsură fermentescibilitatea mustului de bere.

Acest proces se desfăşoară în trei faze mai importante:• îmbibarea cu apă a granulelor de amidon;• gelifierea amidonului;• hidroliza enzimatică propriu-zisă a amidonului sub acţiunea amilazelor.

Obiectivul principal al plămădirii, în ceea ce priveşte degradarea amidonului, constă în zaharificarea acestuia. Gradul de dezagregare se determină prin proba de colorare cu iodul. Suspensiile şi soluţiile de amidon dau cu o soluţie de iod-iodură de potasiu o coloraţie albastră. La apariţia de dextrine limită coloraţia trece în roşu-violet. În momentul zaharificării corespunzătoare dispare coloraţia, plămada devine iod-normală.

Condiţiile optime de acţiune ale enzimelor amilolitice sunt:• α-amilaza: temperatura - 72÷750C, pH – 5,6÷5,8;• β-amilaza: temperatura - 60÷650C, pH – 5,4÷5,6.

Sub acţiunea combinată a celor două enzime amidonul este transformat în:• maltoză 40÷45%;• maltotrioză 11÷13%;• glucoză 5÷7%;• dextrine inferioare 6÷12%;• dextrine superioare 19÷24%,la care se mai adaugă glucidele preexistente în malţ: fructoza (1,5÷3,5%) şi zaharoza (2,5÷3,5%).

Amidonul se descompune în următoarele componente:• amilodextrină – care este componenta principală a amidonului şi care, în prezenţa soluţiei de

iod, se colorează în albastru;• eritrodextrina – reprezintă dextrina cu molecula mai mică decât precedenta, iar în prezenţa

iodului dă o coloraţie brun-roşcată;• acrodextrina – este solubilă în apă şi nu se colorează cu amidonul;• maltodextrina – este asemănătoare cu maltoza şi nu se colorează cu iodul.

Ca măsură pentru hidroliza amidonului îl reprezintă şi gradul final de fermentare al mustului, care trebuie să corespundă tipului de bere:• pentru berile blonde 78÷85%;• pentru berile brune 68÷75%.

24

4.2.2 TRANSFORMAREA PROTEINELOR care a avut loc într-o măsură mult mai mare la germinare în comparaţie cu cea a amidonului, se continuă şi la brasaj, formându-se o serie de fracţiuni proteice care intră în componenţa azotului solubil al mustului de bere.

Enzimele proteolitice acţionează în acelaşi mod ca la germinare, atât asupra proteinelor nedegradate cât şi asupra fracţiunilor proteice formate la germinare, acţiunea lor fiind favorizată de temperatura optimă de circa 50oC.

Conţinutul mustului în fracţiuni proteice depinde de solubilizarea iniţială a malţului, de temperatură, pH şi de concentraţia plămezii. Cu cât malţul folosit are o mai bună solubilizare proteică cu atât se va evita mai mult o degradare prea avansată a proteinelor la plămădire-zaharificare. În cazul malţurilor cu solubilizare proteică insuficientă este necesar să se menţină dimpotrivă o pauză de „proteine” la 47÷530C, în care are loc o creştere a conţinutului mustului în azot solubil, în special în aminoacizi.

Controlul descompunerii proteinelor se face prin determinarea azotului solubil şi a diferitelor fracţiuni azotoase, în special a azotului α-aminic.

4.2.3 TRANSFORMAREA HEMICELULOZELOR ŞI GUMELOR care a avut loc în măsură mai mare sau mică la germinare, se continuă şi la plămădire-zaharificare sub acţiunea endo- şi exo-β-glucanazelor. Transformarea hemicelulozelor insolubile în gume solubile se exteriorizează prin creşterea vâscozităţii plămezii şi a mustului, prelungindu-se durata de filtrare a plămezii. Din această cauză este necesar ca aceste gume să fie transformate în continuare sub acţiunea exo-β-glucanazei.

Conţinutul în gume al mustului depinde în primul rând de solubilizarea malţului. Prin menţinerea unei pauze la 45÷500C este favorizată degradarea gumelor; la temperaturi peste 600C exo-β-glucanaza este treptat inactivată. Pe de altă parte nu se urmăreşte o hidroliză prea avansată a gumelor, întrucât ele exercită o influenţă pozitivă asupra spumei şi gustului berii.

Plămădirea şi zaharificarea se realizează în cazane speciale de plămădire şi zaharificare de formă rotundă sau paralelipipedică prevăzute cu manta de încălzire astfel dimensionată încât să asigure încălzirea plămezilor în diferite faze cu cel puţin 1,5÷20C pe minut. De asemenea aceste cazane sunt prevăzute cu un agitator reglabil cu palete, acţionat de un motor electric.4.2.4 PROCEDEE DE PLĂMĂDIRE ŞI ZAHARIFICARE. În conducerea practică a procesului de plămădire şi zaharificare se urmăreşte aducerea amestecului de măciniş şi apă de la temperatura de plămădire până la temperatura finală de zaharificare de 77÷780C printr-un domeniu de temperaturi favorabile pentru acţiunea diferitelor grupe de enzime din malţ, care contribuie la solubilizarea şi degradarea componentelor acestuia.

Procedeele de brasaj se clasifică în procedee prin infuzie şi procedee prin decocţie, în cadrul fiecărui procedeu existând mai multe variante de brasaj. Alegerea variantei de brasaj depinde de caracteristicile berii care se fabrică, de caracteristicile utilajelor de fierbere şi de calitatea malţului folosit.

Procedeele practice la care aceste procese de degradare se realizează numai pe cale enzimatică poartă denumirea de procedee prin infuzie. În cadrul acestor procedee întreaga masă de plămadă se încălzeşte până la temperatura finală, cu pauzele respective, fără ca o parte din

25

plămadă să fie prelevată şi fiartă într-un cazan separat. Dintre avantajele procedeului de brasaj prin infuzie putem enumera:• procesul tehnologic poate fi automatizat;• necesarul de energie este mai scăzut cu 25÷50% decât la decocţie;• se obţin musturi care dau beri de culoare mai deschisă şi gust mai puţin pronunţat.

Dezavantajul procedeului prin infuzie este randamentul în extract mai scăzut, mai ales la utilizarea unui malţ slab solubilizat.

Solubilizarea componentelor malţului se mai poate realiza şi pe cale fizică prin fierberea unei porţiuni de plămadă, când amidonul este cleificat şi poate fi astfel atacat de enzime după întoarcerea plămezii fierte în restul de plămadă. Plămezile parţial fierte reprezintă şi un mijloc de ridicare a temperaturii restului de plămadă. Astfel de procedee poartă denumirea de procedee prin decocţie, iar în funcţie de numărul de plămezi care se fierb deosebim procedee cu una, două sau trei plămezi. Fierberea unei părţi din plămadă, care se efectuează în cazanul de zaharificare, diferit de cel de plămădire, conduce la:

• gelatinizarea şi zaharificarea amidonului nemodificat la malţificare;• o extracţie mai mare a substanţelor din coaja bobului;• formarea mai intensă de melanoidine;• o degradare mai slabă a proteinelor din decoct;• reducerea cantităţii de enzime active din întreaga plămadă;• un randament mai mare la fierbere.

Ca dezavantaje pentru brasajul prin decocţie se pot enumera: creşterea necesarului de energie cu 20%, energie consumată pentru fierberea decoctului, utilizarea a două cazane diferite, pentru plămădire şi zaharificare.

În unele cazuri este necesară combinarea infuziei cu decocţia rezultând aşa-numitele procedee mixte de plămădire-zaharificare. În cazul folosirii cerealelor nemalţificate la plămădire-zaharificare se lucrează de asemenea după procedee speciale care diferă în funcţie de calitatea malţului şi felul cerealelor nemalţificate utilizate.

Cazanul de plămădire este un recipient metalic cu încălzire indirectă şi prevăzut cu un sistem de agitare. La instalaţia clasică predomină secţiunea rotundă, fundul bombat sau plan, manta de încălzire izolată, capacul cu hotă pentru evacuarea vaporilor. Părţile în contact cu produsul sunt confecţionate din cupru şi mai rar din tablă de oţel.

Cazan classic de plămădire cu serpentine de încălzire

26

1-preplămăditor; 2-hotă; 3-vizor; 4-serpentină de încălzire; 5-oală de condens; 6-ventile de abur pentru două rânduri de serpentine; 7-ventile de golire; 8-ventile de evacuare directă a condensului; 9-agitator; 10-motor

Capacitatea utilă necesară este de 6÷8 hl/100 kg măciniş, ceea ce corespunde cu o cantitate de apă de 3÷4 hl apă. Agitatorul trebuie astfel dimensionat încât să asigure o amestecare intimă, o mărire a turbulenţei pentru creşterea coeficientului de transmisie a căldurii prin perete şi să evite o vătămare a cojilor ce vor constitui patul filtrant în cazul utilizării de cazane de filtrare. Forma şi turaţia agitatorului sunt astfel alese încât să realizeze o ridicare a plămezii pe marginea cazanului şi căderea acesteia în partea centrală, asigurându-se obţinerea unei turbulenţe ridicate. Se preferă agitatorul tip elice. Acţionarea agitatorului are loc de jos, realizându-se de cele mai multe ori două viteze. În momentul încărcării se lucrează cu viteza mare de 35÷40 rot./min., iar la sfârşitul procesului, în momentul transvazării, cu 10÷12 rot./min.

Încălzirea are loc prin manta cu abur, aplicată pe fund sau cu serpentine. Acestea din urmă se construiesc mai uşor, dar se curăţă mai greu. În mod uzual, serpentinele se amplasează pe unul sau două rânduri inelare.

4.3. FILTRAREA PLĂMEZII ZAHARIFICATE

Filtrarea are ca scop separarea mustului de malţ limpede de particulele aflate în suspensie şi de precipitatele formate la brasaj. Partea insolubilă a plămezii este denumit borhot de malţ. Filtrarea plămezii comport doua faze:

Scurgerea primului must Spălarea borhotului de malţ, rezultând ape de spălare sau mustul secundar.Spălarea şi epuizarea borhotului sunt necesare pentru recuperarea extractului rămas în borhot

după scurgerea primului must. Cantitatea de apă utilizată la spălare depinde de concentraţia 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 opreşte la concentraţii mai mari ale apelor de spălare, care apoi sunt utilizate ca apă de plămădire în şarjele următoare.1

Cantitatea de must rezultată în faza de scurgere liberă a mustului este generată mai ales prin micşorarea volumului de borhot, fără a avea loc un proces propriu-zis de filtrare. Abia în faza a doua are loc o filtrare şi atunci capacitatea de reţinere a borhotului depinde mai mult de modul de sedimentare decât de caracteristicile filtrului. În principiu, în ultima fază se pot aplica legile Hagen-Poiseuille şi Barcy respectiv capacitatea de filtrare într-o unitate de timp este proporţională cu diametrul porilor borhotului şi cu diferenţa de presiune. Productivitatea scade pe măsura creşterii înălţimii stratului de borhot şi a vâscozităţii. Deşi teoria nu poate fi aplicată în întregime deoarece borhotul nu posedă pori tubulari cu secţiune constantă, permeabilitatea acestora este influenţată de calitatea măcinişului, de încărcarea specifică, de procedeul de plămădire, cât şi de sistemul de filtrare. Totuşi, în linii mari se aplică aceste legi.

27

În ultima fază este vorba de o combinare a unor procese de spălare şi filtrare, deosebindu-se următoarele etape:-pătrunderea apei în masa de borhot şi eliminarea mustului adherent-difuzarea unor substanţe solubilizate din interiorul particulelor spre suprafaţă-solubilizarea unor componenţi încă nedizolvaţi din măciniş şi difuzia extractului spre suprafaţa particulelor-spălarea substanţelor rezultate în urma proceselor mai sus arătate.2

Filtrarea cu ajutorul cazanului de filtrare este cel mai răspândit procedeu de filtrare a plămezii, folosindu-se atât cazane clasice cât şi cazane de filtrare rapidă în cadrul fierberilor cu măcinare umedă a malţului system Hydro-Automatic.

Cazanele clasice de filtrare sunt prevăzute cu un fund perforat cu suprafaţă liberă de circa 10% din cea totală, pe care se depune borhotul într-un strat de 30-40 cm. Fundul perforat este împărţit 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 suprafaţă liberă de trecere de 20-30%, iar înălţimea stratului de borhot este de circa 60 cm.Acest lucru este posibil datorită măcinării umede a malţului prin care se păstrează întregi cojile şi care formează un strat afânat. Unele cazane sunt prevăzute şi cu site laterale care măresc şi mai mult suprafaţa de filtrare. Fundul cazanului este prevăzut cu un singur racord pentru eliminarea mustului, existând şi posibilitatea de sifonare a primului must limpede de deasupra stratului de borhot.

Cazan de filtrare a mustului de bere1-hotă pentru eliminarea vaporilor; 2-capac; 3-fund; 4-fund intermediary perforat; 5-izolaţie termică; 6-conductă de plămada; 7-dispozitiv de tăiere cu cuţite; 8-acţionarea dispozitivului de tăiere; 9-dispozitiv de ridicare a cuţitelor; 10-conductă pentru ridicarea dispozitivului de tăiere; 11-conductă de apă pentru spălarea borhotului; 12-braţ rotativ; 13-conducte pentru evacuarea mustului; 14-baterie de robinete; 15-preaplin la robinete; 16-jgheab de evacuare

Conducerea practică a filtrării plămezii cu ajutorul cazanului de filtrare se realizează astfel:

Înainte de introducerea plămezii în cazan se pompează apă fierbinte având temperatura cu 3oC mai ridicată decât cea a plămezii zaharificate, de exemplu 78oC pănă ce nivelul apei ajunge la 10 mm faţă de sita perforată; în acest fel se realizează dezaerarea spaţiului de sub sita perforată;

Se pompează plămada în cazan, se uniformizează grosimea stratului filtrant cu ajutorul dispozitivului de afânare şi se lasă în repaus 10-30 minute pentru sedimentare. Cu cât malţul este mai bine solubilizat cu atât durata de sedimentare este mai mică;

28

Se pompează primele porţiuni de must tulbure din nou în cazanul de filtrare şi se începe filtrarea primului must. Când mustul a ajuns la nivelul borhotului se opreşte colectarea şi se face afânarea cu ajutorul dispozitivului de afânare. Se continuă colectarea primului must şi afânarea în acelaşi fel până când nivelul primului must ajunge la circa 40 mm faţă de sita perforată. Durata de scurgere a primului must este de 1-2 ore;

În scopul scurtării duratei de obţinere a primului must se practică şi sifonarea mustului limpede de deasupra după terminarea sedimentării, pâna ce nivelul mustului ajunge la circa 20 mm faţă de stratul de borhot. Prin acest procedeu are loc o scurtare a duratei de scurgere a apelor de spălare, întrucât stratul de borot este mai puţin solicitat;

Upă scurgerea primului must se face spălarea borhotului, deoarece particulele de borhot reţin o mare cantitate de extract, atât la suprafaţă cât şi în interiorul lor. Spălarea se realizează cu apă caldă cu temperature de 75oC, care se adaugă în 2-3 porţiuni, uneori chiar 4. În timpul spălării borhotului se controlează epuizarea în extract, considerându-se spălarea terminată când extractul ultimelor ape de spălare nu depăşeşte 0.6-0.8%. Durata de spălare a borhotului este de 1 ½ -2 ore;

După scurgerea apelor de spălare se face evacuarea borhotului cu ajutorul dispozitivului de afânare. Evacuarea se efectuează într-un şnec dozator şi de aici borhotul este transportat cu aer cu aer comprimat la silozul de borhot, aşezat la înălţine pe un schelet de beton sau metallic, astfel încât borhotul să poată fi descărcat direct în autocamioane. Durata de evacuare a borhotului este de circa 15 minute.

În acest fel durata totală a filtrării cu ajutorul cazanului de filtrare este de 4 ore, astfel încât se pot realize maximum 6 fierberi pe zi.

4.4 FIERBEREA MUSTULUI CU HAMEIFierberea mustului diluat, rezultat din amestecarea primului must cu apele de spălare a

borhotului are următoarele scopuri: Extracţia şi transformarea substanţelor amare, de aromă şi polifenolice din hamei; Definitivarea compoziţiei chimice a mustului prin inactivarea enzimelor; Sterilizarea mustului; Evaporarea surplusului de pă şi atingerea concentraţiei în extract a mustului specific

sortimentului de bere produs; Formarea de substanţe reducătoare şi de culoare; Eliminarea unor substanţe cu sulf; Coagularea unor substanţe cu azot şi a complexelor protein-polifenoli şi intensificarea

stabilizării natural a viitoarei beri.4

Ca efecte secundare la fierberea mustului de bere se constată o închidere de culoare a acestuie, formarea de substanţe reducătoare cu acţiune protectoare faţă de oxidare şi creşterea acidităţii mustului.

Gustul amar al mustului depinde de următorii factori:-solubilizarea anumitor componenţi din hamei şi în special a substanţelor amare în must;

29

-reacţiile dintre componenţii solubilizaţi ai hameiului cu substanţele solubilizate din must, precum şi din apa de brasaj;-natura şi calitatea hameiului sau a produsului de hamei;-modul de administrare şi doza de hamei;-durata şi temperature de fierbere.2

4.4.1 Conducerea fierberii mustului cu hamei.Hameiul adăugat la fierbere conferă mustului un gust amar şi o anumită aromă, ca urmare

a solubilizării substanţelor amare şi respectiv a uleiurilor eterice. În afară de aceasta hameiul favorizează precipitarea proteinelor şi asigură o anumită conservabilitate berii finite.

La fierberea mustului cu hamei prezintă importanţă felul de adăugare a hameiului (hamei natural, pulberi şi extracte de hamei), cantitatea adăugată, divizarea acesteia pe porţiuni şi momentul în care se adaugă acestea. Adăugarea hameiului natural la fierberea mustului are dezavantajul unei extracţii mai lente a substanţelor amare cât şi a unor pierderi mai ridicate în substanţe amare în borhotul de hamei (în medie 10%). La adăugarea pulberilor şi extractelor de hamei trebuie să se ţină seama în primul rând de raportul de înlocuire faţă de hameiul natural şi în al doilea rând de procentul de economisire a substanţelor amare. Astfel, de exemplu, la folosirea pulberilor de hamei procentul de economisire este de 10÷15%, iar în cazul extractelor de hamei 20÷25%.

Hameiul se poate adăuga la fierbere în 1, 2, 3 sau chiar mai multe porţiuni, primele servind pentru amăreală, iar ultimele în special pentru aromă. Pe baza cercetărilor din ultimii ani s-a simplificat mult modul de adăugare a hameiului, preferându-se adaosul în două porţiuni:• circa 80% la începutul fierberii pentru amăreală (hamei sau extract);• circa 20% (min. 50g/hl) cu 10÷30 minute înainte de sfârşitul fierberii pentru aromă, sau chiar

o mică porţiune de 20÷50 g/hl în separatorul de hamei.Cantitatea de hamei adăugată la fierbere se stabileşte având în vedere următoarele:

• conţinutul de substanţe amare al hameiului natural sau a produselor din hamei;• conţinutul în substanţe amare al berii finite;• pierderile în substanţe amare şi respectiv randamentele în substanţe amare de la must la berea

finită;• rezultatele degustării pe baza cărora să se facă eventual corecţii.4

Solubilizarea componenţilor utili ai hameiului şi coagularea proteinelor progresează cu durata de fierbere. În practică se tinde la realizarea unor durate de circa 2 h, în care conţinutul de izohumulone din must creşte treptat şi se influenţează favorabil procesul de izomerizare a α-acizilor. Prin fierbere sub o uşoară subpresiune de 0.2-0.3 bar se poate realize o reducere a duratei de fierbere,o ruptură mai grosieră şi un luciu mărit al mustului. Fenomenul este mai pronunţat dacă în primele 45 minute se fierbe sub presiune atmosferică. În astfel de condiţii durata totală de fierbere poate fi redusă la circa 1 h.

Prin procesul de fierbere se urmăreşte şi o mărire a concentraţiei mustului. Pentru soiurile de bere obţinută dintr-un must cu un conţinut final în extract de 12% se pleacă de obicei de la un must primar cu un conţinut în extract de 14-17.5%. După spălarea borhotului şi amestecarea cu ape de spălare conţinutul în extract scade astfel la 9-10%. Prin fierbere acesta creşte din nou cu circa 2% pentru a se ajunge la un extract de 12%.

30

Ca un fenomen nedorit, dar inevitabil, în decursul procesului de fierbere are loc o închidere la culoare amustului. Colorarea este cauzată de fenomenele de îmbrunare neenzimatică prin reacţii melanoidice, precum şi de procese de oxidare a polifenolilor, reductonelor şi unor reacţii de oxidare enzimatică.

În decursul procesului de fierbere creşte aciditatea mustului cu până la 0.3 unităţi de pH. Fenomenul este atribuit formării melanoidelor şi prezenţei aminoacizilor, cât şi a unor acizi amari aduşi de către hamei. De obicei, pH-ul mustului scade de la valori iniţiale de 5.8-5.9 în momentul umplerii cazanului până la 5.2-5.4.

Borhotul de hamei trebuie eliminate din must pentru a nu perturba procesele de filtrare şi fermentare şi a nu înrăutăţi însuşirile senzoriale ale berii. Aceasta se realizează în recipient prevăzute cu site metalice denumite separator de hamei. După strecurarea borhotului de hamei acesta reţine încă cantităţi apreciabile de must, care ajung la 67 l/kg hamei uscat. Pentru recuperarea mustului aderent se procedează la spălarea borhotului cu apă fierbnte până la un conţinut în extract al apelor de spălare de circa 3%. Procesul se completează cu presarea finală a borhotului epuizat cu filter presă sau cu dispositive cu şnec şi sită care sunt înglobate în sita propriu-zisă.

Compoziţia medie a borhotului de hamei exprimată în substanţă uscată este următoarea: substanţe extractibile neazotoase 47%, substanţe extractibile azotoase 17%, celuloză 25%, cenuşă 5%, extract în eter 6%.2

Randamentul la fierbere se calculează cu relaţia:

Rf = , [%], unde:

W – volumul de must fierbinte în hl;0,96 – factor de corecţie care ţine seama de contracţia de 4% la răcirea mustului la 200C şi de borhotul de hamei prezent în must;ep – extractul mustului fiert, în procente masice;ρ20

20- densitatea mustului la 200C;M – cantitatea de măciniş, pe şarjă, în kg.4

Metodele de fierbere a mustului sunt:-fierberea convenţională-fierberea la presiune joasă-fierberea la presiune ridicată

Fierberea la presiune joasă se poate realize în instalaţii dediferite construcţii, care au incluse în construcţie suprafeţe suplimentare de căldură de tipul fierbătorului interior şi al fierbătorului exterior. Fierberea se realizează la 102-106oC (maximum 110oC), cifra de evaporare fiind de 3-6%.

Cazanul de fierbere cu fierbător exterior, care este folosit pentru o primă fierbere în interiorul cazanului la 100oC, urmată de o fierbere la 102…108oC. într-un fierbător exterior reprezentat de un schimbător de căldură multitubular. În decursul fierberii, mustul este recirculat de 7-12 ori/h prin fierbătorul exterior. La întoarcerea mustului din fierbătorul exterior în cazan are loc o evaporare intensă, datorită diferenţei de presiune. În schimbătorul tubular exterior, mustul circulă cu viteza de 2.5 m/s. Temperatura de fierbere în fierbător este de 102…104oC,

31

pentru berile de fermentaţie inferioară şi de 104-…108oC, pentru berile de fermentaţie superioară.

Cazanul cu fierbător exterior permite un randament de utilizare a hameiului mai ridicat, o foarte bună coagulare a proteinelor, utilizarea unui abur de foarte joasă presiune (0.3 bar), o foarte bună eliminare a compuşilor volatile nedoriţi, obţinerea de beri de bună calitate. Dezavantajele se referă la: consumul ridicat de energie electric pentru pompare, pierdere de căldură prin radiaţie.

Cazan de fierbere must cu fierbător exterior

4.5 SEPARAREA TRUBULUI LA CALD

Mustul fiert cu hamei conţine în suspensie borhotul de hamei şi precipitate formate în timpul fierberii mustului, 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 pelleţi, borhotul se separă concomitant cu separarea trubului la cald.

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

Compoziţia trubului la cald este prezentată în tabelul:Componentul Valoarea, %Protein 40-65Substanţe amare 4-8Acizi graşi 1-2

32

Polifenoli 4-8Glucide 4-10

Trubul la cald se poate separa prin sedimentare, centrifugare, filtrare sau separare hidrodinamică (în Whirlpool).

Separarea hidrodinamică în Whirlpool sau Rotapool este procedeul cel mai utilizat. Whirlpoolul este un vas cilindric închis, aşezat vertical, în care mustul cu trub este alimentat tangenţial. Forţele care acţionează la separarea trubului sunt forţa centrifugă şi forţele de frecare a lichidului de pereţii şi fundul vasului care orientează particulele de trub către centrul fundului vasului unde se acumulează depozitul de trub sub forma unui con, deasupra căruia mustul rămâne limpede. Whirlpoolul este construit din oţel placat cu oţel inox sau aluminiu. Vasul este izolat termic. Alimentarea cu must se face tangenţial printr-un racord situat în treimea inferioară a înălţimii vasului, alimentare care imprimă mişcarea de rotaţie lichidului din vas sau printr-un racord situat pe fundul vasului pentru a preveni absorbţia de oxigen în must. Evacuarea mustului se face printr-un racord situat deasupra nivelului maxim al conului de trub. Viteza de alimentare cu must este <5m/s. Pentru a evita antrenarea trubului în must, racordul de golire trebuie să fie situate cu 60 cm deasupra pompei de must, iar debitul pompei de must trebuie redus către sfârşitul golirii vasului. Mustul rămâne în Whirlpool circa 20÷40 minute.

După evacuarea mustului care este trimis la răcire, trubul este evacuat cu o cantitate de apă de 1,5÷2% faţă de volumul mustului fiert, amestecul format din trub şi apă fiind trimis la filtrarea plămezii, după scurgerea primului must. Pierderile de must cu trubul sunt de 0,3÷0,5% faţă de cantitatea de must fiert sau de 3÷3,5 l/100 kg malţ.1

4.6 RĂCIREA MUSTULUIRăcirea mustului este o operaţie tehnologică care se efectuează cu scopul:

reducerea temperaturii mustului până la 5-12oC, temperature la care se va realize însămânţarea mustului de bere cu drojdie pentru fermentare;

• formării trubului la rece, trub ce se formează din complexe proteine-polifenoli care precipită la răcirea mustului.

Pentru răcire se pot utiliza:• 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 ţevi orizontale prin care circulă agentul de răcire, iar mustul

este răcit la suprafaţa ţevilor – procedeu utilizat foarte rar, datorită pericolului de contaminare a mustului;

• răcitoare plane care prezintă acelaşi dezavantaj ca precedentele;• răcitoare tubulare închise;• răcitoare ţeavă în ţeavă;• 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:

33

• suprafaţa ocupată de utilaj este mică;• transferul de căldură este foarte bun şi pierderile de presiune sunt mici;• sunt uşor de curăţat şi pot fi conectate la sistem CIP;• durata de trecere a mustului prin răcitor este foarte scurtă;• nu există pericolul contaminării mustului cu microorganisme.

Răcitoarele cu plăci sunt formate din pachete de plăci din tablă de oţel inoxidabil prevăzute cu orificii pentru introducerea şi ieşirea mustului şi a apei de răcire. Utilajul este împărţit în două zone: în prima zonă, format dintr-un număr mai mare de plăci se realizează răcirea mustului cu

apă potabilă obişnuită până la temperature de 20-25oC; în cea de-a doua zonă se răceşte mustul până la temperature de însămânţare cu drojdie de

5-12oC, folosind ca agent de răcire apă răcită la 0.5-1oC.Plăcile schimbătoare de căldură au un profil special cu nervure sub formă de arc de cerc

pentru realizarea unor regimuri de curgere favorabile transferului termic intens. Montarea lor se efectuează în mod alternative, o placă cu raza nervurilor în sus, una cu raza nervurilor în jos. Plăcile sunt prevăzute cu garniture de etanşare care rezistă la temperature de 120oC, în vederea sterilizării lor.

Tiranţii laterali au rolul de a strange plăcile în vederea realizării canalelor de curgere. Ei sunt formaţi din câte două tije articulare la un capăt şi filetate un ape dreapta, un ape stânga şi un manşon filetat dreapta-stânga. Strângerea se execută cu alternaţie pe o parte şi cealaltă a schimbătorului, pentru a realize o presiune uniform pe garnitură.4

Răcitor cu plăci:1-batiu anterior; 2-batiu posterior mobil; 3-tirant; 4-placă de stranger; 5-tijă de stranger; 6-

plăci; 7-suport; 8-placă de separare a celor două zone; 9-vizor

4.7 SEPARAREA TRUBULUI LA RECELa 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

34

la creşterea cantităţii de trub la rece. La 0oC cantitatea de trub la rece variază între 15 şi 30 g/hl, ceea ce reprezintă 15-35% din cantitatea de trub la cald.

Trubul la rece trebuie ine îndepărtat pentru o bună filtrabilitate şi fermentare a mustului. El se separă mai greu decât trubul la cald, particulele având dimensiuni de la 0.5-1 µ. Separarea trubului la rece se face prin diferite metode care diferă între ele prin procentul de îndepărtare a trubului la rece. Separarea se poate realize prin separatoare centrifugal, prin filtru cu kiselgur sau prin intermediul tancurilor de flotaţie.1

Filtrul cu kiselgur permite îndepărtarea trubului la rece din must în proporţia cea mai ridicată de 75-85%, recomandându-se în special în cazul procedeelor de fermentare accelerată a berii. Se folosesc aceleaşi tipuri de filter cu kiselgur ca la filtrarea berii, cu deosebirea că se lucrează la o capacitate cu 50-60% mai mare. Ca avantaje ale utilizării filtrului cu kiselgur se pot enumera:

mărirea eficienţei de separare a trubului la rece scăderea azotului coagulabil cu 10-15% şi a polifenolilor cu 17-20% rezultând beri cu o

bună stabilitate coloidală.Ca dezavantaje, în cazul utilizării filtrului cu kiselgur, se pot enumera: manoperă mai ridicată necesară pentru deservirea filtrului se produc pierderi în substanţe amare de 10-14% în berea finită şi o uşoară diminuare a

spumării berii.

4.2 FERMENTAREA MUSTULUI DE BERE

Principal transformare în must este fermentaţia alcoolică a glucidelor fermentescibile cu formare de alcool etilic şi CO2. Se formează în acelaşi timp şi produşi secundari de fermentaţie, care intervin în determinarea însuşirilor berii.Mustul de bere răcit reprezintă un semifabricat pentru următoarea etapă importantă din procesul tehnologic de fabricare a berii, fermentarea, şi în acelaşi timp substratul pentru activitatea drojdiei de bere ca agent al fermentaţiei alcoolice.

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

Fermentarea mustului se realizează în două faze:• fermentarea principală sau primară;• fermentarea secundară (finală).

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

35

Rezultatul fermentării primare a mustului este aşa numita bere tânără, care este trecută în continuare la fermentarea secundară, apoi la filtrare, după care se obţine berea finită.

4.2.1 FERMENTAREA PRIMARĂ A MUSTULUI DE BEREAre loc la temperatura de 6÷80C, timp de maximum 8 zile. Prin compoziţia sa, mustul

este un mediu de cultură ideal pentru diferite microorganisme dăunătoare berii. De aceea se impune o bună curăţire şi dezinfectare a vaselor, utilajelor şi încăperilor unde are loc procesul de fermentare.

Mustul de malţ hameiat, răcit la 6÷80C, cu pH = 5,4÷5,6 este însămânţat cu o cantitate de lapte de drojdie de 1 litru/hl, respectiv cu 1÷3 milioane celule/ml. Pentru ca drojdia să se poată înmulţi în must, acesta trebuie să conţină 6 mg oxigen dizolvat/litru.

Modificarea cea mai importantă care are loc la fermentarea primară o constituie transformarea glucidelor fermentescibile din must în alcool etilic şi dioxid de carbon după ecuaţia:

C6H12O6 → 2C2H5 – OH + 2CO2 + 22,4 kcal

Dintre factorii care influenţează fermentarea primară se pot enumera:• compoziţia chimică a mustului;• drojdia utilizată;• condiţiile de fermentare;• durata şi temperatura de fermentare;• presiunea mediului;• dimensiunea şi forma vaselor de fermentare.

Compoziţia mustului influenţează atât viteza de fermentaţie, gradul de fermentare, cât şi cantitatea de biomasă produsă şi, în final, calitatea berii. La formarea produşilor secundari participă 3% din glucidele fermentescibile, 95% fiind utilizate pentru producţia de alcool etilic, iar restul de 2% se folosesc pentru formarea de noi celule de drojdii. În general, la fermentarea primară se formează în principal diacetil, aldehide şi compuşii cu sulf care conferă berii tinere o aromă (gust şi miros) de bere imatură, neechilibrată. Se mai formează şi alcooli superiori şi esteri, dar în cantitate mai mare la fermentare secundară (maturare), care contribuie la aroma definitivă a berii.

La fermentare, au loc şi alte reacţii care conduc la modificări ale calităţii berii:• modificări în compoziţia compuşilor cu azot;• scăderea pH-ului;• modificarea potenţialului redox;• diminuarea culorii berii;• precipitarea substanţelor amare şi a polifenolilor;• dizolvarea dioxidului de carbon în bere.

Fermentarea 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 limpezit.

36

În timpul fermentării primare se deosebesc patru faze distincte:• faza iniţială (la 15÷20 de ore după însămânţare), care durează 2÷3 zile şi care se

caracterizează prin apariţia la suprafaţa mustului a unei spume albe, care conţine proteine şi răşini de hamei precipitate. În această fază drojdia se dezvoltă intens, iar extractul scade cu 0,1÷0,2% zilnic;

• faza crestelor joase este însoţită de o degajare intensă de dioxid de carbon, se formează o spumă groasă, cu o formă frumoasă a crestelor. Această fază durează 2÷3 zile şi extractul scade cu 0,5÷1,0% zilnic;

• faza crestelor înalte, este caracterizată printr-o fermentaţie intensă, cu o îndepărtare mai accentuată a răşinilor de hamei. Crestele capătă o culoare brună cu nuanţă cenuşie-murdară. Faza durează 3÷4 zile, iar extractul scade cu 1,0÷1,5% zilnic. În această fază dezvoltarea drojdiei este frânată semnificativ, cauza fiind epuizarea oxigenului din mediu şi începe şi flocularea. La sfârşitul acestei faze, gradul de fermentare pentru berea blondă trebuie să fie de 40÷45%;

• faza finală este însoţită de scăderea treptată a spumei, depunerea drojdiei sub formă de strat compact şi limpezirea berii în circa 2 zile, fermentarea primară considerându-se terminată când extractul mustului scade cu 0,1÷0,2% zilnic.

La sfârşitul fermentării primare, berea tânără se acoperă cu un strat de spumă uniformă. În timpul fermentării primare se face un control permanent al aspectului mustului în fermentaţie, a temperaturii şi scăderii extractului. Controlul temperaturii se efectuează de două ori pe zi, dimineaţa şi seara, iar a extractului o singură dată pe zi, trecându-se valorile obţinute într-o fişă anexată la fiecare lin de fermentare în care mai sunt înscrise: sortimentul de bere, numărul fierberilor din care provine mustul, cantitatea de must cât şi evoluţia impusă a temperaturii în timpul fermentaţiei primare.

Fermentarea primară are loc în linuri deschise sau în vase de fermentare amplasate într-o încăpere specială denumită pivniţă de fermentare, deoarece înainte aceasta era situată la subsol. În fabricile mai noi de bere fermentarea primară ocupă nivelele superioare ale secţiei de fermentare, fiind situată deasupra palierelor cu tancuri de fermentaţie secundară astfel încât berea tânără să parcurgă cel mai scurt drum până la tancuri.

Pivniţa de fermentare primară trebuie să fie bine izolată şi răcită la o temperatură de 5÷7ºC . Linurile de fermentare primară au de obicei formă paralelipipedică şi capacităţi până la 1000 hl. De obicei, capacitatea unui lin corespunde unei fierberi sau la 2÷3 fierberi, capacitatea utilă a linurilor este de circa 90%, lăsându-se loc deasupra pentru stratul de spumă. Forma paralelipipedică a linurilor permite cea mai bună utilizare a spaţiului de fermentare.

Linurile de fermentare pot fi construite din tablă de oţel sau aluminiu, consolidată în exterior cu beton, sau din beton armat, protejat în interior prin smolire sau cu materiale plastice.

Linurile metalice se construiesc pentru capacităţi mai mici de până la 500 hl, în timp ce linurile din beton au practic o capacitate şi o durată de funcţionare nelimitată.

Cele mai folosite linuri închise sunt din beton armat, prevăzute cu conducte de captare a dioxidului de carbon rezultat în timpul fermentaţiei, care este evacuat în exterior cu ajutorul unui ventilator sau trimis în instalaţia de prelucrare a dioxidului de carbon.

37

Un lin de fermentare primară din beton armat este prevăzut cu o serpentină de răcire, prin care circulă agentul de răcire, un racord de evacuare a berii tinere, un robinet de luat probe şi o teacă pentru termometru. Pentru o uşoară deservire, linurile de beton sunt dispuse la o înălţime de 60÷100 cm de pardoseală şi prezintă o înclinare a fundului spre racordul de evacuare de 5%. Periodic este necesară smolirea şi curăţirea pietrei depuse şi a serpentinelor de răcire din cupru cu ajutorul unei soluţii de acid sulfuric 10% sau a altor substanţe.

În afară de linurile de fermentare închise se folosesc astăzi şi tancuri de fermentaţie primară de diverse tipuri: cilindrice orizontale sau verticale, cilindro-conice sau sfero-conice, având capacităţi de până la 5000 hl, sau chiar mai mult. Cu ajutorul tancurilor cilindro-conice se poate lucra după procedeul Uni-tanc, de fermentare primară şi secundară în acelaşi tanc, după ce la sfârşitul fermentaţiei primare se evacuează drojdia depusă la baza tancului.

Tancurile de fermentare de mare capacitate se amplasează astăzi în aer liber şi realizează o fermentare accelerată a berii.

Tancurile metalice de fermentare primară se utilizează astăzi şi în cadrul procedeului de fermentare sub presiune, după care lucrează unele fabrici noi din ţara noastră.

Pivniţa de fermentare primară trebuie să fie bine izolată şi răcită la o temperatură de 5÷70C. În cazul folosirii vaselor deschise de fermentare sunt prevăzute ventilatoare pentru evacuarea dioxidului de carbon degajat.

În timpul fermentării primare se dezvoltă o cantitate de dioxid de carbon de aproximativ 50% din glucidele care fermentează. O parte din dioxidul de carbon se elimină la începutul fermentării o dată cu aerul din vas, altă parte rămâne dizolvată în mediu, iar o anumită cantitate se degajă. În condiţii bune de captare, la 1 hl de bere cu un extract iniţial de 12%, poate fi recuperat aproximativ 2,8 kg dioxid de carbon.

Pentru captarea dioxidului de carbon, vasele de fermentare primară trebuie să fie închise cu capace, prevăzute cu guri de vizitare, închise ermetic prin intermediul capacelor. Capacele vaselor de fermentare primară, trebuie să fie prevăzute şi cu orificiu pentru serpentina de răcire, vizoare de sticlă, supapă de siguranţă şi conductă pentru evacuarea dioxidului de carbon.

Din linurile de fermentare dioxidul de carbon este trecut la instalaţia de prelucrare a acestuia, în care se realizează atât îndepărtarea impurităţilor volatile pe care le antrenează, cât şi comprimarea şi eventual lichefierea. Instalaţia cuprinde un gazometru, care alimentează compresorul de dioxid de carbon; la instalaţiile mai mari compresorul este legat direct la conducta de dioxid de carbon. Se face mai întâi o comprimare până la circa 12 at. şi apoi o răcire pentru îndepărtarea unei părţi din vaporii de apă şi alte produse volatile, care se separă prin centrifugare. Dioxidul de carbon astfel purificat est trecut într-un tanc de depozitare, care să asigure capacitatea pe circa 2 zile, după care este trimis prin conducte la consumatorii din fabrică, reducându-se în prealabil presiunea la 2-3 at. Din tancul de depozitare, dioxidul de carbon poate fi în continuare comprimat sau lichefiat cu ajutorul unui compresor frigorific la temperatura de - 330C şi trimis apoi la aparatul de umplere în butelii sub presiune.

Răcirea mustului în fermentaţie trebuie să se realizeze cu atenţie, îndepărtându-se numai căldura degajată din procesul de fermentaţie. Pentru răcire se utilizează de obicei apă răcită la

38

0,5÷10C, amestecuri de apă şi alcool etilic sau etilenglicol şi uneori chiar un sistem de răcire directă.

4.2.1.1 Recoltarea şi refolosirea drojdiei

Drojdia depusă pe fundul vasului de fermentare, se antrenează cu apă potabilă şi se colectează într-un rezervor cărucior de 200 litri, amplasat în secţia de fermentare secundară la temperatura de 1÷20C. Spălarea drojdiei se face cu multă apă. După circa 10 minute de spălare, suspensia de drojdie se lasă în repaus, drojdia se depune şi se înlocuieşte apa de deasupra, care conţine impurităţi din drojdie, celule moarte, bacterii. Operaţia se repetă, până când apa de deasupra stratului de drojdie devine limpede.

Păstrarea drojdiei sub strat de apă poate dura 4÷5 zile, fără ca celulele să-şi piardă capacitatea de fermentare. Pentru asigurarea unei fermentări normale, trebuie evitate contaminările cu microorganisme, în special bacterii lactice. În scopul eliminării bacteriilor contaminante, drojdia se poate trata cu acid sulfuric sau fosforic la un pH = 2,2, cunoscându-se faptul că drojdia de cultură este rezistentă la pH-uri scăzute, la care bacteriile sunt distruse. După spălarea cu apă a drojdiei, se adaugă 0,25÷0,5 litri acid sub formă de soluţie 1% la 1hl lapte de drojdie menţinându-se drojdia în contact cu acidul timp de circa 40 minute. Se face apoi neutralizarea cu o soluţie de bicarbonat de sodiu 2% şi se spală de câteva ori drojdia cu apă rece. Întrucât prin dezinfectare are loc o oarecare scădere a activităţii fermentative a drojdiei este necesar să se mărească doza de drojdie cu 10÷20% în comparaţie cu cea normală.4.2.2 FERMENTAREA SECUNDARĂ

Berea tânără se caracterizează printr-un gust şi aromă neplăcute, datorită formării unor produse secundare de fermentaţie ca aldehide, diacetil, compuşi cu sulf, conţine o cantitate insuficientă de dioxid de carbon de circa 0,2 g/100ml şi este mai mult sau mai puţin tulbure, ca urmare a prezenţei drojdiilor şi a altor particule în suspensie. Din aceste motive, berea tânără este supusă în continuare unei fermentaţii secundare care se desfăşoară lent.

În timpul fermentării secundare au loc următoarele transformări:• continuarea fermentării extractului fermentescibil din berea tânără;• saturarea berii cu dioxid de carbon;• limpezirea berii;• maturarea berii.

Fermentarea secundară a berii se realizează în două faze mai importante:• în prima fază, procesul de fermentare se face cu vasul deschis, timp de 24 ore de la trecerea

berii tinere la fermentarea secundară;• a doua fază a fermentării are loc în aceleaşi vase, dar închise.

După închidere, vasele de fermentare secundară se cuplează la dispozitivele de siguranţă, care menţin o anumită presiune a dioxidului de carbon în vas.

Berea tânără conţine aproximativ 0,2% dioxid de carbon dizolvat, în timp ce conţinutul de dioxid de carbon al berii finite este de 0,35÷0,4%. Deci, în timpul fermentării secundare trebuie să se acumuleze în mediu o cantitate de 0,15÷0,2% dioxid de carbon. Saturarea berii cu

39

CO2 depinde de solubilitatea acestuia în bere, solubilitate care creşte cu scăderea temperaturii berii şi, conform legii lui Henry, cu creşterea presiunii exercitate asupra berii.

În timpul fermentării secundare are loc şi limpezirea berii, ca urmare a scăderii temperaturii şi agitării, produse de bulele de dioxid de carbon care provoacă coagularea substanţelor azotate, a răşinilor de hamei şi a taninului, celulele de drojdie, substanţele proteice şi răşinile de hamei (coagulate) depunându-se pe fundul vaselor de fermentare.

Fermentarea secundară are loc în vase închise sub presiune, în încăperi cu o temperatură cuprinsă între – 20C şi + 30C, denumite pivniţe de fermentare. Secţia de fermentare secundară este amplasată la un nivel inferior secţiei de fermentare primară, berea tânără fiind transportată la fermentarea secundară prin cădere liberă.

Pivniţele de depozitare se amplasează astăzi pe mai multe nivele sub pivniţa de fermentare primară şi în apropiere de secţia de filtrare – umplere, astfel încât să rezulte trasee cât mai scurte de bere.

Pivniţa de depozitare este răcită cu ajutorul unor răcitoare de aer cu saramură (RAS), sau prin evaporarea directă a agentului frigorific.

Pentru fermentaţia secundară se folosesc astăzi două tipuri de tancuri:• metalice;• din beton armat.

În fabricile vechi de bere sau în cele unde nu s-a renunţat la tradiţie (de exemplu, Pilsen) se mai întâlnesc şi vase din lemn.

Tancurile metalice pot fi confecţionate din tablă de oţel protejat în interior prin smolire, oţel inoxidabil, aluminiu şi aliaje ale acestuia cu manganul şi magneziul. Ele prezintă un grad de utilizare a spaţiului de fermentare secundară de 50%.

Forma tancurilor metalice este de cele mai multe ori cilindrică, cu funduri bombate. Asemenea tancuri pot fi orizontale sau verticale. În afară de acestea se mai cunosc astăzi şi tancurile de formă cilindro-conică, folosite atât pentru fermentaţia primară cât şi pentru fermentaţia secundară.

La noi în ţară se folosesc cel mai mult tancurile metalice orizontale şi în mai mică măsură tancurile din beton.

Tancurile sunt prevăzute cu un racord de umplere-golire, cu o gură de vizitare, un aparat de siguranţă (pentru menţinerea suprapresiunii dorite) şi un robinet de luat probe.

Tancurile metalice au capacităţi de până la 2000 hl, cu excepţia tancurilor amplasate în aer liber. De obicei, se folosesc capacităţi de 200, 400, 800 hl, capacităţi egale cu cele ale linurilor de fermentare.

Tancurile din aluminiu nu se pretează însă decât până la suprapresiuni de lucru până la o atmosferă, iar cele din oţel emailat au capacitatea limitată până la 400 hl. Din oţel inoxidabil se pot construi tancuri de mare capacitate până la 4000 hl, însă acest material este scump.

Tancurile din beton prezintă un grad ridicat de utilizare a spaţiului de fermentare secundară de până la 85%. Ele sunt de formă paralelipipedică, cu colţurile rotunjite şi sunt acoperite în interior cu un strat de smoală ca şi linurile de fermentaţie primară. Ele se construiesc odată cu clădirea, fiind dispuse pe mai multe etaje, datorită rezistenţei mecanice

40

ridicate. Asemenea tancuri sunt însă sensibile la suprapresiuni mai mari de o atmosferă şi prezintă pericol de infiltraţii, deci pierderi în dioxid de carbon.

Tancurile de fermentaţie secundară sunt prevăzute cu dispozitive de menţinere a suprapresiunii dorite, denumite aparate de siguranţă (spundaparate), care au rol şi de supape de siguranţă, asigurând securitatea tancurilor de eventualele spargeri ca urmare a dezvoltării unor presiuni mai mari datorită degajării dioxidului de carbon.

În ultimul timp, în locul aparatelor de siguranţă cu mercur se folosesc dispozitive manometrice cu membrană, de diferite tipuri, care pot fi reglate la suprapresiunea dorită.

Vasul de fermentare se umple cu bere tânără pe la partea inferioară, lăsându-se un spaţiu liber de 10÷15 cm. Legarea tancurilor la aparatul de siguranţă se poate face imediat sau după circa 24 ore, când începe degajarea unei cantităţi mai mari de dioxid de carbon. În curs de 2÷3 zile se ajunge la suprapresiunea dorită, iar dioxidul de carbon rezultat din fermentaţie se solubilizează treptat în bere.

În timpul fermentării secundare se face un control al temperaturii şi a suprapresiunii din tancuri, care trebuie să fie de 0,3÷0,4 at. Conţinutul în dioxid de carbon al berii se poate determina pe cale manometrică sau pe cale chimică în laborator.

Este necesar de asemenea să se urmărească procesul de limpezire a berii, prin luarea unei probe de bere într-un pahar de sticlă şi observarea limpidităţii. Dacă se lasă paharul timp de 24 ore, la fundul lui se formează un depozit, iar berea de deasupra trebuie să fie limpede. Acest lucru denotă o bună limpezire la fermentarea secundară. Dacă la sfârşitul fermentării secundare berea rămâne tulbure este necesar să se depisteze cauzele acestei tulbureli.

În timpul fermentării secundare mai este necesară şi determinarea gradului de fermentare, la început săptămânal şi apoi mai rar, urmărindu-se obţinerea unui grad de fermentare corespunzător tipului de bere produs. La circa jumătate din perioada fermentării secundare este necesar să se facă şi o degustare a berii, apreciindu-se culoarea, limpiditatea, pH-ul, gustul şi spumarea, astfel încât, dacă este cazul să se mai poată face corecţiile necesare.

Durata fermentării secundare depinde de tipul de bere şi concentraţia ei în extract, de cantitatea de hamei şi de gradul de fermentare care trebuie realizat, cât şi de temperatură.

Tragerea berii la filtrare trebuie să se facă de asemenea în condiţii speciale, pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon şi accesul oxigenului. La tragere se creează cu ajutorul aerului comprimat o suprapresiune mai mare de 1,0÷1,2 at. în vas, închizându-se în acest scop aparatul de siguranţă.

Din vasul de fermentare berea este trecută la o lanternă de cupajare la care se pot lega două sau mai multe tancuri cu acelaşi sortiment de bere şi astfel se poate obţine o calitate mai uniformă a berii care merge la filtrare.

Berea este trecută la filtrare cu ajutorul unei pompe centrifugale, care are rolul de a trimite berea la filtru la o suprapresiune constantă. Pentru a se evita contaminările este necesară spălarea periodică a lanternei de cupajare şi a pompei.

Sedimentul rămas în vasele de fermentare, format în cea mai mare parte din drojdii şi proteine precipitate, este separat de bere cu ajutorul unui filtru-presă şi apoi valorificat la furajarea animalelor.

41

Berea recuperată este pasteurizată şi adăugată în cantităţi mici în bere. După golirea completă, vasele se spală şi se dezinfectează, pregătindu-se pentru un nou ciclu de fermentare secundară.

4.3 FILTRAREA BERII

Berea finită, după terminarea fermentării secundare, poate fi imediat desfăcută la halbă sau la pahar sub formă de bere nefiltrată, sau poate fi filtrată în vederea îmbutelierii la butoi sau la sticle, sau desfacerii directe la pahar sau la halbă ca bere filtrată.

Prin filtrare, din bere se înlătură acele substanţe care se află în stare de suspensie şi care produc tulburarea acesteia. În funcţie de mărimea lor, particulele care formează tulbureala se pot împărţi în trei grupe:• dispersii grosiere, cu dimensiunea particulelor mai mare de 0,1 μ (celule de drojdie sau

bacterii, proteine şi răşini din hamei coagulate). Prin îndepărtarea lor se îmbunătăţeşte în special stabilitatea biologică a berii;

• substanţe coloidale, cu dimensiunea particulelor de 0,001-0,1 μ, reprezentate de coloizi de natură proteică, gume şi răşini de hamei coloidale. Prin îndepărtarea lor se îmbunătăţeşte stabilitatea coloidală a berii. Nu se urmăreşte o îndepărtare prea avansată a acestor substanţe, deoarece are loc înrăutăţirea spumei şi plinătăţii berii;

• substanţe dizolvate molecular, cu dimensiunea particulelor mai mică de 0,001 μ, care formează soluţii adevărate.

Materialele filtrante folosite pentru limpezirea artificială a berii îşi exercită acţiunea filtrantă prin două moduri:• acţiunea de sită mecanică, prin care sunt reţinute toate particulele cu dimensiuni mai mari

decât porii filtrului; în funcţie de porii filtrului pot fi reţinute atât particule din prima grupă sau chiar coloizi mai grosieri din grupa a doua;

• adsorbţia, care permite atât reţinerea particulelor grosiere din prima grupă, a unei părţi din coloizi şi chiar a unor substanţe din cea de a treia grupă, în funcţie de afinitatea lor faţă de materialul filtrant. Prin acest efect se pot reţine particule mai mici decât porii filtrului.

Materialele filtrante utilizate la fabricarea berii prezintă acţiune diferită de filtrare.Astfel, masa filtrantă, în funcţie de grosime şi de presare, prezintă o reţinere mecanică

mai mare sau mai mică. Capacitatea de adsorbţie este scăzută şi poate fi îmbunătăţită prin adaos de azbest.

Kieselgurul posedă numai un efect de reţinere mecanică, fineţea limpezirii fiind în funcţie de dimensiunea şi forma particulelor acestuia. În practică, kieselgurul se foloseşte în cantitate de 150÷180 g/hl bere. Efectul său de adsorbţie poate fi realizat prin adaos de azbest, cărbune activ sau stabilizatori (bentonită, silicagel, poliamide, etc.). Kieselgurul este obţinut din roca diatomitică sau pământul de diatomee care conţine alge unicelulare fosilizate. Pământul de diatomee conţine dioxid de siliciu în proporţie de peste 85%. În funcţie de modul de pregătire, kieselgurul poate fi:• kieselgur fin, în care caz pământul de diatomeee se încălzeşte la 600÷8000C, se macină şi se

cerne;

42

• kieselgur grosier, care se obţine din kieselgur mediu ce se recalcinează la 1000 0C cu adaos de carbonat de calciu sau carbonat de sodiu, astfel că se obţin structuri de dimensiuni mari.

Se utilizează atât ca un component al plăcilor de filtrare care sunt confecţionate din fibră de celuloză cu adaos de 2% kieselgur, cât şi ca material de adaos la prealuvionare şi filtrare aluvionară.

Cartoanele filtrante prezintă o acţiune de reţinere mecanică puternică, care este în funcţie de structura fibrelor celulozice şi de gradul de presare. Prin adaos de azbest se poate îmbunătăţi şi în acest caz efectul de adsorbţie, ajungându-se la proporţii ridicate de azbest. Cartoanele filtrante sunt confecţionate din:• fibre de celuloză cu adaos de 2% particule de kieselgur fin, care prezintă avantajele reţinerii

adecvate a particulelor şi a microorganismelor;• fibre de celuloză cu adaos de polimer sintetic.

Perlita este un silicat de aluminiu care conţine 65÷75% acid silicic şi 10÷15% aluminiu, restul până la 100% fiind reprezentat de alte săruri. Se foloseşte ca material de adaos la prealuvionare şi filtrare aluvionară. Comparativ cu kieselgurul, perlita are caracteristici inferioare de filtrare. Se recomandă să se folosească la filtrarea mustului, pentru reţinerea drojdiilor şi nu la filtrarea berii.

Celuloza este utilizată pentru filtrare cu prealuvionare sau drept component al masei filtrante şi se prezintă sub formă de fibre lungi obţinute din pulpa de lemn.

Cărbunele activ are o suprafaţă mare de adsorbţie şi se foloseşte în proporţii de 26 g/hl bere la filtrarea aluvionară.

Cele mai bune rezultate se obţin de obicei prin amestecul în diferite proporţii a sortimentelor de materiale filtrante pulverulente de diferite calităţi şi granulaţii.

Filtrarea este o operaţie complexă care se desfăşoară în regim nestaţionar şi care constă în curgerea laminară a berii printr-un mediu poros, ca urmare a diferenţei de presiune dintre cele două feţe ale stratului filtrant, având ca rezultat separarea fazei lichide de cea solidă.

Tipurile de filtre utilizate în industria berii sunt clasificate în:• filtre cu material filtrant fix:

o filtre cu plăci şi masă filtrantă;o filtre cu plăci şi cartoane filtrante;o filtre cu membrană filtrantă;

• filtre cu aluvionarea materialului filtrant:o filtre cu rame şi plăci şi cu cartoane suport pentru kieselgur;o filtre cu suport de site metalice;o filtre cu lumânări.

Filtrarea aluvionară este cea mai răspândită operaţiune de filtrare în fabricile moderne. Avantajele principale ale filtrării aluvionare sunt următoarele:• posibilitatea adaptării la însuşirile de filtrabilitate a berii prin variaţia amestecului şi a dozei

de material filtrant şi a reglării efectului de filtrare în funcţie de fineţea urmărită şi de tipul de bere. Se pot realiza filtrări grosiere şi de fineţe variabilă, iar în anumite condiţii, chiar şi filtrări sterilizante. Totuşi, din considerente economice şi tehnologice, de multe ori se aplică filtrarea aluvionară numai pentru limpezirea grosieră, ea fiind urmată de o a doua filtrare prin straturi;

43

• prevenirea înfundării filtrului, deoarece substanţele de tulbureală se înglobează continuu pe un suport în stare afânată împreună cu materialul filtrant, crescând grosimea stratului şi presiunea de lucru, dar menţinând debitul de filtrare şi diferenţa de presiune practic constantă;

• eficienţa economică ridicată în comparaţie cu alte tehnici de filtrare prin pierderi mai mici de bere, consum redus de energie şi de apă, spaţiu mic ocupat de către instalaţie, durată scurtă de punere în funcţiune şi de curăţire-sterilizare, consum redus de material filtrant ieftin şi uzură redusă;

• siguranţă în exploatare la erori de manevre, variaţii de debit, şocuri în conducta de alimentare, întreruperea lucrului şi schimbarea compoziţiei berii;

• funcţionarea în condiţii sterile şi creşteri reduse a conţinutului de oxigen în bere, care pot fi sub 0,5 mg/l, condiţii neîndeplinite de alte tipuri de filtre;

• manoperă puţină, putându-se mecaniza şi automatiza toate procesele, inclusiv curăţirea şi sterilizarea unor tipuri de filtre fără demontarea lor.

Pentru conducerea corectă a procesului de filtrare, în special în cazul utilizării ca materiale filtrante a diverselor tipuri de kieselgur, s-au elaborat mai multe metode de testare preliminară a regimului optim de lucru. De cele mai multe ori se determină filtrabilitatea la presiune constantă pentru o anumită doză de kieselgur prin stabilirea volumului de bere filtrată în funcţie de timp.

Există posibilitatea reglării automate a dozei de material filtrant în funcţie de turbiditatea berii filtrate, măsurate cu un fotometru. De cele mai multe ori, la valori de 5÷10 unităţi EBC ale berii nefiltrate se urmăreşte ca după filtrarea grosieră acestea să se reducă la 0,2÷0,3 unităţi EBC. Astfel de tehnici se pot aplica numai la anumite filtre, dotate cu instalaţiile corespunzătoare de analiză şi reglare.

Indiferent de tipul de filtru utilizat trebuie să se aplice operaţiuni succesive de prealuvionare şi filtrare propriu-zisă prin aluvionare.

4.4 FILTRAREA CU KIESELGURPrincipiul filtrării ci kieselgur constă în formarea unui strat filtrant de kieselgur prin

colmatare iniţială prin care se introduce apoi bere nefiltrată, în care se dozează în mod continuu o suspensie de kieselgur. Ca suport pentru stratul de kieselgur se pot utiliza cartoane din material celulozic, site metalice fine, lumânări ceramice sau din material poros.

În practică sunt cunoscute următoarele tipuri de filtre cu kieselgur:• filtre orizontale cu plăci verticale a căror suprafaţă de filtrare este de 75,6 m2;• filtre verticale cu plăci verticale;• filtre cu lumânări filtrante.

44

Filtrul cu lumânări:1 – placă; 2- tablă perforată; 3 – lumânare; 4 – recipient anexă; 5 – cărucior – colector de nămol; 6 – partea inferioară a filtrului; 7 – dozator; 8 – pompă.

În cazul celui de-al treilea tip de filtru, elementul de filtrare pe care se depune stratul de kieselgur are aspectul unor lumânări aşezate în poziţie verticală (fig.21). Filtrul cu lumânări dispune de mai multe elemente filtrante fixate de către o placă 1. Tuburile constau din tablă perforată 2, învelită cu o spirală de sârmă. În fantele subţiri dintre aceste spirale are loc aluvionarea şi filtrarea. Pe placă sunt fixate prin înşurubare lumânările în poziţie verticală 3. Berea supusă filtrării este alimentată de către pompa 8, printr-o conductă legată de dozatorul 7 şi pătrunde din partea inferioară din exterior spre lumânări. Filtrul este echipat cu 25÷700 lumânări. Lungimea lumânărilor este de până la 2m. Operaţiile de filtrare şi curăţire a filtrului se desfăşoară astfel:• în prima fază se formează stratul filtrant prin depunerea unei suspensii de kieselgur (grosier

şi mediu) pe elementele de filtrare (lumânări);• în a doua fază se realizează operaţia propriu-zisă de filtrare a berii, cu dozare de kieselgur

(granulaţie fină) direct în bere, pe parcursul filtrării acesteia;• în a treia fază se evacuează conţinutul filtrului cu ajutorul aerului sub presiune;• în a patra fază se face curăţirea filtrului prin introducerea unui amestec de apă-aer care

îndepărtează trubul depus pe lumânări;• în faza a cincea se face o spălare a filtrului în curenţi turbulenţi formaţi din apă-aer astfel ca

toate impurităţile depuse pe filtru să fie eliminate.Datorită numărului mare de lumânări şi aranjamentului acestora în filtru, capacitatea de

filtrare este foarte ridicată.La sfârşitul filtrării are loc eliminarea berii reziduale prin suflare de aer, iar nămolul

rămâne încă aderent de lumânări. Dintr-un recipient separat se debitează sub presiune un amestec de aer şi apă în sens contrar cu cel de filtrare, trecând prin lumânări. În consecinţă nămolul cade în partea conică a filtrului şi de aici, cu aer, este trecut într-un recipient colector, de unde poate fi evacuat cu un cărucior.

45

Avantajele filtrului cu lumânări constau în faptul că nu conţine părţi în mişcare, reducându-se astfel consumul de energie şi uzura. Deservirea este uşoară, iar procesul poate fi automatizat (Berzescu, P., et al., 1985).

4.5 LIMPEZIREA BERII PRIN CENTRIFUGAREEste un procedeu folosit în special pentru prelimpezirea berii şi mai rar pentru limpezirea

berii. Se folosesc în acest scop separatoare centrifugale cu talere cu turaţia de 6000÷7000 rot./minut. Prin centrifugare se îndepărtează numai particulele din prima grupă, aflate în suspensie, fără ca să se modifice structura coloidală a berii.Deservirea separatoarelor centrifugale este uşoară şi nu are loc o amestecare a berii cu apă la începutul şi sfârşitul filtrării.

Separatoarele centrifugale utilizate în prezent funcţionează pe principiul autocurăţirii de sedimentul separat.

Sedimentul care se separă din bere se poate evacua din toba separatorului prin două metode:• metoda descărcării discontinue automate totale sau parţiale;• metoda descărcării continue.

Dintre avantajele folosirii separatoarelor centrifugale se pot enumera:• drojdiile şi alte particule aflate în suspensie sunt foarte rapid îndepărtate din bere;• pierderile de bere sunt minime, mai mici de 0,02%;• costul limpezirii este mic;• limpezirea berii poate fi controlată la un anumit nivel al turbidităţii.

4.6 ÎMBUTELIEREA BERIIÎmbutelierea berii este operaţia necesară în vederea asigurării acesteia de la locul de

producţie până la locul de desfacere-consum.Cele mai răspândite ambalaje de îmbuteliere a berii sunt butoaiele şi sticlele. Înainte de a

fi trecută la umplerea sticlelor şi butoaielor, berea filtrată este de obicei depozitată în tancuri de oţel inoxidabil unde se menţine sub presiune pentru a se evita pierderile de dioxid de carbon. Aceste tancuri sunt amplasate într-o încăpere specială situată în vecinătatea filtrelor şi a instalaţiilor de umplere şi joacă rol de rezervoare tampon, compensând diferenţele de capacitate care apar între filtrare şi umplere. În acest fel, atât filtrarea cât şi umplerea decurg liniştit şi fără şocuri, iar berea filtrată mai poate fi încă odată analizată, în special în ceea ce priveşte conţinutul în dioxid de carbon.

Tancurile de bere filtrată denumite şi tancuri de „liniştire” sunt prevăzute cu sticle de nivel şi scală gradată, astfel încât să se poată ţine evidenţa berii filtrate, iar capacitatea unui tanc trebuie să corespundă la producţia pe 2÷3 ore de umplere. Capacitatea tuturor tancurilor de bere filtrată trebuie să asigure producţia de bere pe 1÷2 zile.

4.6.1 ÎMBUTELIEREA BERII LA STICLE

46

Procesul tehnologic de îmbuteliere se realizează cu ajutorul utilajelor componente din linia de îmbuteliere. Acestea pot fi simple sau complexe, semiautomate sau automate şi auxiliare.

Totalitatea utilajelor cu funcţionare 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 funcţional, liniile de îmbuteliere pot fi:• semimecanizate;• semiautomate;• automate.

Din punct de vedere al capacităţii de producţie (Q), în butelii/h, liniile de îmbuteliere pot fi:• de capacitate mică, Q< 3000 butelii/h;• de capacitate mijlocie, Q = 3000÷12000 butelii/h;• de capacitate mare, Q = 12000÷36000 butelii/h;• de capacitate foarte mare, Q> 36000 butelii/h.

O linie tehnologică complexă de îmbuteliere bere se compune din:• maşini de depaletizare;• maşini de scos butelii din navete;• maşini de spălat navete;• maşini de spălat butelii;• ecran de control;• maşini de umplut;• maşini de închis butelii cu capace coroană;• maşini de pasteurizat;• maşini de etichetat;• maşini de introdus butelii în navete;• maşini de paletizat - depozitat.

Buteliile din sticlă pentru bere au culoarea verde sau brună, constituie ambalaj recuperabil. Buteliile de sticlă folosite în industria berii pot fi:• forma B, cu capacitatea nominală de 0,330 l;• forma E (Euro), cu capacitatea nominală de 0,500 l;• butelii de sticlă de 1 l.

Datorită procentului ridicat de spargere al acestora, la operaţiile de spălare, îmbuteliere, capsare şi chiar în timpul manipulării, precum şi dificultăţilor de colectare, au apărut restricţii la utilizarea acestora şi înlocuirea lor cu cutii metalice.

Deoarece din circuit sticlele vin murdare este necesară spălarea şi dezinfectarea lor înainte de umplere. Cele mai folosite maşini de spălat sunt de tip tunel. În timpul trecerii prin maşina- tunel, buteliile sunt supuse următoarelor operaţii:• trecerea prin mai multe băi cu agenţi de spălare fierbinţi;• spălarea cu sodă caustică fierbinte;• spălarea cu apă fierbinte;• spălarea cu apă rece;• clătirea cu apă proaspătă.

47

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

Instalaţiile pentru îmbutelierea berii la sticle funcţionează pe principiul izobarometric (umplere la aceeaşi presiune), la fel ca şi cel de îmbuteliere la butoi.

La umplere, o atenţie deosebită trebuie acordată următorilor factori care pot influenţa negativ calitatea berii:• menţinerea concentraţiei de dioxid de carbon în bere, care, la degajare produce spumarea

puternică a berii;• absorbţia minimă a oxigenului de către bere în timpul îmbutelierii;• reducerea intensităţii fenomenelor ce se petrec la suprafaţa de contact bere-aer.

În funcţie de suprapresiunea la care se realizează umplerea, aceste aparate se pot împărţi în două grupe:• aparate de joasă presiune, care lucrează cu o suprapresiune ceva mai mare decât presiunea de

saturaţie a berii în dioxid de carbon şi anume 0,8÷1,5 at.;• aparate de înaltă presiune, care lucrează cu o suprapresiune ridicată de umplere de 3÷8 at.

Asemenea maşini, 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 conţinut ridicat de dioxid de carbon cât şi în cadrul procedeului de umplere la cald.

În mod obişnuit se folosesc aparate de umplere de joasă presiune de diferite tipuri în funcţie de firmele producătoare (Seitz, Nagema, Nama, Tehnofrig, ş.a.), la care menţinerea suprapresiunii de umplere, se realizează de regulă cu aer comprimat şi care funcţionează automat.

Sticlele de bere spălate şi controlate sunt aduse pe bandă la capetele de umplere ale maşinii, deasupra pistoanelor de susţinere a sticlelor. Procesul de umplere se realizează în patru faze:• în prima fază pistonul pe care stă sticla se ridică cu ajutorul aerului comprimat şi fixează

sticla pe dispozitivul de umplere;• în cea de a doua fază se face umplerea sticlei cu aer din spaţiul de aer al rezervorului de bere

din maşină, 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

şi se deschide conducta de bere şi cea de evacuare a aerului din sticlă; în acest fel sticla se umple până la înălţimea 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 susţinere a sticlei coboară, iar sticla plină cu bere este trecută la maşina de închis (capsulat).

Imediat după umplere se face închiderea sticlelor pentru a se evita pierderile în dioxid de carbon. 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 maşini speciale cu mai multe capete de închidere, iar capsulele pot fi sterilizate în prealabil cu radiaţii ultraviolete sau dezinfectate pentru a se evita contaminarea berii.

48

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

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

Conform recomandărilor „Comitetului pentru etichetarea bunurilor alimentare din cadrul Comisiei Codes Alimentarius (FAO/OMS), etichetele trebuie să conţină următoarele menţiuni:• denumirea produsului;• lista ingredientelor;• conţinutul net;• elementele de identificare a lotului şi data fabricaţiei;• termenul limită pentru consum;• numele şi adresa producătorului, distribuitorului, importatorului sau exportatorului, ţara de

origine.În condiţiile fabricării unui număr mare de produse alimentare şi de clasificare a fost

nevoie de o codificare a acestora pentru identificare.Pentru ţările din Europa a fost adoptat sistemul „Codul european al articolelor” bazat pe

un cod cu 13 caractere, cu următoarele specificaţii: primele două cifre indică ţara de origine, cinci cifre indică furnizorul, cinci cifre produsul şi ultima cifră este cifra de control.

Fiecare butelie este prevăzută cu cel puţin două etichete, eticheta pe corpul cilindric şi eticheta pe gât, şi, de asemenea, capul buteliei este învelit în folie de staniol (capişonat) într-o cromatică atractivă.

Pentru marcarea termenului de garanţie pe butelii şi cutii metalice se folosesc diferite dispozitive:• dispozitive de ştampilare pentru capacitatea de 60000 l/h;• dispozitive de ştanţare sau perforare pentru hârtia cu o singură faţă lăcuită, pentru capacităţi

medii;• imprimante cu jet de cerneală;• metode de imprimare cu laser.

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

4.6.2 ÎMBUTELIEREA BERII ÎN CUTII METALICE ŞI ÎN BUTELII DE MATERIAL PLASTIC

Folosirea cutiilor metalice la îmbutelierea berii prezintă următoarele avantaje:• nu se sparg;• sunt mult mai uşoare decât buteliile de sticlă;• pot fi depozitate şi stocate uşor;• pot fi deschise uşor de consumator (fără instrumente de deschidere);• pot fi stocate uşor la consumatori;

49

• sunt impermeabile la lumină, protejând astfel aroma berii;• berea poate fi supusă operaţiei 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 şi capac) executate din tablă cositorită sau din tablă de aluminiu foarte pur, având capacitatea de 0,330 l şi 0,500 l.

Buteliile pentru bere din material plastic sunt executate din PVC, dar caşerate cu clorură de poliviniliden, de culoare deschisă, transparentă, ce asigură o permeabilitate ridicată faţă de dioxid de carbon. Acestea sunt de formă cilindrică, cu fundul uşor bombat prevăzut cu cinci denivelări ce asigură stabilitatea în poziţie verticală şi rezistenţa mecanică necesară. Capacitatea buteliei este de 1,5 l. Avantajele folosirii acestora constau în:• uşurinţa de manipulare şi deschidere;• masă proprie extrem de mică (goală cu dop – 50 g);• lipsa cioburilor;• lipsa modificării însuşirilor organoleptice ale berii. Corespunzător acestor tipuri de butelii au

apărut navete speciale pentru ambalarea buteliilor, precum şi dispozitive pentru scoaterea şi introducerea lor în navete.

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

4.7 PASTEURIZAREA BERIIPasteurizarea berii este operaţia tehnologică care are drept scop protejarea acesteia,

pentru a putea fi conservată o perioadă mai mare de 30 zile, împotriva unei degradări biologice. Prelungirea duratei de păstrare a berii este realizată, în cazul pasteurizării, prin inactivarea microorganismelor capabile să se dezvolte în bere şi respectiv inactivarea enzimelor, care pot cauza modificări chimice nedorite. Inactivarea microorganismelor din bere prin pasteurizare este favorizată de prezenţa în bere a unor substanţe naturale cu acţiune antimicrobiană, cum ar fi: alcoolul etilic, dioxidul de carbon, anumiţi componenţi din hamei, concentraţia ionilor de hidrogen (pH-ul. Această operaţie se realizează prin încălzirea berii la temperatura de 60 0C şi menţinerea la această temperatură timp de minimum 20 minute.

Controlul eficienţei pasteurizării berii se poate realiza pe cale microbiologică şi pe cale enzimatică, ce constituie un procedeu mai rapid de control.

Se pretează pasteurizării, berea cu un grad avansat de fermentare şi o bună stabilitate proteică. Instalaţiile de pasteurizare folosite în industria berii funcţionează pe unul din următoarele principii:• pasteurizare cu abur – se realizează prin introducerea de abur pentru încălzire directă într-o

încăpere ermetic închisă în care au fost introduse sticlele de bere. În acest mod, timpul pentru atingerea temperaturii de pasteurizare este de 30 minute, iar berea este menţinută la această temperatură timp de 60 minute, se efectuează apoi răcirea timp de 30 minute, instalaţia funcţionând discontinuu;

• pasteurizarea prin stropire – cu apă caldă la început, apoi fierbinte a sticlelor, până când acestea ajung la temperatura de pasteurizare, după care sunt răcite treptat. Procesul de pasteurizare se desfăşoară în mod continuu, aceste instalaţii fiind de mare capacitate;

50

• pasteurizarea în băi cu apă caldă se realizează prin transportul navetelor de bere, în flux continuu, înainte de etichetare, prin băi cu apă caldă;

• pasteurizarea berii prin umplere la cald constă în pasteurizarea berii înainte de umplere şi apoi îmbutelierea ei în stare fierbinte.

În practică se pot utiliza următoarele procedee de pasteurizare a berii:• pasteurizarea berii în sticle, cu ajutorul pasteurizatoarelor tunel;• pasteurizarea în flux (vrac) a berii cu ajutorul pasteurizatoarelor cu plăci, cu tragerea berii la

rece, în condiţii sterile sau cu îmbutelierea la cald a berii.Pasteurizarea berii în sticle. Pentru reuşita pasteurizării berii ambalate în sticle, este

necesar ca temperatura apei de stropire să fie cu 50C mai mare ca cea de pasteurizare. Creşterea 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. Utilizarea tunelului de pasteurizare prezintă dezavantajul că ocupă un spaţiu de amplasare mare (3÷3,5 m2

pentru 1000 sticle/h) este scump, necesită un consum mare de energie (1,2 milioane kj/1000 sticle) şi prezintă, de asemenea, riscul unei suprapasteurizări.

Pasteurizarea berii în flux („flash pasteurizator”) se efectuează cu ajutorul pasteurizatorului cu plăci, care necesită un spaţiu relativ redus pentru amplasare şi asigură, prin modul de concepţie, un coeficient de recuperare a căldurii de 97% din energia utilizată la pasteurizare. Regimul de temperatură poate fi controlat cu stricteţe. Berea iese din pasteurizator cu temperatura de 40C şi poate fi apoi îmbuteliată. Menţinerea saturaţiei berii în CO2, în timpul pasteurizării, se efectuează cu ajutorul unei pompe de presiune înaltă, care asigură presiuni mai mari de 12 bar.

Pasteurizarea berii este obligatorie pentru unele tipuri de bere, ca de exemplu berea caramel şi facultativă pentru celelalte tipuri de bere, blonde şi brune.

Berea pasteurizată în sticle se poate păstra la temperaturi mai ridicate cuprinse între 4 şi 200C.

Umplerea la cald a berii este o alternativă de stabilizare biologică a berii. Îmbutelierea la cald urmăreşte încălzirea berii la temperaturi corespunzătoare, cu cele de pasteurizare, respectiv la 68÷750C şi umplerea în sticle, care după spălare nu mai sunt supuse răcirii. Pentru acest scop, sunt necesare maşini de umplut cu ventil, fără tuburi, fiindcă altfel s-ar produce o spumare puternică la presiunea mărită de umplere. Din cauza umplerii la cald, după răcire berea se contractă şi în spaţiul gol al sticlelor pătrunde dioxid de carbon, ceea ce îmbunătăţeşte stabilitatea. Efectul este mărit prin preumplerea sticlelor cu dioxid de carbon. Ca dezavantaje al acestui procedeu se pot enumera mărirea proporţiei de spargeri de sticle, înrăutăţirea calităţii berii datorită timpului mai îndelungat de menţinere a acesteia la temperaturi mai ridicate. De asemenea, din cauza presiunii ridicate la umplere, solicitarea capsulelor este mai puternică, ceea ce conduce la creşterea pierderilor prin rezistenţă insuficientă la închidere. Buteliile de sticlă îmbuteliate la cald pot fi etichetate mai uşor şi se răcesc în timpul depozitării. Avantajul principal al acestui procedeu constă în renunţarea la instalaţiile de pasteurizare care ocupă un loc foarte mare şi consumă cantităţi apreciabile de utilităţi.

51

Sterilizarea la rece a berii. Deoarece tratamentul termic pentru stabilizarea biologică implică riscul înrăutăţirii calităţii berii, îndepărtarea microorganismelor din bere se poate realiza prin filtrare sterilizantă. Se utilizează în acest scop filtrarea cu membrane filtrante şi cu filtre cu module. La filtrarea sterilizantă la rece trebuie să se respecte următoarele condiţii:• sistemul să asigure o bună filtrabilitate a berii;• evitarea oricărei surse de contaminare, prin apă, CO2 sau aerul utilizat;• sistemul să poată fi igienizat şi sterilizat. După filtrarea sterilizantă, berea trebuie astfel

păstrată până la îmbuteliere încât să se evite orice contaminare, deoarece s-a constatat că în jur de 50% din contaminări au avut loc după filtrarea sterilizantă. În acelaşi timp trebuie să se asigure o îmbuteliere cât mai aseptică (recipiente sterile, îmbutelierea în absenţa aerului, etc.);

• regenerarea chimică a elementelor de filtrare trebuie realizată cu multă atenţie şi numai o dată pe săptămână. La folosirea substanţelor alcaline şi acizilor trebuie avut în vedere că elementele de filtrare confecţionate din celuloză pot fi dizolvate, iar în cazul celor confecţionate din polimeri sintetici se afectează potenţialul zeta.

Capitolul VVALOAREA NUTRITIVĂ

Valoarea nutritivă a berii, indiferent de tipul acesteia, la o concentraţie a mustului primitiv de 12%, este de aproximativ 450 kcal/l, provenind în proporţie de 50% din alcool la sortimentele de bere brună şi în proporţie de 75% la tipurile de bere blondă. Alcoolul nu poate fi considerat element nutritiv, deşi contribuie cu 17,1 kcal/g, deoarece nu contribuie la formarea de noi ţesuturi. În schimb, extractul, ce furnizează 3,8 kcal/g, împreună cu fosfaţii şi vitaminele constituie substanţe uşor digestibile şi împreună cu alcoolul exercită acţiuni de hidratare a ţesuturilor şi de natură diuretică. Ansamblul componentelor şi, în special, dioxidul de carbon conferă un efect răcoritor şi de stimulare a digestiei. Extractul, drept component de bază al valorii nutritive, compus din hidraţi de carbon uşor asimilabili, alături de cantităţi reduse de aminoacizi esenţiali şi peptide micromoleculare împreună cu substanţele minerale, în special fosfaţi, şi componenţi ai complexului vitaminic B măresc capacitatea de suportare de către organism a alcoolului înglobat, favorizându-se totodată funcţiile ficatului.

Berea nu trebuie servită la temperaturi foarte mici, deoarece aroma berii nu mai poate fi apreciată corect. Specialiştii din industria berii susţin că temperatura optimă este de 100C, cu variaţii de plus-minus 2÷30C. Berea se toarnă în pahare prelins şi nu de la înălţime, pentru a nu elibera prematur CO2. Se recomandă să se folosească pahare cu capacitate mai mică, iar consumarea berii din pahar să se facă în maximum 3 minute.

Specialiştii recomandă ca berea să nu fie expusă la lumină, pe rafturi apropiate de surse de lumină sau în frigidere luminate în interior. Unii specialişti susţin că o bere bună are cât mai

52

puţine arome posibil, ea trebuie să fie limpede, să aibă spumă şi să prezinte toate caracteristicile tipului de bere căruia îi aparţine.

Capitolul VIOBŢINEREA SUCUL DE CĂPŞUNI

Prin sucuri de fructe se defines acele băuturi obţinute din diferite fructe, coapte şi sănătoase, printr-un procedeu mecanic (presare, centrifugare) sau prin difuzie şi care sunt conservate prin diferite procedee (concentrarea, pasteurizare). Fabricarea sucurilor de fructe s-a dezvoltat în două:-sucuri limpezi (fără particule în suspensie) -sucuri cu pulpă (cu particule în suspensie)Prelucrarea căpşunilor

1. Condiţionarea căpşunilor pentru prelucrare1.1 Caracteristicile şi însuşirile tehnologice ale căpşunilor

Căpşunile destinate a fi consummate în stare proaspătă sau prelucrării industrial trebuie să corespundă STAS 3179-71, adică să fie:

Fructe întregi, sănătoase, curate (fără să fie spălate sau cu umiditate exterioară), fără rămăşiţe de produse fito-farmaceutice, miros, gust străin sau semen de alterare;Fructe tipice soiului, apropiate ca grad de coacere, culoare şi mărime pentru calitatea extra şi I, admiţându-se amestec de soiuri şi neuniformitate ca mărime pentru calitatea a II-aMărimea (diametrul macim ecuatorial) de minimum 25 mm pentru calitatea I şi 22 mm pentru calitatea a II-a pentru soiurile cu fructe mari şi 15 mm pentru soiurile cu fructe mici;Fructe cu vârf verde sau alb se admit maximum 5% la calitatea I şi 15% la calitatea a II-aCantitatea,m pe unitatea de ambalaj, va fi de maximum 0,5 kg pentru calitatea I şi 5 kg pentru calitatea a II-a

Pentru preparare se prefer în special soiurile care mai îndeplinesc următoarele condiţii:Intens colorate, inclusive pulpa acestoraAchene cât mai puţin numeroase şi de culoare deschisăCaliciu cu pedicul sufficient de lung, uşor detaşabil prin mijloace mecanizateFără cavităţi interne sau cât mai puţin voluminoaseTextură fermăGrad refractometric (substanţă solubilă) cât mai ridicatAromă cât mai intensă

În acest sens, se recomandă soiurile: Pochahontas, Talisman, Cambridge, Red Gauntlet, Gorella, Senga Sengana, Dixiland, Midway, Fairfax, Redglow, Africa etc.

Prin analize de laborator a rezultat că fructele de căpşun prezintă componentele fizico-chimice ce fac obiectul tabelului XYZ.

53

Tablul Componentele fizico-chimice ale căpşunului (%)

Determinarea U/M Media LimiteApă GZaharuri (în zahăr invertit)

G

Protein GGrăsimi GCeluloză GSubstenţe minerale GCa MgMg MgK MgNa MgP MgVitamina C MgVitamina A MicrogAciditate titrabilă g.Pectină GpH -Substanţă solubilă gr.ref.Părţi necomestibile (caliciu)

G

De asemenea, s-au făcut încercări pentru identificarea aromelor, interesul consumatorului fiind profund stimulat în aprecierea fructelor ca atare şi produselor realizte, aspect ce interesează şi pentru direcţia de ameliorare a soiurilor.

Astfel, se poate opuina că soiurile Talisman şi Fresco sunt mai aromate decât soiul Pocahontas, cu cea mai slabă aromă fiind soiul Gorella. Aroma căpşunilor se datorează combinaţiei a circa 150 componente chimice. Aroma din căpşuni se datorează în special grupărilor alcoolice, aldehide şi esteri, din care menţionăm:

Methanol Etanol 3-metil-butanol Acetaldehidă Hexanalaldehidă Hexil-ester-acetic Etil-ester-butiric Ester izoamilic al acidului capronic Esteri ai acidului aceto-butiric Esteri metilici ai acidului izobutiric

54

Metal ester, 2-metil-pentan, di-metoxi-metan, di-etoxietan, 3-metil butanol etc ai acidului butyric

După aromă, unul dintre cei mai importanţi factori, conform criteriilor de marketing, de apreciere a calităţii căpşunilor, cât şi produselor rezultate, este culoarea.

Din punct de vedere chimic, culoarea căpşunilor se datorează unui compus antocianic specific, cu formula C21H20O101, denumit fragarină, care prin hidrolizare dă peralgomidină şi glucoză. Colorantul fragarină se găseşte în cantităţi de 18-25 mg% în fructele proaspete şi se descompune în cazul temperaturilor ridicate sau duratelor prelungite a temperaturilor mai mici. Testele effectuate cu privire la efectul temperaturii asupra conţinutului în fragarină au arătat că un lot de căpşuni cu un conţinut iniţial de 23.2 mg%, după fierbere a avut 14.8 mg% fragarină. Dacă acelaşi lot a fost fiert în prezenţa zahărului, cantitatea de fragarină a fost de 19.2 mg%, de unde rezultă că zahărul are un rol protector asupra efectului de descompunere a fragarinei, aspect demn de recomandat pentru industria de prelucrare.

Sucul de căpşuniCăpşunile destinate sucului vor fi din stadiul de maturitate deplină deoarece în acest caz

au un conţinu mai mare de zahăr, grad refractometric mai ridicat şi un randament mai bun de presare.

În scopul obţinerii sucului, fructele sunt spălate (pentru îndepărtarea eventualelor substanţe insect-fungicide) şi zdrobite. Pentru a se obţine un suc de bună calitate este necesară eliminarea caliciului. Fructele zdrobite se pot scoarce cu prese manuale, caz în care randamentul de presare este de maximum 60%. Folosind presale hidraulice, cu pachete, randamentul de presare se ridică la 75-80%. Un randament superior se obţine însă numai după tratamente enzimatice cu efecte pectolitice.

Sucul obţinut se colectează în bazine, cistern sau butoaie unde trebuie tratat cu conservant, făra a adăuga apă acestuia. Pentru comenzi speciale, pentru conservarea sucului de căpşuni se poate folosi şi acidul formic în cantitate de 250 g la 100 kg (suc),practice 0.315 l în cazul unei concentraţii de 80%.

După o perioadă de circa de zile, sucul poate fi “tras” de pe sediment, deoarece s-a limpezit parţial. Limpezirea corectă şi sigură a sucului se poate realize însă prin mijloace mecanice (centrifugare, filtrare) sau utilizând substanţe “limpezitante”.

Sucul de căpşuni conservat chimic trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de calitate:

- Grade refractometrice, minimum 7- Adios de soluţie conservantă, %, maximum 2.5 l- Perfect limpede, fără gust şi miros străinPentru obţinerea sucului de căpşuni conservat chimic se admit următoarele consumuri

maxime de materiale şi materie primă:

55

- Bioxid de sulf……………………………….3 kg/t- Acid formic…………………………4.2 hg/t- Sodă carbonat…………………………..5 kg/t- Hipoclorit de sodium………………………….1.3 kg/t- Aspergol………………………………….3 kg/t- Bentonită…………………………………..4 kg/t- Asbest fulgi………………………………0.5 kg/t- Tifon…………………………………………..0.4 m2/t- Plăci de filtru……………………………………3.5 buc/t- Vopsea ulei…………………………………..0.03 kg/t- Căpşuni……………………………0.03 kg/t

Sucul de căpşuni pasteurizat

O important formă de valorificare a căpşunilor este şi aceea de suc natural cu sau fără corectarea conţinutului de zahăr, ambalat în butelii de sticlă (de preferinţă), sau în recipient din material plastic.

Sucul de căpşuni poate fi:Limpede, clar, transparent, în care suspensiile (particulele) coloide (substanţe proteice, pectice) sunt de dimensiuni sub 0.0009 mm. Acest tip de suc, cu un process tehnologic complicat, suferă de regulă, tratamente prealabile termice, enzimatice, filtrări successive, ceea ce îi afectează în oarecare măsură gustul şi aroma natural, dar preferate, în stadiul actual, de către consumatori;Tulbure, cu suspensii (grosiere sau fine) între 0.1-0.001 mm. Acest tip de suc, deşi mai puţin aspecuos are o fabricaţie mult simplificată, dar gust şi aromă mai pregnant şi un conţinut mai ridicat în vitamina C, tinzând astfel să deţină un loc din ce în ce mai important în aprecierea consumatorilor.

Şi într-un caz şi în celălalt, căpşunile- din soiuri cât mai intens colorate şi aromă pregnant- destinate sucului, trebuie să fie proaspete, ajunse la maturitate deplină de coacere, curate, perfect sănătoase fără urme de mucegai, început de fermentaţie sau mirosuri străine.

După spălare, îndepărtarea caliciului şi sortare, căpşunile sunt dirijate către instalaţiile de preparare a sucului.

Sucul de căpşuni limpede se obţine în instalaţii specific, anume construite în acest sens, trecând prin mai multe faze de lucru, dintre care ca mai importante se menţionează:

a. Zdrobirea, care se execută cu ajutorul unor dispositive cu valţuri sau mori (cu cuţite), mărunţirea făcându-se moderat (până la maximum circa 5 mm), în caz contrar, randamentul sucului diminuându-se.

b. Presarea este operaţiunea prin care se obţine sucul brut. În acest scop se folosesc în funcţie de dotare, presale discontinue (cu pachete), presale continui (cu melc, pneumatice) care lucrează la presiunea manometrică de circa 150-180 at (circa 6-25

56

kg/m2 asupra materialului). În cazul utilizării presei cu pachete pentru căpşuni se recomandă respectarea următorilor parametrii de lucru:

- Ridicarea presiunii (manometrice) până la 50 at, în circa 14 minute, timp în care se obţine circa 45% din suc;

- Continuarea ridicării presiunii, timp de circa 15 minute, până la presiunea de 150 at, cu menţinerea acestei presiuni timp de 5 minute, durata de timp în care se mai obţine circa 18-20% suc;

- Ridicarea presiunii la circa 160-180 at, cu o durată de până la 8-15 minute, perioadă în care se mai obţine circa circa 6-8% suc.

Pentru obţinerea de randamente sporite, la presarea căpşunilor se pot folosi multe procedee de lucru, dintre care, ca mai importante, se pot menţiona:

Tratamentul enzymatic se face cu ajutorul preparatelor enzimatice de tip Aspergol, Filtragol, Pecticol, în cantităţi de 0.2-1%. În principiu, cantitatea în exces a enzimei nu dăunează produsului tratat, dar este neeconomic. Aprecierea rapidă a cantităţii de enzimă necesară tratamentul se poate face şi prin stabilirea volumetrică a cantităţii de pectin ce se găseşte în suc. În cazul folosirii Pectinolului, se va prepara în prealabil o maia care se menţine la tamperatura de 45-50oC fără să depăşească 55oC, temperatură dăunătoare activităţii enzimatice. După 1-2 minute, maiaua se va introduce în materialul destinat depectinizării, operaţiune ce poate dura maximum 2 ore la cald şi circa 6-12 ore la rece (15-20oC).Încălzirea căpşunilor se aplică uneori ca metodă de lucre, în vederea eliminării şi a coloizilor de natură proteică. Încălzirea se face până la temperature de 75-78oC, caz în care se poate asigura un randament de presare de circa 69%.Folosirea căpşunilor congelate, decongelate în prealabil şi apoi presate, contribuie la depăşirea unui randament de presare de 78%. Sucul astfel obţinut se limpezeşte maiu uşor- congelarea având efecte coagulante asupra substanţelor proteice şi de scindare a moleculelor pectice- iar aroma şi culoarea acestuia este mai pregnant.Utilizarea paleelor de graminee (adecvat condiţionate pentru eliminarea mirosului specific) în proporţie de 0.5-1%, în căpşunile mărunţite, contribuie de asemenea la mărirea randamentului de presare cu 3-6%.

c. Limpezirea sucului se poate face prin una din următoarele metode sau folosirea combinată a acestora:

Tratarea enzimatică care contribuie şi la reducerea vâscozităţii sucului, uşurându-se astfel filtrarea acestuiaTratarea cu gelatin şi tannin, care prin sedimentare antrenează substanţele ce împiedică limpezirea sucului. Pentru stabilirea dozelor adecvate se vor face, în prealabil probe de laborator, pregătindu-se mai întâi o soluţie din 10 g tannin care se dizolvă în 176 cm3 alcool etilic (95%) cu un adios de 704 cm3 apă. Soluţia de gelatin se pregăteşte din 21 g gelatin dizolvată în 704 cm3 apă caldă căreia I se adaugă ulterior 176 cm3 alcool etilic 095%).

Sucul tratat cu tannin şi gelatin se lasa liniştit timp de circa 8 ore.

57

Limpezirea termică se realizează printr-o încălzire rapidă la temperature de 85-86o C urmată de o filtrare mecanică, pentru eliminarea particulelor de precipitare.Filtrarea mecanică prin filter cu plăci sau prin centrifugare (turaţie 8000-16000 rot/min) sunt metodele cele mai utilizate pe scară industrial ceea ce asigură şi o calitate superioară a produsului finit.

d. Omogenizarea constă în corectarea conţinutului în substanţă solubilă, prin adios de zahăr- în practică sirop de 60-75ox- sau glucoză deoarece sucul pasteurizat din căpşuni trebuie să aibă 10o refractometrice. Omogenizarea se referă şi la operaţiuni de cupajare a sucurilor.

e. Dezaerarea este operaţiunea care se realizează în scopul eliminării oxigenului atmospheric, care poate afecta culoarea, aroma , dar mai ales conţinutul în vitamina C a sucului. Dezaeratoarele de tip modern, care lucrează sub vid, de o mare capacitate (900-9000 litri/ora), la temperature de alimentare de 21oC pot reduce conţinutul în oxygen a sucului de la 8 ppm până la 1.5 ppm.

f. Îmbutelierea se referă la operaţiunea de umplere-dozare şi capsulare a sucului, în recipient de 1-2 litri. Pentru scurtarea duratei tratamentului termic al recipientelor, sucul de căpşuni este în prealabil încălzit rapod până la temperature de minimum 75oC.În vederea asigurării vidului care este o notă de calitate superioară a sucului pasteurizat,

este recomandabil ca acestea să aibă un spaţiu gol între nivelul de umplere şi capacitatea loc, în raport de diferenţa de temperatură (între temperature de umplere şi temperature de pasteurizare-sterilizare).g. Pasteurizarea-sterilizarea este operaţiunea tehnologică finală prin care se asigură

conservabilitatea de durată a sucului şi se efectuează în instalaţii continui.Sucul de căpşuni trebuie să îndeplinească condiţiile de calitate, principalele proprietăţi fizico-chimice ale acestuia fiind următoarele:-conţinut în substanţă uscată, în grade ref. ……………….10-aciditate totală (în acid citric), %..............................................0.6-alcool, % maximum……………………………………..0.5-sediment, % maximum……………………………………..0.3-cupru, mg/l, maximum…………………………….5-plumb……………………………………..0

Sucul de căpşuni se poate păstra şi conserva cu ajutorul bioxidului de carbon, care are effect inhibitor (narcotic) asupra activităţii vitale a microorganismelor (fără a le distruge însă), iar activitatea enzimelor este mult încetinită.

Sucurile păstrate cu bioxid de carbon pot fi ulterior îmbuteliate (pasteurizate) sau folosite pentru prepararea băuturilor răcoritoare.

Păstrarea cu bioxid de carbon se face în tancuri sau recipient care trebuie să reziste la presiune. Impregnarea cu bioxid de carbon se poate face din stare de gaz (păstrat în butelii de oţel) sau din stare solidificată (gheaţă carbonică). Acest din urmă procedeu contribuie şi la coborârea temperaturii sucului cu 2oC pentru fiecare kg de gheaţă carbonică adăugată la 100 l suc.

58

Prezenţa substanţelor pectice şi a proteinelor îngreunează difuzarea bioxidului de carbon, motiv pentru care această metodă de conservare dă rezultate mai bune la sucurile perfect limpezite.

Cele mai bune rezultate calitative, aromă, culoare şi conţinut în vitamina C, se obţin prin congelarea sucului, fie direct în recipient, fie prin congelarea şi brichetarea sucului congelat, cu păstrarea acestuia, la minimum -18oC până în momentul consumului.

Pentru realizarea unei tone de suc de căpşuni pasteurizat sunt necesare, maximum, următoarele cantităţi de materie primă şi materiale: 1.530 t căpşuni, 0.060 t zahăr, 0.6 kg bentonită, 0.1 kg tannin, 0.5 kg gelatin, 0.5 kg extract enzymatic, 3 kg hipoclorit de sodium, 5 bucăţi plăciu filtrante.

1. Banu C.- Manualul inginerului de industria alimentară, Vol. II, Editura Tehnică, Bucureşti, 1999

2. Berzescu P., Dumitrescu M., Hopulele T., Kathren I., Stoicescu A.- Tehnologia berii şi a malţului, Editura Ceres, Bucureşti, 1981

3. Ceauşescu M.E., Vieru R., Teodorescu A.- Cultura şi valorificarea căpşunilui, Editura Ceres, Bucureşti, 1982

4. Dabija A.- Tehnologii şi utilaje în industria alimentară fermentativă, Editura Alma Mater

5. http://www.berebelgiana.ro6. http://www.iqads.ro/adtrends_read_5637/_health_beer____special_pentru_femei.html

59