Проектирование предприятия пивоваренной отрасли

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Введение

Пиво представляет собой слабоалкогольный, пенистый, игристый напиток с характерным хмелевым ароматом и терпким, горьковатым вкусом.

Оно неизменно пользуется огромной популярностью среди различных слоев населения прежде всего благодаря своему приятному вкусу, освежающему эффекту, тонизирующему воздействию, относительной дешевизне и доступности, что позволяет признать его одним из наиболее «демократичных» напитков в мире.

Пиво почти на 90% состоит  из воды, а содержание других его ингредиентов, в зависимости от сорта, может различаться в довольно широких пределах. В наиболее распространенных сортах пива, например, содержится:

• остаточных экстрактивных  веществ — 3-10%:

• этилового спирта — 2,8-6%;

• диоксида углерода — 0,3-0,4%.

Остаточный экстракт включает в себя углеводы, азотистые соединения (белки, аминокислоты и пр.), минеральные вещества, органические кислоты, красители, горькие и дубильные вещества, ферменты, витамины (преимущественно группы В) и др.

Пиво - относительно питательный  продукт; его калорийность в 100 г составляет 30-85 ккал, из которых около половины приходится на долю углеводов и белков, а остальное — на долю этилового спирта. Из напитков питательная ценность ниже лишь у минеральной воды, чая и кофе без сахара.

Пиво не содержит жира, а из углеводов - сахарозу, глюкозу и фруктозу, потребление которых, с точки зрения диетологии, следует ограничивать. Однако несмотря на то что его экстрактивные вещества почти полностью (до 95%) усваиваются организмом, лишь незначительная их часть расходуется на увеличение массы тела, а большая часть покрывает затраты энергии. Таким образом, вопреки расхожему мнению, от пива не полнеют — оно лишь возбуждает аппетит.

В умеренных дозах пиво полезно. Оно оказывает благоприятное влияние на организм человека, способствуя физиологии питания и активизируя обмен веществ. Пиво содействует выработке пищеварительных соков, улучшает эмульгирование и диспергирование пищи, активизирует деятельность почек и повышает диурез. Бактерицидные вещества, содержащиеся в пиве, обеспечивают человеку так называемый “пассивный” иммунитет; минеральные вещества, содержание которых в пиве достигает до 2 г/л, укрепляют кости; горькие вещества хмеля интенсифицируют секрецию желчи, а диоксид углерода благотворно влияет на работу желудочно-кишечного тракта. Всего лишь стакан пива, выпитый натощак, способствует осушению желудка, освобождая его от избытка слизи, что благоприятно сказывается при некоторых видах гастрита.

С пивом человек восполняет потребность в некоторых витаминах, поскольку

в одном литре пива, например, содержится 10-35% их суточной нормы [1, с. 30].

Они поступают в пиво в основном из солода, богатого витаминами группы В. Однако в процессе приготовления пива концентрация витаминов неизбежно снижается, и в результате содержание витамина В₁, или тиамина, составляет 0,005-0,15 мг/л, а витамина В₂, или рибофлавина – 0,3-1,3 мг/л. Таким образом, Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

ХЦ – 22.00.000 ПЗ

употребление пива с максимальной концентрацией витамина В₁ в количестве 10 литров в день способно обеспечить 100% суточной потребности в этом витамине. В пиве есть и иные витамины. Высокое содержание витамина С, или аскорбиновой кислоты (20-50 мг/л) часто обусловлено тем, что ее добавляют в пиво в процессе производства для предотвращения процессов спонтанного окисления других компонентов. В пиве также наблюдаются высокие концентрации никотиновой (5-20 мг/л) и фолиевой кислоты (около 110 мкг/л). В пиве присутствуют в малых количествах витамин В₆, пантотеновая кислота и биотин [2, с. 10].

Потребление темных сортов пива уменьшает риск сердечно-сосудистых заболеваний благодаря содержанию в них флавоноидов, нормализующих сворачиваемость крови и препятствующих образованию тромбов. Некоторые исследователи отмечают способность пива выводить из организма соли алюминия и канцерогены.

Пиво является искусственным продуктом, но готовится оно исключительно

из натурального сырья с помощью естественных биологических процессов, выработанных природой за миллионы лет эволюции и при развитии цивилизации заимствованных у нее человеком. Поэтому пиво, также как и большинство натуральных продуктов, таких как, например, молоко, предпочтительнее употреблять свежим («живым»), а не в виде «пивных консервов», способных храниться по полгода и более. При этом повышенными потребительскими свойствами и исключительно благотворным эффектом обладает свежеприготовленное нефильтрованное пиво, содержащее максимальное количество белков, способствующих самоочищению почек, печени и других внутренних органов человека [1, с. 30].

За последние 20 лет объемы пива, производимого в России, увеличились  в три раза. Среднедушевое потребление  пива в нашей стране в 2011 г. составило 72 литра на человека в год. Что  говорит о всевозрастающем потреблении  этого напитка. Возросла также и  конкуренция с зарубежными производителями, российский потребитель все больше предпочитает “наше” пиво импортному. Это обуславливается развитием современных технологий производства и оборудования, технологической эффективностью и надежностью [3, с. 8-9].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ХЦ – 22.00.000 ПЗ

Обзор литературы

1. Классификация пива

Пиво вырабатывают двух типов: светлое, темное.

Пиво по способу обработки  подразделяют:

     - не пастеризованное,

     - пастеризованное,

     - фильтрованное,

    - нефильтрованное осветленное,

     - нефильтрованное  неосветленное.

 Пастеризованное пиво  является нескоропортящимся пищевым  продуктом.

В отдельную группу выделяют пшеничное пиво (пиво, в составе  сырья которого пшеничный солод  составляет не менее 50% от общего количества применяемого солода) [4].

Согласно международной  классификации, пиво также делят  на два основных класса – эль, или  верховое пиво, т.е. пиво верхового брожения, и лагер, т.е. пиво низового брожения.

При верховом брожении применяются  дрожжи верхового брожения, для которых  характерен высокий метаболизм высших спиртов, эфиров, карбонильных соединений. Оптимальная температура брожения – 15-25 °С, а пиво низового брожения предусматривает  длительное созревание на “холоде” при температуре 5-14 °С [5, с. 168-170].

2. Требования к качеству пива

Качество пива оценивают  по органолептическим и физико-химическим показателям. К основным органолептическим свойствам пива, определяющим его качество, относят: цвет и прозрачность, пенистость и стойкость пены, вкус и аромат. В соответствии с требованиями стандарта пиво должно быть прозрачно, без осадка и посторонних включений. Высота пены у пива высокого качества должна быть не ниже 30 мм, а ее стойкость не менее 2 мин. Пиво должно обладать чистым вкусом и ароматом сброженного солодового напитка с хмелевой горечью и хмелевым ароматом без каких-нибудь посторонних привкусов и запахов.

Пиво получают в результате возбуждаемого ферментами дрожжей  спиртового брожения сусла, приготовленного  из ячменного солода, хмеля и воды. При этом сахаристые вещества сусла  превращаются в этанол и диоксид  углерода с образованием побочных продуктов, оказывающих влияние на вкус, аромат и прочие потребительские свойства пива.

Иногда отступают от традиционной, классической рецептуры и частично (обычно на 10…30%) заменяют ячменный солод  несоложеными зернопродуктами (ячменем, рисом, обезжиренной кукурузой и др.), добавляют сахаристые вещества, Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

вносят ферментные препараты  и прочие добавки. В одних случаях  заменители солода применяют для  придания вкусовых оттенков пиву при  производстве некоторых специальных  сортов, но чаще их вынуждены использовать для снижения себестоимости производства или восполнения недостаточных  качеств применяемого солода. Потребительские  свойства пива, приготовленного с  добавлением несоложеного зернового сырья, как правило, оказываются ниже, чем у пива, сваренного исключительно из высококачественного солода, поэтому в ряде европейских стран применение в пивоварении заменителей солода и прочих добавок не допускается либо строго ограничено [1, с. 26].

Таблица 1- Органолептические  показатели качества пива [4]

По физико-химическим показателям  светлое пиво должно соответствовать  требованиям, указанным в таблице 2, темное пиво - в таблице 3, пшеничное  пиво - в таблице 4.

                  Таблица 2 – Физико-химические  показатели светлого пива [4]

Примечания.:

     1 Экстрактивность  начального сусла в безалкогольном пиве не определяют.

     2 Показатель "Пищевая ценность" - информационный.

     3 Пищевую ценность  безалкогольного пива указывают  в ТИ на пиво конкретного сорта.

     4 Массовую  долю двуокиси углерода определяют  в пиве, разлитом в бутылки и банки.

     5 Допустимое  отклонение экстрактивности начального сусла ±0,3%.

     6 Допускается  определять один из показателей "Кислотность" или "рН".

     7 Допускается  выражать показатель "Цвет" в  одной из указанных единиц.           

Таблица 3 – Физико-химические показатели темного пива [4]

Примечания.:

     1 Экстрактивность  начального сусла в безалкогольном пиве не определяют.

     2 Показатель "Пищевая ценность" - информационный.

     3 Пищевую ценность  безалкогольного пива указывают  в ТИ на пиво конкретного сорта.

     4 Массовую  долю двуокиси углерода определяют  в пиве, разлитом в бутылки и банки.

     5 Допустимое  отклонение экстрактивности начального сусла ±0,3%.

     6 Допускается  определять один из показателей "Кислотность" или "рН".

     7 Допускается  выражать показатель "Цвет" в  одной из указанных единиц.           

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Таблица 4 – Физико-химические показатели пшеничного пива [4]

Примечания.:

     1 Экстрактивность  начального сусла в безалкогольном пиве не определяют.

     2 Показатель "Пищевая ценность" - информационный.

     3 Пищевую ценность безалкогольного пива указывают в ТИ на пиво конкретного сорта.

     4 Массовую  долю двуокиси углерода определяют  в пиве, разлитом в бутылки и банки.

     5 Допустимое  отклонение экстрактивности начального сусла ±0,3%.

     6 Допускается  определять один из показателей "Кислотность" или "рН".

     7 Допускается  выражать показатель "Цвет" в  одной из указанных единиц. 

пшеничное пиво: Пиво, в составе сырья которого пшеничный солод составляет не менее 50% от общего количества применяемого солода.

• светлое пиво: Пиво с цветом от 0,2 до 2,5 цветовых единиц (ц. ед.) или от 3,4 до 31 ед. ЕВС.
• темное пиво: Пиво с цветом более 2,5 ц. ед. или более 31 ед. ЕВС.
• одна кислотная единица (к. ед.): Единица кислотности пива, эквивалентная 1 см раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм на 100 см пива.
• одна цветовая единица (ц. ед.): Единица цвета пива, соответствующая цвету раствора из 100 см воды и 1 см раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм.
• единица цвета ЕВС (ед. ЕВС): Условная единица цвета пива, принятая Европейской пивоваренной конвенцией (European Brewery Convention - ЕВС) и рассчитываемая на основе измерения оптической плотности пива.         
• Органолептические, физико-химические показатели пива, пищевую ценность, сроки годности, обусловленные особенностями используемого сырья, технологии производства и условиями розлива, устанавливает изготовитель в технологической инструкции на пиво конкретного наименования, утвержденной в установленном порядке.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Концентрация дрожжевых  клеток в нефильтрованном пиве, млн/см, не более:

     - неосветленном  - 2,0;

     - осветленном  - 0,5.

• Содержание токсичных элементов, N-нитрозаминов, радионуклидов, а также микробиологические показатели пива не должны превышать норм, установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации.

Требования к  сырью

 В качестве сырья  для производства пива используют:

     - солод пивоваренный ячменный по ГОСТ 29294;

     - солод пивоваренный пшеничный;

     - воду питьевую по ГОСТ 2874-82;

     - сахар-песок  по ГОСТ 21;

     - хмель по  ГОСТ 21947;

     - хмель гранулированный  и хмелепродукты, использование  которых обеспечивает качество и безопасность пива;

     - несоложеные зернопродукты:

• ячмень по ГОСТ 5060,
• пшеницу по ГОСТ Р 52554,
• крупку пшеничную дробленую по ГОСТ 18271,
• крупу рисовую по ГОСТ 6292,
• крупу кукурузную по ГОСТ 6002;

     - сахар-сырец,  сахар жидкий и другие сахаросодержащие  продукты, применение которых обеспечивает качество и безопасность пива;

     - дрожжи пивные.

     Допускается  использование сырья по другим  документам или импортного, применение  которого обеспечивает качество  и безопасность пива.

     Содержание  токсичных элементов, радионуклидов,  пестицидов, микотоксинов, N-нитрозаминов в сырье не должно превышать норм, установленных нормативными правовыми актами Российской Федерации. [4].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Сырье, используемое при производстве пива

Традиционными видами сырья  для производства пива являются солод, вода, хмель и дрожжи.

Доля солода в структуре  затрат на производство пива составляет до 40%, а хмелепродуктов - 3-5%.

В ряде стран, включая Россию и страны ближнего зарубежья, часть  солода (10-30%, а иногда и более) заменяют несоложеным зерном — ячменем, рисом, кукурузой, пшеницей и пр. Добавление к солоду несоложеного сырья в производстве пива начали применять с XIII в. во Фландрии. Такая частичная замена солода технологически возможна потому, что содержание синтезированных в нем (солоде) ферментов гораздо больше, чем требуется для осахаривания его крахмала.

При этом применение несоложеного сырья позволяет:

• снизить затраты на производство пива, поскольку несоложеное сырье гораздо дешевле;

• создавать новые сорта  нива;

• обеспечить более высокую  коллоидную стабильность пива за счет меньшего содержания азота;

• обеспечить более высокую  вкусовую стабильность пива.

К негативным последствиям применения несоложеного сырья относят:

• ухудшение полноты вкуса  пива вследствие уменьшения содержания азота и полифенолов;

• замедление брожения вследствие уменьшения в сусле ассимилируемого  азота.

В некоторых странах для  повышения содержания сбраживаемых сахаров и одновременного снижения содержания азота в сусло добавляют  сахаросодержащие вещества, чаще всего  в виде сиропов [1, с. 89].

1. Ячмень

Ячмень занимает особое место  среди зернового пивоваренного  сырья. Во-первых, он является основным видом сырья для производства пивоваренного солода, а во-вторых, его иногда добавляют в рецептуру  в качестве несоложеного материала.

Несоложеный ячмень рекомендуется добавлять в количестве не более 20% от массы зернозасыпи, поскольку это связано с ухудшением фильтрования затора. Вкус пива, сваренного с добавкой несоложеного ячменя, хуже по сравнению с пивом, приготовленным исключительно из солода. Оно содержит меньше азота, характеризуется меньшей степенью сбраживания, но отличается хорошим пенообразованием [9, с. 70].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1

ВЦ – 22.00.000 ПЗ

Различают голозерные ячмени и пленчатые. У голозерных ячменей  цветочные пленки не сращиваются  с зерновкой (эндоспермом), вследствие чего оболочка легко отделяется при  обмолоте. У пленчатых ячменей  цветочные пленки сращиваются с  зерновкой. В пивоварении находят  применение пленчатые ячмени [1, с. 91].

Основные требования к пивоваренному ячменю

Пивоваренные ячмени, в зависимости от качества подразделяют на два класса (таблица 4).

Таблица 4 - Основные характеристики пивоваренных ячменей [6]