Proiectarea unei secții de fermentare dintr-o fabrică de bere

1 TEMA DE PROIECTARE

Să se proiecteze secţia de fermentare, în tancuri cilindro-conice, a unei fabrici de bere,

în scopul obţinerii berii dietetice.

2. OBIECTUL PROIECTULUI:

2.1. Denumirea obiectului :

Secţia de fermentare în tancuri cilindro-conice

2.2 Capacitatea de productie :

Capacitatea secţiei de fermentare este de 200000 hl bere/an.

2.3 Profil produs:

Tipul de bere care se produce este berea dietetică (must primitiv 7,8 o P, alcool – 3,6 % V/V , extract real – 1,5 o P).

2.4. Regim de lucru:

Se lucrează 6 zile pe saptamană, în 3 schimburi (180 de zile lucratoare pe an).

3.JUSTIFICAREA NECESITĂŢII ŞI OPORTUNITĂŢII PRODUCŢIEI PROIECTATE

Producţia de bere în ţara noastră datează din secolul al 14-lea. Astăzi consumatorul are prilejul să aleagă tipul de bere pe care îl doreşte, în funcţie de calitatea acesteia ceea ce conduce la o stimulare a producătorilor de bere în diversificarea sortimentelor şi în menţinerea calităţii berii la cele mai importante exigenţe.

Berea este o bautură consumată în primul rând pentru efectele ei hedonice pe care le oferă consumatorului, apoi pentru efectul euforizant, pentru valoarea ei nutritivă sau sanogenetică. Berea, mai mult ca celelalte băuturi alcoolice pot contribui în mod semnificativ la consumarea unui spectru larg de micronutrienţi şi la energia dietetică (energia obţinuta prin alimentaţie). Datorită materie prime şi procesului de fermentaţie, bere este bogată în vitamine, majoritatea din grupul B.

Trebuie acordată mai multă atenţie acidului folic ( folatul ) care este una dintre vitaminele pe care destul de greu le putem obţine prin alimentaţie ceea ce este regretabil deoarece aceasta poate avea un caracter de protecţie împotriva bolilor cardiovasculare şi a cancerului, berea fiind relativ bogată în vitamina B9 şi poate fi în acest sens o sursă alimentară utilă.

Avand în vedere şi efectele de stimulare a secreţiilor gastrice şi intestinale, acţiunea de creştere a diurezei şi rehidratare a organismului în sezonul cald, precum şi alte efecte benefice, este explicabil de ce producţia de bere şi cererea de bere, în special în sezonul cald, au capatat o tendinţa semnificativă de creştere.

Consumată în cantitate mică ( 500 ml/ zi ) berea , pe langă vitamine constituie şi o sursă importantă de : glucide, substanţe proteice, săruri minerale, substanţe polifenolice acizi organici etc.

Am ales proiectarea secţiei de fermentare a unei fabrici de bere din Ploiesti deoarece cererea de bere din această zona este foarte mare.

Secţia de fermentare proiectată va produce bere dietetica cu extractul primitiv 7.8

Secţia va fi proiectată pentru o producţie de 200000 hl bere/an.

4. ELEMENTE DE INGINERIE TEHNOLOGICĂ

4.1 Principalele caracteristici ale materiilor prime

4.1.1 Mustul de bere fierbinte

Mustul de bere fierbinte folosit la obţinerea berii dietetice( 3,6 v/v) e un must special, cu o concentraţie de 7,8 o P, care se obtine fie dintr-un malţ special, fie in urma diluarii unul must mai concentrate.

Caracteristicile mustului fierbinte:

- temperatura, [o C]; T = 95 o C

- extract primitiv, [o P], [%]; Ep = 7,8 o P;

- azot coagulabil , [ mg/l] 2,2

- substante polifenolice, [mg/l] 134

- culoare , [unitati EBC ] 4,2

- pH 5,2

Mustul de bere , dupa fierberea cu hamei are stabilitate biologică, biochimică, coloidală.Din punct de vedere biologic, mustul fiert cu hamei se caracterizează prin faptul că enzimele ramase de la plamadire sunt inactivate. Stabilitatea coloidală mustului fiert se datorează coagularii si precipitarii proteinelor instabile coloidal.

In urma fermentarii cu hamei, mustul se imbogaţeste cu produşi de aromă datorită reactiei Maillard care are loc, pierde din substanţele volatile din orz si pe cele formate in procesul de malţificare.

4.1.2 Drojdia de bere

Drojdiile reprezinta un grup taxonomic complex si heterogen de microorganisme monocelulare de tip eucariot, care se inmulţesc prin inmugurire, ca formă generală de reproducere. Denumirea de drojdie semnifica , in general, sedimentul care se formeaza după ce a avut loc fermentaţia alcoolică a musturilor .

Drojdia este un microorganism de formă ovală sau sferică, cu o dimensiune cuprinsa intre 5 si 10 microni, de 15 ori mai mare decat o bacterie. Este alcatuită dintr-o protoplasmă care conţine un nucleu inconjurat de o membrană celulară.

In componenţa ei , drojdia are:

- 45- 60 % substanţe azotoase;

- 15-35 % glucide;

- 2-12 % lipide;

- 6-12% substanţe minerale;

- urme de vitamine.

Substanţele azotoase conţinute in drojdie formeaza aproape 90 % din peretele celular. Drojdia conţine si aminoacizi liberi , acizi nucleici plus derivaţii lor.Glucidele din drojdia de bere sunt alcatuite din glucani si manani.

Lipidele variaza cu varsta si condiţiile de inmulţire.

Substanţele minerale conţinute in drojdia de bere sunt: P, Ca, Na, Mg, fosfaţi plus alte elemente in cantităţi mici, urme.

Vitaminele conţinute in drojdie, sunt in cantităţi mici, dar au un rol important in dezvoltarea fermentativă a drojdiei.

Drojdia se hrăneste cu zahărul din must, pe care il transformă in alcool si dioxid de carbon , proces insoţit de producerea unei mari cantităţi de căldură. Se mai degajă alcooli superiori, cum e cazul acizilor volatitli, esteri , aldehide, compuşi sulfurici, de aceea fiecare celulă produce gusturi si arome individuale.

Celulele de drojdie se inmulţesc prin inmugurire , acest proces având loc in must in timpul fazei de fermentaţie. Pe masură ce numărul celulelor creşte, se acumulează treptat un surplus de drojdie. O parte din aceste celule vor fii din nou folosite de până la 8- 10 ori, pentru a se asigura drojdia necesară noilor serii de decoct. Cantitatea ramasă, bogată in vitaminele din grupa B , se recoltează ,urmând a fii vândută.

Drojdiile utilizate sub formă de cultură la obţinerea diferitelor tipuri de bere, aparţin familiei Endomytaceae, subfamiliei Saccharomycoidae, tribului Saccharomycetae si genului Saccharomyces. Speciile de drojdie utilizate in fabricarea berii si care aparţin acestui gen sunt Saccharomyces cerevisiae Hansen si Saccharomyces carlsbergensis Hansen.

a)drojdia de bere (celule) b) drojdia de bere (propagator)

După criterii practice, drojdiile de bere se impart in drojdii de fermentaţie superioară (Saccharomyces cerevisiae) si drojdii de fermentaţie inferioară (Saccharomyces carlsbergensis).

Drojdia folosită la insamanţarea berii in această secţie de fermentare este drojdia de fermentaţie inferioară , Saccharomyces carlsbergensis.

Drojdiile de fermentaţie inferioară sunt drojdii ce fermentează zaharurile la 5-10 o C. După inmugurire , celulele se despart relativ usor , la microscop apărând de obicei celule singure sau in perechi. La sfarsitul fermetaţiei, celulele sedimentează, formând un depozit. Cantitatea de biomasă rezultată la sfarşitul perioadei de fermentare e de 3-4 ori mai mare decat cea iniţială. Pe langa capacitatea invertazică, drojdiile de fermentaţie inferioară au si capacitate melibiazică, ceea ce face ca acestea sa fermenteze rafinoza integral.

4.1.3 Preparate enzimatice

Preparatele enzimatice actioneaza asupra substanţelor proteice si le hidrolizează; prin aceasta, fracţiunile de proteine care ar produce tulburelile proteice sunt degradate, iar combinarea cu taninul nu mai are loc sau se face intr-o masura destul de mică.

Maturex L

Maturex-ul este o alfa-acetolactat-decarboxilază purificată , produsă de o specie de Bacillus subtilis. Aceasta impiedică formarea diacetilului prin cataliyarea decarboxilării alfaacetolactatului până la acetoină. Ca urmare, timpul de maturare a berii poate fi sensibil scurtat sau chiar complet suprimat. Produsul este un lichid de culoare brună cu o densitate de aproximativ 1,2g/ml.