Sisteme de Filtrare a Berii

1 INTRODUCERE

Prin definiţie berea este o băutură cu conţinut scăzut de alcool, nedistilată, spumantă, obţinută prin fermentarea alcoolică a mustului de malţ aromatizat cu hamei. Berea, băutură obţinută pe cale biotehnologică, şi consumată în cantitate mică (500ml/zi), se constitue ca un aliment, datorită compoziţiei chimice complexe incluzând: glucide, substanţe proteice, vitamine, săruri minerale, substante plifenolice, acizi organici etc. Având în vedere şi efectele de stimulare ale 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 căpătat o tendinţă semnificativă de creştere.

Astăzi consumatorul are prilejul să aleagă tipul de bere pe care-l doreşte, în funcţie de calitatea acesteia, ceea ce conduce la o stimulare a producătorilor de bere în diversificarea sortimentală şi în menţinerea calităţii la cele mai înalte exigenţe.

Principalele componente ale berii sunt: apa, malţul, drojdia şi hameiul. În urma procesării tehnologice a celor patru ingrediente de bază, într-o ordine bine definită, se obţine produsul finit, berea. Durata fiecărei etape din procesul tehnologic are un impact direct asupra calităţii berii. Un rol important în aceste etape îl constitue filtrarea berii.

Prin temă, prezenta lucrare tratează procesul de filtrare a berii, prezentând o scurtă descriere a sistemelor de filtrare, şi are ca obiect principal tratarea sistemelor de filtrare cu lumânari. Lucrarea cuprinde o aplicaţie practică de calcul şi dimensionare a unui astfel de filtru, aplicaţie sprijinită de S.C Ursus Breweries S.A – sucursala Timişoara.

2 TEHNOLOGIA SISTEMELOR DE FILTARE A BERII

2.1 Filtrarea berii

Filtrarea este operaţia care se aplică berii pentru ai da limpiditate finală, şi trebuie să fie practicată cel puţin o dată înainte de îmbuteliere, pentru ca aceasta să aibă o limpiditate cu luciu, respectiv strălucire (de menţionat că celelalte metode de clarificare conduc la o bere cu un anumit grad de limpiditate nesatisfăcător pentru berea ce trebuie comercializată).

Procesul de filtrare este dominat de prezenţa drojdiilor şi proteinelor, însă, atunci când are loc preclarificarea berii (care conduce la îndepărtarea drojdiilor şi proteinelor), filtrarea va fi dominată de prezenţa carbohidraţilor şi anume: amidon nemodificat, dextrine, pentozani, β-glucani. Dintre substanţele menţionate, β-glucanii influenţează filtrarea pe două căi:

- prin prezenţa lor sub formă coloidală, fapt ce conduce la scăderea capacităţii de filtrare a filtrului;

- prin prezenţa lor sub formă solubilă, fapt ce conduce la creşterea vâscozităţii berii şi, deci, la diferenţa mare de presiune la trecerea berii prin filtru. 0

Limpezirea prin filtrare se poate realiza prin două mecanisme:

- prin reţinere pe matriale poroase, cu o suprafaţă mare de filtrare şi cu acţiune adsorbantă (filtrare adâncă). Acţiunea adsorbantă scade treptat şi, deci, scade şi viteza de filtrare. Cu asemenea filtrante sunt reţinute suspensiile, coloizii macromoleculari, dar şi cele dizolvate molecular în bere.

- prin cernere – sau reţinerea de suprafaţă prin care sunt reţinute mecanic particulele care au dimensiuni mai mari decât diametrul porilor stratului filtrant. Pe parcursul filtrării se intensifică fineţea filtrării,însă scade volumul de bere ce trece prin strat în unitatea de timp.0

La filtrare se îmbunătăţesc unele caracteristici senzoriale ale berii, cum ar fi culoarea, limpiditatea-strălucirea, însă influenţează negativ spumarea. Filtrarea asigură o stabilitate bilogică şi coloidală bună pentru berea finită. Procesul de filtare este guvernat de legea lui Darcy, care în aplicaţiile din industria berii este:

în care: - este pierderea de presiune la trecerea berii prin stratul filtrant;

- încărcare specifică, în ;

- vâscozitatea berii, în (numeric egală cu cPoise);

- grosimea statului filtrant, în ;

- permeabilitatea stratului filtrant, în [1]

Filtrarea unei suspensii parcurge următoarele etape: reţinerea particulelor solide de către stratul filtrant, reţinerea particulelor de către stratul de sediment depus, spălarea sedimentului, îndepărtarea sedimentului depus pe filtru, regenerarea şi sterilizarea stratului filtrant.

Operaţia de filtrare este influenţată de un număr mare de factori, care pot avea valori constante sau variabile în timpul filtrării, în funcţie de procedeul de filtrare şi de condiţiile de realizare a operaţiei. Factorii care influenţează operaţia de filtare sunt sintetizaţi în tabelul de mai jos: 0

Tabel 2.1 – Factorii care influenţează operaţia de filtare.

Specificaţie Factori

Fluid

Solid

Suspensie

Sediment

Strat filtrant

Operaţia de filtrare

Faza de spălare Natura, vâscozitatea, densitatea, proprietăţi corosive.

Natura, forma şi dimensiunile particulelor, granulometrie.

Modul de obţinere, concentraţia, vârsta suspensiei, proprietăţile reologice, cantitatea

sau debitul, temperatura.

Omogenitatea, umiditatea finală, compresibilitatea, rezistenţa hidraulică.

Nautura, aria, grosimea, dimensiunea porilor, rezistenţa hidrodimanică, rezistenţa chimică, rezistenţa mecanică, capacitatea de regenerare.

Funcţionarea continuă sau discontinuă, presiunea şi temperatura de filtrare, viteza de filtrare, durata de filtrare.

Natura lichidului de spălare, debitul, concentraţia, durata.