Spis treści:

1. Wstęp...................................................................................................................................................................... 2

2. Charakterystyka wyrobu gotowego.............................................................................................3-7

3. Charakterystyka surowców, substancji dodatkowych i materiałów pomocniczych stosowanych w procesie technologicznym....................................7-19

4. Charakterystyka procesu technologicznego

1. Opis słowny procesu technologicznego....................................................................20-33

2. Schemat ideowy (blokowy)................................................................................................34-35

3. Schemat technologiczny...............................................................................................................36

5. Bilans materiałowy

1. Założenia do bilansu........................................................................................................................37

2. Bilans kolejnych operacji i procesów jednostkowych...................................38-48

3. Zestawienie końcowe- bilans całego procesu...............................................................49

6. Wykres strumieniowo-masowy Sankey'a................................................................................50

7. Kontrola procesu produkcyjnego............................................................................................51-52

8. Zagadnienia bezpieczeństwa i higieny pracy.................................................................52-56

9. Spis literatury.................................................................................................................................................57

1. Wstęp

Przedmiotem niniejszego projektu jest produkcja piwa jasnego o zawartości ekstraktu 12%. Piwo należy do napojów alkoholowych o małej zawartości alkoholu. Podstawą produkcji piwa, podobnie jak i innych napojów alkoholowych, jest fermentacja alkoholowa brzeczki przygotowanej ze słodu wytwarzanego z jęczmienia browarnego, z dodatkiem chmielu, drożdży i wody.(3, str. 189)

Historia wytwarzania napoju, znanego dzisiaj jako piwo, sięga 7000 lat p.n.e. Początkowo surowcem przy produkcji piwa były zboża jare: owies, jęczmień i pszenica oraz przyprawy w postaci różnych jagód leśnych, ziół, przypraw korzennych itp. Wprowadzenie chmielu do wyrobu piwa datuje się dopiero od V w p.n.e.

Przemysłowa produkcja piwa rozpoczyna się w XVI wieku. W pierwszej połowie XIX wieku powstaje instytut naukowo-badawczy w Bawarii, zajmujący się opracowaniem naukowych podstaw w technologii piwowarstwa, wprowadzając m.in. do produkcji metodę stosowania czystych kultur drożdży piwnych. (3, str. 189)

Piwo jest napojem pożywnym i orzeźwiającym, o unikalnych właściwościach smakowych i odżywczych oraz dużej zawartości witamin. Ich źródłem są naturalne składniki użyte do produkcji piwa - słód i chmiel. Związki mineralne i mikroelementy zawarte w piwie obejmują listę około 30 pierwiastków, pochodzących głównie ze słodu. Kufel piwa zawiera 50 mg wapnia i 0,1 mg żelaza. Chmiel ma działanie uspokajające, hamujące nadmierną pobudliwość, a dzięki zawartości fitoestrogenów chroni przed rakiem. Piwo zapobiega powstawaniu kamieni żółciowych i nerkowych, stosowane jest również w profilaktyce chorób serca. Piwo doskonale gasi pragnienie, głównie dzięki zawartości dwutlenku węgla. (3, str. 189)

2.Charakterystyka wyrobu gotowego

2.1 Definicja produktu

Piwo jest to napój alkoholowy, otrzymywany przez fermentację drożdżową gotowanego wyciągu ze słodu jęczmiennego, zawierający alkohol, bezwodnik węglowy, pewne ilości ekstraktu tj. nieprzefermentowanego wyciągu słodowego i przyprawę z goryczki chmielowej. Wyrób piwa opiera się dzisiaj na ściśle opracowanych metodach, w wielkich zakładach przemysłowych zwanych browarniami.(1,str. 274)

2.2 Wymagania organoleptyczne: (7, str. 3)

Lp.	Cechy	Wymagania
1	Zapach	Swoisty, od lekko do intensywnie chmielowego, bez obcych zapachów
2	Klarowność	Klarowne bez zawiesin i osadów, z połyskiem
3	Barwa	Od słomkowozłocistej do ciemnozłocistej
4	Nasycenie dwutlenkiem	Piwo przelewane z beczki lub butelki do naczynia otwartego powinno wykazywać dobre nasycenie CO2 charakteryzujące się wydzielaniem drobnych pęcherzyków CO2, a przy próbie smakowej odczuciem szczypania w język
5	Smak	Swoisty, od lekko do wyraźnie gorzkiego, bez obcych posmaków
6	Goryczka	Od łagodnej chmielowej do intensywnie chmielowej
7	Pienistość	Piwo przelewane z beczki lub butelki do otwartego naczynia degustacyjnego z wysokości około 20 cm od dna naczynia powinno tworzyć gęstą pianę, utrzymującą się co najmniej 3 min

1. Wymagania fizykochemiczne:

• Tolerancja nominalnej zawartości ekstraktu brzeczki podstawowej : ± 0,3

• Alkohol etylowy % obj. : 3,5 % 5,7

• Dwutlenek węgla, % (m/m), nie mniej niż : 0,40

• Barwa w jednostkach EBC, nie więcej niż : 25

• Kwasowość ogólna, liczba ml roztworu wodorotlenku sodowego o c(NaOH)= 1 mol/l na 100 ml piwa, nie więcej niż : 3,0

• Stężenie jonów wodorowych pH : 4,0%4,8

• Klarowność w jednostkach zmętnienia EBC, nie więcej niż : 1,0 (7, str. 4)

2.4 Wymagania mikrobiologiczne:

Bakterie z grupy coli: nieobecne w 0,1 ml(7, str.5)

2.5 Opakowanie jednostkowe:

Przeznaczone dla piwa powinny być czyste, bez obcych zapachów, z prawidłowym zamknięciem i zabezpieczeniem; prawidłowo znakowane. Piwo może być rozlewane do butelek wg PN-O-79700:1981 (PN-81/O-79700) i wg BN-90/6831-32, z ciemnego szkła, najlepiej brunatnego, do puszek metalowych lub innych opakowań.

Butelki z piwem powinny być zamykane zakrywkami koronowymi wg BN-90/5048-09 lub innymi zamknięciami uzgodnionymi z odbiorcą.

Browary mogą rozlewać piwo do :

• Pojemników metalowych ze stali nierdzewnej,

• Pojemników z tworzyw sztucznych,

• Beczek metalowych z blachy aluminiowej wg BN-76/5046-04,

• Beczek drewnianych wg PN-D-79906:1955 (PN-55/D-79906),

• Innych uzgodnionych z odbiorcą.

Beczki z piwem mogą być zamykane szczelnymi wkrętami lub czopami drewnianymi oraz korkami z kory dębu korkowego lub korkami z tworzyw sztucznych.

(7, str.5)

1. Przechowywanie :

1. Warunki przechowywania.

Piwo należy przechowywać w temperaturze 2 %10 ºC. Piwo przechowywane w butelkach nie może być narażone na bezpośrednie działanie promieni słonecznych i mrozu. Magazyny służące do przechowywania piwa powinny być:

• kryte,

• szczelne,

• czyste,

• zaciemnione,

• wolne od obcych zapachów. (7, str.6)

1. Okresy przechowywania

W warunkach w/w , w których piwo powinno spełniać wymagania normy, wynoszą dla piwa nieutrwalonego 10 dni. Okresy przechowywania mogą być dłuższe dla produkcji danego zakładu, jeżeli zostały potwierdzone wynikami badań przechowalniczych lub prób forsowania, dostępnymi do wglądu jednostkom kontrolującym. Potwierdzeniem testu forsowania są wyniki badań przechowalniczych.

Dla piwa importowanego okres i warunki przechowywania powinny być określone w kontrakcie. (7, str.6)

6. Warunki transportu

Piwo powinno być przewożone środkami transportu zapewniającymi zachowanie wymaganych warunków. Wagony, samochody, wozy, cysterny, zbiorniki powinny być czyste i wolne od obcych zapachów. Transport piwa powinien odbywać się zgodnie z aktualnie obowiązującymi przepisami przewozowymi. W czasie transportu należy w cysternach lub zbiornikach utrzymywać ciśnienie niższe niż 0,06 Mpa oraz temperaturę w granicach 2%8 ºC. (7, str.6)

7. Rodzaje badań, zakres i częstotliwość ich wykonywania

1. Badania pełne obejmują:

1. Sprawdzanie stanu opakowań i prawidłowości znakowania,

2. Sprawdzanie napełnienia opakowań,

3. Sprawdzanie zapachu,

4. Sprawdzanie klarowności,

5. Sprawdzanie barwy,

6. Sprawdzanie nasycenia dwutlenkiem węgla,

7. Sprawdzanie smaku,

8. Sprawdzanie goryczki,

9. Sprawdzanie pienistości,

10. Oznaczenie zawartości ekstraktu brzeczki podstawowej,

11. Oznaczenie zawartości dwutlenku węgla,

12. Oznaczenie zawartości alkoholu etylowego,

13. Oznaczenie barwy w jednostkach EBC,

14. Oznaczenie kwasowości ogólnej,

15. Oznaczenie stężenia jonów wodorowych pH,

16. Oznaczenie klarowności w jednostkach zmętnienia EBC,

17. Oznaczenie trwałości,

18. Oznaczenie zawartości metali szkodliwych dla zdrowia,

19. Oznaczenie obecności bakterii z grupy coli.

Badania pełne wykonuje się przy każdej zmianie technologii produkcji. Badania wg pozycji r. wykonuje się co najmniej raz w roku. Badania wg pozycji s. wykonuje się co najmniej dwa razy na rok (7, str.6-7)

1. Badania niepełne obejmują:

1. Sprawdzanie zapachu,

2. Sprawdzanie klarowności,

3. Sprawdzanie barwy,

4. Sprawdzanie nasycenia dwutlenkiem węgla,

5. Sprawdzanie smaku,

6. Sprawdzanie goryczki,

7. Sprawdzanie pienistości,

8. Oznaczenie zawartości ekstraktu brzeczki podstawowej,

9. Oznaczenie zawartości alkoholu,

10. Oznaczenie kwasowości ogólnej,

Badania niepełne wykonuje producent dla każdej partii każdego gatunku piwa. (7, str.7)

6. Informacje, które powinny znajdować się na etykiecie:

Znakowanie opakowań powinno być zgodne z aktualnym rozporządzeniem ministra rolnictwa i gospodarki żywnościowej w sprawie znakowania środków spożywczych używek i substancji dodatkowych dozwolonych, przeznaczonych do obrotu. Znakowanie opakowań jednostkowych powinno zawierać co najmniej następujące informacje:

• Wykaz użytych dozwolonych substancji dodatkowych,

• Datę minimalnej trwałości lub termin przydatności do spożycia,

• Deklarowaną objętość piwa w litrach,

• Warunki przechowywania piwa nie utrwalonego,

• Nazwę i adres browaru; jeżeli piwo jest rozlewane poza browarem, należy podać adres zakładu rozlewającego,

• Maksymalna zawartość alkoholu etylowego w procentach objętościowych,

• Kraj pochodzenia w przypadku piwa importowanego, rozlewanego w Polsce,

• Oznaczenie partii produkcyjnej.

Piwo należy znakować w języku polskim. Dopuszcza się znakowanie w języku obcym piwa eksportowanego, skierowanego do obrotu krajowego. (7, str.6)

3. Charakterystyka surowców, substancji dodatkowych i

materiałów pomocniczych stosowanych w procesie technologicznym

Do produkcji piwa wykorzystuje się surowce główne:

• Słód

• Drożdże

• Chmiel

• Wodę

Oraz materiały pomocnicze:

• Ziemię okrzemkową

• Butelki

• Etykiety

• Klej

• Woda chłodnicza

• Energia

Surowce główne:

3.1. Słód pilzneński

Słód browarny wyprodukowany z jarego jęczmienia browarnego lub odmian ozimych, których jakość odpowiada wymaganiom stawianym surowcom do produkcji słodu. Rozróżnia się dwie klasy jakości słodu browarnego typu pilzneńskiego, oznaczone I i II. (9, str.2)

3.1.1. Wymagania organoleptyczne i fizykochemiczne (9, str.2-3)

Lp.	Cechy	P-I	P-II
1	Barwa ziarna	Jednolita, szarożółta zbliżona do barwy ziarna jęczmienia browarnego	Jednolita, szarożółta zbliżona do barwy ziarna jęczmienia browarnego
2	Zapach ziarna	Swoisty, słodowy; zapachy obce: stęchły, pleśniowy lub inne nietypowe- niedopuszczalne	Swoisty, słodowy; zapachy obce: stęchły, pleśniowy lub inne nietypowe- niedopuszczalne
3	Obecność szkodników	niedopuszczalna	niedopuszczalna
4	Wyrównanie, % (m/m), nie mniej niż	95	Nie normalizuje się
5	Ziarna połamane, % (m/m), nie więcej niż	0,5	1,5
6	Zanieczyszczenia ogółem, % (m/m), nie więcej niż W tym: Ziarn spleśniałych,%(m/m) Nie więcej niż	1,0 0,3	1,5 0,8
7	Kruchość,%(m/m), nie mniej niż	75	65
8	Wilgotność,%(m/m), nie więcej niż	4,5	5,0
9	Zawartość ekstraktu w przeliczeniu na suchą substancję słodu,%(m/m), nie mniej niż	79,5	78,5
10	Różnica ekstraktów,%(m/m), nie więcej niż	2,3	3,0
11	Lepkość brzeczki laboratoryjnej, mPas nie więcej niż	1,69	Nie normalizuje się
12	Czas scukrzania min nie dłużej niż	15	20
13	Czas spływu brzeczki labolatoryjnej, min nie dłużej niż	60	60
14	Klarowność brzeczki labolatoryjnej	Klarowna lub opalizująca	Klarowna lub opalizująca
15	Smak brzeczki labolatoryjnej	Swoisty, słodowy; smak kwaśny lub nietypowy- niedopuszczalny	Swoisty, słodowy; smak kwaśny lub nietypowy- niedopuszczalny
16	Barwa brzeczki lab. w jednostkach EBC, nie więcej niż	3,5	4,5
17	Barwa brzeczki lab. po gotowaniu, w jedn. EBC, nie więcej niż	6,0	6,5
18	pH brzeczki lab. nie więcej niż	5,9	Nie normalizuje się
19	Ogólna zawartość białka w suchej substancji słodu, %(m/m), nie więcej niż	11,3	12,5
20	Liczba Kolbacha, %(m/m),	od 35 do 45	Nie normalizuje się
21	Zawartość azotu rozpuszczalnego w suchej substancji słodu, mg/100g	od 630 do 800	Nie normalizuje się
22	Siła diastatyczna, w jednostkach WK nie mniej niż	240	Nie normalizuje się

3.1.2 Pakowanie

Słód jest dostarczany luzem, w wagonach lub cysternach. (9, str.4)

3.1.3 Znakowanie

Słód przeznaczony do sprzedaży w obrocie krajowym powinien mieć dokument zawierający następujące informacje:

• Nazwę wyrobu,

• Typ i klasę jakości wyrobu,

• Nazwę i adres producenta,

• Nazwę i adres dostawcy,

• Wyniki oznaczeń cech jakościowych dotyczące: wilgotności, zawartości ekstraktu w przeliczeniu na sucha substancję słodu, różnicy ekstraktów, czasu scukrzania, barwy brzeczki lab. , ogólnej zawartości białka w suchej substancji słodu,

• Inne parametry na życzenie odbiorcy. (9, str.4)

3.1.4 Przechowywanie

Słód należy przechowywać w pomieszczeniach:

• czystych,

• suchych,

• przewiewnych,

• wolnych od szkodników i obcych zapachów(9, str.4)

3.1.5 Transport

Środki transportu używane do przewozu słodu powinny być czyste, suche, wolne od szkodników i obcych zapachów, chroniące ziarno przed zwilgoceniem. Środek transportu do przewozu słodu luzem powinien być szczelny. (9, str.4)

3.2 Chmiel nieprzetworzony

Chmiel zebrany w okresie dojrzałości technologicznej, wstępnie wysuszony, zapakowany, gotowy do sprzedaży. (9, str.1)

3.2.1 Wymagania: (9, str.2-3)

Lp.	Cechy	Wymagania
1	Wygląd	Szyszki równomierne wykształcone, praktycznie nie przerośnięte, o dojrzałości technologicznej i strukturze osadek charakterystycznej dla danej grupy odmianowej
2	Barwa i połysk	Zielona, jasnozielona o odcieniu złotawym, z połyskiem
3	Aromat	Specyficzny, bez obcych zapachów
4	Barwa lupuliny	Jasnożółta do cytrynowej
5	Długość szyszek, mm, nie mniej niż	20; dopuszcza się nie więcej niż 5% szyszek mniejszych
6	Ilość i wielkość gron	Dopuszcza się nie więcej niż 3% gron zawierających nie więcej niż 3 szyszki
7	Szyszki uszkodzone: mechanicznie, przez choroby, lub szkodniki %(m/m), nie więcej niż	20; nie dopuszcza się uszkodzeń spowodowanych przez choroby i szkodniki
8	Zaziarnienie, %(m/m) nie więcej niż	0,1
9	Zanieczyszczenia organiczne, % (m/m), nie więcej niż	2,5
10	Zanieczyszczenia nieorganiczne, %(m/m)nie więcej niż	0,15
11	Szyszki rozkruszone, %(m/m), nie więcej niż	10
12	Wilgotność, % (m/m)	10 %13
13	Żywice chmielowe -dział wartości konduktometrycznej w odniesieniu do całkowitej zawartości żywic, % (m/m) -stosunek zawartości β-frakcji do wartości konduktometrycznej	35 1,3

3.2.2 Opakowanie

Wg BN-84/9100-04 lub inne zgodne z wymaganiami odbiorców, dopuszczone do kontaktu z żywnością. Dopuszczalne odchylenia wymiarów powinny wynosić nie więcej niż 2 cm; odchylenia od deklarowanej masy nie powinny przekraczać 4%. Każde opakowanie powinno być zaopatrzone w napis wykonany trwałą farbą, zawierający:

• Numer ewidencyjny worka,

• Masę opakowania,

• Nazwę odmiany.

Ponadto do każdej partii powinna być załączona specyfikacja, zawierająca:

• Oznaczenie ,

• Nazwisko dostawcy,

• Numery ewidencyjne worków,

• Masę netto,

• Rok zbioru chmielu. (9, str.5)

3.2.3 Przechowywanie:

Chmiel należy przechowywać w pomieszczeniach suchych, wolnych od obcych zapachów, zaciemnionych, o temperaturze powietrza 1%4˚C i wilgotności względnej 75% oraz mających podłogi wyłożone drewnem. Opakowania z chmielem powinny być ustawione w pozycji stojącej z zachowaniem przejść między rzędami worków. (8, str.5)

3.2.4 Transport

Transport chmielu powinien odbywać się zgodnie z aktualnie obowiązującymi przepisami przewozowymi. (8, str.5)

3.2.5 Badania pełne

Obejmują :

1. Określanie wyglądu szyszek,

2. Określanie barwy i połysku,

3. Określanie aromatu,

4. Określanie barwy lupuliny,

5. Określanie długości szyszek,

6. Określanie ilości i wielkości gron,

7. Określanie zawartości szyszek uszkodzonych,

8. Oznaczanie zaziarnienia,

9. Oznaczanie zawartości zanieczyszczeń organicznych,

10. Oznaczanie zawartości zanieczyszczeń nieorganicznych,

11. Oznaczanie zawartości szyszek rozkruszonych,

12. Oznaczanie wilgotności,

13. Oznaczanie udziału wartości konduktometrycznej w odniesieniu do całkowitej zawartości żywic,

14. Oznaczanie stosunku zawartości β-frakcji do wartości konduktometrycznej (8, str.5)

3.3 Drożdże

Drożdże są objętościowo niewielkim dodatkiem w produkcji piwa, ale bez nich cały proces piwowarski nie byłby możliwy. Drożdże są drobnoustrojami jednokomórkowymi rozmnażającymi się przez pączkowanie. Komórki drożdżowe są niedostrzegalne gołym okiem. W piwowarstwie stosowane są dwa typy drożdży: dolnej i górnej fermentacji. Podstawą podziału jest sposób ich zachowywania się w fermentowanej brzeczce. Drożdże dolnej fermentacji rozmnażają się i odfermentowują brzeczkę piwną „ w stanie zawieszenia” w całej jej masie. Po odfermentowaniu opadają na dno. Natomiast drożdże górnej fermentacji w fazie burzliwego rozwoju utrzymują się w górnej warstwie brzeczki.( 2, str. 46-47)

3.3.1 Wymagania organoleptyczne: (10, str.2)

Lp	Cechy	Wymagania
1	Wygląd	Typowa gęsta zwarta masa, na której powierzchni po odstaniu zbiera się warstwa wody lub piwa,
2	Barwa	Jasnokremowa,
3	Zapach	Charakterystyka dla świeżych drożdży, bez obcych zapachów,
4	Smak	Charakterystyczny dla drożdży, bez obcych smaków, gorzki na skutek obecności substancji goryczkowych pochodzących z chmielu,

3.3.2Wymagania mikrobiologiczne: (10, str.2)

Lp.	Cechy	Wymagania
1	Stan fizjologiczny komórek	Komórki owalne, możliwie jednakowej wielkości, ewentualnie z małymi wodniczkami; cytoplazma komórek jednorodna
2	Liczba komórek drożdżowych w 1 ml gęstwy drożdżowej, nie mniej niż	8 x10
3	Liczba martwych komórek drożdżowych w stosunku do ogólnej liczby drożdży, %, nie więcej niż	5
4	Obecność drożdży obcych w 0,2 ml gęstwy drożdżowej	nieobecne
5	Obecność szkodliwej mikroflory, głownie bakterii fermentacji mlekowej	nieobecne
6	Liczba bakterii w stosunku do liczby komórek drożdżowych,%, nie więcej niż	0,05
7	Liczba bakterii ogółem w 1ml gęstwy drożdżowej, nie więcej niż	10
8	Liczba bakterii fermentacji mlekowej w 1ml gęstwy drożdżowej, nie więcej niż	5x10
9	Liczba bakterii rodzaju Lactobacillus w 1 ml gęstwy drożdżowej, nie więcej niż	10
10	Obecność bakterii z rodziny Enterobacteriaceae w 0,2 ml gęstwy	nieobecne

3.3.3 Pakowanie

Drożdże powinny być pakowne do wysterylizowanych zamkniętych naczyń metalowych lub z tworzyw sztucznych. Na naczyniu z drożdżami nastawnymi powinna być umieszczona etykieta zawierająca co najmniej następujące dane:

• Nazwę i adres producenta,

• Nazwę wyrobu,

• Datę i godzinę napełnienia naczynia,

• Objętość gęstwy drożdżowej, w hektolitrach,

• Liczbę komórek drożdżowych w 1 ml gęstwy,

• Napis: „przechowywać w temp. od 0˚C do 5˚C ( przez max 24 godz.)(10, str.8)

3.3.4 Transport i przechowywanie

Drożdże nastawne należy przechowywać i transportować w szczelnie zamkniętych zbiornikach metalowych lub z tworzyw sztucznych, z których za pomocą czystego powietrza lub tlenu można usuwać dwutlenek węgla oraz utrzymywać temp. na poziomie od 0˚C do 5˚C. Dopuszcza się możliwość przechowywania drożdży nastawnych w tzw. Wannach drożdżowych, przy maksymalnym zabezpieczeniu czystości, w temp. od 0˚C do 5˚C, przez okres nie dłuższy niż dwie doby. (10, str.8)

1. Woda

Woda ma bardzo ważne znaczenie w procesie technologicznym, stosowana w browarnictwie , podobnie jak w całym przemyśle spożywczym, powinna odpowiadać ogólnym cechom dobrej wody do picia. Tak więc powinna być bezbarwna, klarowna, bez zapachu i orzeźwiająca w smaku, o odczynie zbliżonym do obojętnego, o minimalnej zawartości części organicznych i niezbyt dużej zawartości składników mineralnych oraz pozbawiona wszelkich zanieczyszczeń i związków chemicznych wpływających na jej cechy organoleptyczne, takich jak: chlor czy rdza. (2, str.48-49)

3.4.1 Wymagania organoleptyczne (źródło: Dz. U. nr 35/1990)

Lp.	Cechy	Wymagania
1.	Barwa	Przezroczysta, bezbarwna (20)
2.	Odczyn (pH)	6,5 -8,5 pH
3.	Mętność	5 mg/dm³
4.	Substancje rozpuszczone	800 mg/dm³
5.	Siarkowodór	Zapach niewyczuwalny
6.	Twardość (zawartość CaCO3)	500 mg/dm³
7.	Zapach	Bez zapachu -naturalny,
8.	Zawiesiny (organizmy wodne martwe i żywe)	Niewidoczne w szklanych naczyniach.

3.4.2 Wymagania fizykochemiczne (źródło: Dz. U. nr 35/1990)

Lp.	Wyróżnik jakościowy	Wymagania
1.	Amoniak	0,5 mg/dm³
2.	Arsen	0,05 mg/dm³
3.	Azotany	10,0 mg/dm³
4.	Benzen	0,01 mg/dm³
5.	Benzo(a)piren	15,0 mg/dm³
6.	Chloraminy	2,0 mg/dm³
7.	Chlorki	300,0 mg/dm³
8.	Chlorobenzeny (bez hexachlorobenzenu)	0,005 mg/dmł
9.	Chlorofenole (bez pentachlorofenolu)	Zapach niewyczuwalny.
10.	Chloroform	0,03 mg/dm³
11.	Chlor wolny (Cl2)	0,2 -0,5 mg/dm³ i więcej
12.	Chlor użyteczny -w wodzie pływalni	Nie mniej niż 0,2 mg/dm³
13.	Chrom	0,01 mg/dm³
14.	Cyjanki wolne	0,02 mg/dm³
15.	Cynk	5,0 mg/dm³
16.	Detergenty: Anionowe Kationowe Niejonowe	0,2 mg/dm³ 0,1 mg/dm³ 0,2 mg/dm³
17.	2,4 -D (kwas dichlorofenyloksyoctowy)	0,05 mg/dmł
18.	DDT i jego metabolity	0,001 mg/dm³
19.	1,2 -dichloroetan	0,01 mg/dm³
20.	1,1 -dichloroetan	0,001 mg/dm³
21.	Fenole	Zapach niewyczuwalny.
22.	Fluorki	1,5 mg/dm³
23.	Formaldehyd	0,05 mg/dm³
24.	Glin	0,3 mg/dmł
25.	Heptachlor i jego epoksyd	0,0001mg/dm³
26.	Hexachlorobenzen	15,0 mg/dm³
27.	Kadm	0,005 mg/dm³
28.	Lindan	0,005 mg/dm³
29.	Mangan	0,1 mg/dm³
30.	Metoksychlor	0,03 mg/dm³
31.	Miedź	0,05 mg/dm³
32.	Nikiel	0,03 mg/dm³
33.	Ołów	0,05 mg/dm³
34.	Pentachlorofenol	0,01 mg/dm³
35.	Rtęć	0,001 mg/dm³
36.	Selen	0,01 mg/dm³
37.	Siarczany	200,0 mg/dm³
38.	Sód	200,0 mg/dm³
39.	Srebro	0,05 mg/dm³
40.	Tetrachlorek węgla	0,005 mg/dm³
41.	Tetrachloroetan	0,01 mg/dm³
42.	Trichloroetan	0,03 mg/dm³
43.	Zelazo	0,5 mg/dm³

3.4.3 Wymagania mikrobiologiczne (źródło: Dz. U. nr 35/1990)

Lp.	Wyróżnik jakościowy	Wymagania
1.	Liczba bakterii grupy coli typu kałowego w 100ml wody -nie większa niż	0 mg/dm³
2.	Liczba bakterii grupy typu coli w 100ml -nie większa niż	1 mg/dm³
3.	Liczba kolonii bakterii na agarze odżywczym po 24h w temp. 37 °C w 1ml wody -nie większa niż	20 mg/dm³
4.	Liczba kolonii bakterii na agarze odżywczym po 72h w temp. 20 °C w 1ml wody -nie większa niż	100 mg/dm³
5.	Liczba gronkowców w 100ml wody - nie większa niż	0 mg/dm³

Materiały pomocnicze

3.5 Ziemia okrzemkowa

Jest to produkt kopalniany, złożony głównie ze szkieletów organizmów roślinnych (okrzemek), które mają sitowatą lub siateczkowatą strukturę. Nadają warstwie utworzonej z ziemi okrzemkowej charakter subtelnego filtru na płótnie, bibule lub porowatej powierzchni. Występująca w handlu ziemia okrzemkowa jest to lekki biały proszek, który powoli osadza się z zawiesiny wodnej. (1, str.897)

3.6 Kapsle

Kapsle są to nakrywki koronkowe. Zamknięcie hermetyczne do butelek szklanych składające się z :

• krążka blaszanego, zwykle lakierowanego i odpowiednio wyprofilowanego,

• wewnętrznej wkładki korkowej,

• krążka folii aluminiowej. (1, str.289)

Zamknięcie butelki polega na zaciśnięciu bocznej powierzchni kapsla na kołnierzu butelki, najczęściej w automatycznych zamykarkach. W wyniku czego uzyskuje się pełną szczelność. Przed użyciem kapsel wyjaławia się w 70% alkoholu lub parą.

(1, str.289)

3.7 Butelki

Butelka jest to opakowanie jednostkowe do piwa skierowanego do obrotu handlowego. Butelki szklane są opakowaniami spełniającymi podstawowe wymagania technologiczne:

• łatwe do utrzymania czystości,

• chronią przed światłem,

• umożliwiają pasteryzację,

• umożliwiają przemywanie w niskiej temperaturze,

• nadają się do wysokowydajnych linii rozlewniczych,

• mogą być używane 20-50 razy. (1, str.98)

3.8 Etykiety

Etykieta to nalepka, rodzaj znaku towarowego, znajdującego się na butelce, zawierającego informacje o wyrobie. Na etykiecie powinny znaleźć się co najmniej następujące informacje:

• Wykaz użytych dozwolonych substancji dodatkowych,

• Datę minimalnej trwałości lub termin przydatności do spożycia,

• Deklarowaną objętość piwa w litrach,

• Warunki przechowywania piwa nieutrwalonego,

• Nazwę i adres browaru; jeżeli piwo jest rozlewane poza browarem, należy podać adres zakładu rozlewającego,

• Maksymalną zawartość alkoholu etylowego w procentach objętościowych,

• Kraj pochodzenia w przypadku piwa importowanego, rozlewanego w Polsce,

• Oznaczenie partii produkcyjnej.

• Cenę. (1, str.206)

3.9 Woda chłodnicza

Woda ta przeznaczona jest do celów chłodniczych. Po odebraniu ciepła w danym urządzeniu jest spuszczana bezpośrednio do rzeki lub podawana schłodzeniu w chłodnicach różnego typu. Nie powinna powodować odkładania się osadu na powierzchni rur lub komór aparatów chłodniczych, pogarszającego warunki wymiany ciepła. (1, str.838-839)

3.10 Klej

Klej jest to substancja lepiąca, którą wykorzystuje się to naklejania etykiet na butelki.

3.11 Energia

Energia doprowadzona z elektrowni zasilająca urządzenia elektryczne usprawniająca i w większości przypadkach umożliwiająca przeprowadzenie procesu technologicznego, podczas którego zamieniana jest w ciepło i parę wodną. (1, str.158)

4. Charakterystyka procesu technologicznego

Proces technologiczny produkcji piwa jasnego składa się z operacji i procesów jednostkowych. Operacje jednostkowe to :

• Śrutowanie,

• Filtrowanie,

• Gotowanie brzeczki,

• Oddzielanie chmielin,

• Filtracja,

• Rozlewanie,

• Etykietowanie,

Natomiast procesy jednostkowe to:

• Zacieranie,

• Fermentacja,

• Leżakowanie,

4.1 Opis słowny procesu technologicznego

*Dane ilościowe są to założenia własne wynikające z potrzeby późniejszego zrobienia bilansu

materiałowego.

4.1.1 Śrutowanie słodu

Nieodzowną czynnością poprzedzającą proces zacierania jest rozdrabnia­nie, czyli śrutowanie słodu. Z rozdrobnionego materiału łatwiej przechodzą do roztworu składniki ziarna, a wśród nich enzymy oraz ich substraty.

W ten sposób śrutowanie sprzyja zetknięciu się w maksymalnym stopniu enzymów z tymi składnikami ziarna, których odbudowa stanowi zasadniczy cel zacierania, tj. przede wszystkim ze skrobią i związkami białkowymi.

Do rozdrabniania słodu służą śrutowniki cztero-, pięcio- i sześciowal­cowe. Otrzymana śruta zawiera mniej lub więcej rozdrobnioną łuskę, grysik gruby i drobny oraz mąkę i mączkę. Ich wzajemny stosunek oraz stopień rozdrobnienia wywierają znaczny wpływ na proces zacierania. Wewnętrzna część ziarna powinna być dobrze zmielona, natomiast łuski nie mogą ulec nadmiernemu rozdrobnieniu, ponieważ utrudnia to filtrację brzeczki. Niepożądane jest również zbytnie roztarcie całego ziarna z pow­staniem dużej ilości mąki i mączki. Także i w tym przypadku filtracja jest utrudniona, a ponadto wysłodziny zatrzymują znaczne ilości ekstra­ktu. Drobne zmielenie łuski ułatwia wyługowanie zawartych w niej sub­stancji wpływających niekorzystnie na smak i zabarwienie brzeczki.(6, str.698)

Stopień rozdrobnienia słodu i wzajemny stosunek poszczególnych frak­cji, śruty zależą od szeregu czynników:

• własności śrutowanego słodu, takich jak stopień rozluźnienia. i za­wartość wody,

• stosowanej metody zacierania,

• urządzeń filtracyjnych browaru.

Dobrze rozluźniony słód jest kruchy, zawiera mało twardych lub szkli­stych części i dlatego łatwo się miele. Właściwe rozluźnienie nie wymaga jednak drobnego zmielenia, ponieważ w wyniku zmiany przepuszczal­ności błon komórkowych bielma ekstrakcja substancji wyciągowych jest ułatwiona. Im niższy jest stopień rozluźnienia słodu, tym większe zna­czenie posiada śrutowanie. Mechaniczna obróbka w określonym

stopniu zastępuje biochemiczne procesy rozluźniania, zachodzące w czasie słodo­wania i suszenia.

Im bardziej wilgotny jest słód, tym bardziej utrudnione jest śruto­wanie. Śruta jest bardziej gruba, zwiększa się procent łuski, do której przylega znaczna część bielma. Duże trudności powstają również przy śrutowaniu zbyt suchego słodu, zawierającego ok. 2% wody. Zbyt kruchy słód ulega nadmiernemu rozdrobnieniu wraz ze zmieleniem łuski. (6, str.698)

Słód może być mniej rozdrobniony przy wolnym prowadzeniu zacierania. Daje to szczególnie dobre wyniki przy niezbyt daleko posuniętym lub nierównomiernym rozluźnieniu słodu.

Przy zastosowaniu kadzi filtracyjnej rozdrobnienie nie może być zbyt daleko posunięte. Łuska stanowi wówczas naturalny materiał filtrujący. Bardzo drobno zmielona zbija się w kadzi utrudniając filtrację brzecz­ki. Użycie prasy filtracyjnej pozwala na większe rozdrobnienie ziarna i łuski. (6, str.698-699)

Odpowiedni stopień rozdrobnienia słodu posiada duże znaczenie dla właściwego przebiegu procesów biochemicznych w czasie zacierania, dzięki czemu wpływa na skład chemiczny brzeczki, a w końcowym wyniku na skład i własności piwa. Sprawność operacji wynosi 0,98.

4.1.2 Zacieranie

W słodzie występuje pewna ilość związków rozpuszczalnych, powstałych głównie w wyniku odbudowy składników zapasowych ziarna w czasie kiełkowania i suszenia. Należą do nich przede wszystkim produkty hydro­lizy skrobi i białek, enzymy oraz sole mineralne. Słody ciemne zawierają więcej składników rozpuszczalnych niż słody jasne. Przeważająca ilość skrobi oraz znaczna część związków białkowych zawartych pierwotnie w ziarnie pozostaje jednak w słodzie w formie nierozpuszczalnej. Ulegają one hydrolizie enzymatycznej dopiero w czasie zacierania, które ma na celu przeprowadzenie do roztworu maksymalnej ilości składników słodu. (6, str. 699)

W pierwszej fazie zacierania następuje ekstrakcja związków rozpusz­czalnych występujących w rozdrobnionym słodzie. W późniejszych fazach zachodzą enzymatyczne procesy odbudowy szeregu składników ziarna. Pod względem ilościowym najważniejsze są przemiany skrobi i związków ­białkowych.

Związki rozpuszczalne przechodzące do roztworu w procesie zacierania nazywa się składnikami ekstraktowymi. Tylko niewielka ich część 10-15% pochodzi z ekstrakcji w pierwszej fazie zacierania. Reszta powstaje w wyniku procesów enzymatycznych. Występują przy tym zna­czne różnice ilościowe. Stosunek ilościowy odbudowy skrobi i związków białkowych w czasie zacierania i słodowania waha się dość znacznie, za­leżnie od typu produkowanego słodu i piwa oraz od wielu czynników tech­nologicznych. Substancje azo­towe, jeżeli uwzględnić procesy resyntezy związane z rozwojem zarodka, ­ulegają w większym stopniu odbudowie podczas słodowania. W gorzelnictwie podstawowym celem zacierania jest maksymalne scuk­rzenie skrobi, tj. odbudowa do cukrów fermentujących maltozy i gluko­zy. Stopień scukrzenia skrobi nie przekracza zwykle 75%, a w przypadku zacierania słodów ciemnych na­wet 65%. W rezultacie stosunek dekstryn do cukrów redukujących (głównie maltozy) wynosi średnio w brzeczkach ze słodu jasnego 1: 3,2. Dekstryny są ważnym składnikiem ekstraktu piwa. Przy zacieraniu dąży się również do pełnego wykorzystania skrobi zawartej w surowcu. Wykorzystanie to polega jednak na jej odbudowie do cukrów fermentujących i dekstryn, przy czym ich wzajemny stosunek musi odpowiadać produkowanemu typowi piwa. Osiąga się to przez stworzenie odpowiednich warunków hydrolizy enzymatycznej podczas zacierania. (6, str. 699)

Przyspieszenie hydrolizy skrobi pod wpływem enzymów amylolitycz­nych wymaga jej skleikowania lub przeprowadzenia w formę rozpusz­czalną. Stosuje się w tym celu stałe lub sukcesywne ogrzewanie do temp. 75°C. Czynnikami decydu­jącymi o odbudowie skrobi oraz o stosunku cukrów redukujących do dekstryn są:

• siła amylolityczna słodu,

• temperatura,

• czas zacierania,

• pH środowiska.

Siła amylolityczna słodu w wyniku suszenia ulega obniżeniu. O ile w słodzie zielonym wynosi ona średnio 600° Windischa-Kolbacha, to w słodach jasnych 250°. Bardzo ważnym czynnikiem regulującym stosunek dekstryn do cukrów redukujących jest temperatura zacierania. Optimum temp. dla β-amylazy wynosi 50-55°C, dla α -amylazy 60-65°C. W temperaturze powyżej 63-65°C powstaje zatem więcej dekstryn, a mniej maltozy. Aby uzyskać brzeczkę o wyższej zawartości cukrów redukujących, dającej wyższy sto­pień odfermentowania, zacier przetrzymuje się dłużej w temp. 55-63°C. Bardzo duże znaczenie dla jakości piwa posiada również enzymatyczna odbudowa związków białkowych w czasie zacierania. Zbyt daleko posu­nięta hydroliza prowadzi do otrzymania piwa o tzw. "pustym" smaku i złej pienistości. Niedostateczna odbudowa białek powoduje natomiast trudności przy klarowaniu piwa i może być przyczyną powstawania zmęt­nień białkowych. Procesy odbudowy związków białkowych podczas zacierania nie zostały jeszcze dokładnie zbadane. W roztworze występują zarówno wysokocząsteczkowe białka rozpuszczalne, jak i produkty ich hydrolizy o bardzo zróżnicowanym ciężarze cząsteczkowym i własnoś­ciach. W procesie zacierania, niezależnie od metody, utrzymuje się przez pewien czas określoną temperaturę optymalną dla działania odpowiednich enzymów. Są to tzw. "przerwy" cukrowe i białkowe. (6, str.699-700)

W pierwszej fazie zacierania pH wynosi zwykle ok. 6, a nawet 6,3, zależnie od składu chemicznego użytej wody. Później ulega obniżeniu do 5,4-5,9, przede wszystkim dzięki powstawaniu pierwszorzędowych fosforanów w wyniku rozkładu fityny. Dla działania enzymów amylolitycznych, proteolitycz­nych oraz fitazy korzystne jest pH nieco powyżej 5. Utrzymanie określo­nego poziomu pH zależy od obecności substancji buforowych, do których należą białka i produkty ich odbudowy, takie jak peptydy i aminokwasy oraz różne sole, przede wszystkim fosforany.

Istnieją różne metody zacierania. Ogólnie można je podzielić na dekokcyjne i infuzyjne. Metody dekokcyjne stosowane w Europie środkowej, a także w Polsce są typowe przy otrzymywaniu piw dolnej fermentacji. Podwyższenie temperatury zacieru osiąga się przez ogrzewanie do wrzenia jego części, tzw. waru i wymieszanie z pozostałą ilością, tzw. zacierem głównym. Metody infuzyjne używane są do otrzymywania piw górnej fermentacji. Są one powszechnie stosowane w Wielkiej Brytanii, a w Pol­sce tylko sporadycznie. Przy zwykłej metodzie infuzyjnej cały zacier ogrzewa się stopniowo do temp. 75°C. (6, str.701)

Metody dekokcyjne, zależnie od ilości odbieranych części zacieru pod­dawanych gotowaniu (warów), dzieli się na jedno-, dwu- lub trójwarowe. Wybór metody zacierania zależy od:

• wyposażenia browaru,

• typu i rodzaju produkowanego piwa,

• typu i jakości przerabianego słodu,

• ilości dodawanych surowców niesłodowanych.

Zacieranie przeprowadza się w specjalnym pomieszczeniu browaru, zwa­nym warzelnią. Rozróżnia się warzelnie pojedyncze i podwójne. W naj­częściej spotykanej warzelni podwójnej znajdują się następujące urzą­dzenia zasadnicze:

• kadź zacierna,

• kocioł zacierny,

• kocioł warzelny (brzecz­kowy),

• kadź filtracyjna lub prasa filtracyjna. (6, str.701)

Do produkcji piw jasnych stosuje się najczęściej sposób dwuwarowy zacier ogrzewa się w kadzi do temp. 50-52°C. Zacier gęsty w ilości 1/2 zacieru głównego przepompowuje się do kotła zaciernego i gotuje przez 15 min. (pierwszy war). W czasie ogrzewania stosuje się jedną 20-minutową przerwę cukrową w temp. 63°C. W tym czasie zacier główny przechodzi przerwę białkową. Po wprowadzeniu pierwszego waru z powrotem do kadzi zaciernej temperatura zacieru głównego podnosi się do 63-65°C (przerwa cukrowa). Następnie odbiera się ok. 1/3 zacieru głównego i znów przepompowuje do kotła zaciernego w celu otrzymania drugiego waru. Tutaj postępowanie może być dwojakie: zacier ogrzewa do wrzenia bez stosowania przerwy i gotuje 10-15 min., albo robi się przerwę w temp. 70-75°C przez 10-30 min. i następnie gotuje. Wymieszanie drugiego waru z zacierem głównym podnosi jego temp. do 75°C.

*Wodę dodaje się do zacierania w ilości 30% w stosunku do masy słodu dodanego do procesu. Masa oparów wynosi 2% w stosunku do masy całego wsadu Sprawność procesu wynosi 0,97.

4.1.3 Filtrowanie

Gorący zacier poddaje się filtracji w celu oddzielenia części nierozpuszczalnych w wodzie. Filtrowanie jest to operacja jednostkowa, którą przeprowadza się w kadziach filtracyjnych. Są to walcowate naczynia o płaskim dnie, zbudowane z blachy stalowej, pokrytej okładzina izolującą. W kadzi znajdują się dwa dna: jedno górne sitowe i drugie dolne całe, do którego spływa sklarowana brzeczka. Nad dnem filtracyjnym jest umieszczone mieszadło grabkowe, służące do spulchniania i mieszania wysłodzin podczas ich przemywania oraz tzw. kropidło- aparat do zraszania i wymywania wysłodzin. (3, str. 204)

Do kadzi filtracyjnej wprowadza się od dołu wodę w takiej ilości, aby jej powierzchnia sięgała ponad dno filtracyjne, a następnie za pomocą pompy i przewodu wprowadza się zacier z kadzi zaciernej. Zacier pozostawia się w spokoju na okres pół godziny, w celu ewentualnego docukrzenia zacieru oraz osadzenia się zawiesin głównie łuski, na dnie sitowym kadzi , które tworzą naturalną warstwę filtracyjną. Podczas osadzania się zawiesin powierzchnia brzeczki powinna mieć ciemny odcień po upływie ½ godz. Spuszcza się początkowo brzeczkę mętną, którą kieruje się z powrotem do kadzi zaciernej, a później klarowną przekazuje się do kotła warzelnego. Ponieważ pozostałe w kadzi słodziny zawierają jeszcze dużo ekstraktu poddaje się je wysładzaniu, czyli wymywaniu ekstraktu wodą o temp. 75°C. Spływającą brzeczkę wysłodkową kieruje się tak, jak brzeczkę przednią, a pozostały osad, nazywany wysłodzinami lub młótem, przekazuje się na paszę dla bydła. (3, str.205)

*Wodę dodaje się 20% w stosunku do masy wprowadzonego zacieru. Masa wysłodzin powstająca podczas filtrowania stanowi 15% masy zacieru wprowadzonego do operacji. Sprawność operacji wynosi 0,98.

4.1.4 Gotowanie brzeczki

Odfiltrowaną brzeczkę poddaje się gotowaniu w kotle warzelnym z do­datkiem chmielu. Celem tego procesu jest:

• odparowanie nadmiaru wody, tj. zagęszczenie brzeczki,

• całkowita inaktywacja enzymów,

• sterylizacja brzeczki,

• koagulacja związków białkowych,

• ekstrakcja rozpuszczalnych składników chmielu. (6, str.703)

Gotowanie i chmielenie brzeczki wywiera bezpośredni wpływ na włas­ności organoleptyczne piwa i w znacznym stopniu decyduje o jego cha­rakterze. W czasie tego procesu mają miejsce zmiany jakościowe i ilościo­we składu chemicznego brzeczki. Na pierwszym miejscu należy wymienić zmianę smaku brzeczki w wyniku chmielenia. Uzyskuje ona odpowiednią goryczkę chmielową, typową dla każdego piwa.

Odparowanie wody i zagęszczenie brzeczki jest procesem czysto fizycz­nym. Wymywanie wysłodzin podnosi wydajność ekstraktu, ale brzeczka ulega przy tym dość znacznemu rozcieńczeniu. Odparowanie pozwala na podwyższenie jej stężenia do poziomu umożliwiającego uzyskanie okreś­lonej wymaganiami jakościowymi zawartości ekstraktu w brzeczce pod­stawowej. (6, str.703)

Duże znaczenie posiada inaktywacja enzymów. Przerywa się w ten spo­sób biochemiczne przemiany cukrowców i związków białkowych, co pozwala na zachowanie określonego stosunku produktów ich odbudowy; uzyskanego w czasie zacierania.

Sterylizacja brzeczki jest nieodzownym warunkiem właściwego prze­biegu fermentacji. Zależnie od sposobu zacierania w brzeczce pozostaje mniejsza lub większa ilość drobnoustrojów pochodzących ze słodu, wody lub celowo wprowadzonych przy zakwaszaniu zacieru. Ich rozwój w czasie fermentacji mógłby spowodować niekorzystne zmiany jakościowe, a na­wet zepsucie piwa.

Koagulacja związków białkowych posiada zasadniczy wpływ na kla­rowność i trwałość piwa. Procesy denaturacji i koagulacji zachodzą w temperaturze wrzenia brzeczki nawet bez dodatku chmielu. Wydzielanie się strątów białkowych określa się jako łamanie brzeczki. Najbardziej od­powiednie dla koagulacji białek brzeczki jest pH ok. 5,2. Duże znaczenie posiada także obecność różnych jonów, szczególnie siarczanowych i chlor­kowych. Bardziej pełne i szybkie wydzielenie związków białkowych, mo­gących wywoływać zmętnienia piwa, uzyskuje się przez gotowanie brze­czki z chmielem. Tworzą się wówczas połączenia kompleksowe związków garbnikowych i flobafenów chmielu z białkami, wypadające w postaci kłaczków. Koagulacja białek pozwala na otrzymanie klarownej brzeczki o dobrym połysku. Towarzyszy jej obniżenie goryczki chmielowej i częś­ciowe odbarwienie brzeczki.

W czasie gotowania intensywność zabarwienia brzeczki ulega jednak zwiększeniu. Zjawisko to jest wywołane powstawaniem barwników mela­noidynowych, utlenianiem substancji garbnikowych chmielu i wytworze­niem flobafenów, reakcjami garbników i flobafenów ze związkami nie­organicznymi brzeczki, ekstrakcją barwników chmielu itp. Zmiany barwy są szczególnie niebezpieczne w przypadku piw jasnych, dlatego czas go­towania brzeczek przeznaczonych do ich otrzymywania nie powinien być zbyt długi. (6, str.703)

Gotowanie brzeczki trwa 1,5 do 2,5 godz. Zależnie od rodzaju piwa. Chmiel dodaje się w jednej lub kilku porcjach. W celu uzyskania wyraźnego aromatu chmielowego ostatnią porcję dodaje się na krótko przed zakoń­czeniem gotowania. Wielkość dawki zależy od wielu czynników. Do najważniejszych należą:

1. typ piwa - do piw jasnych dodaje się więcej chmielu;

2. stężenie brzeczki,

3. wymagana trwałość piwa - dodatek chmielu zwiększa trwałość piwa przez lepsze wydzielenie białek z brzeczki oraz dzięki własnościom anty­septycznym substancji goryczkowych.

4. upodobania i wymagania konsumentów;

5. jakość wody - przy użyciu wody miękkiej dodatek chmielu może być większy. Twarda woda węglanowa powoduje powstawanie ostrej, nieprzyjemnej goryczki i wymaga zmniejszonej ilości chmielu,

6. jakość chmielu,

7. technologiczne warunki wykorzystania składników chmielu, jak czas gotowania, sposób dawkowania itp.

Po zakończeniu gotowania brzeczkę "wybija się", czyli spuszcza z kotła warzelnego i odcedza. (6, str.704)

* Masa chmielu dodanego do gotowania stanowi 20% w stosunku do masy brzeczki, natomiast para stanowi 1% w stosunku do masy całkowitego wsadu. Sprawność operacji wynosi 0,98.

4.1.5 Oddzielanie chmielin

Cedzenie ma na celu oddzielenie wygotowanego chmielu wraz z wytrąconym osadem. W skład suchej masy osadu wchodzi 50-60% związków białkowych, 16-20% żywic chmielowych, 20-30% innych związków organicznych, m.in. flobafenów i 3-30% soli mineralnych. (6, str.704)

* Masa wychmielin stanowi 5% brzeczki wprowadzonej do tej operacji. Sprawność operacji wynosi 0,98.

4.1.6 Chłodzenie brzeczki

Kolejnym ważnym zabiegiem jest chłodzenie brzeczki do temperatury nastawiania, tj. do temperatury, w jakiej dodaje się drożdże. W czasie chłodzenia brzeczka ulega nasyceniu tlenem powietrza potrzebnym dla rozwoju drożdży. W wyniku obniżenia temperatury następuje również wydzielenie się zmętnień i osadów. Przede wszystkim ulegają wytrąceniu kompleksy garbnikowo-białkowe wywołujące tzw. "zmętnienia zimne". Tworzą one osad, w skład którego wchodzi 65% związków białkowych i 35% garbnikowych. (6, str.704)

W praktyce stosuje się różne sposoby chłodzenia brzeczki. Powszechnie używane są tzw. tace chłodnicze - płaskie metalowe zbiorniki, w których brzeczkę ochładza się do ok. 60°C. Po oddzieleniu osadu dalsze oziębienie do temp. 4-5°C przeprowadza się w chłodzonych aparatach ociekowych lub kadziach osadowych. W nowoczesnych browarach osad oddziela się za pomocą wirówek, a do chłodzenia stosuje się zamknięte, płytowe wy­mienniki ciepła. Niezależnie od stosowanej metody; chłodzenie brzeczki po­winno być przeprowadzone w taki sposób, aby uniknąć zakażenia drobno­ustrojami.

Ochłodzona brzeczka jest przepompowywana do kadzi fermentacyj­nych. Nosi ona nazwę brzeczki podstawowej lub nastawnej. Zawartość ekstraktu w brzeczce podstawowej jest jedną z cech jakościowych przy klasyfikacji i ocenie piwa. (6, str.705)

*Masa osadu powstającego podczas chłodzenia stanowi 3%masy wsadu. Opary stanowią 2% masy brzeczki wprowadzonej do chłodzenia. Sprawność operacji wynosi 0,97.

4.1.7 Fermentacja

Zasadniczym celem fermentacji jest przemiana cukrów w alkohol etylowy pod wpływem enzymów drożdży. Fermentacji ulegają cukry proste i maltoza, a przy użyciu drożdży także niektóre niskocząsteczkowe dekstryny. Powstają również uboczne produkty fer­mentacji. Nie zostają one jednak usunięte, lecz przechodzą do piwa, przyczyniając się do wytworzenia jego bukietu. Ilość ich pozostaje w pewnej proporcji do wytworzonego alkoholu ety­lowego. Ponieważ zawartość alkoholu w piwie jest zazwyczaj stosunkowo niska, uboczne produkty fermentacji występują w minimalnych stężeniach i nie mogą mieć tak ujemnego znaczenia, jak w przypadku spirytusów surowych. (6, str.705)

W czasie fermentacji głównej następuje dość znaczne obniżenie zawar­tości ekstraktu i gęstości brzeczki, spowodowane przede wszystkim prze­mianą cukrów w alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Rozmnażające się drożdże zużywają także część związków azotowych oraz soli mineralnych występujących w brzeczce.

Duże znaczenie posiada zwiększanie się stężenia jonów wodorowych w czasie fermentacji. Brzeczka podstawowa wykazuje pH 5,3-6,0, a młode piwo po zakończeniu fermentacji głównej pH 4,2-4,6. Obniżenie pH powoduje koagulację różnych substancji koloidowych, przede wszystkim białek. Zmniejsza się również rozpuszczalność żywic chmielowych. Ubytki związków azotowych brzeczki w wyniku przyswajania przez drożdże oraz koagulacji wynoszą ok. 40%.

Fermentację przeprowadza się w kadziach fermentacyjnych drewnianych, metalowych lub betonowych. Znajdują się one w pomieszczeniach, które powinny zapewnić utrzymanie temp. 5-6°C, usuwanie powstającego dwutlenku węgla oraz zachowanie maksymalnej czystości bakteriologicznej. Brzeczkę podstawową ochłodzoną do temp. 5-7°C zadaje się drożdżami w kadzi fermentacyjnej. Od tej chwili rozpoczyna się fermen­tacja, w której można wyróżnić 4 okresy. ­(6, str.706)

Pierwszy okres, zwany okresem zasiania drożdży, charakteryzuje się ich intensywnym rozmnażaniem. Trwa on 1-1,5 doby. Po upływie 12-22 godz. brzeczka jest nasycona CO2, który zaczyna się wydzielać, tworząc przy ścianach kadzi otoczkę białej piany. Gęstość brzeczki w tym okresie obniża się średnio o 0,1-0,2° Blg na dobę.

Drugi okres, zwany okresem niskich krążków, trwa 2-3 dni. Inten­sywne wydzielanie się dwutlenku węgla powoduje powstanie gęstej piany, skupiającej się na powierzchni brzeczki w postaci ząbkowanych krążków, o żółtawobrunatnym zabarwieniu wywołanym obecnością żywic chmie­lowych. Obniżenie gęstości brzeczki w tym okresie wynosi 0,5-1,0° Blg na dobę. (6, str.706)

Trzeci okres, zwany okresem wysokich krążków, rozpoczyna się w 4 lub 5 dniu fermentacji i trwa 3-4 doby. Fermentacja w tym okresie prze­biega najbardziej intensywnie, czego wynikiem jest dalsze znaczne obni­żenie gęstości brzeczki, wynoszące 1-1,5° Blg, wzrost temperatury oraz wydzielanie się dużych ilości CO2. Piana staje się lekka, krążki podnoszą się i osiągają największe rozmiary. W tym okresie stosuje się chłodzenie brzeczki, tak aby temp. jej nie przekraczała 7-10°C w ciągu 1-2 dni.

Czwarty okres, zwany okresem opadania krążków, trwa 1-2 doby. Cha­rakteryzuje się stopniowym osłabieniem fermentacji, kłaczkowaniem droż­dży i klarowaniem piwa. Krążki zanikają i w końcu na powierzchni pozo­staje cienka, brunatna, mazista piana zawierająca żywice chmielowe, sub­stancje azotowe i komórki drożdży. Pianę tę należy zbierać, ponieważ pozostawienie jej powoduje nieprzyjemny, gorzki smak piwa. Fermenta­cja główna jest zakończona, kiedy obniżenie gęstości brzeczki w ciągu doby nie przekracza 0,1-0,2° Big. (6, str.706)

Otrzymane młode piwo nie posiada jeszcze odpowiednich własności organoleptycznych i nie nadaje się do bezpośredniej konsumpcji. Musi być ono poddane procesowi leżakowania, zwanemu również fermentacją ­leżakową lub dofermentowaniem piwa. Aby proces ten przebiegał pra­widłowo, młode piwo powinno zawierać ok. 1-1,5°/o cukrów ulegających fermentacji, odpowiednią ilość drożdży oraz posiadać temperaturę nie przekraczającą 5°C. (6, str.706)

* Gęstwę drożdżową dodaje się w ilości 0,5% w stosunku do masy wsadu. Masa odebranego kożuchu drożdży to 2,5% masy wsadu. Sprawność procesu wynosi 0,98.

4.1.8 Leżakowanie

Leżakowanie ma na celu przekształcenie piwa młodego w piwo konsumpcyjne. Do najważniejszych zadań tej fazy otrzymywania piwa należy:

1. odpowiednie nasycenie młodego piwa dwutlenkiem węgla w wyniku dofermentowania lub wprowadzenia gazowego CO2,

2. usunięcie drożdży i substancji powodujących powstawanie smaku drożdżowego,

3. klarowanie piwa w wyniku dalszej koagulacji substancji koloido­wych m. in. tych, które mogą wywoływać tzw. "zimne zmętnienia",

4. uszlachetnienie goryczki piwa przez dalszą koagulację i wytrącenie żywic chmielowych

5. wykształcenie pożądanego bukietu piwa.

W czasie fermentacji leżakowej zachodzą w zasadzie te same procesy, co w fazie fermentacji głównej. Przebiegają one jednak o wiele wolniej. (6, str.707-708)

Podstawowe znaczenie posiada nasycenie piwa dwutlenkiem węgla powstającym w wyniku zachodzącej powoli fermentacji alkoholowej. Młode piwo zawiera ok. 0,2% dwutlenku węgla, natomiast piwo dojrzałe po leżakowaniu ok. 0,35-0,40%. Dwutlenek węgla jest jednym z najważniejszych składników piwa i decyduje o jego orzeźwiającym smaku, pienistości i trwałości. Występuje on w formie rozpuszczonej i związanej. Wiązanie polega na tworzeniu się nietrwałych estrów kwasu węglowego oraz sorpcji dwutlenku węgla na powierzchni dodatnio naładowanych związków koloidowych. Nadmierne lub zbyt szybkie nasycenie dwutlenkiem węgla, prowadzące do przekroczenia ciśnienia w naczyniach leżakowych powyżej 0,4 atm., wpływa ujemnie na jakość piwa. Powoduje ono zmniejszenie stopnia dyspersji koloidów i obniżenie ich zdolności wiązania CO2. Ponadto wolny, rozpuszczony CO2 występuje w stanie przesycenia i po obniżeniu ciśnienia gwałtownie się wydziela, porywając ze sobą znaczną część dwutlenku węgla sorbowanego przez związki koloidowe. Piwo posiada wówczas małą pienistość i "jałowy" smak. (6, str.708)

Bardzo duże znaczenie dla jakości piwa posiada również proces klarowania. Wpływa on nie tylko na wygląd piwa, ale także na jego smak. Czynnikami sprzyjającymi klarowaniu są:

• niska temperatura leżakowania,

• obecność dwutlenku węgla,

• ruchy mechaniczne (krążenie piwa),

• wzrastające ciśnienie i zmiany stężenia jonów wodorowych.

Klarowanie polega na wytrącaniu się związków białkowych, kompleksów garbnikowo-białkowych, żywic chmielowych oraz komórek drożdży. W miarę gromadzenia się CO2 i wzrastania ciśnienia drożdże przestają fermentować i osiadają na dnie, porywając przy tym różne zawiesiny. W czasie leżakowania piwo uzyskuje odpowiedni smak i zapach. Wpływa na to z jednej strony wydzielanie się składników niepożądanych, powodujących obniżenie walorów smakowo-zapachowych, a z drugiej strony tworzenie się szeregu związków. Zharmonizowanie smaku i wykształcenie zapachu w wyniku leżakowania uwarunkowane jest całokształtem zachodzących procesów, przy czym istotne znaczenie posiada czas, sposób i warunki, w jakich przeprowadza się fermentację leżakową.

Leżakowanie przeprowadza się w beczkach dębowych (kufach) lub w beczkach metalowych umieszczonych w pomieszczeniu zwanym piwnicą leżakową. Wewnętrzna powierzchnia kuf i naczyń żelaznych pokryta jest warstwą izolacyjną. Tanki ze stali nierdzewnej lub aluminiowe nie wymagają powlekania. Temperatura piwnicy leżakowej przy stosowaniu beczek dębowych jest utrzymywana na poziomie ok. 2°C, w przypadku tanków metalowych ok. 0°C. Naczynia leżakowe po wypełnieniu młodym piwem zamyka się tzw. szpuntami czopowymi, umożliwiającymi utrzymanie stałego ciśnienia 0,2-0,3 atm. Piwa jasne leżakują od. 28-60 dni. Po zakończeniu leżakowania piwo poddaje się filtracji. (6, str.708-709)

*Masa CO2 powstającego podczas leżakowania jest równa zero gdyż CO2 rozpuszcza się całkowicie w czasie fermentacji. Sprawność procesu wynosi 0,98.

4.1.9 Filtracja

Proces filtracji prowadzi się za pomocą ziemi okrzemkowej w kompleksowo współpracujących urządzeniach wchodzących w skład linii filtracyjnej. Filtrowanie piwa ma na celu uzyskanie pełnej klarowności. Powoduje ono także zmiany składu i własności piwa. W czasie filtrowania pewne składniki piwa zostają oddzielone na drodze czysto mechanicznej, inne zostają zaadsorbowane przez masę filtracyjną. Mechanicznie są usuwane komórki drożdżowe, skoagulowane związki białkowe i kompleksowe po­łączenia garbnikowo-białkowe oraz żywice chmielowe. Adsorpcji ulega część substancji barwnych oraz koloidów hydrofilowych. Masa filtracyjna powinna być dostosowana do rodzaju piwa, tak aby należyte zharmoni­zowanie jej działania mechanicznego i adsorpcyjnego pozwoliło na uzyska­nie wysokiej jakości gotowego produktu. Zastosowanie odpowiednich filtrów pozwala na usunięcie drobnoustro­jów i wyjałowienie piwa. (6, str.708)

* Masa ziemi okrzemkowej dodawana jest w ilości 5% w stosunku do masy piwa wprowadzonego do filtracji. Natomiast masa osadu powstającego podczas filtracji stanowi 2% piwa wprowadzonego do operacji,. Masa odpadu ziemi okrzemkowej stanowi 5% wsadu do operacji. Sprawność operacji wynosi 0,97.

4.1.10 Rozlew piwa

Rozlewanie jest to operacja jednostkowa. Obciąg piwa jest dokonywany za pomocą izobarycznych aparatów obciągowych umożliwiających przejście piwa z tanków leżakowych do butelek, bez straty dwutlenku węgla, ponieważ podczas picia piwo musi wydzielać CO2 i tworzyć pianę po napełnieniu nim naczynia otwartego. Piwo bez zawartości CO2 nie nadaje się do spożycia. (3, str.211)

Urządzenie rozlewnicze składa się z rozdzielacza lub mieszal­nika, pompy ciśnieniowej, filtra i aparatu rozlewniczego.

Sprężone powietrze lub CO2 wtłaczane przez górne otwory do naczyń leżakowych wyciska piwo, które przechodzi do mieszalnika lub rozdzie­lacza, gdzie następuje jego zmieszanie. Następnie piwo pod ciśnieniem przechodzi do filtrów i aparatu rozlewniczego. Aparat rozlewniczy umoż­liwia napełnienie butelek bez zmiany ciśnienia i strat dwu­tlenku węgla. Sprawność operacji wynosi 0,98. (3, str.211-212)

4.1.11 Etykietowanie

Jest to operacja jednostkowa, która ma na celu naklejenie etykiety na butelkę. Operacja ta odbywa się w urządzeniu o nazwie etykieciara. Sprawność operacji wynosi 0,97.

.

1

---