INTRODUCERE

Industria fermentativă ocupă un loc important în cadrul industriei alimentare. Ea se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă glucidele fermentescibile din materii prime de origine vegetală şi chiar animală în alte substanţe care constituie produsele finite.

Prin procese fermentative se pot obţine o gamă largă de produse. Procesul tehnologic de fabricare a berii, alcoolului, drojdiei, fabricarea vinului se bazează pe următoarea schemă tehnologică generală:

Pregătirea pentru fermentaţie Multiplicare în laborator

Multiplicare în staţie de culturi pure

Fermentare (Multiplicare)

Prelucrarea plămezii fermentate

Fig.1. Schema tehnologică generală de obţinere a produselor pe cale fermentativă

Materiile prime utilizate sunt diferite substraturi bogate în glucide fermentescibile, medii naturale ce conţin şi alte substanţe necesare pentru un metabolism activ:• malţul ce conţine diglucidul maltoză se foloseşte la fabricarea berii;• materii prime amidonoase folosite la fabricarea alcoolului, ce conţin poliglucidul

amidon, hidrolizat în prealabil pe cale chimică sau enzimatică până la formarea de glucide fermentescibile. Această zaharificare prealabilă este obligatorie, deoarece drojdiile de fermentare nu pot produce hidroliza enzimatică a poliglucidelor;

• melasa, reziduu de la fabricarea zahărului din sfeclă de zahăr sau trestie de zahăr folosită la fabricarea alcoolului şi a drojdiei de panificaţie sau a drojdiei furajere, ce conţine diglucidul zaharoză;

• strugurii folosiţi la fabricarea vinului, ş.a.

1

Materie primă

Plămadă (must)

Plămadă fermentată

Produs finit

Drojdii selecţionate

Plămadă de drojdie

Diglucidele întâlnite în mediile naturale sunt hidrolizate, de către enzimele drojdiilor, în glucide simple, direct fermentescibile, astfel:

maltazăMaltoza ---------→2 glucoză invertazaZaharoza -----------→ glucoză + fructoză celobiazaCelobioza ----------→ 2 glucoză lactazaLactoza ---------→ glucoză + galactozăMateriile prime sunt supuse mai întâi, în funcţie de compoziţia lor chimică,

unor operaţii de pregătire în vederea fermentării în urma cărora se obţine o plămadă sau un must limpede, ce conţine glucide fermentescibile şi alte substanţe nutritive necesare activităţii drojdiei.

Fermentarea se realizează cu ajutorul unei culturi pure de drojdie, care se multiplică mai întâi în laborator şi apoi în staţia de culturi pure în condiţii sterile în vederea obţinerii unor plămezi de drojdie în cantitatea necesară pentru însămânţarea plămezii principale. În funcţie de condiţiile de dezvoltare, drojdiile pot produce fermentaţie alcoolică sau pot produce acumulare de biomasă. Astfel, prin fermentare în condiţii anaerobe, sub acţiunea complexului zimazic al celulei de drojdiei în stare activă, glucidele fermentescibile sunt metabolizate prin reacţii de oxidoreducere, în produşi principali – alcool etilic şi CO2 – , produşi secundari – alcooli superiori, acizi, aldehide – şi o cantitate mică de energie, conform reacţiei globale:

C6H12O6 -----→ 2CH3-CH2-OH + 2CO2 + 117kjAgenţii tipici ai fermentaţiei alcoolice sunt drojdiile din genul Saccharomyces

care, prin fermentarea glucidelor, pot să producă mai mult de 8% vol. alcool etilic. Enzimele sunt implicate în metabolismul energetic al celulei de drojdie, prin

care se obţine energia necesară diferitelor activităţi biologice. Punctul de plecare al proceselor producătoare de energie este reprezentat de glucoză, al cărui metabolism are loc, de regulă, pe calea unor reacţii catalizate de enzime corespunzătoare procesului de glicoliză (calea Embden-Meyerhof-Parnas).

Calea enzimatică a fermentaţiei alcoolice a fost elucidată pe parcursul multor ani de cercetare. S-a demonstrat că enzimele de fermentaţie pot funcţiona şi după eliberare din structuri celulare. Harden şi Young au descoperit că, pentru ca fermentaţia alcoolică să aibă loc, este nevoie de două fracţiuni de extract de drojdie: o fracţiune termolabilă numită zimază, conţinând probabil enzimele necesare procesului şi o fracţiune termostabilă, cozimaza, necesară activităţii zimazei. Fracţiunea termostabilă a fost ulterior descrisă ca având două componente esenţiale, coenzima de oxidoreducere nicotinamidadenin- dinucleotidul sau NAD şi un amestec de adenin nucleotidele ADP şi ATP (Lehninger, A.L., 1987).

Sub acţiunea complexului zimazic al celulei de drojdie în stare activă, în condiţii anaerobe are loc fermentaţia alcoolică, prin care se transformă D-glucoza, D-fructoza, D-manoza şi după hidroliză enzimatică la nivelul membranei, zaharoza, maltoza şi 1/3 din rafinoză, în alcool etilic, dioxid de carbon şi o cantitate mică de energie.

Mecanismul fermentaţiei alcoolice produse de drojdii cuprind 5 etape principale, catalizate de enzimele complexului zimazic:• formarea esterilor fosforici, formă sub care glucidele fermentescibile sunt

transportate prin membrana celulară şi metabolizate;• scindarea esterului fructofuranozo 1-6 difosfat, în prezenţa aldolazei, în două

trioze: aldehida fosfoglicerică şi fosfodioxiacetona, aflate în echilibru tautomer;

2

• metabolizarea triozelor cu formare de acid piruvic, component de bază format în cadrul metabolismului microbian;

• decarboxilarea acidului piruvic, cu eliberarea dioxidului de carbon ca produs principal şi formarea acetaldehidei;

• formarea alcoolului etilic ca urmare a faptului că aldehida acetică devine acceptor de hidrogen.

În componenţa complexului zimazic al drojdiei au fost identificate 12 enzime:1. GLUCOKINAZA - devine activă în celulă când în mediu se acumulează glucoză. Este o hexokinază, necesită prezenţa Mg2+ sau a Mn2+ şi catalizează fosforilarea prin intermediul ATP. Enzima fosforilează numai glucoza şi nu are acţiune asupra altor hexoze.2. FOSFOGLUCOIZOMERAZA - este o oxidoreductază intramoleculară şi catalizează transformarea revesibilă a glucozo-6-fosfatului în fructozo-6-fosfat.3. FOSFOFRUCTOKINAZA - este o enzimă de degradare, activitatea ei poate fi inhibată prin represie catabolică, ca urmare a acumulării esterului 1-6 difosfat. 4. ALDOLAZA - este alcătuită din 4 subunităţi, având o greutate moleculară mare. Activitatea ei este stimulată de pH-ul neutru, uşor alcalin. Dacă pH-ul la începutul fermentaţiei este prea acid, ea se împarte în 4 subunităţi şi se reduce activitatea sa. Are grupări active fixe -SH şi este stimulată de prezenţa ionilor de Zn, Ca, Fe, K. Are masa moleculară de aproximativ 65000.5. FOSFOTRIOZOIZOMERAZA catalizează intertransformarea produşilor intermediari ai glicolizei, 3-fosfogliceroaldehida şi fosfodioxiacetona.6. GLICEROFOSFATDEHIDROGENAZA este alcătuită din 4 subunităţi, formate din lanţuri lungi de aminoacizi, de aproximativ 330 resturi, este activată de ioni de Mg. A fost izolată sub formă cristalină (masa moleculară 140000) din muşchiul de iepure sau drojdie. Catalizează transformarea reversibilă a α-glicerofosfatului în dioxiacetofosfat. 7. FOSFATGLICEROKINAZA catalizează reacţia de transfer a grupării fosfat de la acid 1,3 -difosfatgliceric la acid 3 fosfogliceric.8. FOSFATGLICEROMUTAZA asigură conversia acidului 3-fosfogliceric în acid 2-fosfogliceric.9. ENOLAZA a fost obţinută în formă cristalină din mai multe surse (masa moleculară 85000). Ea necesită în mod absolut un cation bivalent (Mg2+ sau Mn2+) care alcătuieşte împreună cu enzima un complex înainte ca substratul să fie legat. Enzima este puternic inhibată de fluorură, în special în prezenţa fosfatului. 10. PIRUVATKINAZA catalizează reacţia de transfer a fosforului de la acidul fosfoenolpiruvic la ADP cu formare de ATP. A fost obţinută în formă cristalină (masa moleculară 250000). Reacţia este puternic exergonică şi este ireversibilă în condiţii intracelulare. 11. PIRUVATDECARBOXILAZA catalizează reacţia de decarboxilare a acidului piruvic în aldehidă acetică. Necesită TPP şi ioni de Mg.12.ALCOOLDEHIDROGENAZA catalizează reacţia reversibilă de transformare a aldehidei acetice în alcool etilic.

Bilanţul masic al fermentaţiei alcoolice este următorul:180 g glucoză = 2 x 46 g alcool etilic + 2 x 44 g dioxid de carbonRandamentul teoretic este de 51,1% (92/180 x 100). Randamentul practic este

de 0,64÷0,67 din randamentul teoretic, deoarece nu toată cantitatea de zahăr este transformată în alcool. O parte din cantitatea de zahăr este transformată în produse secundare, în produşi de biosinteză intracelulari (biomasă), iar o altă cantitate este transformată prin respiraţie în produşi finali.

3

În condiţii de aerare drojdiile asimilează glucidele producând oxidare până la produşi finali prin respiraţie, procurându-şi astfel o cantitate mai mare de energie folosită în procese de biosinteză ale compuşilor celulari:

6O2

C6H12O6 -----→ 6CO2 + 6H2O + 2840 kjCa urmare a cantităţii mai mari de energie, este intensificată creşterea şi

înmulţirea celulelor, deoarece toate procesele de biosinteză sunt procese endogene, consumatoare de energie.

În funcţie de condiţiile de dezvoltare, drojdiile din genul Saccharomyces îşi pot schimba metabolismul său de la o cale fermentativă la una oxidativă, ambele sisteme producând energie celulei, dar în cantităţi diferite. Metabolizarea moleculei de glucoză în condiţii aerobe, la CO2 şi H2O furnizează celulei de drojdie cantitatea maximă de energie. În lipsa oxigenului, producerea de energie este mică, astfel încât în condiţii anaerobe fermentaţia glucidelor duce în primul rând la formarea etanolului.

Această comportare metabolică pregnant diferenţiată, în funcţie de prezenţa oxigenului este folosită în industrie, unde se creează, după caz, condiţii de anaerobioză atunci când produsul dorit este alcoolul sau condiţii de aerobioză, atunci când se urmăreşte creşterea biomasei celulare. În condiţii de aerobioză proporţia substratului asimilat este mult mai mare decât cea realizată în condiţii de anaerobioză. Producţia de celule crescute aerob poate fi de 10 ori mai mare decât cea obţinută în condiţii de anaerobioză pentru aceeaşi cantitate de glucoză utilizată. S-a stabilit că de la inoculul iniţial la propagarea finală acesta a crescut cu un factor de 109 în 5÷7 zile. Încă din timpul lui Pasteur s-a stabilit că oxigenul accelerează mult multiplicarea drojdiilor. Contactul celulelor cu oxigenul le “întineresc”, stimulează multiplicarea lor, întreţinând activitatea lor vitală. Pasteur a demonstrat primul că o drojdie fermentativă când este ţinută în condiţii aerobe îşi micşorează activitatea fermentativă şi parte din glucoză este transformată prin respiraţie în CO2 si H2O. Capacitatea oxigenului de a interfera cu procesele anaerobe, inhibând prin prezenţa sa procesul de fermentaţie şi determinând o sporire simultană a respiraţiei, este cunoscută sub numele de efect Pasteur.

Principalele etape ale ciclului acizilor tricarboxilici sunt:• formarea acidului citric, prin condensarea acetil~ CoA cu acidul oxalil-acetic;• izomerizarea acidului citric la acid izocitric;• oxidarea acidului izocitric în acid oxalilsuccinic şi decarboxilarea acestuia în acid

α-cetoglutaric;• decarboxilarea oxidativă a acidului α-cetoglutaric, cu formare de succinil ~ CoA;• formarea acidului succinic şi sintetizarea ATP;• oxidarea acidului succinic la acid fumaric;• hidratarea acidului fumaric la acid malic;• oxidarea acidului malic cu formare de acid oxalilacetic (Segal, R., 1998). La finalul procesului de fermentare se obţine o plămadă fermentată care este supusă în continuare unor operaţii de prelucrare în vederea obţinerii produsului finit: bere, alcool rafinat, vin, drojdie de panificaţie sau drojdie furajeră.

Deşi tehnologiile de fabricare utilizate pentru obţinerea produselor enumerate au la bază procese fermentative, ele se deosebesc în unele cazuri fundamental, pentru înţelegerea cărora sunt necesare cunoştinţe de microbiologie şi biochimie.

Particularităţile schemei tehnologice generale de obţinere a produselor pe cale fermentativă fac obiectul prezentului curs ce va cuprinde:I. Tehnologii şi utilaj în industria berii;II. Tehnologii şi utilaj în industria alcoolului şi a drojdiei;III. Tehnologii şi utilaj în industria vinului şi a băuturilor alcoolice distilate.

4

1. TEHNOLOGIA BERII – DEFINIŢIE, SCURT ISTORIC. ASPECTE ACTUALE ALE INDUSTRIEI BERII.

BEREA – ALIMENT ŞI MEDICAMENT.

1.1. TEHNOLOGIA BERII – DEFINIŢIE, SCURT ISTORIC. ASPECTE ACTUALE ALE INDUSTRIEI BERII

Berea „Bătrâna Doamnă a băuturilor”, trăieşte o a doua tinereţe prin noua abordare europeană care este atribuită acestei vechi licori sub genericul „berea ca aliment şi medicament”.

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.

Etimologia cuvântului bere se pare că are la origini ca sursă latinescul „bibere” – a bea.

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.

După însuşirile senzoriale şi fizico-chimice, berea se clasifică în următoarele categorii:• bere blondă;• berea brună;• bere specialitate.

Pe plan mondial se produc în prezent peste 3000 tipuri de bere, numai în Germania şi Belgia producându-se în jur de 1000 tipuri. Procesul tehnologic este un secret al fiecărei fabrici, care nu poate fi divulgat: numai astfel se menţine specificitatea sortimentului de bere produs.

La fel de veche ca şi pâinea, ea însăşi denumită „pâine lichidă”, berea ne-a însoţit de-a lungul transformării noastre în persoane civilizate. Pentru ca berea să fie băutura minunată pe care o ştim astăzi a fost nevoie de un drum lung. Întregul proces de fabricare a berii este o adevărată artă, pe care omul a creat-o din cele mai vechi timpuri şi a perfecţionat-o continuu de generaţii de berari.

De această licoare magică se leagă o întreagă cultură şi o istorie bogată. Producerea berii s-a transmis de la sumerieni la babilonieni, cu 6000 de ani î.d.H., care foloseau circa 40% din recolta anuală de cereale pentru obţinerea a circa 20 sortimente de bere. De la babilonieni această tehnologie s-a transmis la egipteni, greci şi apoi la popoarele germanice din Europa. Primul document scris a fost găsit în Egipt şi datează din timpul primei dinastii cu aproximativ 3000 de ani î.d.H.

Berea servea egiptenilor ca aliment de bază, mijloc de vindecare, precum şi în cadrul ceremoniilor religioase. În aceste cazuri se adăugau în bere şi diverse parfumuri. Considerată ca un element al vieţii civilizate, berea era băutura curentă şi în Mesopotamia. În antichitate şi chiar în Evul Mediu, la banchete, berea se bea direct din butoiul în care se găsea proaspăt preparată.

Mărturii ale unor importante personalităţi istorice stau ca argumente importante în favoarea berii: Plutarh, Hildegard von Bingen (o înaltă competenţă din Evul Mediu care a demonstrat încă de atunci, calităţile trofice şi terapeutice ale berii), Erasmus von Rotterdam, Goethe, Wilhelm Busch (strălucit poet şi grafician în opera cărui se reflectă şi rolul pozitiv al berii în viaţa oamenilor). Istoria berii este asociată şi de cercetările lui Louis Pasteur în domeniul proceselor fermentaţiei şi de controversele în acest domeniu al chimiei biologice, dintre Pasteur, Liebig şi Wöhler. Dr. Schur defineşte berea şi ca o bătură a temperanţei, disociată de pericolul alcoolismului şi generatoare a unei benefice euforii, citând în această ordine de idei

5

un aforism al marelui om politic britanic, mare personalitate a secolului XX, Winston Churchill: „îmi obişnuiesc corpul cu berea, pentru ca sufletul să aibă dorinţă de a sălăşlui în el.”

Europa de vest are de asemenea o tradiţie milenară în producerea berii şi câteva repere merită a fi menţionate:• literatura islandeză veche menţionează următoarea povaţă: “Nu te lipi de pahar,

bea berea cu măsură”;• tatăl “marelui William”- John Shakespeare era pe la 1556 degustător de bere, iar

dramaturgul afirmă în piesa sa “Poveste de iarnă”- ‹o halbă de bere e o băutură regală›;

• laureatul premiului Nobel din 1929 Thomas Mann scria: ”Eu ca orice om beau la masa de seară un pahar de bere blondă… ceea ce îmi oferă linişte, deconectare şi odihnă…”

Belgienii au un sfânt al berii, sfântul Arnoud. Se povesteşte, că în secolul al XI-lea, în Belgia bântuia ciuma şi pentru a scăpa de aceasta Arnoud, un călugăr benedictin i-a sfătuit pe oameni să bea bere în locul apei. Şi cum sfatul său a fost luat în seamă, epidemia de ciumă s-a sfârşit. Apa era probabil unul din purtătorii de germeni, în timp ce berea supusă proceselor de fierbere şi fermentare era curată şi, în consecinţă o băutură sănătoasă. Religia s-a îmbogăţit astfel cu un sfânt, iar oameni cu o serie de tradiţii şi de sărbători legate de acesta, ziua sfântului Arnoud a devenit în Belgia ziua berii. Respectul pe care cea mai mare parte a ţărilor îl acordă vinului, belgienii îl acordă berii. Nici o ţară din lume nu are atâtea sortimente de bere, atât de bogate şi atât de fine.

Îmbinarea esteticului cu valoarea organoleptică şi trofico-medicală a berii a dus la o adevărată explozie de grafică şi cromatică a ambalajelor şi etichetelor „cărţi de vizită” ale „identităţii” mărcilor şi sortimentelor de bere. O contribuţie benefică a istoriei berii se realizează în cadrul muzeelor berii, numeroase în lumea contemporană.

În prezent, în Europa cel mai mare producător de bere rămâne Germania, urmată de Anglia. În America, S.U.A. produc aproximativ jumătate din producţia de bere a acestui continent, urmate de Brazilia şi Mexic. În Africa, pe primul loc în producţia de bere se situează detaşat Republica Sud-Africană, urmată de Nigeria.

Pe plan mondial se produc în prezent produse tip beer cooler, reconfortante şi hrănitoare, obţinute din bere cu suc de fructe, suc de legume, extracte aromatice naturale. În Franţa se obţin, de exemplu, băuturi pe bază de bere, la care se adaugă apă impregnată cu CO2, extracte de fructe, cum ar fi kiwi, lămâi, portocale, pere, zmeură, având un conţinut redus de zahăr şi fără adaos de conservanţi. În Canada se adaugă chiar suc de roşii pentru a face berea Calgary Red - Eye. Britanicii pun suc de lămâi verzi în berile blonde, mexicanii mai adaugă diverse fructe proaspete în berile uşoare.

Există beri fabricate după metode similare şampaniei. Pentru obţinerea acestui sortiment, berarii adaugă drojdie în sticle în vederea unei fermentaţii suplimentare (Belgia – berea „geuze”).

În România, berea nu este o băutură naţională, tradiţia este însă veche. Un document din Transilvania din 1366 îl menţionează pe Jakob Berarul din Cluj. În Moldova, la 1401, domnitorul Alexandru cel Bun a stabilit într-un cod de legi comerciale că străinii nu au dreptul să producă bere. O moară de malţ, ce a fost donată mânăstirii Moldoviţa, este menţionată într-un document din 31.10.1402. Paul von Alep povesteşte despre o petrecere de la curtea domnitorului Vasile Lupu unde s-a băut bere rece. Conform cronicilor, la 1522 domnitorul Radu de la Afumaţi a adus bere în Ţara Românească din Braşov.

6

După toate aceste informaţii, berea pare să fi fost mai mult o băutură de lux pentru nobili şi oameni înstăriţi.

Cu totul alta a fost situaţia în Banat, unde, din cauza ocupaţiei habsburgice, coloniştii şi-au adus din ţara natală obiceiurile şi necesităţile. Ei au contribuit la construirea celor două fabrici de bere Timişoara (1718) şi Ciclova (1728) şi o fabrică de bere în Bucureşti (1821).

După 1881, când România a fost proclamată regat, Regele Carol I, care aparţinea dinastiei de Hohenzollern, a adus berari bavarezi în ţară şi a sprijinit importul de malţ. Chiar dacă numărul fabricilor de bere era mare, producţia de bere nu a depăşit un milion hl/an. La naţionalizare, în România erau 13 fabrici de bere, iar până în 1960 industria berii s-a dezvoltat prin mărirea capacităţilor de producţie existente. Cu toate acestea, o glumă din anii aceia spunea că berea nu poate fi găsită cu uşurinţă decât în lunile cu „R”, şi nicidecum în mai, iunie, iulie, august. Abia anii 60 ai secolului la XX –lea au constituit un salt în industria berii. Anul 1989, cu 50 litri/cap de locuitor şi o producţie de 11513 mii hl, a constituit punctul culminant al producţiei româneşti de bere. Înainte de anul 1990, în România a existat un program de dezvoltare a industriei berii, care prevedea construirea de fabrici de bere în toate judeţele ţării. În afară de câteva judeţe precum Sălaj, Vrancea, Vaslui şi Botoşani, în toate celelalte judeţe exista cel puţin o fabrică de bere cu capacitatea cuprinsă între 50000 şi 750000 hl.

După anul 1990, producţia a stagnat, datorită în primul rând scăderii puterii de cumpărare a populaţiei, deşi pe piaţa şi în industria producătoare de bere din România, şi-au făcut apariţia companii străine recunoscute în domeniu, iar numărul societăţilor producătoare de bere a crescut de la 38 în 1990, la peste 300, multe din acestea cu o capacitate mică de 5000-10000 hl/an. Cu toate eforturile depuse de investitori, circa 80% din aceste microfabrici au dat faliment datorită următoarelor cauze:

- lipsa unor tehnologii adecvate pentru acest tip de instalaţii;- dotarea cu utilaje neperformante, construite arbitrar, fără o idee tehnologică

precisă;- lipsa de specialişti;- lipsa controlului de calitate şi microbiologic pe fluxul tehnologic;- prelucrarea unor materii prime de calitate inferioară;- concurenţa fabricilor tradiţionale în producţia de bere;- lipsa unui sistem de management- marketing adecvat.

În România, piaţa berii şi-a început redresarea în anul 1998, când a fost inundată de valuri de bere de calitate: zeci de sortimente, zeci de mărci, diferite tipuri de bere şi o seamă de berari de talie mondială îşi dispută interesul consumatorilor români. Cine reuşeşte să se diferenţieze, câştigă. Producătorii de bere sunt preocupaţi pe de o parte de a îmbunătăţi calitatea produselor ce constituie producţia curentă, iar pe de altă parte de a lansa produse noi care să satisfacă preferinţele unui cerc mai larg de consumatori.

Industria berii a dat până acum cele mai multe şi cele mai mari tranzacţii de achiziţii şi fuziuni din România şi este de aşteptat ca tendinţa de consolidare să continue. În Moldova încă nu au investit marii producători de bere, deoarece ei au considerat că Moldova este piaţa vinului şi berea se consumă într-o măsură mai mică.

Fiecare producător de bere are un anume stil de a produce, un anume fel de a conduce afacerea sau chiar un anume mod de a promova produsul. Indiferent de toate acestea, în prezent există o certitudine: berea şi-a căpătat un loc în inimile şi pe mesele românilor. Consumul anual de bere în România este de aproximativ 12 milioane de hectolitri. În prezent, consumatorul are prilejul să aleagă tipul de bere pe

7

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 berii la cele mai înalte exigenţe.

În prezent, cei mai importanţi producători de bere din ţara noastră sunt:• BRAU UNION România S.A. – înfiinţată în ianuarie 1998, face parte din

concernul BBAG – Austria, este cel mai mare producător de bere din România, deţinând o cotă de piaţă de 36%. BRAU UNION dispune de şapte fabrici de producţie, situate în Arad, Constanţa, Craiova, Reghin, Bucureşti, Miercurea Ciuc şi Haţeg. Cele mai mari investiţii s-au făcut la Miercurea Ciuc, care a ajuns cea mai mare din ţară, cu o capacitate de 1,5 milioane de hectolitri în 2000. Principalele mărci de bere produse şi distribuite la nivel naţional sunt: Kaiser, Ciuc Premium, Ciuc Black, Silva, Golden Brau, Schlossgold şi Gambrinus.

• South African Breweries International (SAB) a intrat pe piaţa berii în România în 1996 şi deţine fabricile de bere din Piteşti, Cluj, Buzău şi Timişoara. Principalele mărci de bere produse sunt: Ursus, Timişoreana, Club XXI, Keller.

• Compania de Distribuţie Naţional S.A. – înfiinţată în decembrie 1994, face parte din concernul INTERBREW, cel mai mare producător de bere din Belgia, al patrulea ca mărime în Europa. După 8 ani de activitate în România, concernul Interbrew ocupă locul 3 în ierarhia producătorilor de bere, deţinând o cotă de piaţă de 14% şi cu o producţie anuală de peste 1800000 hl. Deţine pachetul majoritar la fabricile de bere din Blaj şi Baia Mare şi 50% din acţiunile fabricii de bere Interbrew Efes Brewery S.A. de la Ploieşti. Mărci de bere produse sunt: Bergenbier, Hopfen König, Noroc, Stella Artois, Efes şi Caraiman.

• United Romanian Breweries Bereprod S.R.L. cunoscută şi sub numele de Tuborg România este parte a grupului Carlsberg Danemarca. Fabrica Tuborg România a fost construită în 13 luni. A fost dată în folosinţă în anul 1997. Ponderea pe piaţa românească este de 5,5%, produce Tuborg şi Skol.

• Aurora S.A. Braşov este cel mai mare producător cu capital integral românesc. Mărcile pe care le comercializează sunt Aurora şi Ciucaş.

• Compania ciprioto - americană NICOREN deţine fabricile Bere- Lichior Mărgineni S.A. Bacău şi Edelberg S.A. Târgu-Jiu. Mărci produse: Edelberg şi Mărgineni.

Tabelul 1Vânzările de bere şi cota de piaţă deţinută de principalii producători de

bere în perioada ianuarie – august 2001

Nr.crt.

Producători MărciVănzări[hl bere]

Cota de piaţă[%]

1 Brau UnionCiuc, Gambrinus, Golden Brau, Haţegana, Harghita, Kaiser, Schlossgold, Silva

2998502 34,6

2 SAB Timişoreana, Club XXI, Keller, Ursus, Pilsner Urquell 1291047 13,7

3 InterbrewBergenbier, Caraiman, Efes, Hopfen König, Noroc, Stella Artois

1123367 13,0

4 Tuborg Carlsberg, Skol, Tuborg 454190 5,25 Aurora Braşov Aurora, Ciucaş 414141 4,86 Fulger Bucureşti Fulbier 402270 4,67 Bere Lichior Mărgineni Edelberg, Mărgineni 279526 3,28 Bermas Suceava Bucovina 250853 2,99 Zimbru Iaşi Blitz, Zimbru 214370 2,510 Martens Galaţi Driver, Damburger, MaDonna 213312 2,5

8

1.2. BEREA – ALIMENT ŞI MEDICAMENT

Berea este un aliment datorită conţinutului său în glucide şi în substanţe proteice. Cantitativ principalele componente ale berii sunt apa, extractul şi alcoolul etilic, alături de care, o mare varietate de compuşi chimici contribuie la însuşirile senzoriale şi la valoarea nutritivă a berii. Glucidele şi aminoacizii sunt factori esenţiali pentru obţinerea energiei şi sinteza de noi proteine umane. Lipsa glucidelor conduce la scăderea timpului de reacţie, a capacităţii de concentrare şi la scăderea forţei musculare.

Berea oferă între 280÷570 kcal/l în funcţie şi de conţinutul său în alcool. Prin conţinutul ridicat în apă (91%÷92%) şi prin conţinutul în elemente minerale, berea satisface senzaţia de sete şi acoperă pierderile în oligoelemente care au loc prin transpiraţie. Datorită substanţelor amare din bere se produce în mod reflex o creştere a cantităţii de suc gastric, element strict necesar pentru o bună digestie. Această stimulare a apetitului, obţinută şi prin stimularea secreţiei de gastrină, un hormon ce determină de asemenea stimularea sucului gastric, permite o mai bună digestie şi a altor glucide îngerate concomitent cu berea. Acest lucru face ca berea să fie recomandată în acest scop bătrânilor şi covalescenţilor.

Ansamblul componenţilor şi în special dioxidul de carbon, conferă un efect răcoritor şi de stimulare a digestiei. Prin evaporarea unei cantităţi de dioxid de carbon antrenate prin bulele ce se degajă în cavitatea bucală şi traiectul intestinal se măreşte efectul răcoritor caracteristic băuturilor carbogazoase şi se stimulează secreţia de suc gastric.

S-a constatat că, glucidele conţinute în bere întârzie absorbţia alcoolului, astfel că alcoolul din bere se absoarbe mai lent decât o simplă soluţie alcoolică. Pe de altă parte, absorbţia este întârziată şi din cauza volumului mare de lichid şi a concentraţiei alcoolice mici ceea ce face ca alcoolul să ajungă mai greu pe suprafaţa de absorbţie. Astfel, prin consumarea rapidă a 1,5 litri bere nu determină după o oră o concentraţie în sânge mai mare de 0,60 alcool la litru de sânge, după care urmează o pantă rapidă descendentă, datorită atât metabolizării, dar şi acţiunii diuretice, încât după aproximativ 4 ore şi jumătate, valorile alcoolemiei revin aproape de zero. Trebuie însă menţionată variabilitatea mare în funcţie de sex - femeile realizează o absorbţie mai rapidă -, rasă- rasa galbenă tolerează foarte slab alcoolul - şi în funcţie de particularităţile biochimice individuale.

Referitor la calităţile nutritive ale berii, se poate afirma că datorită compoziţiei sale chimice, se constituie ca un supliment preţios în alimentaţia umană. Astfel un litru de bere oferă 27% din dieta necesară zilnică de aminoacizi, ca metionina şi lizina, 29% din aminoacidul valină şi 46% din fenilalanină, aceştia făcând parte din cei 20 aminoacizi denumiţi “esenţiali”, deoarece constituie materia primă pentru “cărămizile vieţii”, proteinele. Se adaugă substanţele minerale şi în special fosfaţii, alături de componenţi ai complexului de vitamine B, care laolaltă măresc capacitatea de suportare de către organism a alcoolului înglobat.

Berea este şi o băutură igienică. Datorită pH - ului scăzut, conţinutului în alcool şi substanţelor amare din hamei, în bere nu se pot dezvolta şi prin ea nu se pot transmite microbi patogeni.

Consumatorul obişnuit cu berea nu are conştiinţa clară a efectului nutritiv benefic al unui consum moderat de bere, el o consumă în special pentru efectul răcoritor şi euforizant al acesteia, nu este interesat de compoziţia chimică a berii, pentru el fiind valabil proverbul latin „De gustibus non est disputandum” sau şi mai simplu „este bun ceea ce îmi place”. Berea este folosită şi pentru a prepara diverse alimente. Există colecţii de reţete în care se utilizează berea ca principal ingredient.

9

Prin conţinutul său de apă, vitamine, aminoacizi, flavonoide şi minerale, berea se dovedeşte utilă (sau promite a fi) în numeroase condiţii patologice:• boli digestive: inapetenţă, hipoaciditate;• boli renale: diureza provocată de bere favorizează eliminarea “nisipului” urinar

prevenind formarea calculilor renali;• boli cardiovasculare: consumul moderat de bere este pozitiv corelat cu prevenirea

bolii ischemice coronariene, în special la persoanele de peste 40 de ani, bărbaţi. Rezultate asemănătoare au fost comunicate şi în cazul hemoragiilor cerebrale, boli arteriale periferice. Contribuie la formarea globulelor roşii datorită fierului conţinut;

• sistemul nervos central, berea având un afect calmant spre deosebire de alte băuturi alcoolice. De altfel, substanţele amare din hamei-materia primă specifică fabricării berii- exercită un slab efect de obosire, ele fiind utilizate şi în reţeta producerii unor tranchilizante;

• compuşii fenolici din bere, în special antocianii, cu masă moleculară mică au rol bacteriostatic, efect cardioprotector şi contracarează crampele stomacale, contribuie la absorbţia fierului şi magneziului de către organism, au activitate antioxidantă şi putere reducătoare;

• previne apariţia alergiilor şi intoxicaţiilor de natură alimentară. Motivul este capacitatea de îndepărtare a substanţelor chimice de adaos ce intră în compoziţia alimentelor, în principal datorită alcoolului şi substanţelor din hamei;

• cancerul- acest flagel mondial pare a avea în bere un duşman. Cercetări efectuate în Japonia oferă date cu privire la contracararea efectelor cancerigene ale unor compuşi ce se găsesc în hrană în urma prelucrării termice. Aceşti compuşi au proprietatea de a determina transformarea celulelor normale în celule canceroase. Cercetătorii au examinat eficienţa a 24 diferite sortimente de bere din toată lumea de a contracara efectele unor amine heterociclice prezente în hrana obţinută prin procesarea termică. S-a ajuns la concluzia că hameiul conţine de fapt principiile active anticancerigene şi că acestea sunt flavonoidele, substanţe ce s-au dovedit toxice faţă de celula canceroasă şi indiferente faţă de celula normală. S-a constatat însă, că cele mai bune efecte anticanceroase le-a avut berea neagră şi cele mai slabe berea slab alcoolică, ceea ce arată că efectul este mai complex şi nu se poate rezuma la acţiunea singulară a flavonoidelor. Antioxidanţii derivaţi din malţ şi hamei au dovedit că au un potenţial protector împotriva dezvoltării unor forme de tumori canceroase. Cercetările vor continua în această direcţie terapeutică a berii;

• dermatologia - beneficiază de pe urma berii în special prin utilizarea drojdiei de bere în numeroase afecţiuni. De altfel, în cosmetică, măştile cu drojdie de bere sunt bine cunoscute în tratamentul unor tulburări ale tegumentului, au acţiune antiinflamatorie şi de protecţie a vaselor mici de sânge.

Dintre contraindicaţiile consumului de bere putem aminti:• persoanele care suferă de gută, gastrite hiperacide, ulcer;• persoanele ce desfăşoară activităţi care impun atenţie şi reacţii psihice prompte-

conducerea auto, ş.a.Din numeroasele date existente în literatura de specialitate, se desprinde

concluzia că, un consum moderat de bere este benefic pentru sănătate şi că această băutură naturală, oferită la parametrii ceruţi prin lege, are atât calităţi de aliment - PÂINE LICHIDĂ -, de băutură răcoritoare şi, în anumite cazuri, de adjuvant al medicaţiei. De aceea se consideră ca o necesitate de ordin moral, medical, social, ca berea să fie recunoscută ca un produs cu largă adresabilitate, care nu trebuie situat alături de băuturi alcoolice tari, adesea contrafăcute, fiind aşa cum s-a arătat prin argumentele prezentate o băutură-aliment şi în acelaşi timp, o băutură-medicament.

10

2. MATERII PRIME FOLOSITE LA FABRICAREA BERII

Principalele materii prime folosite la fabricarea berii sunt:• orzul (orzoaica) – materie primă pentru fabricarea malţului;• înlocuitori ai malţului;• hameiul – materie primă specifică pentru fabricarea berii;• apa;• drojdia de bere;• preparatele enzimatice, ş.a.

Prof. dr. Anton Piendl din München, într-o expunere privind importanţa calităţii materiilor prime utilizate la fabricarea berii arăta că „malţul este sufletul berii, hameiul – condimentul, drojdia este spiritul şi apa corpul berii”.

2.1. ORZUL (ORZOAICA) – MATERIE PRIMĂ PENTRU FABRICAREA MALŢULUI

Orzul-orzoaica este principala materie primă folosită pentru fabricarea malţului. A fost cultivat din cele mai vechi timpuri, cu circa 7000 de ani î.d.H., pentru prima dată în Orientul Apropiat.

Orzoaica este menţionată pentru prima oară abia în jurul anilor 4000 î.d.H. în Europa, ca o formă rară de orz, cultivată de greci şi romani. În ţara noastră orzul a fost cultivat încă din neolitic, de la începuturile practicării agriculturii.

În prezent orzul-orzoaica este, după grâu, porumb şi orez, cea de a patra cereală cultivată pe plan mondial, producţia de orz-orzoaică reprezentând circa 10% din totalul producţiei de cereale.

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 mustului, 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, malţul 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 experimental 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).

În România, majoritatea soiurilor de orz pentru bere aparţin grupei Hordeum distichum, varietăţile nutans şi erectum, care se mai numesc şi orzoaică de primăvară, cultivându-se numai primăvara. Soiurile cu şase rânduri de boabe pe spic, Hordeum hexastichum, varietatea pallidum, sunt cunoscute ca orz de toamnă şi se cultivă numai toamna. Datorită faptului că pe spic sunt şase rânduri de boabe, acestea sunt mai puţin dezvoltate, cu învelişul păios mai gros şi dau un randament în extract inferior soiurilor de primăvară.

Compoziţia chimică a orzului destinat fabricării berii este prezentată în tabelul 2.

11

Tabelul 2 Compoziţia chimică medie a orzului destinat fabricării

malţului pentru bereComponente Conţinut, în [%]

apă 12÷16amidon 54÷65proteine 9÷14lipide 2÷3substanţe minerale 2÷3substanţe polifenolice 0,1÷0,3celuloză 4÷5hemiceluloze 8÷10

Amidonul este localizat în endosperm şi reprezintă componentul chimic cel mai important calitativ şi cantitativ. Conţinutul de amidon depinde de soiul de orz, condiţiile pedoclimatice şi tehnologiile de cultură utilizate. În timpul depozitării, amidonul este folosit de embrion ca substanţă nutritivă. La fabricarea berii, constituie principala sursă de extract a mustului de bere.

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 la 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 a 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. Conţinutul de vitamine, este prezentat în tabelul 3 (Stoicescu, A., 1999).

În bobul de orz matur sunt prezente un număr relativ mare de enzime, care îi sunt necesare întreţinerii activităţii 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 afectat este foarte mare, fapt care influenţează negativ 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;

12

• 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.

Tabelul 3Conţinutul mediu în vitamine a bobului de orz

Vitamine Valoare [mg/kg orz]vitamina B1 5,72vitamina B2 1,32vitamina B6 3,52acid pantotenic 6,60colina 9,90acid folic 0,59biotina 0,13vitamina PP 59,40vitamina E 36,52caroten 0,44

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 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. Corelaţia care există între cei doi indicatori se prezintă astfel:

E = A – 0,85 P + 0,15 G, în care:E – conţinutul în extract, % s.u.; A – factor care variază în funcţie de soi; P – conţinutul în proteine, %s.u.; G – masa a 1000 de boabe;• 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%;

• conţinutul 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 coloidală 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

13

indicatorul care influenţează în mod direct 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 4.

Tabelul 4Criteriile analitice recomandate de EBC pentru orz

Criteriul recomandat ValoarePuritatea soiului [%] 93÷95Umiditatea [%] 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

Factorii care influenţează calităţile tehnologice ale orzului pentru fabricarea malţului sunt:• soiul de orz;• condiţiile pedoclimatice;• solul;• agrotehnica şi tehnologia utilizată;• rezistenţa la frig, boli şi ploi.

Principalele corelaţii care s-ar putea stabili între aceşti factori şi indicii de calitate ai malţului, respectiv ai berii – produs finit sunt:• anul de cultură al orzului influenţează:

o randamentul în extract al malţului;o diferenţa de extract între măcinişul fin şi grosier;o masa a 1000 boabe;o culoarea mustului şi berii;o capacitatea de spumare a berii;o stabilitatea berii.

• solul influenţează:o conţinutul în azot al malţului;o sortimentul (cal. I + cal.a II-a);

14

o randamentul în extract al malţului;o activitatea α-amilazică.

• acţiunea combinată a anului şi solului influenţează:o producţia la hectar;o sortimentul (cal. I + cal.a II-a);o conţinutul în azot al malţului.

Soiul de orz. Din punctul 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;• boabele să fie de dimensiuni cât mai mari şi cu capacitate de germinare de min.

95%;• să prezinte însuşiri de malţificare superioare, respectiv o dezagregare mecanică

rapidă, care să se realizeze cu pierderi minime şi fără tehnologii auxiliare;• să asigure un randament ridicat în extract.

În privinţa aprecierii orzului, cultivatorii de orz şi producătorii de malţ, de cele mai multe ori însă nu sunt de comun acord. Calitatea soiurilor de toamnă este inferioară faţă de cea a soiurilor de primăvară, dar soiurile de toamnă sunt cultivate pe scară mai largă şi sunt preferate soiurilor de primăvară, datorită producţiilor mai ridicate cu 10÷20 %, comparativ cu soiurile de primăvară.

Pe plan mondial se fac în permanenţă cercetări în vederea găsirii unor soiuri care, pe lângă faptul că trebuie să dea producţii mari, să prezinte şi calităţi tehnologice pentru malţificare, respectiv pentru folosirea lor în industria berii. Prin tehnici de inginerie genetică s-au creat soiuri noi de orz cu calităţi tehnologice îmbunătăţite, care conduc la malţuri cu activitate enzimatică ridicată, cu capacitate mare de solubilizare. De exemplu, în Franţa, selecţia unor soiuri bune de orz pentru malţ se realizează pe baza unei liste anuale alcătuită de Asociaţia Producătorilor de Malţ (din cele cinci antreprize constituite în industria franceză de malţ, patru aparţin direct sau indirect celor cinci mari producători ai lumii, care produc 25% din producţia mondială de malţ) în vederea unei bune omogenităţi, a unei capacităţi de germinare superioare, unei bune sănătăţi sub aspect biologic a produsului şi a unui conţinut proteic optim. Legăturile strânse pe care producătorii de malţ le au cu cultivatorii de orz permit acestora să exercite o influenţă asupra producţiei de orz, precum şi asupra calităţii acesteia.

Cele mai renumite soiuri cultivate în prezent sunt: în Germania – Alexis, Krona, Lenka, Hami, Wisa, Bistrana, Salome, ş.a.; în Franţa – Volga, Triumph, Nomad, Beka, Aurora, ş.a.; în Cehia şi Slovacia – Rubin, Orbit, Perun, Galant, Krystal, Hanna; în Anglia – Blenheim, Chariot, Proctor, Pioneer, ş.a. Dintre soiurile de orz cultivate în România cele mai cunoscute sunt: Adi, Andra, Aura, Bonus, Dana, Ditta, Dvoran, Farmec, Miraj, Precoce, Prima, Rapid, Productiv, Victoria, Trumpf, Turdeana, ş.a.

Identificarea soiului de orz reprezintă un criteriu modern de evaluare a calităţii orzului pentru fabricarea malţului. Metodele de identificare se referă la:-examenul botanic al orzului;-electroforeza fracţiunilor B şi C ale hordeinei.

Deşi metoda a doua de identificare permite evaluarea omogenităţii unui lot de orz, totuşi nu se realizează o diferenţiere a tuturor soiurilor prezente. Numai examenul botanic poate realiza acest lucru, completând metoda prin electroforeză, împreună contribuind, după anul 1980, la ameliorarea purităţii soiurilor de orz destinate fabricării malţului pentru bere.

Clima. Orzul este o cereală puţin pretenţioasă la condiţiile de climă, fiind planta cu cea mai întinsă arie de cultură, de la cercul polar în nord, până la ecuator,

15

în sud. În Europa orzul atinge altitudinea de 1900 m în Alpi, iar în Asia 4700 m în Tibet. Orzul de toamnă suportă temperaturi de -150C÷ -300C (dacă este acoperit cu un strat protector de zăpadă). Orzoaica de primăvară este mai pretenţioasă, necesitând un climat continental, echilibrat; este sensibilă la temperaturi sub –100C. În primele 3÷4 săptămâni după răsărire, orzoaica de primăvară preferă temperaturi între 5÷150C, iar în faza de formare a bobului, până la maturare, temperatura optimă este cea care oscilează în jurul valorii de 180C, cu limite între 12÷240C. Umiditatea influenţează într-un grad ridicat evoluţia culturilor de orz şi orzoaică în diferite faze de vegetaţie.

În ţara noastră pentru orzul şi orzoaica de toamnă zona foarte favorabilă de cultură cuprinde: câmpia din vestul ţării, sudul Olteniei şi Munteniei, unde în timpul toamnei condiţiile sunt propice răsăririi, iernile sunt blânde, iar primăvara nu se înregistrează oscilaţii mari de temperatură; zona favorabilă este constituită din partea estică a câmpiei de vest, partea nordică a câmpiei de sud, Bărăganul, Dobrogea, silvostepa Moldovei şi cea a Transilvaniei. Pentru orzoaica de primăvară zona foarte favorabilă de cultură cuprinde: Ţara Bârsei, depresiunile Sfântu Gheorghe şi Târgu Secuiesc, Lunca Someşului şi Podişul Sucevei; zona favorabilă include văile Crişurilor, Arieşului, Mureşului, Oltului, Câmpia Timişului, unele porţiuni din Podişul Someşului, Valea Siretului şi dealurile subcarpatice din Moldova (Salontai, Al., et al.,1996).

Solul. Cerinţele faţă de sol ale orzului sunt mai mari, comparativ cu cele ale grâului şi, ca şi în cazul climei, soiurile de orzoaică sunt mai pretenţioase decât cele impuse de orz. Motivele acestui comportament se explică prin perioada de vegetaţie relativ scurtă, timp în care se asimilează substanţele nutritive din sol; volumul rădăcinii orzului este mai redus decât cel al grâului, orzul preferă soluri fertile. Orzoaica preferă soluri cu textură mijlocie, din tipurile brune de pădure, brun-podzol şi cernoziomurile degradate. Nu sunt recomandate solurile nisipoase sau cele cu exces de umiditate. Principalele cerinţe faţă de sol sunt:• adâncimea şi permeabilitatea;• capacitatea de reţinere a apei;• aerisirea corespunzătoare;• concentraţie mare în humus şi calciu;• concentraţie mare în substanţe uşor asimilabile;• soluri uşor acide până la alcaline (pentru orz pH-ul optim al solului este 6,5÷7,5;

pentru orzoaică pH-ul optim al solului este 5,0÷7,5).

Tehnologia de cultivare. Tehnologia aplicată culturii orzului destinat fabricării malţului pentru bere este diferită de cea destinată cultivării orzului furaj.

Durata de vegetaţie, de la semănat la recoltare, este de 270÷280 de zile pentru orzul şi orzoaica de toamnă şi de 100÷120 de zile pentru orzoaica de primăvară (Salontai, Al., et al.,1996).

Rotaţia culturii. Monocultura de orz favorizează înmulţirea în sol a microorganismelor, bolilor şi dăunătorilor specifici cerealelor, precum şi gradul de atac al acestora, determinând „efectul de declin”(Debruck, 1977). Orzoaica de primăvară se recomandă să se cultive după cartofi, sfeclă de zahăr, porumb şi floarea soarelui, după ce resturile vegetale au fost bine mărunţite şi încorporate în sol. Pentru orzul şi orzoaica de toamnă sunt considerate bune premergătoare îndeosebi plantele din alte familii botanice, care eliberează devreme terenul, cum ar fi: leguminoasele (mazărea, fasolea, soia), rapiţa, inul, floarea soarelui, cartoful.

Fertilizarea solului. Stabilirea dozei optime de îngrăşăminte se determină numai în funcţie de planta premergătoare, starea de fertilitate a solului, gradul de umiditate, îngrăşămintele administrate în anii precedenţi, producţia ce se doreşte a

16

se obţine; datorită sistemului radicular mai puţin dezvoltat şi cu o capacitate mai mică de valorificare a substanţelor nutritive mai puţin solubile în sol, la care se adaugă şi perioada de vegetaţie relativ scurtă, aplicarea îngrăşămintelor influenţează pozitiv calitatea producţiei. O importanţă majoră o reprezintă şi raportul între diferitele îngrăşăminte, respectiv între azot, fosfor şi potasiu. Cercetările efectuate în ultimii ani, au arătat că pentru orzoaică se pot da următoarele îngrăşăminte la hectar: azot – 40 kg; fosfor - 90÷120 kg; potasiu - 120÷150 kg. Având în vedere că azotul influenţează conţinutul în substanţe proteice al boabelor de orz, fertilizarea cu acest element chimic poate fi în favoarea sau în detrimentul calităţii orzului destinat fabricării malţului pentru bere. Îngrăşămintele cu fosfor influenţează maturarea plantei şi formarea boabelor mari, bogate în amidon, iar în cazul orzului de toamnă contribuie la creşterea rezistenţei la frig, asigurând în acelaşi timp şi o bună rezistenţă la cădere şi boli. Îngrăşămintele cu potasiu au o importanţă deosebită pentru cultivarea orzului, prin rolul potasiului în transportul hidraţilor de carbon şi acumularea lipidelor, în creşterea rezistenţei la boli, la cădere, la secetă şi frig, influenţând în mare măsură calitatea recoltei (Salontai, Al., et al.,1996).

Epoca de semănat influenţează direct principalii indicatori de calitate ai orzului, întârzierea momentului având drept consecinţe:• scăderea dimensiunii boabelor;• scăderea uniformităţii boabelor;• creşterea conţinutului de substanţe proteice;• scăderea procentului de boabe întregi şi pline.

Recoltarea şi depozitarea. Maturizarea bobului de orz este, în mare măsură, influenţată şi de condiţiile meteorologice din anul recoltării. Astfel, cu cât există o durată mai lungă cu temperatura mai ridicată înainte de recoltare, cu atât şi durata de maturare a bobului, după recoltare, este mai mică. Desigur că, şi modul de recoltare influenţează calitatea orzului. Studiile comparative ale diferitelor moduri de recoltare (combină, secerătoare, coasă) au arătat că cele mai bune rezultate se obţin atunci când treieratul are loc după o depozitare în stoguri a orzului, timp în care se atinge maturitatea fiziologică a bobului.

Recoltarea se realizează mai devreme decât la grâu, într-un timp scurt, de maximum 3÷5 zile, pentru a se evita pierderile datorate rezistenţei mai scăzute la scuturare comparativ cu grâul (Salontai, Al., et al., 1996).

O importanţă deosebită o reprezintă atât umiditatea orzului la recoltare, care nu trebuie să depăşească 15%, cât şi modul cum se realizează condiţionarea şi depozitarea orzului, pentru evitarea degradărilor calitative, până la ieşirea lui din repausul de germinare şi trecerea lui în procesul de malţificare.

Rezistenţa la frig, boli şi ploi. Cele trei tipuri de rezistenţă sunt caracteristice de soi şi pot fi îmbunătăţite prin ameliorare. În marea parte a zonelor de cultură acţionează numai unul sau mai mulţi factori nefavorabili, cum sunt:• temperaturile scăzute;• oscilaţiile mari de temperatură;• seceta din timpul iernii;• crusta de gheaţă;• desrădăcinarea şi asfixierea plantelor.

Rezistenţa la precipitaţii depinde de soi, mai rezistente fiind soiurile cu paiul scurt şi dur. O rezistenţă slabă la ploi poate conduce la scăderea recoltei (culcarea la sol), contribuind la încetinirea şi perturbarea procesului de maturare.

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

17

2.2. ÎNLOCUITORII MALŢULUI

Înlocuitorii 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 criterii, 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 pentru utilizarea în industria

berii.În prezent, în industria berii se utilizează următoarele categorii de înlocuitori ai

malţului:• înlocuitori care se adaugă în cazanul de plămădire;• înlocuitori adăugaţi în cazanul de fierbere a mustului;• înlocuitori care se adaugă înainte de fermentaţia secundară;• înlocuitori care pot fi adăugaţi în berea finită, pentru a conferi produsului finit gust

dulce şi diverse arome.Înlocuitorii malţului care se adaugă în cazanul de plămădire poartă

denumirea şi de nemalţificate, sunt reprezentaţi de:• cereale brute (orz, grâu, secară, porumb, ş.a.);• cereale prăjite sau torefiate;• fulgi din cereale (de porumb, orez, orz, grâu sau ovăz);• fracţiuni rafinate obţinute din boabe de cereale după măcinare (de exemplu grişuri

de porumb, sorg, brizura de orez, ş.a.);• cereale sub formă de făină;• amidon de cartofi sau tapioca.

Înlocuitorii 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. Aceste materiale 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.

Înlocuitorii malţului care se adaugă înainte de fermentaţia secundară sau care se adaugă în berea finită sunt reprezentaţi de:• siropuri de dextroză;• zaharoză;• zahăr invertit;• izosiropuri;• caramel.

Cerealele brute. Principalele cereale nemalţificate care se pot folosi ca înlocuitori ai malţului în industria berii sunt prezentate în tabelul 5.

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

18

ovăzul, în timp ce porumbul, sorgul sau orezul se preferă a se utiliza sub formă degerminată sau descojită.

Tabelul 5 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 mai ridicat în 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 din orz descojit sau nedescojit, sirop de orz, direct în cazanul de plămădire. Se foloseşte de obicei, orzul cu energie scăzută de germinare, care nu poate fi malţificat. Prin 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 nesolubilizaţi. 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 măcinată sau sub formă de grişuri 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

19

rotative, fie prin metode indirecte, 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.

Fulgii 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:• manipulare uşoară şi adăugare direct în cazanul de plămădire alături de malţul

măcinat;• conţinut scăzut în azot solubil al mustului obţinut prin adaos de fulgi de cereale;• contribuţie redusă asupra aromei produsului finit.

Cereale sub formă de făină. Se pot folosi, în general făinuri din toate tipurile de cereale. 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).

Se poate folosi zahăr rafinat ce conţine peste 99,9% zaharoză sau sirop de zaharoză cu 66% extract, care se dizolvă uşor în timpul fierberii mustului. Glucoza obţinută prin hidroliza cu acizi a amidonului din cereale sau cartofi se adaugă şi ea în timpul fierberii mustului cu hamei, obţinându-se beri cu un conţinut mai ridicat în alcool.

Zahărul invertit obţinut prin hidroliza zaharozei cu acizi diluaţi se foloseşte în special pentru îndulcire şi aromă. Se pot folosi şi amestecuri de glucide fermentescibile („primings”) formate din zaharoză şi zahăr invertit şi uneori hidrolizate de amidon. De exemplu, un astfel de amestec care se comercializează sub formă de sirop este format din 55% zahăr invertit şi 45% zaharoză.

Zahărul şi glucoza se mai utilizează la obţinerea caramelului necesar pentru obţinerea berilor brune speciale, conferindu-le gust specific şi o culoare închisă.

Extractele de malţ şi siropurile de cereale. Extractele de malţ se obţin prin concentrarea mustului de bere prin evaporare la presiune redusă 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 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.

2.3. HAMEIUL – MATERIE PRIMĂ SPECIFICĂ ÎN INDUSTRIA BERII

Hameiul este o materie primă specifică foarte importantă pentru fabricarea berii, rolul său situându-se imediat după malţ, reprezintă „condimentul” care se adaugă berii. Pe plan mondial întreaga producţie de bere se realizează cu hamei sau cu produse derivate din hamei. Până în prezent nu a fost găsită nici o substanţă chimică sintetică care ar putea să înlocuiască cu succes lupulina din conurile de

20

hamei, deci hameiul se bucură de privilegiul de a fi unica materie primă specifică utilizată la fabricarea berii.

Hameiul se foloseşte în industria berii deoarece acesta:• conferă gust amar şi aromă specifică berii;• îmbunătăţeşte spuma şi stabilitatea coloidală a berii;• prezintă acţiune antiseptică, fiind un conservant natural al 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. Xanthohumulonul 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.

Planta de hamei îşi are originea în planta sălbatică din Europa şi Asia de Vest. S-a cultivat din cele mai vechi timpuri la prepararea băuturilor şi ca ingredient în supe sau salate, primele popoare care au utilizat hameiul au fost babilonienii şi egiptenii cu 4÷5 mii de ani î.d.H. Hameiul este o plantă perenă cu durata de viaţă de 30÷50 de ani, fiind productive numai plantaţiile de 20÷25 de ani. Hameiul este o plantă care necesită anumite condiţii de cultură, un sol fertil, temperaturi şi zile însorite vara, o anumită umiditate a solului.

În prezent hameiul se cultivă în aproximativ 30 de ţări. Cel mai mare producător sunt S.U.A., urmate de Germania, China, Cehia şi Anglia. Cea mai mare regiune de cultură a hameiului din întreaga lume este regiunea Hallertau din Germania (de exemplu, în 1994 existau 3300 cultivatori de hamei şi 160 uscătorii de hamei, suprafaţa de cultură a fost de 17360 ha – ¾ din suprafaţa totală a Germaniei pe care s-a realizat ¼ din recolta mondială de hamei). Suprafaţa mondială cultivată cu hamei în 1992 de 91782 ha a scăzut în 1998 la 60111 ha cu o producţie de hamei de 94610 mii tone, iar în 1999, aceasta a fost de 57000 ha cu o producţia de 95451 mii tone.

În ţara noastră zona favorabilă de cultură o reprezintă podişul Transilvaniei (în judeţele Alba, Braşov, Cluj, Hunedoara, Mureş, Sibiu), iar dintre soiurile care s-au adaptat cel mai bine şi prezintă însuşiri tehnologice ridicate sunt soiurile englezeşti Northern Brewer şi Brewers Gold, soiul belgian Record şi soiul Hüller Bitter importat din Germania. În ultimul timp, suprafeţele cultivate cu hamei în ţara noastră s-au redus extrem de mult. Pe o parte din suprafeţe au rămas butaşi de hamei care însă se sălbăticesc în câmp.

Planta de hamei aparţine din punct de vedere botanic familiei Cannabisaceae, genul Humulus, specia Humulus lupus. Este o plantă dioică, cu florile feminine şi masculine pe tulpini diferite. La fabricarea berii se foloseşte, din planta de hamei, numai inflorescenţa femelă, conul de hamei, care conţine, ca substanţe specifice, substanţele amare şi uleiurile eterice. Formarea conurilor de hamei se declanşează la 5÷8 zile după înflorire, la sfârşitul lunii iunie şi începutul lunii iulie sub formă de inflorescenţe compuse din 20÷60 flori care se dezvoltă la baza frunzelor, ciclul de formare a conurilor fiind de 20÷30 de zile. Cultivarea plantelor de hamei masculine este interzisă de legislaţie, iar plantele de hamei în stare sălbatică au fost distruse. Pe măsura creşterii lor, conurile iau forma caracteristică soiului.

21

Conurile de hamei se culeg la maturitate tehnologică şi în decursul a maxim zece zile după atingerea maturităţii tehnice, când conurile prezintă o formă compactă cu bracteele strânse lângă ax şi culoarea galben-verzuie, iar la strângerea între degete revin la forma iniţială, bracteele devin elastice şi lipicioase, lupulina trecând de la culoarea argintie la culoarea galben-aurie. Conurile de hamei trebuie să fie bine închise, nevătămate, de mărime medie, corespunzătoare soiului de hamei, iar pedunculul să fie fin şi scurt. Aroma hameiului trebuie să fie plăcută, fină şi suficient de intensă, existând diferenţe din acest punct de vedere între diferitele soiuri. Hameiul nu este lăsat să ajungă la maturitate fiziologică, când conurile se deschid şi capătă o culoare roşie, gălbuie sau brun roşiatică, lupulina devine portocalie sau brun-roşiatică, iar aroma este mult mai slabă. În România hameiul ajunge la maturitate tehnologică începând din a doua decadă a lunii august în cazul soiurilor timpurii şi se termină în prima decadă a lunii septembrie la soiurile tardive. 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 550C, la temperaturi mai ridicate sunt distruse substanţele amare şi de aromă. Uscarea se consideră terminată când codiţele şi axul conului se rup la îndoire.

După uscare, hameiul se sortează pe calităţi şi se ambalează în diferite tipuri de ambalaje după o presare prealabilă: baluri, baloturi, în cilindri din tablă zincată sau în lăzi.

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.

Depozitarea hameiului după uscare se realizează în încăperi special amenajate, bine izolate, prevăzute cu sistem de răcire ce permit menţinerea unei temperaturi de 0÷20C şi iluminate artificial, deoarece lumina naturală degradează substanţele utile din hamei. În decursul depozitării timp de un an, la temperaturi de 0÷40C au loc pierderi de acizi amari cuprinse între 8 şi 45% şi de uleiuri eterice de 15÷24%.

La depozitarea necorespunzătoare a hameiului acesta poate suferi modificări nedorite ale compoziţiei chimice, substanţele amare şi uleiurile eterice pot suferi oxidări cu transformarea în substanţe nedorite care influenţează negativ valoarea tehnologică a hameiului. Prin prelungirea timpului de depozitare în condiţii necorespunzătoare a hameiului apare un miros neplăcut, persistent datorat formării de acizi volatili prin scindarea oxidativă a resturilor acil din acizii amari (Berzescu, P.,et al., 1986).

Cultura hameiului este privită ca o activitate rentabilă. Există un număr mare de soiuri de hamei de cultură, răspândite în special în Europa, Statele Unite ale Americii şi Australia. Soiurile de hamei poartă de obicei denumirea regiunii de cultivare. Specialiştii din domeniu au efectuat diferite clasificări a numărului mare de soiuri de hamei, una dintre acestea este cea care clasifică soiurile după următoarele criterii (Salontai, Al., et al., 1996):• culoarea lăstarilor tineri şi a coardelor:

o soiuri cu lăstari şi coarde roşii;o soiuri cu lăstari şi coarde verzi;o soiuri cu lăstari şi coarde de culoare violetă;o soiuri cu lăstari şi coarde de culori intermediare;

• perioada de vegetaţie:o soiuri timpurii, cu perioada de vegetaţie de 100÷120 zile, mai sărace în

substanţe amare, dar mai aromate;

22

o soiuri semitimpurii, cu perioada de vegetaţie de 121÷130 zile;o soiuri semitardive, cu perioada de vegetaţie de 131÷140 de zile;o soiuri tardive, cu perioada de vegetaţie de 140÷150 zile sau chiar mai

mult , bogate în substanţe amare şi aromă mai slabă.• însuşirile tehnologice:

o soiuri pentru aromă, se cultivă în Europa, într-o serie de regiuni tradiţionale, precum Hallertau, Tettnag, Hersbruk, Jura şi Spalt în Germania, Saaz în Cehia, precum şi Backa şi Sabinja în Iugoslavia. La acestea se adaugă unele soiuri americane Fuggle, Willamette şi Cascade;

o soiuri predominant amare: Goldbrauer, Nordbrauer, Record, Orion în Europa, la care se adaugă Cluster, Gaqlena, Eroica, Nugget şi Olimpic în America;

o soiuri cu însuşiri mixte, de exemplu, soiul Chinook.Comitetul European pentru cultura hameiului clasifică hameiul din producţia

mondială, după însuşirile brasicole, în patru grupe (Stroia, I., et al., 1998):• grupa A – hamei aromatic, foarte fin, cuprinde soiurile: Saaz, Spalt, Tettnang,

Strisselspalt, etc.;• grupa B – hamei aromatic, cu soiurile: Hallertau, Hersbruck, Hüll, Perle, Golding,

Fuggle, Cascade, Aroma, etc.;• grupa C – hamei comun, cu soiurile: Sighişorean, Record, Orion, Kent, etc.;• grupa D – hamei cu valoare amară ridicată, de exemplu soiurile Northern

Brewer, Brewers Gold, Cluster, Bullion, Pride of Ringwood.Principalii indicatori de calitate ale acestor grupe de hamei sunt prezentate în

tabelul 6.Tabelul 6

Indicii de calitate ai hameiului destinat fabricării berii

Grupa de hamei

Conţinutul în:

Acizi amari [%/s.u.]

Valoarea amară universală

[%/s.u.]Grupa A 3,8 4,5Grupa B 5,5 6,0Grupa C 5,1 6,2Grupa D 9,7 10,3

Specialiştii recomandă ca într-o plantaţie de hamei să se cultive 3÷4 soiuri cu perioadă de vegetaţie diferită, pentru eşalonarea recoltării pe o perioadă mai îndelungată în concordanţă cu momentul maturităţii optime a conurilor. Locul de cultură este hotărâtor pentru acelaşi soi de hamei. Dezvoltările din domeniul biologiei moleculare şi al biotehnologiei permit cultivarea de hameiuri şi cu proprietăţi agricole şi calitative îmbunătăţite. În ultimii ani, cultivatorii de hamei şi specialiştii din industria berii, şi-au îndreptat atenţia asupra unor aspecte de cercetare în domeniul plantei de hamei, care marchează industria berii de la materia primă la produsul finit. Viitorul hameiului va fi caracterizat de aplicarea unor metode de ameliorare a soiurilor actuale, de obţinere a unor noi varietăţi de hamei, de ameliorare a procedeelor fitotehnice aplicate culturilor de hamei, găsirea unor condiţii ecologice de cultivare propice hameiului, de selecţionare a unor soiuri cu înaltă rezistenţă faţă de bolile criptogamice şi dăunători, selecţionarea de soiuri performante din punctul de vedere al randamentului în acizi alfa amari.

În domeniul cercetărilor se vor avea în vedere următoarele aspecte:

23

• creşterea producţiei specifice;• îmbunătăţirea caracteristicilor de cultură;• micşorarea conţinutului de azot, prin eliminarea sau reducerea de îngrăşăminte

chimice (agenţi fitopatologici, nitraţi);• evitarea contaminării plantei de hamei cu metale grele ce pot proveni din agenţii

de stropire, utilizaţi pentru protecţia plantei de hamei;• luarea în considerare a criteriilor ecologice în determinarea zonării geografice a

culturilor de hamei;• introducerea unor biotehnologii moderne şi unor metode eficace ale analizei

genomului în selecţii pentru sporirea productivităţii culturilor de hamei;• asigurarea unor bune condiţii fitosanitare;• aplicarea de strategii eficiente legate de producţia de hamei corelate cu comerţul

de hamei şi producţia de bere;• obţinerea unui hamei de calitate superioară prin:

o selecţionarea şi promovarea unor varietăţi de hamei purtătoare ale unor calităţi aromatice de remarcabilă fineţe;

o obţinerea şi promovarea unor soiuri cu grad ridicat de rezistenţă faţă de boli şi dăunători.

Genetica urmează să joace un rol primordial în cultura hameiului mileniului trei, în sensul creării de noi soiuri de mare productivitate, dar şi cu însuşiri organoleptice superioare, cum ar fi de pildă soiuri cu un conţinut ridicat de acizi alfa aromatici (Gusic, V., 2000).

Compoziţia chimică a conurilor de hamei este prezentată în tabelul 7.Tabelul 7

Compoziţia chimică medie a hameiului

ComponenteValoare [%]

ca atare % / s.uApă 10÷12 -Răşini totale 12÷21 14÷23Uleiuri eterice 0,5÷2,5 0,6÷2,8Glucide 4÷9 4,5÷10Proteine 11,5÷20 13÷22Celuloză 10÷17 11÷19Polifenoli 4÷14 4,5÷16Substanţe minerale 7÷11 8÷12Lipide max.3 max.3,4

Compuşii chimici cei mai valoroşi sunt răşinile amare care, după solubilitatea în diferiţi solvenţi şi după capacitatea de a forma săruri cu acetatul de plumb sunt reprezentate de mai multe componente prezentate în figura 2 (Stoicescu, A., 1999).

Solubilitatea acizilor α-amari în must depinde de pH-ul şi temperatura de fierbere a mustului. Ei sunt compuşii chimici cei mai importanţi la fabricarea berii şi se prezintă sub forma a cinci omologi. După Narziss, acizii alfa amari reprezintă 4÷12% din compoziţia chimică a conurilor de hamei.

Substanţele amare au însuşiri bacteoriostatice, inhibând dezvoltarea anumitor microorganisme în must şi bere.

Valoarea amară a unui hamei proaspăt se poate calcula cu formula lui Wöllmer:

valoarea amară = α-acizi amari +

24

Pentru caracterizarea hameiurilor vechi, Kolbach a stabilit următoarea formulă:

valoarea amară = , în care:

Va - valoarea amară după Wölmer; b - proporţia de răşini tari din răşinile totale.

În prezent, hameiurile se caracterizează prin valoarea amară universală (UBW) determinată după metoda Pheninger şi Schur. După această metodă, valoarea universală este următoarea:

valoarea amară universală = [mg/g], în care:

E279 – extincţia extractului cloroformic la lungimea de undă de 279 nm;m – masa probei de hamei, în grame.

Pe baza cromatografiei de înaltă performanţă şi a metodelor EBC de analiză a substanţelor amare s-a demonstrat că valoarea amară este foarte diferită la diverse tipuri de bere. În acest domeniu lipsesc încă experienţe care să stabilească o legătură între distribuţia substanţelor amare şi însuşirile senzoriale.

Hamei

Extracţie cu metanol şi eter dietilic, la rece

Răşini totale

Extracţie cu hexan

Răşini tari, insolubile în hexan Răşini moi, solubile în hexan(~1%) (~16%)

Fig.2. Componentele răşinilor totale din hamei

25

Substanţe precipitabile cu acetat de plumb:- α-acizi amari (~7%):

-humulon-cohumulon-adhumulon-posthumulon-prehumulon

Substanţe care nu precipită cu acetat de plumb:- β-acizi amari (~5%):

-lupulon-colupulon-adlupulon

- hulupone- acizi humici- răşini moi necaracterizate

Uleiurile esenţiale dau hameiului şi berii aroma caracteristică. Sunt constituite din circa 200 compuşi chimici care se grupează în hidrocarburi terpenoide (70÷75%) şi compuşi cu oxigen (25÷30%). După Kunze, aceste substanţe se clasifică astfel:• Hidrocarburi terpenoide:

o Monoterpene: mircen, max. 60% din total;

o diterpene: dimircen;

o sesquiterpene: β-cariofilen, max.15% din total; humulen (0÷40%);

o alţi compuşi fără oxigen;• Compuşi cu oxigen:

o mono, di şi sesquiterpene oxigenate;o alţi compuşi cu oxigen;o terpene cu oxigen şi sulf, alţi compuşi;

• Compuşi cu sulf fără oxigen.Celelalte substanţe din compoziţia chimică a hameiului, deşi se află în cantităţi

relativ mari, nu prezintă valoare tehnologică deosebită, iar influenţa lor asupra compoziţiei mustului şi a berii este neînsemnată şi datorită cantităţii mici de hamei utilizată la fierberea mustului de bere.

Odată cântărit şi obiectiv certificat, hameiul este furnizat de către cultivatori către punctele de depozitare la rece, unde este descărcat pentru a se lua mostre şi pentru a fi analizat în ceea ce priveşte calitatea, umiditatea şi conţinutul de acizi alfa.

Aprecierea hameiului pentru fabricarea berii se realizează senzorial şi prin analize fizico-chimice, astfel:• aspectul exterior:

o 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;

o culoarea conurilor – depinde de soi şi de starea de maturitate – variază de la galben la verde, fără pete roşietice sau brune cu urme de îmbolnăvire;

o aroma hameiului – este caracteristică soiului de hamei. Mirosul trebuie să fie fin, delicat, curat;

o granulele de lupulină – să fie galbene, lucioase, cu aspect cleios;o prezenţa eventualelor boli sau dăunători.

• analiza chimică:o umiditatea hameiului;o valoarea amară a hameiului;o conţinutul în substanţe tanante şi uleiuri eterice;o valoarea antiseptică a hameiului.

Pentru analiza senzorială a conurilor de hamei se poate utiliza metoda standard (European Hop Producers Commision), metodă care stabileşte prin puncte calitatea hameiului prin următoarele însuşiri:• puritatea probei 1÷5• gradul de uscare 1÷5• culoarea şi luciul 1÷15• forma conului 1÷15• lupulina 1÷30• aroma 1÷30• dăunători, seminţe ale altor plante de cultură - (1÷15)

26

• tratamente necorespunzătoare - (1÷15)După stabilirea numărului de puncte, hameiul supus analizei poate fi:

• de calitate inferioară, < 60 puncte;• de calitate medie, 60÷66 puncte;• de calitate bună, 67÷73 puncte;• de calitate foarte bună, 74÷79 puncte;• hamei premium, >80 puncte (Stoicescu, A., 1999).

Folosirea hameiului sub formă de conuri prezintă în practică unele dezavantaje, cum ar fi:• dificultăţi în depozitare şi transport;• deprecierea substanţelor utile din conurile de hamei în timpul depozitării;• randament scăzut de extracţie a substanţelor amare;• neomogenitatea substanţelor utile prezente în conurile de hamei îngreunându-se

dozarea hameiului în procesul tehnologic.Din aceste considerente, s-a trecut la obţinerea produselor de hamei. După

anul 1960, producerea, comercializarea şi utilizarea produselor din hamei a căpătat o largă răspândire. De exemplu, în anul 1992, producţia de bere pe plan mondial s-a obţinut utilizând: 20% conuri de hamei, 30% extracte de hamei, 40% pelleţi şi 10% produse izomerizate. În prezent se obţin diverse tipuri de produse din hamei, ce pot fi clasificate astfel:• pudre din hamei;• pelleţi;• concentrate de lupulină;• extracte de hamei:

o normale;o izomerizate;

• preparate mixte: pudre cu extracte de hamei;• produse de aromă din hamei:

o emulsiile din ulei de hamei;o extractele uleioase.

Cele mai utilizate sunt:Pelleţii şi pulberile normale, care se obţin prin măcinarea în particule de

1÷5 mm a conurilor de hamei. Pelleţii se obţin prin granularea pulberilor sub formă de mici cilindri, care se ambalează sub vid în atmosferă de gaz inert. Pulberile se ambalează în ambalaje impermeabile la aer, sub vid şi cu impregnarea de gaz inert, CO2 sau azot.

Pelleţii şi pulberile concentrate conţin 45÷75% din greutatea hameiului iniţial, îndeosebi granule de lupulină. Se obţin prin măcinarea conurilor de hamei, la temperatura de –350C, în particule de circa 0,15 mm. Pulberea îmbogăţită în granule de lupulină este ambalată sub vid sau se supune granulării şi formării pelleţilor îmbogăţiţi. Pelleţii sunt ambalaţi într-un ambalaj cu patru straturi şi cu o barieră de aluminiu pentru a fi feriţi de oxidare.

Pelleţii izomerizaţi sunt produse ce conţin substanţe amare izomerizate. Ca materie primă se utilizează un hamei bogat în α-acizi amari, ce se transformă în pulbere, apoi se adaugă 1÷3% oxid de magneziu, care catalizează izomerizarea, apoi pulberea se granulează. Pelleţii obţinuţi se ambalează şi se menţin în camere cu temperatura de 500C până are loc izomerizarea a 95÷98% din α-acizii amari. Utilizarea pelleţilor izomerizaţi la fabricarea berii prezintă următoarele avantaje:• creşte gradul de utilizare a hameiului cu circa 60%;• scade timpul de fierbere a mustului;• economie de hamei şi de energie;• se reduc pierderile prin deteriorare în timpul depozitării.

27

Extracte de hamei. Se obţin prin extracţia cu solvenţi organici a răşinilor de hamei şi a uleiurilor eterice care au un caracter hidrofob. De obicei, pentru extracţie se utilizează alcoolul etilic şi dioxidul de carbon.

Extractele izomerizate de hamei sunt în prezent foarte răspândite, în următoarele tipuri:• Extracte răşinoase izomerizate se utilizează sub formă de soluţie 2÷5% în apă

distilată sau demineralizată, pentru a evita formarea de săruri insolubile de Ca şi Mg care dau tulbureală.

• Extracte izomerizate postfermentare se pot utiliza sub formă de soluţie apoasă adăugată în berea matură înainte de filtrare, contribuind la îmbunătăţirea berii în substanţe amare; de aceea, prin adăugarea acestora trebuie să se asigure numai 20÷60% din unităţile de amăreală din berea finită.

• Extracte de hamei reduse se utilizează la sortimentele de bere stabile la lumină, chiar în cazul ambalării în sticle incolore, precum şi pentru îmbunătăţirea spumei şi aderenţei. Aceste extracte se pot adăuga în orice stadiu al procesului tehnologic.

Gradul de utilizare a substanţelor amare, din diferite produse de hamei este reprezentat grafic în figura 3.

Fig.3. Gradul de utilizare a substanţelor amare din principaleleproduse de hamei

Specialiştii berari sunt confruntaţi în prezent de achiziţionarea hameiului ţinându-se cont de următoarele aspecte:• conţinutul de acizi alfa;• fineţea aromei;• conţinutul de substanţe străine, cu influenţă negativă asupra calităţii berii;• relaţiile determinate de preţ.

În funcţie de tipul de bere ce se doreşte a se obţine, dotarea tehnică în domeniul tehnologic precum şi posibilităţile economice, constituie criterii ce limitează aceşti factori în adoptarea de decizii care influenţează sortimentele de hamei sau produsul de hamei ce poate fi utilizat.

28

Modul în care se face adăugarea hameiului are influenţă hotărâtoare asupra gustului berii. Dozarea hameiului la fierberea mustului se face în funcţie de conţinutul în acizi amari.

Doza de hamei utilizată la fabricarea berii a avut o evoluţie descendentă datorită oscilaţiei preferinţelor consumatorilor pentru sortimentele de bere cu diferite grade de hameiere (fig. 4) (Banu, C., et al., 2000).

Hameiul se poate adăuga ca atare sau măcinat la fierberea mustului de bere în cantităţi de 110÷344 g/hl bere, în funcţie de tip şi sortiment. Adăugarea hameiului se face în două, trei, sau mai multe porţiuni, primele servind pentru amăreală, iar ultimele, în special pentru aromă, folosindu-se de obicei mai multe sortimente de hamei.

Cercetările din domeniul cultivării hameiului, pe de o parte, şi cele din domeniul utilizării acestuia în industria berii, pe de altă parte, vor conduce la soluţionarea problemelor cu care se confruntă în prezent specialiştii berari din întreaga lume.

Fig.4. Evoluţia dozei de hamei folosită la fabricarea berii pe plan mondial

2.4. APA

Apa este o materie primă importantă pentru industria berii, de compoziţia căreia depinde în mare măsură calitatea produsului finit, cantitativ reprezentând 80÷90% din compoziţia acestuia. Principalele domenii de utilizare ale apei, în industria berii, sunt:• materie primă propriu-zisă;• spălarea utilajelor, ambalajelor şi încăperilor tehnologice;• producerea aburului;• agent de răcire.

Apa utilizată ca materie primă trebuie să îndeplinească anumite cerinţe, reglementate prin standarde de calitate. Cele mai renumite şi mai tipice beri fabricate în lume îşi datorează caracteristicile îndeosebi calităţilor apelor cu care sunt obţinute.

Fabricile de bere îşi pot procura apa necesară în procesul tehnologic din diverse surse. Astfel, se poate utiliza 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 apa subterană

29

extrasă din puţuri proprii, care are un grad de poluare mai scăzut, o stabilitate mai mare a debitului asigurat, o temperatură uniformă, puritate microbiologică ridicată. Se poate utiliza şi apa din reţeaua urbană care îndeplineşte condiţiile unei ape potabile. Alegerea sursei de apă de către o fabrică de bere ia în considerare calitatea apei şi costurile impuse de transportul apei şi de tratamentul necesar.

În tabelul 8 se prezintă indicatorii de calitate ai apei folosite pentru producerea unor sortimente de bere şi necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii (Banu, C, et al., 1998).

2.4.1. Compoziţia chimică a apei

Cantitatea de săruri dizolvate în apă este în medie de 500 mg/l, putând să ajungă uneori chiar la 2000 mg/l. Sărurile conţinute în apă sunt disociate în cea mai mare măsură în cationi şi anioni care se află în echilibru. Totalitatea sărurilor de calciu şi magneziu din apă formează duritatea totală care se exprimă în grade de duritate, de obicei în grade germane de duritate.

Un grad german de duritate este egal cu 10 mg CaO/l de apă. Se mai utilizează gradul francez de duritate care este egal cu 10 mg CaCO3/l şi gradul englez de duritate egal cu 10 mg CaCO3/0,7 l de apă.

Tabelul 8Indicatorii de calitate şi necesarul de apă pentru producerea malţului şi berii

Indicatorii de calitate

Unităţi de măsură

Sortimente de bere

Pilsen Munchen Dortmund Viena Dublin

Reziduu fix mg/l 51,2 284,2 1110 947,8 312Oxid de calciu mg/l 11,2 106 367 227,5 100Oxid de magneziu mg/l 3,3 30 38 112,7 3,7Cloruri mg/l 5 2 107 39 15,8Sulfaţi mg/l 3,2 7,5 240,8 180,3 44,9Nitraţi mg/l urmeAmoniu mg/l 0Duritate totală 0germ. 1,2 10,6 30 28 14,9Duritate temporară

0germ. 0,9 10,2 12,2 22 12,2

Oxigen (O2) mg/l 2Compuşi ai fierului

mg/l 0,2÷0,5

Necesarul de apăEtapa 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

În funcţie de duritatea totală , apele se pot încadra în:• domeniul 1 de duritate, ape moi cu până la 70d;

30

• domeniul 2 de duritate, ape cu duritate medie, cu 7÷140d;• domeniul 3 de duritate, ape dure, cu 14÷21,30d;• domeniul 4 de duritate, ape foarte dure cu peste 21,30d.

Pentru caracterizarea unei ape folosite la fabricarea berii trebuie să se mai cunoască şi duritatea temporară, care reprezintă duritatea dată de bicarbonaţii şi carbonaţii de calciu şi magneziu. Diferenţa dintre duritatea totală şi cea temporară este duritatea permanentă, dată de sărurile de calciu şi magneziu cu ionii sulfat, clor, azotic, etc.

În funcţie de duritatea apei s-au obţinut principalele tipuri renumite de bere. De exemplu, pentru berile blonde de tip Pilsen se folosesc ape foarte moi, pentru berile brune de tip Mϋnchen, ape cu un conţinut mai ridicat în bicarbonaţi, iar pentru berile de tip Dortmund, ape foarte dure la care predomină duritatea permanentă. Apele folosite în fabricile de bere din ţara noastră prezintă durităţi cuprinse între 1,5 şi 220

germane, predominând de regulă duritatea temporară.Compoziţia apei influenţează pH-ul plămezii, mustului şi al berii. Ionii şi

sărurile din apă, la plămădire, pot să manifeste două tendinţe şi anume:• de creştere a acidităţii. La scăderea pH-ului contribuie ionii de Ca2+ şi Mg2+ şi

sărurile de calciu şi magneziu cu acizii minerali tari (sulfuric, clorhidric, azotic);• de scădere a acidităţii. La creşterea pH-ului contribuie bicarbonaţii de calciu şi

magneziu şi carbonaţii şi bicarbonaţii alcalini.Alcalinitatea totală a unei ape este dată de concentraţia în bicarbonaţi.

Alcalinitatea remanentă reprezintă acea parte a alcalinităţii totale care nu este compensată prin acţiunea ionilor de calciu şi magneziu. După Kolbach, o apă de brasaj este cel mai bine caracterizată de alcalinitatea remanentă:

Alcalinitatea remanentă =

Apa cu alcalinităţi remanente sub 50 se poate utiliza la fabricarea berilor blonde de tip Pilsen fără tratare, în timp ce la fabricarea berilor brune se pot utiliza ape cu alcalinitate remanentă mai mare fără a avea dificultăţi la brasaj.

2.4.2. Tratarea apei utilizate la fabricarea malţului şi berii

Tratarea apei depinde de măsura în care aceasta răspunde cerinţelor specifice de calitate şi constă în:• corectarea durităţii apei, care se poate realiza prin următoarele metode:

o fierberea apei la presiune normală sau sub presiune cu precipitarea carbonatului de calciu;

o decarbonatarea cu lapte de var;o decarbonatarea sau demineralizarea prin folosirea schimbătorilor de

ioni;o demineralizarea prin electroosmoză;o demineralizarea prin electrodializă;o metode speciale de compensare a alcalinităţii apei.

• compensarea alcalinităţii;• corectarea pH-ului.

Cele mai utilizate metode sunt cele de decarbonatare a apei cu schimbători cationici sau lapte de var.

Decarbonatarea apei prin fierbere. Procesele chimice ce au loc la fierberea apei pot fi sintetizate prin reacţiile:

31

Ca(HCO3)2 ↔ CaCO3 ↓ + CO2 + H2OMg(HCO3)2 ↔ MgCO3 + CO2 + H2O

După fierbere, duritatea apei este de aproximativ 0,80(14 mg CaCO3/l). Eficienţa tratamentului prin fierbere depinde de condiţiile în care are loc aceasta, prin creşterea duratei de fierbere îmbunătăţindu-se sedimentarea carbonaţilor. Pentru îmbunătăţirea decarbonatării se poate adăuga sulfat sau clorură de calciu, care favorizează eliminarea carbonatului de magneziu:

MgCO3 + CaSO4 ↔MgSO4 + CaCO3↓

Procesul este scump, necesită un cazan pentru fierbere, iar eficienţa decarbonatării nu este întotdeauna satisfăcătoare (Banu, C., et al., 2000).

Decarbonatarea cu lapte de var. Reacţiile chimice care descriu acest tratament sunt următoarele:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3

Ca(HCO3) + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2OMg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3 + CaCO3 + 2H2OMgCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + Mg(OH)2

Decarbonatarea cu lapte de var se poate realiza prin procedee discontinue şi prin procedee continue. Procedeul discontinuu constă în amestecarea cantităţii de lapte de var cu apa şi omogenizarea intensă, urmată de un timp necesar formării compuşilor insolubili şi de sedimentare a acestora. Procedeul continuu de decarbonatare cu lapte de var constă în metode într-o singură treaptă şi în două trepte de decarbonatare. Primele metode se realizează în instalaţii care au în componenţă un rezervor pentru prepararea laptelui de var, un reactor de mare capacitate pentru decarbonatarea propriu-zisă şi un filtru cu nisip pentru limpezirea perfectă a apei decarbonatate.

Decarbonatarea cu lapte de var în două trepte (procedeul „split”) este utilizată pentru decarbonatarea apelor a căror duritate de magneziu depăşeşte anumite limite. Instalaţia cuprinde două reactoare în care se realizează decarbonatarea propriu-zisă, apa decarbonatată fiind filtrată printr-un filtru cu nisip care trebuie să reţină şi cele mai fine particule de precipitat.

Decarbonatarea cu lapte de var este o metodă simplă, cu costuri scăzute, dar care necesită dozarea exactă a laptelui de var în funcţie de compoziţia apei supusă tratamentului şi îndepărtarea depozitului de precipitat.

Decarbonatarea apei cu schimbători de ioni. Schimbătorii de ioni utilizaţi pot fi produse naturale (zeoliţii) sau sintetice (permutiţii şi schimbătorii de ioni organici) şi sunt substanţe care pot schimba ionii din constituţia lor cu alţi ioni cu aceeaşi sarcină electrică dintr-o soluţie cu care vin în contact. Cei mai utilizaţi schimbători de ioni sunt schimbătorii sintetici organici, insolubili în apă, fără gust şi miros, de tipul răşinilor epoxidice de condensare, răşini poliacrilice sau polistirolice care au în grupa lor grupe funcţionale cu ioni încărcaţi pozitiv sau negativ, pe care pot să-i schimbe cu o cantitate echivalentă de ioni de aceeaşi sarcină. După natura ionilor de schimb din structura lor chimică, schimbătorii de ioni pot fi cationiţi şi anioniţi. Caracteristica principală a schimbătorilor de ioni o reprezintă capacitatea de schimb, prin care se înţelege cantitatea maximă de ioni schimbaţi de către o anumită cantitate de schimbători de ioni, exprimată în miliechivalenţi pe unitatea de masă sau cea de volum aparent a schimbătorului de ioni.

Prin combinarea unui tratament cu schimbători cationici puternic acizi cu un tratament cu schimbători anionici slab acizi, apa poate fi complet demineralizată.

32

Tratamentul se realizează în coloane cilindrice, verticale, încărcate cu schimbători de ioni. Apa supusă tratamentului se introduce în instalaţie pe la partea superioară, cu o anumită presiune, străbate stratul de schimbători de ioni, în care are loc schimbul ionic, după care este evacuată pe la partea inferioară a coloanei. Regenerarea schimbătorilor de ioni se realizează prin tratarea acestora, în circuit închis, cu soluţie de regenerare. Etapele tehnologice ale ciclului de funcţionare a unei coloane cationice sunt demineralizarea, afânarea, regenerarea şi spălarea schimbătorilor de ioni.

Tratamentul cu schimbători de ioni este mai ieftin, deoarece schimbătorii de ioni se pot regenera uşor, are o durată mai scurtă, instalaţiile de decarbonatare au dimensiuni mai mici decât cele de decarbonatare cu lapte de var.

Demineralizarea apei prin electroosmoză. Este o metodă de demineralizare a apei care nu utilizează substanţe chimice. Instalaţia de demineralizare este compusă din: un compartiment în care este montat un anod confecţionat din magnetit, un compartiment median pentru circulaţia apei de tratat şi un compartiment în care este montat un catod din fier, oţel inoxidabil, zinc şi staniu, compartimentele fiind despărţite prin diafragme din fibre vulcanice sau cromgelatină cu permeabilităţi diferite pentru anioni şi cationi. Prin această metodă se îndepărtează din apă electroliţii

Demineralizarea prin electrodializă. Se bazează pe procesul electrochimic de deplasare a ionilor din apă, în câmp electric, prin membrane care reţin selectiv ionii. Deplasarea în câmp electric a ionilor este completată cu reţinerea ionilor pe schimbători de ioni utilizând răşini speciale puternic acide şi puternic bazice (Banu, C., et al., 2000).

Compensarea alcalinităţii dată de bicarbonaţi se poate face prin adaos de sulfat de calciu sau clorură de calciu direct la brasaj, tratament prin care fosfatul secundar de potasiu din malţ, cu reacţie alcalină, este transformat în fosfat primar de potasiu cu reacţie acidă:

4K2HPO4 + 3CaSO4 → Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4

Sulfatul de potasiu rezultat influenţează negativ asupra gustului berii, doza maximă de sulfat de calciu fiind de 30 g/hl apă de brasaj. Clorura de calciu acţionează asemănător:

4K2HPO4 + 3CaCl2 → Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3KCl

dar influenţează pozitiv gustul berii, rezultând beri cu o mai bună plinătate, catifelate, cu un gust mai sărat.

La stabilirea dozelor de sulfat de calciu sau clorură de calciu trebuie să se ţină seama de alcalinitatea remanentă a apei şi de raportul dorit între duritatea temporară şi cea permanentă. Astfel s-a constatat că un raport între duritatea temporară şi cea permanentă de 1/2,5 îmbunătăţeşte gustul berii, iar un raport între acestea de 1/3,5 este în favoarea obţinerii unei beri de culoare deschisă.

2.5. DROJDIA DE BERE

Drojdia 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.

33

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.

Primele drojdii de bere de fermentaţie inferioară au fost izolate în cultură pură la Laboratorul din Carlsberg (Danemarca) de către E.C. Hansen (1908), cultură considerată o specie distinctă, Saccharomyces carlsbergensis.

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.

Glicogenul şi trehaloza constituie rezerva hidrocarbonată a celulei de drojdie. În mediu nutritiv bogat, glicogenul se acumulează, iar în mediu nutritiv sărac el se consumă de către celule şi din această cauză conţinutul de glicogen din celulele de drojdie variază între 0÷30%, în funcţie de starea şi stadiul în care se găseşte celula.

Conţinutul de substanţe azotate este în mod normal de 45%, dar dacă glicogenul scade, el poate ajunge chiar la 70%. Trei părţi din substanţele azotate sunt formate din albumine şi o fosfoglobulină, restul fiind format din nucleoproteine.

Conţinutul în lipide variază între 2÷5%, iar substanţele minerale reprezintă în mod normal aproximativ 8%, majoritatea fosfaţi. Conţinutul în substanţe gumoase este de aproximativ 5%. În celulă pH-ul este de 5,9÷6,0.

În afară de substanţele amintite, în celulă se mai găsesc şi o serie de agenţi biologici:• enzime (carbohidraze, proteaze, transferaze, citocromoxidaze);• sisteme de oxidoreducere (citocromul şi glutationul sunt principalele sisteme de

oxidoreducere);• factori de creştere (B1, B2, B6, B12, provitamina vitaminei D, PP).

Una din importantele proprietăţi ale drojdiei este capacitatea sa de floculare (aglutinare). Prin floculare se înţelege acumularea celulelor de drojdie în flocoane mari, care imediat ce capătă o anumită greutate se depun pe fundul vasului de fermentare.

În condiţii normale de fermentare, drojdia floculează de obicei prea devreme, celulele nu vor mai produce fermentarea mustului, iar dacă nu floculează la sfârşitul fermentaţiei, berea rămâne tulbure, produce greutăţi la filtrare şi gustul său va fi mai puţin corespunzător.

În ceea ce priveşte fenomenul de floculare, se disting 4 categorii de drojdii şi anume:• drojdii foarte pulverulente, caz în care aglomeratele se produc până la circa 10

celule şi de obicei se menţin în suspensie în bere;• drojdii pulverulente, caz în care aglomeratele merg până la 1000 celule şi se

formează în a doua treime a fermentării;

34

• drojdii floculante, caz în care aglomeratele conţin mai multe mii de celule şi se formează în a doua jumătate a fermentaţiei;

• drojdii foarte floculante, caz în care flocularea se produce chiar de la începutul fermentaţiei, celulele rămânând lipite una de alta în timpul cât se multiplică.

Drojdiile din prima şi ultima categorie sunt inutilizabile. În practică au importanţă cele din categoria a doua şi a treia.

Printre factorii care influenţează flocularea drojdiei se menţionează:• sarcina electrică a celulei;• slăbirea activităţii de înmulţire;• slăbirea activităţii de fermentare;• prezenţa sărurilor în mediu, care pot influenţa valoarea pH-ului;• acţiunea produselor de metabolism;• influenţa bacteriilor;• vârsta celulei;• cationii bi şi trivalenţi;• unii constituenţi ai materiilor prime folosite, ş.a.

Celula de drojdie este un coloid încărcat cu electricitate şi ea poate să piardă această sarcină sau să-şi schimbe semnul. Celula de drojdie este încărcată pozitiv la introducerea ei în mediu, după câteva ore de la începutul înmuguririi ea este încărcată negativ, iar la sfârşitul fermentării (pH 4,4÷4,7) celulele se încarcă din nou pozitiv.

La pH = 4,4 (punctul izoelectric) în practică se produce atât flocularea drojdiilor, cât şi a proteinelor cu moleculă mare din mustul de malţ.

Cationii bi şi trivalenţi produc flocularea drojdiei în soluţie apoasă. Ionul de calciu are influenţă netă asupra floculării. S-a constatat de asemenea că anumite varietăţi de orz produc flocularea mai puternică a drojdiei. Cercetările au arătat că în cojile de malţ există anumite substanţe care produc flocularea drojdiei.

La fabricarea berii în multe ţări se folosesc două tulpini de drojdie:• una floculantă, care sedimentează repede, dând o bere limpede;• una pulverulentă, care depune mai greu.

Cele mai folosite însă la fermentarea berii sunt drojdiile floculante. Drojdiile pulverulente se folosesc de obicei nu singure, ci în asociaţie cu cele floculante.

Verificarea şi selecţionarea celor mai bune tulpini de drojdii pentru a fi introduse în producţie

Pentru 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, ş.a.;• 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,

35

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.

Microbiologul berar trebuie să-şi adapteze metodele de lucru în pregătirea drojdiei de cultură pură, având siguranţă ca astfel calităţile berii ce se va obţine cu drojdia respectivă vor fi din cele mai bune şi că nu vor dezamăgi pe consumatori. De aceea, dintr-un mare număr de tulpini de drojdie ce trebuie să şi le izoleze specialistul, trebuie să se aleagă cele mai bune după o minuţioasă verificare la o scară mai mică şi abia după aceea să se treacă tulpina de drojdie în producţie.

Munca de reizolare se realizează în permanenţă şi se caută noi tulpini de drojdie care să aibă însuşiri noi, superioare, care vor putea fi introduse în fabricile de bere în condiţiile locale ale acestora.

Posibile teme de cercetare:• în ce măsură temperatura scăzută duce la o depunere prematură a drojdiei;• cum se comportă drojdiile la variaţiile bruşte de temperatură (de exemplu, de la

7,5÷8,50C la 1÷20C);• care este viteza de fermentare;• cum influenţează diferitele raporturi dintre zahărul fermentescibil şi cel

nefermentescibil asupra înmulţirii şi fermentării drojdiei;• cum influenţează diferitele concentraţii în extract ale mustului asupra fermentaţiei

drojdiei;• în ce măsură influenţează variaţia compoziţiei şi calităţii malţului asupra păstrării

constante a calităţii tulpinii de drojdie;• dacă activitatea drojdiei este modificată sensibil prin folosirea în procesul de

brasaj a cerealelor nemalţificate (porumb, orz, orez);• dacă la sfârşitul fermentării drojdia depune bine în vasul de fermentare şi nu

produce greutăţi la limpezirea berii (Stroia, I., 1996).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. Primele date privind microbiologia berii sunt descrise de Louis Pasteur în 1876, în cartea “Etudes sur la biere”.

Clarificarea aspectelor microbiologice ale fermentaţiei au fost posibile şi datorită dezvoltării unor noi utilaje de fermentare. În ultimii 20 de ani, prin metode de fermentaţie noi s-a redus substanţial timpul necesar pentru fermentare, prin folosirea unor cantităţi mai mari de drojdie, folosirea de temperaturi de fermentare mai ridicate şi de menţinerea celulelor de drojdie într-o stare activă. Pe lângă acestea, tehnologia de imobilizare a celulelor de drojdie, asigură prelungirea perioadelor de fermentare, comparativ cu metodele tradiţionale.

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;

36

• 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.

O evoluţie interesantă în ultimii ani a avut-o implementarea fermentatoarelor cu drojdii imobilizate, care prezintă avantajul de a creşte şi optimiza productivitatea, a reduce costurile şi de a controla întregul proces prin automatizare. Cercetări privind maturarea şi fermentarea cu drojdii imobilizate au început încă din 1984, calitatea berii obţinute fiind comparabilă din toate punctele de vedere cu berea maturată şi fermentată prin tehnologia clasică. Rezultate foarte bune se obţin la fabricarea de bere fără alcool cu drojdii imobilizate pe un purtător de DEAE-celuloză. S-au obţinut milioane de hectolitri de bere fără alcool, ca urmare a faptului că, în reactor fermentarea este limitată, este impusă de condiţii strict anaerobe, temperatură scăzută, presiune ridicată, timp scurt de contact, combinaţie de factori care limitează activitatea metabolică a celulei de drojdie. În aceste condiţii o cantitate mică de glucoză este metabolizată şi rezultă un produs cu un conţinut în alcool mai mic de 0,1%.

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 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 ENZIMATICE

Preparatele 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;

37

• 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.

Dintre preparatele enzimatice exogene ce se utilizează la fermentaţia primară se pot enumera:• Fungamyl 800 L, în proporţie de 0,3÷1 ml/hl must, pentru un grad de fermentare

de 80÷85%;• Fumgamyl 800 L, în proporţie de 1÷5 ml/hl must, pentru un grad de fermentare de

85÷90%. Preparatul enzimatic se adaugă în linul de fermentare;• AMG – 300 L (amiloglucozidaza), în proporţie de 5 ml/hl must, în care caz se

obţine un grad de fermentare foarte mare, berile respective având un grad redus de hidraţi de carbon;

• Promozym 200 L, în proporţie de 32 ml/hl must, pentru a obţine un grad de fermentare de până la 90%, enzima producând deramificarea dextrinelor şi amilopectinei, prin scindarea legăturilor α-1,6;

• Ambazyme 200 L (amiloglucozidaza), care se foloseşte în proporţie de 3÷9 g/hl must;

• Amylozime 200 L, care se foloseşte în proporţie de 1÷2 g/hl must.Preparatele enzimatice utilizate, după ce au acţionat, trebuie să fie inactivate,

ceea ce impune pasteurizarea berii finite. Acest lucru se impune cu atât mai mult cu cât atât AMG cât şi Fumgamyl au şi o activitate proteolitică nestandardizată, care ar putea conduce la deprecierea berii. Pentru inactivarea enzimelor respective trebuie realizate următoarele valori de pasteurizare: AMG 1200 UP (echivalent a 5 minute de încălzire la 760C); Promozym 80 UP; Fumgamyl 10 UP (echivalent a 60 de minute la 600C.

În general, preparatele enzimatice amilolitice de origine fungică sunt caracterizate prin temperaturi de inactivare mai scăzute decât cele de origine bacteriană şi, de aceea, sunt preferate sub aspectul inactivării lor într-un regim blând de pasteurizare a berii.

Având în vedere rezistenţa termică destul de ridicată a AMG şi, în mare măsură, şi a Promozym-ului, se recomandă ca aceste enzime să fie folosite la plămădire şi mai puţin la fermentare primară. În cazul în care berea nu se pasteurizează, este necesar ca şi Fungamyl-ul să fie utilizat tot la plămădire.

Pentru îmbunătăţirea filtrabilităţii berii se utilizează Finizym 200 L, în proporţie de 0,4 ml/hl bere. Se mai poate mări filtrabilitatea mustului şi, respectiv a berii prin folosire la plămădire a următoarelor preparate enzimatice: Cereflo 200 L; Ultraflo L; Viscozym 120 L. De asemenea, se recomandă folosirea preparatului enzimatic β-Glucanase 200 L în proporţie de 250÷500 ml/hl malţ. Preparatul poate fi adăugat şi la fermentarea primară/secundară, în proporţie de 0,5÷1 ml/hl must sau bere (Banu, C., et al., 2000).

38

3. TEHNOLOGIA FABRICĂRII MALŢULUI

3.1. TIPURI DE MALŢ. SCHEMA TEHNOLOGICĂ GENERALĂ DE FABRICARE A MALŢULUI

Malţul reprezintă un produs obţinut prin germinarea în condiţii speciale a seminţelor de orz, în scopul acumulării de enzime şi al dezagregării substanţelor macromoleculare din bob; este numit de specialişti „sufletul berii”, deoarece de calitatea malţului depinde în cea mai mare măsură calitatea berii. Malţul este deci, un preparat enzimatic utilizat ca materie primă în industria berii şi ca agent de zaharificare la fabricarea alcoolului din materii prime amidonoase (cereale, cartofi). Se mai foloseşte şi în panificaţie ca ameliorator al făinurilor din secară şi grâu şi la obţinerea diferitelor extracte de malţ.

Pentru fabricarea berii se folosesc următoarele tipuri de malţ:• malţ blond;• malţ brun;• malţuri speciale.

Malţul blond reprezintă materia primă de bază pentru fabricarea berii. Se caracterizează printr-o culoare deschisă şi activitate enzimatică ridicată şi este destinat producerii berii blonde.

Malţul brun este folosit la fabricarea berii brune şi se produce în general din orz mai bogat în proteine, care se solubilizează mai avansat la germinare. Uscarea se realizează în condiţii speciale la temperaturi mai ridicate pentru formarea melanoidinelor ca substanţe de culoare şi aromă tipice malţului brun.

Malţurile speciale se utilizează la fabricarea berii blonde pentru corectarea culorii acestora şi pentru a mări stabilitatea gustului.

La obţinerea berii brune utilizarea de malţuri speciale şi malţuri prăjite conduce la îmbunătăţirea culorii şi a proprietăţilor senzoriale ale produsului finit: aroma, culoarea, spuma şi plinătatea berii.Dintre malţurile speciale, cele mai cunoscute sunt următoarele:• malţul caramel – este utilizat pentru a accentua aroma de malţ, precum şi pentru

culoarea berii. Datorită conţinutului ridicat de compuşi reducători, malţul caramel îmbunătăţeşte stabilitatea berii. Malţul caramel se adaugă în proporţie de 10÷15% din cantitatea totală de malţ la fabricarea berii brune;

• malţul torefiat – este un malţ de culoare foarte închisă, folosit la obţinerea unor beri speciale. Conţine cantităţi mari de substanţe reducătoare, contribuind la creşterea stabilităţii berii. Doza optimă este de 1÷4% din cantitatea de malţ folosită pentru obţinerea berii brune speciale;

• malţul acid – este utilizat în scopul reducerii valorilor de pH ale apei de plămădire şi pentru neutralizarea durităţii temporare a apei. Malţul acid se utilizează în proporţie de 2÷10% din cantitatea totală de malţ folosită în procesul tehnologic;

• malţul melanoidinic – se utilizează în scopul intensificării culorii şi aromei berii, procentul recomandat fiind de 10% din cantitatea de malţ utilizată;

• malţurile culoare – sunt utilizate în proporţie de 2% din cantitatea totală de malţ utilizată în procesul tehnologic pentru obţinerea unor sortimente de bere brună de culoare foarte închisă;

• malţurile „ascuţite” – sunt folosite în scopul îmbunătăţirii stabilităţii spumei, adaosul recomandat fiind de 10÷20% din cantitatea totală de malţ utilizată în procesul tehnologic de obţinere a unor sortimente de bere.

39

În decursul timpului, procesele de bază la fabricarea malţului au rămas aceleaşi, progresele tehnico-ştiinţifice permiţând scurtarea ciclurilor de producţie şi asigurarea unei calităţi constante a malţului obţinut.

Principalii factori care influenţează calitatea malţului sunt:• orzul – orzoaica utilizată ca materie primă;• tehnologia de malţificare adoptată;• instalaţiile de malţificare utilizate.

Schema tehnologică de obţinere a malţului este prezentată în figura 5.

Recepţie calitativă şi cantitativă

Depozitare (maturare)

Condiţionare:- precurăţire- curăţire- sortare pe calităţi

Înmuiere

Germinare

Uscare

Răcire şi degerminare

Fig. 5. Schema tehnologică de obţinere a malţului

40

ORZ BRUT

ORZ CAL. I +II

MALŢ VERDE

MALŢ

APĂ AERDEZINFECTANŢI

Recepţia calitativă şi cantitativă. Prin recepţia calitativă se urmăreşte ca materia primă să corespundă condiţiilor impuse de standardele de calitate în vigoare pentru orz şi orzoaică. Orzul este adus în fabrică cu vagoane de cale ferată care pot fi vagoane de marfă obişnuite sau vagoane - siloz sau cu autocamioane. Orzul se supune recepţiei cantitative, cantităţile respective fiind înregistrate în documentele de evidenţă primară.

Din vagoanele de marfă obişnuite, orzul se descarcă cu lopata mecanică cu ajutorul căreia un vagon de 40 tone se descarcă în 20 minute sau descărcarea se efectuează manual, cu lopată obişnuită, durata descărcării fiind mult mai mare în acest caz. În cazul vagoanelor siloz, descărcarea se efectuează automat în buncărul de primire al silozului de cereale al fabricii. Din acest buncăr orzul este preluat cu un transportor cu lanţ şi apoi de un elevator cu cupe care-l dirijează într-o celulă în siloz. Descărcarea orzului din autocamioane se face prin bascularea platformei prin acţionare mecanică sau hidraulică. Pentru descărcarea orzului din vagoane şi autocamioane şi pentru transportul orzului până la silozul de depozitare se pot folosi şi instalaţii pneumatice care pot acţiona:• prin aspiraţie;• prin refulare;• mixt. Depozitarea orzului. Se efectuează în magazii sau silozuri, la care se impune existenţa unei posibilităţi de aerisire. Nu se recomandă depozitarea boabelor de orz în saci, deoarece se reduc posibilităţile de aerisire a acestora. Silozurile pentru depozitare sunt celule metalice sau din beton de diferite dimensiuni, cu secţiune pătrată, dreptunghiulară, rotundă sau hexagonală. Corpurile de siloz moderne au de obicei o formă rotundă sau hexagonală, grupate sub formă de fagure.

Depozitarea orzului proaspăt recoltat este necesară pentru maturizarea boabelor în vederea unei germinări uniforme. Boabele proaspăt recoltate se află în aşa numitul repaus de germinare, care reprezintă un mijloc de apărare a perpetuării speciei. Acest repaus de germinare durează între 3 şi 9 săptămâni şi constă în imposibilitatea orzului de a germina chiar dacă i se asigură condiţii optime de germinare. Germinarea boabelor este condiţionată şi de sensibilitatea la apă a orzului. La sfârşitul perioadei de postmaturare, orzul iese din repausul germinativ şi atinge energia de germinare maximă.

În timpul depozitării, datorită activităţii vitale, bobul de orz respiră, producându-se o anumită cantitate de căldură şi pierderi, în special în amidon. De aceea trebuie să se controleze în permanenţă temperatura stratului de orz şi atunci când aceasta creşte cu mai mult de 10C/24 h este necesară aerarea imediată a orzului care se poate face prin insuflare de aer prin masa de orz sau prin prefirarea orzului. Aerarea orzului se efectuează cu aer care are o umiditate relativă în echilibru cu umiditatea orzului (tab. 9).

Tabelul 9 Umiditatea relativă a aerului în funcţie de umiditatea orzului

Umiditatea orzului, [%] 13,5 14 15 16 19 21Umiditatea relativă a aerului pentru aerare, [%]

60 65 70 80 85 90

3.2. CONDIŢIONAREA ORZULUI

Orzul brut constituie o masă de boabe mai mult sau mai puţin uniforme, care conţine întotdeauna şi impurităţi. În tehnologiile actuale, orzul brut este precurăţit

41

pentru îndepărtarea impurităţilor mari (pietre, bulgări de pământ) şi de praf, după care este însilozat urmând ca înaintea intrării în procesul de malţificare să fie supus unei curăţiri şi sortări corespunzătoare.

3.2.1. Precurăţirea orzului

Prin această operaţie se urmăreşte îndepărtarea din masa de orz a impurităţilor de natură organică şi anorganică mai mici şi mai mari ca boabele de orz, ca: paie, buruieni, coji, seminţe de buruieni şi de alte plante cultivate, bulgări de pământ, pietre, corpuri metalice, nisip, praf, etc. Precurăţirea orzului se realizează cu ajutorul tararului aspirator (separator-aspirator) şi a separatorului electromagnetic.

Tararul-aspirator este prevăzut cu un sistem de 3 site cu următoarele dimensiuni ale ochiurilor:• sita superioară – lungime 20 mm şi lăţime 12 mm;• sita mijlocie – lungime 15 mm şi lăţime 3,5 mm;• sita inferioară – lungime 15 mm şi lăţime 1,5 mm.

De pe primele două site se separă impurităţile mai mari decât boabele de orz de diferite dimensiuni, de pe ultima sită rezultă orzul, iar de sub ea impurităţile mai mici decât boabele de orz. Utilajul este prevăzut cu un ventilator şi cu două camere de depunere a impurităţilor uşoare (praf, pleavă, paie). Aceste separatoare cu trei site au capacitate mare de lucru, putând prelucra 5000÷6000 kg boabe /oră.

Fig.6. Tararul-aspirator Toplet

Părţile principale ale tararului aspirator sunt gura de alimentare 1; clapeta de reglare a debitului 2; caseta cu cele 3 site 3; sitele tararului 4; bilele de curăţire a sitelor 5; sistemul de acţionare cu excentric 6; camera de decantare a impurităţilor uşoare 7; tubul de racordare la un sistem de aspiraţie 8; clapetele de reglare a debitului şi vitezei aerului 9; transportorul elicoidal pentru evacuarea corpurilor străine uşoare 10; gura de evacuare a produsului curăţat 11; pâlnia de evacuare a

42

impurităţilor mai mari decât boabele 12 şi pâlnia de evacuare a impurităţilor mai mici decât boabele 13.

Produsul intră în tarar prin sistemul de alimentare, fiind apoi repartizat pe întreaga lăţime a sitei superioare cu ajutorul clapetei reglabile. Sita superioară reţine corpurile străine de dimensiuni mari care se elimină printr-un jgheab şi o pâlnie şi lasă produsul să treacă prin sita mijlocie. Aceasta sortează produsul de corpurile străine cu dimensiuni ceva mai mari decât a bobului de curăţit. Ele sunt evacuate printr-o pâlnie, iar produsul trece prin sita inferioară unde are loc cernerea şi descărcarea prin gura de evacuare, în timp ce impurităţile cu dimensiuni mici trec prin sită fiind colectate cu ajutorul unui jgheab cu pâlnie. Particulele uşoare sunt aspirate la intrare şi la ieşire prin sistemul de aspiraţie.

Îndepărtarea impurităţilor metalice (cuie, şuruburi, ş.a.) se efectuează cu separatoare magnetice sau electromagnetice care reţin numai corpurile feroase. Operaţia este necesară deoarece impurităţile metalice pot conduce la deteriorarea morilor de malţ şi pot produce incendii şi explozii prin emiterea de scântei la trecerea acestora prin instalaţii. Separatoarele magnetice sunt dotate cu magneţi permanenţi staţionari. Cele mai utilizate sunt separatoarele electromagnetice întrucât câmpul lor magnetic este constant în timp.

După operaţiile de precurăţire orzul poate fi trimis la depozitare sau poate fi supus în continuare operaţiilor de curăţire propriu-zisă (triere) şi sortare pe calităţi.

3.2.2. Curăţirea orzului

Scopul acestei operaţii este acela de a îndepărta din masa de orz impurităţile care se deosebesc de orz prin grosime şi lungime (neghină, mazăre, mei, boabe sparte) care, datorită formei şi dimensiunilor lor nu au putut fi separate cu tararul-aspirator.

Operaţia de curăţire se realizează cu ajutorul trioarelor care pot fi de mai multe tipuri:• trioare cilindrice cu manta alveolată;• trioare cu discuri şi alveole;• trioare cu bandă alveolată;• trioare cu palete.

Fig.7. Trior:1 – manta; 2 – ax; 3 – jgheab; 4 – transportor elicoidal evacuare impurităţi; 5 – acţionare; 6 – alimentare orz; 7 – strat de orz; 8 – gură de evacuare produs; 9 – gură de evacuare impurităţi.

Cele mai utilizate sunt trioarele cu manta alveolată, care funcţionează după următorul principiu: masa de orz se introduce pe la unul din capete şi se deplasează

43

către celălalt capăt, în timpul rotirii cilindrului triorului, datorită înclinării faţă de orizontală a cilindrului cu manta alveolată. Impurităţile mici, rotunde se dispun în alveole şi odată cu rotirea cilindrului alveolat, la o anumită înălţime, se desprind de fundul alveolei şi cad într-un jgheab de colectare. Un transportor elicoidal dirijează impurităţile mici către un separator elicoidal, care realizează separarea spărturilor de orz de celelalte seminţe străine.

După viteza de lucru, trioarele cilindrice întâlnite în industria berii pot fi:• cu viteză redusă, lente;• cu viteză mărită, rapide (ultratrioare);• combinate.

Eficienţa operaţiei de curăţire se realizează prin analiza orzului şi a impurităţilor rezultate. Astfel, în orzul curăţit nu trebuie să rămână seminţe străine, iar impurităţile separate nu trebuie să conţină boabe de orz.

3.2.3. Sortarea orzului

După efectuarea operaţiilor de precurăţire şi curăţire, orzul sau orzoaica sunt supuse sortării după dimensiuni. Această operaţie este necesară deoarece boabele de diferite dimensiuni se caracterizează prin:• conţinut diferit de azot;• viteză de absorbţie a apei diferită;• capacitate de germinare diferită.

Sortarea orzului pe calităţi se poate efectua cu ajutorul sortatoarelor cilindrice sau prin folosirea sitelor plane.

Fig.8. Sortator cilindric

În figura 8 este prezentată o secţiune longitudinală şi transversală a unei instalaţii cilindrice de sortare a orzului-orzoaicei, la care, boabele se introduc pe la capătul mai ridicat 1, în timpul rotirii tamburului, boabele căpătând atât o mişcare de rotire cât şi o alunecare către celălalt capăt înclinat al tamburului 5. Sub fiecare sită de sortare se află montat câte un buncăr de colectare a boabelor care trec prin sită, după cum urmează: sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,2 mm lăţime se află buncărul de colectare pentru boabele de calitatea a IV-a 2, sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,5 mm lăţime se află buncărul pentru boabele de calitatea a III-a 3, sub sita cu orificii dreptunghiulare de 2,8 mm lăţime se află buncărul pentru boabele de calitatea a II-a 4. Boabele de calitatea I sunt cele reţinute de sita cu orificii dreptunghiulare de 2,8 mm lăţime şi se evacuează prin alunecare pe un jgheab 5 amplasat la capătul înclinat al cilindrului de sortare şi sunt colectate în buncărul 7.

44

În timpul operaţiei de sortare, orificiile dreptunghiulare ale sitelor de sortare se încarcă cu boabe, micşorând astfel suprafaţa activă a sitelor de sortare. Pentru înlăturarea boabelor prinse în ochiurile sitelor se efectuează permanent curăţirea din exterior, folosind o perie 6.

Sortatoarele de orz sunt prevăzute cu site din tablă perforată, de obicei cu fante dreptunghiulare cu lungimea de 25 mm şi lăţimea variabilă, în funcţie de calitatea boabelor ce urmează a fi sortate:• sita de 2,8 mm – pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,8 mm

şi care formează calitatea I;• sita de 2,5 mm – pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,5 mm

formând calitatea a II-a;• sita de 2,2 mm pe care rămân boabele de orz cu grosimea mai mare de 2,2 mm

şi care formează calitatea a III-a. Boabele care trec prin ochiurile sitei de 2,2 mm reprezintă orzul-orzoaica de calitatea a IV-a.

Sortatorul cilindric este format dintr-un tambur cilindric perforat 1, cu cele 3 zone cu site 2,2, 2,5 şi 2,8 mm. Sub fiecare zonă este montat câte un buncăr pentru calitatea respectivă. Orzul ce urmează a fi sortat intră pe la capătul din stânga al tamburului alunecând de la un capăt la celălalt datorită înclinării acestuia. Calităţile de orz IV, III şi II trec prin sitele cu lăţimea de 2,8, 2,5 şi 2,2 mm, iar calitatea I este evacuată de pe ultima sită de la capătul tamburului. Pentru a se evita astuparea ochiurilor sitelor aparatul este prevăzut cu un tambur cu perii 3 plasat la exteriorul tamburului de sortare.

Sitele plane (Plansichter) reprezintă un utilaj care constă în 20÷28 cadre prevăzute cu site orizontale, cadre aranjate unul deasupra altuia (fig.9.). Cadrele cu site sunt suspendate pe un cadru care primeşte mişcare plan-circulară de la un mecanism cu excentric. Orzul este distribuit în acest fel, pe întreaga suprafaţă de sitare, schimbându-şi permanent poziţia şi orientarea. Alimentarea şi evacuarea orzului se fac prin tuburi confecţionaţi din pânză groasă.

Fig.9. Sită plană:1 – pachet cu rame; 2- cadru susţinere; 3 – mecanism oscilant; 4- roată de curea; 5 – ax vertical; 6 – cutie de lemn; 7 – poliţă; 8 – tijă; 9 – conductă alimentare; 10 – gură tronconică; 11 – conductă aspiraţie; 12 şi 13 – racord elastic; 14 – cablu; 15 – role.

45

Orzul de calitatea I şi a II-a se utilizează la fabricarea berii, iar cel de calitatea a III-a şi a IV-a la obţinerea malţului pentru alcool sau în scopuri furajere. Calităţile rezultate de la sortare se malţifică separat pentru a se obţine un malţ de calitate omogenă.

3.3. ÎNMUIEREA ORZULUI

Orzul maturizat, după repaosul germinativ, poate fi supus procesului de malţificare. În silozuri, procesele de sinteză din bobul de orz stagnează, activitatea enzimatică este minimă.

Prin crearea condiţiilor necesare desfăşurării germinării, bobul de orz poate fi readus la activitate prin asigurarea cantităţii suficiente de apă, pentru atingerea unui anumit grad de umiditate a orzului, asigurarea oxigenului necesar respiraţiei embrionului, precum şi asigurarea temperaturii adecvate desfăşurării procesului.

În timpul înmuierii au loc trei procese mai importante: absorbţia apei în bob, alimentarea cu oxigen , spălarea şi dezinfecţia orzului.

Prin absorbţia apei boabele îşi măresc volumul, învelişurile se întind, devin netede, embrionul creşte şi se dezvoltă dând naştere la apariţia radicelelor şi a plumulei.

Procesul de înmuiere trebuie astfel condus încât acesta să ţină seama de sensibilitatea orzului faţă de apă, evitându-se sufocarea embrionului şi să se elimine inhibitorii germinaţiei, cu ajutorul apei de înmuiere.

Prin acumularea apei în cursul procesului de înmuiere se declanşează germinaţia. Pentru obţinerea unei cantităţi mari de enzime şi pentru solubilizarea părţii făinoase a bobului într-un timp relativ scurt, orzul trebuie să aibă o umiditate de 44÷48%. Absorbţia apei depinde de :• temperatura apei de înmuiere;• mărimea bobului de orz;• varietatea de orz şi anul de recoltare;• procedeul de înmuiere (Banu, C., et al., 2000).

Cu cât temperatura apei de înmuiere este mai mare cu atât absorbţia apei este mai rapidă şi se reduce mai mult durata de înmuiere. Astfel, pentru atingerea unei umidităţi a orzului înmuiat de 43% sunt necesare:• la 90C …………. 78 ore;• la 130C ……….. 54 ore;• la 170C ………... 46 ore;• la 210C ………… 28 ore.

Prin numeroase experimentări s-a stabilit că, temperatura normală pentru desfăşurarea proceselor fiziologice la înmuiere este de 12÷130C.

Absorbţia apei se produce cu intensitatea cea mai mare în primele 4÷8 ore ale procesului de înmuiere, apoi ea scade treptat până la punctul de saturaţie. Absorbţia apei este mai rapidă dacă înmuierea se realizează alternativ cu şi fără apă, iar eficienţa absorbţiei va creşte şi mai mult prin lungirea perioadelor de înmuiere fără apă, care reprezintă circa 50÷80% din timpul total de înmuiere.

Se supune operaţiei de înmuiere numai orzul sortat în prealabil pe calităţi, deoarece capacitatea de absorbţie a apei depinde de mărimea şi structura bobului. Boabele mai mari de orz şi boabele mai pline se înmoaie mai încet decât boabele mai mici şi mai slabe. Conţinutul iniţial de apă al orzului nu influenţează capacitatea

46

de absorbţie, în schimb, de exemplu, un orz bogat în substanţe proteice şi sticlos, necesită timp mai îndelungat pentru atingerea aceluiaşi grad de înmuiere.

În timpul înmuierii se realizează şi spălarea şi dezinfectarea orzului. Se îndepărtează praful ce nu a fost separat din masa de orz în decursul precurăţirii şi curăţirii orzului, ca şi orzul plutitor, printr-o bună agitare a orzului în apa de înmuiere cu ajutorul aerului comprimat cât şi prin recircularea amestecului de apă-orz. De regulă, la spălarea mecanică se aplică şi o spălare chimică, prin introducerea în a doua apă de înmuiere a unor substanţe alcaline cu acţiune detergentă. Cele mai utilizate substanţe alcaline sunt:• CaO (10÷30 g/ hl apă de înmuiere), se adaugă în a doua apă de înmuiere. În

ciuda preţului scăzut, varul reprezintă dezavantajul că formează carbonat de calciu care se depune pe bobul de malţ. Ca urmare, după uscarea malţului există pericolul formării prafului, iar procesul tehnologic de plămădire-zaharificare este îngreunat datorită modificărilor valorilor de pH al mustului;

• NaOH (0,35 kg/m3 apă de înmuiere), se adaugă în a doua apă de înmuiere. NaOH are un efect de spălare mai bun a bobului de orz şi nu formează precipitate ca în cazul CaO. Se dozează sub formă de soluţie 1% la temperatura de 400C favorizând dizolvarea substanţelor amare din coji. În urma acestui tratament creşte gradul de fermentare al berii;

• Na2CO3 (0,9 kg/m3 apă de înmuiere) prezintă aceleaşi avantaje ca NaOH. Adaosul acestor substanţe alcaline contribuie la extragerea substanţelor polifenolice, substanţelor amare şi proteinelor din coaja bobului de orz, determinând îmbunătăţirea calităţii malţului şi a berii.

Ca substanţe cu acţiune antiseptică se pot utiliza:• apa oxigenată (300÷500 ml/ hl apă de înmuiere), substanţă cu acţiune favorabilă

şi asupra micşorării sensibilităţii la apă a orzului;• aldehida formică (1÷1,5 kg/t orz) care produce şi o micşorare a pierderilor la

malţificare, dar poate influenţa calitatea malţului, existând riscul ca gustul de fenol să ajungă în bere;

• pentaclorfenolatul de sodiu (0,08 kg/m3 apă de înmuiere);• acid sulfuric concentrat (200÷300 ml/m3 apă de înmuiere);• hipocloriţii sunt deosebit de eficace ca dezinfectanţi, însă prezintă pericolul

formării de clorofenoli, compuşi care pot să ajungă în produsul finit – berea (Stoicescu, A., 1999; Stroia, I., 1998).

Consumul de apă de înmuiere este variabil şi depinde de procedeul de înmuiere utilizat, literatura de specialitate indică un consum de 5÷12 m3 apă/tona de orz. Nivelul de apă din orz este important pentru germinare, deoarece acesta influenţează decisiv formarea enzimelor, dezvoltarea embrionului şi transformările metabolice la germinare. La procedeele clasice, în timpul înmuierii cu apă se introduce în vasul de înmuiere, în fiecare oră aer comprimat, timp de 10÷15 minute, iar în perioadele de înmuiere fără apă, dioxidul de carbon se îndepărtează la intervale de 1÷2 ore timp de 10÷15 minute. Aportul de oxigen este indispensabil pentru menţinerea viabilităţii orzului în timpul înmuierii.

La întocmirea diagramei de înmuiere se va ţine seama în primul rând, de sensibilitatea orzului faţă de apă. Aceasta este influenţată de caracteristicile pedoclimatice ale anului de cultură (creşte în anii cu temperaturi scăzute, cu multe precipitaţii şi umiditate relativă ridicată a aerului în perioada de maturare a bobului), de soiul de orz şi de gradul de contaminare cu microorganisme a orzului (Stoicescu, A., 1999). Prin calculul diferenţelor de boabe germinate în 4 respectiv 8 ml apă timp de 5 zile, se stabilesc următoarele criterii de apreciere pentru orz:• puţin sensibil la apă, când diferenţa este de 10%;

47

• uşor sensibil la apă, când diferenţa este de 11÷25%;• sensibil la apă, când diferenţa este de 26÷45%;• foarte sensibil la apă, când diferenţa este de peste 45%.

Sensibilitatea mare a orzului faţă de apă poate fi atenuată prin prelungirea perioadei de înmuiere fără apă, eventual prin adăugare de H2O2 la înmuiere.

Sensibilitatea la apă a orzului depinde de proprietăţile învelişului şi dispare atunci când au apărut radicelele la germinare. Prin urmare este necesar ca să se aştepte începerea germinării la un conţinut de 37÷40% apă şi apoi să se crească conţinutul de apă la nivelul dorit (Banu, C., et al., 2000).

3.3.1. Procedee de înmuiere

Procedeele de înmuiere aplicate sunt diferite de la ţară la ţară şi chiar de la producător la producător, în toate cazurile se ţine seama, în principal, de sensibilitatea orzului la înmuiere, sensibilitate care indică şi comportamentul embrionului la absorbţia de apă. În condiţiile unei sensibilităţi mari, germinarea se declanşează mai greu, consecinţă a absorbţiei mari de apă şi, după declanşare, se încetineşte mai repede şi se opreşte.

Un exemplu pentru un procedeu de înmuiere (după Narziss):• înmuiere sub apă la temperatura de 120C, până la atingerea umidităţii de 30%

(durează circa 4÷6 ore);• pauză fără apă, timp de 14÷20 ore (ţinându-se seamă de sensibilitatea orzului

faţă de apă);• înmuierea în continuare sub apă, la temperatura de 12÷150C, până la realizarea

umidităţii de 38% (durata 2÷4 ore);• pauză fără apă timp de 14÷20 ore, până la realizarea germinării uniforme;• continuarea înmuierii sub apă de 12÷180C, până la atingerea umidităţii 42÷44%

(durata 1÷4 ore). Durata totală a operaţiei de înmuiere variază între 35÷54 ore, din care înmuierea uscată 28÷40 ore.

La întocmirea diagramelor de înmuiere care pot fi variate, ţinându-se seama de sensibilitatea orzului la apă, se va avea în vedere că germinarea se declanşează la 30% (Berzescu, P., et al., 1981).

Înmuierea cu apă aerată. Procedeul cunoscut şi sub denumirea de metoda Bulgakov constă în aerarea apei folosite la înmuiere, care se realizează prin intermediul unui dispozitiv plasat în conducta de alimentare cu apă a cuvei de înmuiere. Datorită aerului insuflat se accelerează procesul de absorbţie al apei în boabe şi procesele biochimice ce caracterizează germinarea. Timpul de înmuiere se reduce la maximum 40 ore.

Înmuierea cu apă caldă. Se realizează în scopul accelerării procesului de absorbţie a apei utilizând apă cu temperatura de 20÷400C. Procesul este favorizat de aerarea intensă, şi/sau periodică. Procedeul se realizează prin utilizarea apei calde în prima zi de înmuiere, iar în continuare temperatura apei scade sub 200C.

Înmuierea cu apă fierbinte. Procedeul are drept scop accelerarea proceselor biochimice din bobul de orz. Apa fierbinte (55÷600C) este folosită ca apă de înmuiere doar la începutul procesului, pe o perioadă de circa 20 minute. Apa de înmuiere utilizată apoi până la finalul procesului are temperatura obişnuită. Dezavantajele procedeului sunt următoarele:• temperaturi mai mari de 620C afectează capacitatea de germinare a bobului;• pierderile la malţificare cresc datorită favorizării solubilizării substanţelor din bob;• apare pericolul dezvoltării de microorganisme pe suprafaţa boabelor.

Înmuierea prin stropire. Procedeul constă în stropirea continuă a boabelor de orz, apa pulverizată deasupra cuvei de înmuiere scurgându-se în mod continuu

48

pe la partea inferioară. Se favorizează atât curăţirea, cât şi oxigenarea continuă a bobului. Pentru a se elimina pericolul asfixierii boabelor se administrează de două ori pe zi aer în cantitate de 0,6÷0,9 m3/t orz. Se recomandă o spălare prealabilă a boabelor de orz, spălare ce se poate realiza într-o cuvă alimentată cu apă în care să se asigure o circulaţie a boabelor în circuit închis. Prin acest procedeu se realizează germinarea uniformă a boabelor de orz. Tehnica stropirii face posibilă aplicarea metodelor continue de germinare, înmuierea realizându-se chiar în casetele de germinare. Boabele se înmoaie prin pulverizarea apei până se atinge umiditatea optimă de germinare (Stroia, I., 1998).

3.3.2. Instalaţii de înmuiere

Înmuierea orzului se realizează în utilaje denumite cuve de înmuiere sau linuri de înmuiere. Linul de înmuiere este prevăzut cu:• sistem de aerare format din conducte circulare prevăzute cu orificii, montate în

partea conică, alimentarea se face cu aer comprimat prin intermediul unui compresor;

• grătar montat la fundul părţii tronconice sub care se găseşte montată vana de golire a orzului;

• conductă de evacuare a apei murdare;• conductă de evacuare a orzului plutitor montată la partea superioară a părţii

cilindrice;• suflantă pentru aspiraţie CO2;• instalaţie pentru amestecare şi transvazare a boabelor de orz.

Se folosesc două tipuri principale de linuri de înmuiere:• linuri clasice – la care întreg procesul de înmuiere se realizează în acelaşi lin, iar

amestecarea orzului se realizează cu ajutorul unui dispozitiv special numit morişcă Seigner;

• linuri prin recirculare – la care înmuierea se realizează prin trecerea orzului printr-o linie de înmuiere formată din trei linuri, uneori fiind folosit şi un al 4-lea lin pentru prespălare; în acest caz amestecarea orzului se realizează prin recirculare cu apă în acelaşi lin sau la trecerea în linul următor (Hopulele, T., 1979).

Fig.10. Linul de înmuiere cilindro-conic :1 - tancul de înmuire; 2 - conductă centrală pentru circulaţia orzului; 3 - intrare aer comprimat; 4 - evacuare orz înmuiat; 5 - evacuare orz plutitor; 6 - admisie apă proaspătă; 7 - evacuare apă uzată.

49

O cuvă de înmuiere (fig.10) este formată dintr-o parte cilindrică, terminată cu o parte conică. La partea conică inferioară linul este prevăzut cu o supapă conică amplasată în mijlocul unui grătar din oţel care serveşte la oprirea boabelor de orz. Pe suprafaţa interioară a părţii conice sunt montate ţevi inelare pentru barbotarea masei de orz supuse înmuierii.

În centrul linului de înmuiere este montată o conductă de aer comprimat pentru trimiterea boabelor de orz în morişca Seigner fixată cu un ax de conducta verticală. Cuva de înmuiere este prevăzută cu o conductă de evacuare a apei, un preaplin pentru îndepărtarea orzului plutitor şi o conductă pentru evacuarea apelor murdare.

În timpul înmuierii se controlează gradul de umiditate, temperatura şi eventual procentul de boabe germinate.

Controlul gradului de înmuiere se poate stabili prin:- cântărirea a 1000 boabe;- folosirea aparatului Brenreuther;- determinarea directă a umidităţii;- metoda empirică.

Aparatul Brenreuther este un cilindru mic perforat cu mâner lung, care se încarcă cu 100 g orz, cu umiditatea iniţială cunoscută. Aparatul este introdus în linul de înmuiere odată cu masa de orz supusă înmuierii. La sfârşitul operaţiei de înmuiere se urmăreşte creşterea în greutate, pe baza căreia se calculează gradul de înmuiere cu ajutorul unui bilanţ parţial în substanţă uscată.

Determinarea empirică a gradului de înmuiere se efectuează prin presarea orzului între degete. Un orz bine înmuiat se striveşte între degete fără a se rupe. Prin frecare pe o tablă neagră acesta lasă o dâră albă.

3.4. GERMINAREA ORZULUI

După înmuiere, bobul de orz trece din starea latentă în starea activă. Germinarea este un fenomen fiziologic şi biochimic în cursul căruia se dezvoltă radicelele şi plumula. Radicelele străpung baza bobului formând 3÷5 radicele. Plumula străpunge testa, dar nu şi tegumentul exterior şi se dezvoltă între ele, în partea posterioară a bobului. Dacă nu se intervine în procesul tehnologic, plumula iese prin vârful bobului formând aşa numiţii „husari”. La fabricarea malţului pentru industria berii, prin conducerea procesului tehnologic se urmăreşte evitarea formării husarilor, la malţul blond nefiind admişi, iar la malţul brun prezenţa lor se admite până la 5÷10%.

Se produce solubilizarea membranei celulare cu ajutorul hemicelulazei, asigurându-se astfel accesul enzimelor la substanţele de rezervă din bob şi se produce dezagregarea acestor substanţe cu molecule mari în altele cu molecule mai mici.

În urma germinării, malţul trebuie solubilizat în totalitate, deoarece în părţile insolubile, enzimele nu pot pătrunde, iar substanţele ce nu au fost solubilizate nu mai pot fi dezagregate în timpul operaţiilor de fabricare a berii şi vor crea dificultăţi în procesul tehnologic. Malţul insuficient solubilizat va avea activitate enzimatică scăzută, se zaharifică încet la plămădire, mustul de bere şi berea se filtrează greu, randamentul la fierberea mustului va fi mai mic, iar berea rezultată va avea un grad de fermentare scăzut.

În timpul germinării se asigură condiţii favorabile pentru dezvoltarea embrionului şi formarea enzimelor, oxigen, apă şi temperatura necesară, iar spre

50

sfârşitul germinării se reduce aerarea pentru frânarea dezvoltării embrionului, însă fără a îngrădi activitatea enzimatică. Prin germinare se urmăreşte:• activarea unor enzime preexistente în embrion, scutelum, ţesutul aleuronic şi

subaleuronic precum şi în endosperm;• sinteza de novo a unor enzime. Cele mai importante enzime care se activează

sau se sintetizează la germinare aparţin hidrolazelor. Formarea enzimelor este rezultatul activării proceselor de sinteză de proteine

enzimatice în stratul aleuronic de către fitohormoni elaboraţi în ţesutul nodal al embrionului şi transportaţi de apă prin scutellum în stratul aleuronic. La germinare se formează α-amilaza si cantităţi noi din alte enzime în următoarea succesiune: β-glucanaze, α-amilaze, proteaze, fosfataze şi β-amilaze. Cu cât este mai intensă aerarea orzului cu atât se formează o cantitate mai mare de enzime. Sub acţiunea enzimelor formate la germinare, substanţele macromoleculare din bobul de orz sunt transformate în substanţe cu greutate moleculară medie şi mică. Totalitatea transformărilor suferite de aceste substanţe poartă denumirea de solubilizarea malţului şi se reflectă în modificarea însuşirilor mecanice ale malţului, malţul uscat devenind friabil.

Amidonul este transformat parţial prin formare de glucide fermentescibile sub acţiunea amilazelor. O parte din aceste glucide sunt transformate prin respiraţie. Activitatea amilazică a malţului finit se măsoară prin „capacitatea amilolitică”.

α şi β-amilaza acţionează diferit asupra celor două componente ale amidonului, amiloza şi amilopectina:• β-amilaza catalizează prin hidroliză legăturile 1,4-α-glucozidice numai la capetele

nereducătoare ale catenei, desprinzând succesiv câte o moleculă de maltoză. În acest fel amiloza neramificată este hidrolizată complet până la maltoză, iar amilopectina numai parţial, întrucât enzima nu poate hidroliza legăturile 1,6-α-glucozidice. Datorită formării unei cantităţi mai mari de maltoză β-amilaza se mai numeşte şi zaharogen-amilaza;

• α-amilaza (dextrinogen-amilaza) este o enzimă specifică ca şi β-amilaza pentru ruperea legăturilor 1,4-α-glucozidice, însă ea atacă această legătură în orice loc din catenă şi nu numai la margine, ocolind punctele de ramificare. Degradarea amidonului de către α-amilază conduce în principal la glucoză şi dextrine (liniare şi ramificate).

β-amilaza prezintă o activitate mai slabă în orzul negerminat, activitatea ei crescând de 3÷5 ori în cursul germinării, în timp ce α-amilaza se formează de novo la germinare, fiind favorizată de umidităţi ridicate şi de prezenţa oxigenului. În cursul germinării cele două enzime amilolitice acţionează limitat, activitatea lor principală se accentuează în procesul de plămădire-zaharificare.

La degradarea amidonului participă şi alte enzime, cum ar fi α-glucozidaza, dextrinaza limită, maltaza, ş.a.

Hemicelulozele care se găsesc în pereţii celulari ai bobului de orz sub formă de β-glucani (80÷90%) şi pentozani (10÷20%) sunt degradate de hemicelulaze în proporţie de 70%.Cele mai importante hemicelulaze sunt:• β-glucanaze:

o endo-β-glucanaza;o exo-β-glucanaza;o β-oligozaharidaza;

• pentozanaze:o endoxilanaza;o exoxilanaza;o arabinozidaza.

51

Exoenzimele sunt active în bobul de orz negerminat, iar endoenzimele se formează în cursul germinării, în special în prezenţa oxigenului.

Schema de descompunere a hemicelulozelor este următoarea: Endo-β-glucanaza Exo-β-glucanaza β-oligozaharidaza

hemiceluloze gume solubile celobioză hexoze şi pentoze (β-glucani)

Procesul de degradare parţială a pereţilor celulari sub acţiunea acestor enzime se numeşte solubilizare hemicelulozolitică şi se poate controla practic cu ajutorul următorilor indicatori:• farinozitatea;• diferenţa de randament între măcinişul fin şi grosier;• vâscozitatea mustului de laborator.

Proteinele sunt hidrolizate parţial sub acţiunea endo- şi exopeptidazelor la germinare în diferite fracţiuni proteice cu masă moleculară mai mică şi chiar până la aminoacizi. Endopeptidazele atacă proteinele în interiorul lanţului polipeptidic, formând în special fracţiuni proteice macromoleculare, iar prin acţiune mai îndelungată se formează şi aminoacizi. Exopeptidazele atacă lanţul polipeptidic din exterior spre interior, separând câte un aminoacid. Controlul degradării proteinelor la germinare se realizează prin intermediul următorilor indicatori:• conţinutul malţului în azot solubil şi fracţiunile lui;• gradul de solubilizare proteică (cifra Kolbach);• conţinutul malţului în azot α-aminic (Hopulele, T., 1979).

Compuşii cu fosfor sunt degradaţi la germinare sub acţiunea fosfatazelor, punând în libertate acid fosforic şi fosfaţi primari, care contribuie la reacţia acidă a plămezilor şi joacă rol de substanţe tampon. În urma acţiunii fosfatazelor cantitatea de fosfor anorganic din orz creşte de două ori în timpul operaţiei de germinare.

Lipidele sunt degradate de lipază, în vederea procurării de energie necesară respiraţiei şi pentru dezvoltarea embrionului. Aerarea abundentă şi temperaturile ridicate de germinare favorizează activitatea enzimelor lipolitice.

În timpul germinării se mai formează şi o serie de oxidoreductaze (catalaza, peroxidaza, polifenoloxidaze).

Lungimea radicelelor se consideră normală, dacă acestea au lungimea bobului, iar dacă lungimea depăşeşte de 2 ori lungimea bobului, dezvoltarea se consideră exagerată. Se urmăreşte ca aceste radicele să crească uniform, deoarece aceasta este un indiciu că fenomenele de solubilizare se desfăşoară uniform. Prin conducerea germinării la temperaturi scăzute, radicelele capătă formă spirală, în schimb dacă procesul este condus la cald, creşterea se accelerează şi se formează radicele subţiri, filiforme. Mărimea plumulei, de asemenea, dă indicaţii asupra stadiului germinării: la malţul verde destinat producerii de malţ blond plumula trebuie să fie 2/3÷3/4 din lungimea bobului, iar la malţul brun ¾÷1/1 din lungimea lui. Creşterea neuniformă a plumulei indică faptul că, fie orzul nu a fost sortat corespunzător, fie nu a fost prelucrat după provenienţă (la malţificare s-a trimis un amestec din diferite loturi de orz). De asemenea, conducerea procesului de germinare la temperaturi ridicate şi creşterea rapidă a umidităţii orzului la germinare conduc la dezvoltarea neuniformă a plumulei. Ruperea radicelelor la germinare în timpul amestecării stratului de orz poate duce la o dezvoltare mai pronunţată a plumulei. Dezvoltarea plumulei poate fi încetinită prin amestecare, stropire, atmosferă de CO2 cât şi prin procedeul de reînmuiere (Hopulele, T., 1979).

Ca inhibitori de germinare se pot utiliza diferite substanţe, cum ar fi:• acidul azotic, în doze de 1,5 kg/t orz, sub formă de soluţie de concentraţie 6%;• cromatul de potasiu, în doze de 0,5÷2 g/t orz;• formaldehida, în cantităţi de 0,01%;

52

• cumarina, un alcaloid folosit în doză de 100 ppm, care blochează creşterea radicelelor, dar este toxică;

• sulfatul de cupru, clorura de sodiu, ş.a.În calitate de activatori ai germinării se pot utiliza:

• acidul giberelic în cantitate de 0,01÷0,06 mg/t orz. Nu este toxic şi poate fi distrus prin fierbere. Nu are nici o influenţă asupra dezvoltării drojdiei şi asupra fermentaţiei alcoolice. Acidul giberelic, pe lângă faptul că are capacitatea de a scoate germenele din starea de repaus, mai are şi alte avantaje, aşa cum sunt:

o scurtarea duratei de germinare cu circa 48 ore;o reducerea pierderilor la germinare;o stimularea formării enzimelor în bob în mai mare măsură decât

stimularea creşterii germenului;o creşterea randamentului în extract a malţului obţinut;o hidroliza avansată a compuşilor macromoleculari din bobul de orz cu

efect favorabil asupra vâscozităţii mustului.• glucoza şi zahărul, doza optimă fiind de 30÷40 g/t orz, se adaugă la sfârşitul

germinării. În urma acestui tratament se observă o creştere a randamentului în extract al malţului.

La întocmirea unei diagrame de germinare se au în vedere următoarele:• temperatura în stratul de orz să crească zilnic, în mod treptat de la 120C la

16÷180C, iar în ziua a doua de germinare diferenţa de temperatură între stratul inferior şi superior să nu depăşească 20C. Temperatura aerului la intrare este cu 20C mai mică decât temperatura stratului de orz aflat în germinare;

• în prima zi de germinare aerul recirculat poată să fie de 75% din total aer utilizat, în ziua a doua trebuie să fie de circa 25%, iar din ziua a patra până la finalul germinării proporţia de aer recirculat poate să crească în mod treptat până la 70%;

• umiditatea malţului verde creşte de la 42% în prima zi de germinare la 45÷48% în a patra şi a cincea zi, iar în ultima zi scade la 43÷45%. Consumul de apă cu presiunea de 2÷3 bar pentru condiţionarea aerului este de 30 m3/tonă orz la un ciclu de germinare, iar dacă apa de umezire se recuperează, consumul de apă se poate reduce până la 2,5÷3 m3/tonă orz prelucrat;

• cantitatea de aer introdusă în instalaţie trebuie să crească la începutul germinării de la 300 m3/tonă şi oră la 500 m3/tonă şi oră în zilele 4 şi 5 de germinare, apoi scade treptat la sfârşitul germinării;

• în primele două zile de germinare se vor executa două întoarceri, în zilele 3 şi 4 de germinare câte trei, apoi se va reduce treptat la o singură întoarcere pe zi, până în ziua a şaptea de germinare.

3.4.1. Procedee de germinare

Un exemplu de diagramă de germinare ce se bazează pe înmuierea repetată a malţului verde se prezintă astfel: orzul după 24÷36 ore de înmuiere, cu umiditatea de 38% şi la temperatura de circa 16÷180C este introdus în caseta de germinare. La această temperatură şi umiditate, orzul germinează rapid şi uniform. După 48÷60 ore de germinare, se introduce în casetă apă cu temperatura de 12÷180C, în care se înmoaie orzul timp de 8÷24 ore. Datorită acestei reînmuieri, embrionul orzului se inactivează, însă bobul de orz se solubilizează prin acţiunea enzimelor datorită umidităţii ridicate de 50÷52%. Malţul fabricat după acest procedeu prezintă radicelele mai puţin dezvoltate, dar este bogat în enzime, cu toate că unele exoenzime (peptidaze şi glucanaze) îşi vor reduce activitatea. Pierderile de malţificare sunt de numai 5÷6%, raportate la substanţa uscată.

53

Procedeul de germinare în mediu de CO2 se caracterizează prin aceea că după terminarea fazei biologice de germinare, condusă în atmosferă bogată în oxigen, urmează o fază de producţie, denumită fază de solubilizare, condusă în mediu de CO2. În această fază de solubilizare se menţin funcţiile vitale şi se formează noi enzime care se alătură enzimelor formate în faza biologică, în final producându-se solubilizarea bobului de orz. Prin germinarea în mediu de dioxid de carbon, începând din ziua a cincea, se micşorează pierderile, se obţine o solubilizare mai bună fără a influenţa negativ capacitatea amilolitică a malţului. La fabricarea malţului blond se recomandă ca în faza de solubilizare concentraţia dioxidului de carbon să nu depăşească 8% (Berzescu, P., et al., 1981).

Germinarea la rece se desfăşoară la temperatura de 12÷160C, când funcţiile vitale ale malţului verde cât şi producerea enzimelor se realizează mai lent, iar dezvoltarea radicelelor şi a plumulei se face odată cu procesul de solubilizare.În instalaţiile pneumatice, aerul temperat şi saturat cu apă răceşte stratul de malţ verde şi îndepărtează dioxidul de carbon acumulat. Instalaţiile de condiţionare sunt prevăzute cu dispozitive pentru răcire sau încălzire şi pentru umezirea aerului, cu conducte de aducţiune şi refularea aerului şi cu ventilatoare. La germinarea în casete, în primele 3÷4 zile de germinare temperatura în stratul de orz creşte de la 13÷140C la 15÷160C. În zilele 3 şi 4 malţul verde se întoarce de trei ori pe zi. La sfârşitul germinării temperatura este de 16÷170C pentru boabele care se solubilizează uşor, iar pentru boabele care se solubilizează greu, temperatura poate să ajungă până la 19÷200C (Salontai, Al., 1996).

Procedeu cu înmuierea orzului în germinare. Procedeul a fost descris pentru prima dată de Kirsop şi Pollock în anul 1959 şi se bazează pe faptul că, dacă după 3 zile de germinare se îndepărtează radicela, malţul continuă să se solubilizeze normal. Procedeul cuprinde următoarele faze principale:• înmuiere normală până la umiditatea de 38%;• germinare 48 ore;• reînmuiere 1÷16 ore la temperatura de 12÷180C;• germinare 72 ore la temperatura de 180C.

Aerarea orzului aflat în procesul de germinare cu umiditatea de 50% se face numai cu aer uscat, la o temperatură de 180C, timp de 48÷72 ore. Prin această metodă se realizează:• reducerea pierderilor la malţificare cu până la 4%;• reducerea duratei de malţificare;• o bună dezagregare a malţului. Procedeul poate fi aplicat în instalaţiile de

germinare cu tobe, cât şi în cele cu casete Saladin.O variantă a procedeului de germinare cu reînmuierea boabelor, prezentată

de Linko în anul 1961 este următoarea:• înmuiere cu apă la temperatura de 120C până la umiditatea de 43÷44%;• germinare la temperatura de 120C timp de 24h ore;• uscare la temperatura de 300C, cu scăderea umidităţii la 10%;• reînmuiere cu apă la temperatura de 120C până la obţinerea umidităţii de

43÷44%;• germinare 2 zile la temperatura de 14÷160C. Prin această variantă tehnologică

pierderile la malţificare se reduc cu 5÷7%, se realizează o solubilizare bună a malţului, iar randamentul în extract creşte cu 0,5÷2,0% (Stroia, I., 1998).

Procedeu de germinare după Narziss, care se poate aplica la sistemele de germinare cu casete Saladin în vederea obţinerii malţului blond este prezentat în tabelul 10.

3.4.2. Sisteme de germinare

54

Se deosebesc două sisteme principale de germinare:• germinarea pe arie;• germinarea pneumatică:

o cu funcţionare continuă;o cu funcţionare discontinuă.

Tabelul 10Procedeu de germinare în casete Saladin (Narziss, 1992)

ParametrulZiua de germinare

1 2 3 4 5 6 7Temperatura stratului de orz [0C]superiorinferior

1212

13,512

1412

1513

1614

1715

1816,5

Temperatura aerului la intrare în strat [0C]

- 11,5 11,5 12,5 13,5 14,5 16,5

Aer proaspăt [%] 2 75 75 60 50 40 30Aer recirculat [%] 75 25 25 40 50 60 70Debit ventilator [m3/t h] 300 350 450 500 500 430 370Umiditatea malţului [%] 42,5 45 44,5 44/46 46 45,5 45Interval dintre două întoarceri [h] 12 12 8 12 16 20 24

Germinarea pe arie. Este cea mai veche metodă de germinare şi din ce în ce mai puţin răspândită. Prezintă o serie de dezavantaje:• productivitate scăzută;• dificultăţi în controlul şi dirijarea parametrilor tehnologici;• necesită consumuri mari de frig pentru răcirea spaţiului de germinare;• necesită spaţii bine izolate şi pardoseli rezistente, cu suprafaţa netedă şi înclinată

(2%) pentru scurgerea excesului de apă (Banu, C., et al., 2000).Durata germinării este de 7÷8 zile pentru malţul blond şi 8÷11 zile pentru

malţul brun. În timpul germinării, se controlează temperatura în grămezi cu ajutorul unor termometre introduse la o înălţime de 2 cm faţă de pardoseală, temperatură care trebuie să se menţină de regulă între 10÷180C şi umezeala relativă a aerului din încăpere care nu trebuie să scadă sub 95%, pentru a se evita uscarea grămezilor. Suprafaţa necesară pentru 100 kg orz la o grosime a stratului de orz de 10÷12 cm este de 3,4 m2. Pentru răcirea artificială a ariilor de germinare sunt necesare 850÷1000 kcal/m2 arie pentru a asigura temperatura de 100C.

Ariile de germinare pot fi dotate cu întorcătoare mecanice, cu lungimea de 5 m şi o putere instalată de 3 CP, în acest fel realizându-se economie de forţă de muncă.Curăţirea şi dezinfectarea ariilor de germinare se efectuează cu var, cu soluţie de formalină 1% sau cu soluţie de bisulfit pentru distrugerea mucegaiurilor.

Germinarea pneumatică. Se caracterizează prin aceea că germinarea se poate realiza în straturi de grosimi mari, iar grămezile de orz se pot răci cu aer condiţionat, care realizează îndepărtarea căldurii şi dioxidului de carbon acumulat prin respiraţie, fără să se micşoreze umiditatea boabelor de orz.

Temperatura aerului introdus este cu 1÷20 mai scăzută decât temperatura stratului de orz aflat în germinare, astfel încât la trecerea lui prin grămada de orz să nu se încălzească prea mult şi a se evita uscarea orzului supus germinării. Datorită diferenţei mici de temperatură dintre intrarea şi ieşirea aerului sunt necesare debite mari de aer: 300÷700 m3/t orz şi h la aerarea continuă şi 1000÷1500 m3/t orz şi h la aerarea intermitentă. O parte din aerul utilizat care iese din stratul de orz poate să fie recirculat în anumite faze ale germinării, în scopul economisirii de căldură şi a

55

micşorării pierderilor prin procesul de respiraţie. Temperarea aerului se realizează în baterii de încălzire sau răcire, în funcţie de anotimp. Încălzirea aerului se realizează cu apă caldă sau cu abur, iar răcirea cu ajutorul unui agent de răcire (saramură, apă, ş.a.) care trece prin baterie sau prin pulverizare de apă răcită în instalaţia de umezire a aerului.

Instalaţiile de germinare pneumatică, din punct de vedere constructiv, pot fi casete de germinare şi tobe de germinare.

Casetele de germinare. În funcţie de modul de întoarcere a malţului în timpul germinării, acestea se pot clasifica în:• instalaţii de germinare cu casete cu site continue (mălţării manuale);• instalaţii de germinare cu casete individuale (mecanizate).

O instalaţie reprezentativă pentru acest tip este instalaţia de germinare cu casete Saladin, care are funcţionare discontinuă. Este formată din opt casete corespunzător la 8 zile de germinare, de formă dreptunghiulară, deschise. Aşezarea orzului se realizează pe panouri de tablă perforată care se montează la o distanţă de fundul casetei de minimum 0,4 m. Stratul de orz supus germinării este întors cu ajutorul unui întorcător elicoidal. Aerul proaspăt intră printr-o conductă şi cu ajutorul unui ventilator este trecut prin camera de umezire şi apoi ajunge sub masa de orz supusă germinării. Aerul uzat este evacuat. Caseta mai este prevăzută cu un sistem pentru reutilizarea aerului. Cu ajutorul unui termometru se măsoară temperatura în masa de boabe supuse germinării.

Capacitatea unei casete de germinare este de 30÷40 t orz înmuiat (încărcarea specifică este de 300÷500 kg orz înmuiat/m2).

Tobele de germinare. Pot fi închise sau deschise, deosebindu-se de casete prin faptul că în cazul tobelor de germinare întoarcerea malţului se realizează prin rotirea acestora. Instalaţia de germinare cu tobe conţine două componente de bază: toba de germinare propriu-zisă şi instalaţia pentru condiţionarea aerului. Tobele de germinare au fost construite în mai multe variante, cele mai utilizate fiind tobele tip Galland, tobele Topf şi tobele cu casete.

Toba de germinare închisă tip Galland este construită dintr-un cilindru din tablă de oţel zincat, închis ermetic, care prezintă posibilitatea de rotire pe role. Este prevăzută cu o conductă de intrare a aerului, dispozitiv de reglare a debitului de aer, clapete de închidere a alimentării cu aer, sistem de distribuţie a aerului format din ţevi perforate concentrice cu toba, conducte de evacuare a aerului. Tobele închise (fig. 11) au în interior o cameră mică de admisie a aerului prevăzută cu un perete frontal. De aici pornesc ţevi găurite 5 concentrice cu mantaua, prin care se aspiră aerul condiţionat alimentat prin canalul 1, debitul fiind reglat cu clapetele 2. Tubul central găurit 4, serveşte pentru evacuarea aerului prin canalele 6 şi 7. Pentru a preveni aerarea neuniformă din cauza înclinaţiei stratului de orz după rotire, secţiunile ţevilor neacoperite sunt etanşate de o clapetă basculantă 2, ţinută în poziţie constantă cu ajutorul unui capac glisant. Tobele se pot încărca până la 60% din capacitatea volumetrică, productivitatea fiind de 300÷400 kg orz/m2 la o înălţime a stratului de un metru.

Tobele deschise tip Topf au jumătate din suprafaţa mantalei cilindrice perforată, aerul condiţionat se alimentează prin refulare, trecând prin tubul central în stratul de malţ verde şi apoi prin perforaţiile mantalei în atmosferă. Datorită acestui fapt nu este posibilă o recirculare a aerului şi nu se poate utiliza procedeul de germinare cu pauză de dioxid de carbon.

Tobele cu casete reprezintă o combinare între sistemul de germinare cu tobe şi cel cu casete, întrucât orzul este dispus în interiorul unei tobe închise pe o sită orizontală. Tobele fiind închise se poate realiza recircularea aerului în proporţia dorită cât şi acumulare de dioxid de carbon. Spre deosebire de celelalte tipuri de tobe, la

56

care aerarea se poate efectua şi în timpul rotirii tobei, la tobele cu casete aerarea nu se poate realiza decât în perioadele de repaus ale tobei, când sita se află în poziţie orizontală, aerarea, în acest caz, fiind uniformă.

Capacitatea unei tobe de germinare este de 10÷15 tone orz, maxim 25 tone, iar gradul de umplere variază între 50 şi 70%. Rotirea tobei se realizează prin intermediul unui grup motoreductor cu melc, care angrenează o roată dinţată fixată la periferia tobei, toba având o turaţie foarte mică (o rotaţie completă a tobei durează 15÷30 minute).

Parametrii tehnologici care se urmăresc şi se dirijează în cursul germinării sunt temperatura, umiditatea şi aerarea. Se efectuează un control permanent al temperaturii malţului în diferite straturi (superior, mijlociu şi inferior) de trei ori pe zi, rezultatele se trec pe fişa tehnologică de germinare. Se mai măsoară: temperatura aerului la intrarea în instalaţia de germinare şi a aerului din sala de germinare, debitul şi presiunea aerului condiţionat, umiditatea malţului, ş.a.

Fig. 11. Tobă închisă pentru germinarea orzului:1 – canal de alimentare aer condiţionat; 2 – clapetă; 3 – placă de închidere; 4 – canal central de aer; 5 – canal de aerisire; 6 şi 7 – evacuarea aerului secţiunea A-B.

3.5. USCAREA MALŢULUI

Uscarea malţului verde se realizează în scopul:• reducerii umidităţii malţului verde la valori care să-i asigure conservabilitatea de

lungă durată, în condiţii normale de depozitare;• opririi sau dirijării transformărilor biochimice şi chimice care au loc la germinare şi

stabilizării unei anumite compoziţii chimice a malţului;• îndepărtării mirosului şi gustului „de verde” şi formarea unei anumite arome şi

culori caracteristice tipului de malţ;• favorizării îndepărtării radicelelor care conferă malţului gustul amar şi intensifică

absorbţia de apă în malţul uscat, în condiţii de depozitare necorespunzătoare.Uscarea nu influenţează în mod hotărâtor calitatea malţului, deoarece nu se

poate echilibra o conducere necorespunzătoare a proceselor de înmuiere şi germinare prin tehnici de uscare. Obţinerea unui malţ cu calităţi biotehnologice superioare rezultă în urma desfăşurării corecte a diverselor faze ale uscării. Un

57

proces de uscare insuficient în faza de veştejire, distribuţia neuniformă a temperaturii sub grătar sau uscarea finală necorespunzătoare pot conduce la înrăutăţiri serioase ale calităţii malţului.

Procesul de uscare cuprinde două faze: în prima fază umiditatea malţului scade de la 40÷48% până la circa 10% în cazul malţului blond şi circa 20% la malţul brun. Temperatura de uscare în această fază este de 45÷550C; în faza a doua de uscare umiditatea se reduce până la 3÷4% pentru malţul blond şi 1,5÷3% pentru malţul brun. Conducerea uscării malţului este diferită în cele două faze în funcţie de tipul de malţ, blond sau brun.

În timpul uscării au loc modificări fizice, biochimice şi chimice care contribuie în mod hotărâtor la definitivarea tipului de malţ fabricat. Pierderea activităţii enzimatice este cu atât mai mare cu cât malţul ajunge mai umed la temperaturi ridicate.

În funcţie de transformările care au loc în procesul de uscare deosebim trei faze:• faza fiziologică se caracterizează prin continuarea proceselor specifice

germinării: creşterea radicelelor, plumulei, sinteza şi acţiunea unor enzime, atât timp cât umiditatea malţului nu scade sub 20%, iar temperatura acestuia nu depăşeşte 40÷500C. Pentru obţinerea unui malţ de calitate este necesar ca în această fază să nu se depăşească pentru anumite umidităţi ale malţului temperaturile critice corespunzătoare:

o 43% umiditate ….. 23÷250C;o 34% umiditate ….. 26÷300C;o 24% umiditate ….. 40÷500C.

• faza enzimatică ce se caracterizează prin continuarea acţiunii diferitelor enzime asupra substraturilor specifice din malţ în funcţie de temperatura lor optimă de acţiune şi de conţinutul în umiditate al malţului şi încetarea dezvoltării radicelelor şi a plumulei. Pe măsură ce creşte temperatura şi umiditatea scade sub 10% reacţiile enzimatice încetează;

• faza chimică se realizează la temperaturi de peste 70÷800C şi se caracterizează prin reacţii ce conduc la formarea compuşilor de aromă şi culoare şi procesul de coagulare a unor fracţiuni proteice macromoleculare, care contribuie la îmbunătăţirea stabilităţii coloidale a berii. Culoarea malţului uscat va fi influenţată de:

o conţinutul de umiditate al malţului în timpul uscării (cu cât acesta este mai mare cu atât se intensifică culoarea în timpul uscării);

o intensitatea modificărilor din malţul verde( reacţiile Maillard).Micşorarea volumului bobului (zbârcirea) apare în faza de uscare propriu-zisă

şi este cu atât mai pronunţată cu cât malţul ajunge mai umed la temperaturi ridicate, cu cât umiditatea este eliminată mai rapid şi cu cât temperatura finală de uscare este mai ridicată. Malţurile mai slab solubilizate îşi pierd mai mult din volumul iniţial în comparaţie cu cele bine solubilizate.

Dacă aerarea este insuficientă şi malţul ajunge prea umed la temperaturi mai ridicate, este favorizată obţinerea de malţuri sticloase, ca urmare a acţiunii enzimelor proteolitice de solubilizare a proteinelor, care pătrund în endosperm, transformându-l într-o masă dură, sticloasă, se produce sticlozitatea „proteică” sau „albuminoidică”. Prin prelucrarea la temperaturi ridicate a malţurilor cu umiditate ridicată se favorizează şi apariţia sticlozităţii „gumoase”, cauzată de acţiunea hemicelulazelor asupra pereţilor celulelor din endosperm, cu formare de gume solubile ce întăresc endospermul.

Indiferent de instalaţia de uscare utilizată, principiile operaţiei de uscare sunt:

58

• pentru malţul blond se urmăreşte îndepărtarea rapidă a apei la temperaturi mai scăzute pentru a se opri dezvoltarea embrionului şi activitatea enzimelor fără a le distruge, în scopul obţinerii unui malţ de culoare cât mai deschisă, cu activitate enzimatică ridicată;

• pentru malţul brun se creează condiţii speciale de temperatură şi umiditate care să favorizeze dezvoltarea în continuare a embrionului şi activitatea enzimelor, pentru ca în faza de uscare finală să se formeze melanoidinele care contribuie la culoarea şi aroma caracteristică a malţului brun.

Îndepărtarea apei din stratul de malţ are loc treptat de la partea inferioară spre cea superioară a acestuia, folosindu-se ca agent de uscare aer cald sau gaze de ardere.

În timpul uscării malţului se urmăreşte respectarea cu rigurozitate a diagramelor de uscare alese şi se controlează temperatura aerului de uscare sub grătar, temperatura şi umezeala relativă a aerului utilizat, temperatura şi umiditatea malţului, debitul de aer (Berzescu, P.,et al., 1981).

3.5.1. Procedee de uscare

Dintre diagramele utilizate la uscarea malţului blond în uscătoare de mare productivitate se pot prezenta cele din figura 13.

În elaborarea acestor diagrame s-a urmărit obţinerea unui malţ de culoare deschisă, cu activitate enzimatică ridicată, cu umiditate finală normală şi scurtarea operaţiei de uscare, în special a procesului de veştejire (Berzescu, P., 1981).

Pentru a se asigura o coagulare corespunzătoare a proteinelor este necesar ca la uscarea malţului blond temperatura finală să fie de minimum 800C, iar la cel brun de 100÷1050C.

3.5.2. Instalaţii de uscare

Pentru uscarea malţului se folosesc următoarele tipuri de uscătoare:• clasice:

o cu grătare orizontale (1÷3 grătare);o cu grătare verticale;

• cu grătar basculant. În general, uscarea se realizează cu aer cald şi mai rar cu gaze de ardere (Banu, C, et al., 2000).

După sistemul de încălzire, uscătoarele pot fi:• cu foc direct, la care gazele de ardere sunt folosite ca agent de uscare;• cu calorifer (cu aer cald), prin care circulă agentul de încălzire (apă fierbinte,

abur) al aerului cald ce se foloseşte pentru uscare.Uscătoarele cu grătare orizontale sunt cele mai vechi, pot utiliza tiraj natural

şi tiraj forţat şi ca agent de uscare gazele de ardere sau aer încălzit cu gaze de ardere sau cu abur într-o baterie de încălzire. Stratul de malţ aşezat pe grătare trebuie să fie uniform, grosimea stratului fiind în funcţie de felul tirajului, 40 cm în cazul tirajului natural şi 60 cm când tirajul este artificial. Pentru o mai bună afânare a malţului fiecare grătar este prevăzut cu un întorcător mecanic cu lopeţi rotative, antrenat de un lanţ prin intermediul unui cărucior ce se deplasează pe şine. Durata de uscare a unei şarje este de circa 24 ore.

Uscătoarele cu grătar basculant sunt cele mai utilizate, deoarece prezintă mai multe avantaje:• productivitate ridicată, prin încărcare specifică mare pe grătar de 200÷400 kg/m2,

de 5÷10 ori mai mare decât la uscătoarele clasice;• se realizează economie de energie termică prin recircularea aerului uzat;

59

• operaţiile de încărcare/descărcare sunt mecanizate şi automatizate;• procesul de uscare are loc pe un singur grătar, nefiind necesară întoarcerea

malţului;• procesul de uscare poate fi dirijat după programul stabilit, în funcţie de calitatea

materiei prime şi a indicilor de calitate ai malţului uscat prestabiliţi;• durata uscării este mai mică.

Fig.12. Uscător cu grătar basculant

Uscătorul cu grătar basculant se compune din instalaţia de generare a aerului cald, camera de distribuţie a aerului, grătarul basculant şi aparatura de automatizare.Instalaţia de generare a aerului cald constă din ventilator, baterie de încălzire şi anexe. Ventilatorul (15), are o turaţie variabilă, ceea ce permite modificarea debitului. Ventilatorul este amplasat în partea inferioară a uscătorului. Se permite astfel realizarea debitului maxim la începutul procesului, în faza de zvântare, cât timp aerul evacuat este aproape saturat şi micşorarea acestuia în faza de uscare. Aerul proaspăt este introdus printr-o deschidere în canalul vertical, aproape de fund; deschiderea este prevăzută cu jaluzelele (11). De aici aerul este aspirat printr-o baterie de încălzire cu abur (14), fiind apoi refulat de ventilator în camera de distribuţie, amplasată la nivelul următor. În această cameră este prevăzută o calotă de dirijare a aerului (16) şi un palpator de temperatură care comandă reglarea automată a regimului de uscare pe bază de program.

Grătarul basculant (9) este confecţionat din lamele profilate de oţel, alcătuit din două părţi egale prevăzute cu un dispozitiv de rabatare mecanizată spre mijlocul uscătorului. Banda mobilă aruncătoare (5) este destinată încărcării cu malţ verde a uscătorului. Evacuarea malţului uscat se efectuează cu ajutorul unei pâlnii de deversare (17), care alimentează transportorul cu lanţ (18) ce duce malţul în

60

buncărul de răcire (20), prevăzut cu transportorul elicoidal (19), pentru nivelare. Malţul verde este introdus în uscător cu ajutorului elevatorului cu cupe (1), ce deversează în transportorul elicoidal (2) de unde prin intermediul burlanului (3), prevăzut cu clapeta de închidere (4), cade în banda aruncătoare (5). Banda se roteşte în jurul axului şi împrăştie într-un strat uniform malţul verde pe grătarul uscătorului. Coşul de evacuare a aerului (10), este prevăzut cu grila de protecţie (13).

Fig.13. Diagrame de uscare a malţului blond

Procesul de uscare decurge astfel: orzul germinat este ridicat la partea superioară a uscătorului cu ajutorul unui elevator cu cupe, de la care este preluat de un transportor elicoidal şi trimis printr-un burlan la o bandă aruncătoare aflată pe şina de rulare de pe un podest. Malţul este distribuit pe grătarul basculant într-un strat uniform. Pentru uscare, aerul proaspăt este încălzit într-o baterie de încălzire şi este preluat cu un ventilator cu turaţie variabilă şi distribuit sub grătar.

61

Malţul uscat cu radicele este basculat şi preluat de un transportor cu lanţ într-un buncăr pentru răcire, din care este apoi transportat la maşina de degerminat.

3.6. TRATAMENTELE MALŢULUI DUPĂ USCARE

Imediat după uscare, malţul este supus operaţiilor de răcire, degerminare şi depozitare în vederea maturării.

3.6.1. Răcirea malţului

Răcirea malţului se efectuează până la temperatura de 200C, pentru a se evita inactivarea în continuare a enzimelor şi intensificarea culorii malţului. Răcirea se poate realiza chiar în uscător în cazul uscătoarelor cu un singur grătar, prin trecerea unui curent de aer neîncălzit prin stratul de malţ timp de circa 30 minute. La uscătoarele de mare capacitate pentru răcirea malţului se folosesc buncăre speciale pentru răcire, prevăzute şi cu posibilităţi de aerare.

3.6.2. Curăţirea de radicele

Curăţirea de radicele denumită impropriu şi degerminare constă în îndepărtarea radicelelor care au devenit friabile prin uscare. Această operaţie este necesară deoarece radicelele au gust amar şi sunt higroscopice favorizând absorbţia apei la depozitarea malţului. Se realizează imediat după uscare cu ajutorul unor maşini de degerminat. Radicele rezultate se mai numesc „colţi de malţ” şi se folosesc ca furaj preţios pentru creşterea bovinelor, datorită conţinutului lor ridicat în proteine şi substanţe minerale (tabelul 11).

Tabelul 11 Compoziţia chimică a radicelelor de malţ

Componentul Cantitatea, [%]Umiditate, max. 7Proteine 25÷34Lipide 1,6÷2,2Substanţe minerale 6÷7Substanţe extractive fără azot 35÷44Pentozani 15,6÷18,9Celuloză 6÷10

Cantitatea totală de radicele rezultată este de 3,5÷5% din cantitatea de malţ uscat.

3.6.3. Polizarea malţului

După degerminare boabele de malţ mai conţin cantităţi mici de impurităţi aderente sub formă de praf şi de rupturi de tegumente care sunt îndepărtate în cadrul operaţiei de polizare (lustruire a malţului). Această operaţie se realizează cu ajutorul maşinii de polizat sau de lustruit malţ. În maşina de polizat malţul trece prin spaţiul dintre un perete ondulat şi un tambur – perie rotativ, realizându-se operaţia de lustruire prin frecarea boabelor de malţ între ele şi de elementele componente ale maşinii. Deşeurile rezultate sunt aspirate de către un ventilator şi trimise la o maşină de recuperat grişuri. Cantitatea de deşeuri care rezultă în urma polizării este de 0,5÷1,5%.

62

3.6.4. Depozitarea malţului

Înainte de a se utiliza la obţinerea mustului de bere, malţul uscat este supus depozitării în vederea maturării, operaţia fiind obligatorie deoarece:• procesul de plămădire-zaharificare în care s-a utilizat malţ nematurat a fost

îngreunat şi filtrarea defectuoasă;• musturile obţinute din malţ nematurat sunt tulburi cu randamente scăzute la

fierbere şi greu filtrabile;• fermentarea ar fi îngreunată, iar caracteristicile senzoriale ale berii (limpiditate,

gust, capacitate de spumare) sunt influenţate negativ.Prin depozitare corespunzătoare se produce o creştere lentă a umidităţii

malţului cu 1%, ceea ce influenţează pozitiv starea coloizilor protectori şi de natură hemicelulozică. În urma maturării, malţul îşi îmbunătăţeşte solubilizarea, randamentul în extract al mustului rezultat va fi mai mare. Durata de depozitare a malţului pentru maturare este de minimum 4 săptămâni şi se realizează în silozuri uscate şi curate. Dacă malţul se depozitează rece şi uscat în siloz poate fi păstrat timp de 1÷2 ani fără modificarea calităţii. Depozitarea malţului se face în funcţie de provenienţă, culoare, solubilizare la temperaturi de 15÷200C.

3.7. INSTALAŢII MODERNE DE MALŢIFICARE

În prezent, pe plan mondial există o multitudine de instalaţii de malţificare, care o dată cu progresele tehnico-ştiinţifice, au suferit modificări ce au condus la îmbunătăţirea indicatorilor economici, în special sub aspectul mecanizării operaţiunilor, a consumului de utilităţi, a spaţiului şi volumului construit.

În literatura de specialitate sunt prezentate diverse instalaţii de malţificare. Exemple concrete de asemenea instalaţii, fără a intra în descrierea lor funcţională, sunt următoarele:• Instalaţia de malţificare sistem Morel;• Instalaţia cu casete de germinare mobile de formă cilindrică tip Saturn;• Instalaţia de malţificare sistem Domalt;• Instalaţia de malţificare sistem Popp;• Instalaţia de malţificare sistem Fraunhein;• Instalaţia de malţificare sistem Neubert;• Instalaţia de malţificare sistem Kling;• Instalaţia de malţificare sistem LSHA (Academia Letonă de Ştiinţe Agricole), ş.a.

Fiecare dintre aceste instalaţii de malţificare prezintă atât avantaje cât şi inconveniente. Instalaţiile de malţificare cele mai apreciate sunt cele care asigură simultan următoarele avantaje:• necesar minim de forţă de muncă;• flexibilitate mare, în sensul adaptării unei diagrame de malţificare funcţie de

fiecare soi de orz-orzoaică;• consum minim de utilităţi.

3.8. MALŢUL – PRODUS FINIT LA MALŢIFICARE3.8.1. Indicatorii fizici ai malţului

La malţul ca produs finit se apreciază în primul rând aspectul, mărimea şi uniformitatea boabelor, culoarea, puritatea, mirosul, gustul şi rezistenţa la spargerea în dinţi. Boabele de malţ mari şi uniforme indică un randament ridicat în extract, în timp ce, prezenţa unor boabe de dimensiuni diferite indică o sortare necorespunzătoare, precum şi o germinare neuniformă. Malţul blond trebuie să aibă

63

o culoare gălbuie uniformă, asemănătoare orzului, folosirea la înmuiere a unor ape cu un conţinut ridicat în fier, cât şi a unor temperaturi prea ridicate la uscare, influenţând nefavorabil asupra culorii malţului.

Indicatorii fizici cuprind: masa hectolitrică, masa a 1000 boabe, sticlozitatea, duritatea, uniformitatea, lungimea plumulei şi comportarea la scufundare.

Masa hectolitrică variază între 53÷60 kg, considerându-se ca valori normale 56÷59 kg pentru malţul blond şi 54÷57 kg pentru malţul brun, în cazul instalaţiilor pneumatice de germinare înregistrându-se valori ceva mai ridicate pentru acest parametru. Acest indice ne furnizează puţine informaţii asupra calităţii malţului, mai importantă fiind se pare masa specifică a malţului, care variază între 0,95 şi 1,20, un malţ bine solubilizat trebuind să prezinte o valoare sub 1,12.

Masa a 1000 boabe are valori în intervalul 31÷43 g, malţurile brune prezentând valori mai scăzute decât cele blonde şi este cu atât mai mică, cu cât pierderile la malţificare au fost mai mari. Este un indicator prin care se poate estima dezagregarea malţului, precum şi respiraţia bobului în timpul germinării, fiind cu atât mai mică, cu cât respiraţia bobului a fost mai mare şi scade proporţional cu gradul de dezagregare al malţului.

Sticlozitatea malţului se determină cu farinotomul, observându-se procentul de boabe sticloase, semisticloase sau care prezintă numai puncte sticloase. O valoare a sticlozităţii medii, între 0÷2,5 indică o solubilizare foarte bună a malţului, în timp ce o valoare peste 10 denotă o solubilizare foarte slabă. Pentru malţul brun, limita inferioară este 20%. Sticlozitatea provine de la germinare, când endospermul bobului nu a fost atacat de enzime, dar şi de la uscarea malţului, ca sticlozitate proteică sau gumoasă. Friabilitatea mai mare se va reflecta pozitiv într-o măcinare mai uşoară şi un randament în extract mai bun, pe când sticlozitatea poate produce dificultăţi la filtrarea şi limpezirea mustului, la fermentarea şi filtrarea berii. Friabilitatea este influenţată hotărâtor de anul de cultură şi de soiul de orz-orzoaică.

Duritatea malţului permite o apreciere mai precisă şi mai obiectivă a gradului de solubilizare a malţului, fiind în mai bună concordanţă cu alţi indici de solubilizare, ca de exemplu cifra Hartong.

Sortimentul malţului(uniformitatea) ne dă indicaţii asupra modului în care s-a efectuat sortarea orzului, precum şi despre uniformitatea boabelor de orz, orzoaică. Se recomandă ca malţul de calitatea (I+II), având dimensiunea boabelor mai mare de 2,5 mm, să reprezinte minimum 85% din cantitatea de malţ prelucrată.

Lungimea plumulei pentru malţul blond, trebuie să fie 3/4 din lungimea bobului de orz-orzoaică, acest indicator oferindu-ne informaţii asupra conducerii procesului de germinare. Pe parcursul germinării, controlul permanent al uniformităţii lungimii radicelelor, conduce la o germinare uniformă, cu implicaţii pozitive asupra calităţii malţului obţinut. La o germinare uniformă există o corelaţie între acest indicator şi solubilizarea malţului; astfel, prin conducerea germinării la temperaturi mai ridicate, plumula creşte mai mult, fără ca solubilizarea bobului să avanseze proporţional; pe de altă parte, se poate inhiba dezvoltarea plumulei prin menţinerea unei atmosfere de dioxid de carbon, sau prin folosirea altor inhibitori ai procesului de germinare, fără a fi împiedicată solubilizarea bobului. Luând în considerare aceste aspecte, se pare că lungimea plumulei nu oferă informaţii prea valoroase cu privire la desfăşurarea procesului de solubilizare, la germinare.

Încercarea la scufundare permite aprecierea solubilizării malţului pe baza diferenţei între masa specifică a orzului şi cea a malţului, un malţ bine solubilizat prezentând un procent mai mare de boabe care plutesc la suprafaţă, când sunt introduse în apă. Valoarea acestui indice este de cel mult 30÷35% boabe scufundate şi maximum 25÷30%, în cazul malţului brun, valori totuşi orientative.

64

3.8.2. Indicatorii chimici ai malţuluiCompoziţia chimică a malţului depinde, în cea mai mare măsură, de

compoziţia chimică a orzului-orzoaicei din care se fabrică acesta, precum şi de modul în care a fost condus procesul de malţificare.

Malţul este apreciat pe baza unor metode oficiale de analiză elaborate de organizaţii ca European Brewing Convention (EBC), American Society of Brewing Chemists (ASBC), Middle European Brewing Analysis Commision (MEBAK) sau Institute of Brewing (IOB).

Criteriile analitice recomandate de European Brewing Convention şi datele analitice corespunzătoare acestora sunt prezentate în tabelul 12.

Tabelul 12Criteriile analitice recomandate de EBC pentru malţ

Nr. crt.

Indicele de calitate UM Valoarea optimă

1. Puritatea soiului % min. 932 Sortiment (cal.I +II) % min. 853 Masa a 1000 boabe g 28÷364 Greutate hectolitrică kg 48÷62

5 Greutate specifică g/cm3

1,10 - malţ foarte bun1,10÷1,13 - malţ bun

1,13÷1,18 - malţ satisfăcător1,18 - malţ nesatisfăcător

6 Boabe plutitoare %30÷35 pentru malţul bine

dezagregat7 Friabilitate % min. 708 Boabe sticloase % max. 5

9 Lungimea plumulei -¾ din lungimea medie a

bobului10 Umiditate % max. 4,511 Proteină totală % s.u. max. 1212 Azot solubil %s.u. 0,55÷0,7513 Azot formol mg/100 g s.u. 180÷22014 Azot aminic liber mg/100 g s.u. min. 15015 Cifra Kolbach % 35÷45

16

Fracţiuni LundinABC

%%%

251560

17 Cifra Hartong - 518 Activitatea α-amilazică UD 40÷7019 Activitatea diastatică 0WK 200÷300

20

Randament în extractrandament convenţionalrandament Tepralmalţ orz primăvarămalţ orz toamnă

%

%%

79÷83(funcţie de soi)

min. 79(funcţie de soi)min. 78( funcţie de soi)

21 Culoare must convenţional Unit. EBC 2,5÷4,522 Culoare must după fierbere Unit. EBC 5÷623 Viscozitate must convenţional MPa*sec 1,5÷1,624 pH must convenţional - 5,6÷6,0

65

Umiditatea nu trebuie să depăşească valoarea limită de 5%, deoarece la o umiditate mai ridicată malţul îşi pierde din aromă, îşi modifică gradul de solubilizare în timpul depozitării, provoacă greutăţi la măcinare şi duce la obţinerea unor beri cu însuşiri gustative inferioare şi stabilitate coloidală mai scăzută; în cazul malţurilor brune se pretinde o umiditate cu circa 1% mai scăzută decât la cele blonde.

Randamentul în extract variază, de obicei, între 72÷79%, la malţul ca atare şi între 75÷83% exprimat în substanţa uscată, acest indice, însumând totalitatea substanţelor solubile ca: zaharuri fermentescibile, amidon dextrinizat, proteine, gume şi pentozani, săruri minerale, etc.; nu ne dă prea multe indicaţii asupra calităţii extractului, dar cu cât acest indice va fi mai mare, cu atât randamentul fierberii va fi mai ridicat, dar totodată, se poate ca un malţ să aibă un randament ridicat în extract şi să nu aibă o fermentescibilitate corespunzătoare.

Randamentul în extract variază mult în funcţie de soiul de orz, de condiţiile de cultivare, cât şi de parametrii folosiţi la germinare. Astfel, pentru obţinerea unui malţ cu conţinut ridicat în extract, se recomandă folosirea unor soiuri cu înveliş fin, cu conţinut scăzut în proteine(10,0÷10,5%), cu o valoare ridicată a masei a 1000 boabe, sortiment foarte bun, o bună solubilizare a hemicelulozelor şi proteinelor (eventual adaos de giberelline). Odată cu creşterea conţinutului de proteine, scade vizibil randamentul în extract al malţului: la creşterea conţinutului în proteine cu 15%, scade randamentul în extract cu 0,6÷0,8%, iar prin scăderea gradului de solubilizare proteică cu 10%, are loc o diminuare a randamentului în extract cu circa 0,6%.

Randamentul în extract, determinat prin metoda convenţională, nu reprezintă un randament maxim, printr-o plămădire intensă şi modificarea pH-ului obţinându-se randamente chiar mai mari. Metoda este în prezent analizată critic, existând propuneri de modificare a sa, atât prin introducerea în diagrama iniţială a unor pauze la temperatura de 630C, cât şi prin epuizarea borhotului prin filtrare sub vid, pentru a aduce metoda de laborator, de determinare a extractului de malţ, cât mai aproape de condiţiile de fabrică. Conform metodelor analitice cunoscute, Congres şi Tepral, se stabileşte cantitatea de must de concentraţie determinată, care se poate obţine dintr-o anumită cantitate de malţ şi, în acelaşi timp, se pot obţine date cu privire la: compoziţia mustului de malţ; durata de zaharificare; viteza de filtrare a mustului, aspectul plămezii; mirosul mustului de malţ, precum şi ceilalţi indicatori ai mustului, pH-ul, culoarea, aciditatea, vâscozitatea.

Conţinutul de proteină totală este cu 0,3÷0,55 mai mic decât cel al orzului, orzoaicei din care a provenit, azotul total nepierzându-se în timpul malţificării, ci modificându-se numai greutatea moleculară a compuşilor cu azot. La fabricarea berilor blonde şi a berilor de export obişnuite, conţinutul în proteine al malţului nu trebuie să depăşească 11,55% din s.u., pe când la fabricarea berilor de tip Pilsen sau de export de culoare foarte deschisă, se recomandă un conţinut de proteine de 10,5% din s.u.

Conţinutul în azot solubil. Valoarea acestui indicator are o mare importanţă, având în vedere faptul că, numai formele de azot solubile trec în mustul de malţ în timpul operaţiilor de plămădire-zaharificare. Variază, în mod normal, între 580÷600 mg/100 g s.u. malţ, reprezentând 0,55÷0,75% din substanţa uscată a bobului, însă la prelucrarea unor soiuri de orz-orzoaică mai bogate în proteină, poate atinge valori şi mai mari.

Fracţiunile Lundin caracterizează substanţele azotate din malţ (must de malţ), funcţie de masa moleculară, prezentându-se astfel:• fracţiunea A - substanţe azotate cu molecula mare;• fracţiunea B - substanţe azotate cu masă moleculară medie;• fracţiunea C - substanţe azotate cu masă moleculară mică.

66

Culoarea mustului este un indicator cu multiple influenţe din partea soiului de orz-orzoaică, zona de cultură, condiţiile pedoclimatice, procesul de germinare şi uscare a malţului şi ne poate da indicaţii asupra culorii berii finite. Deoarece în timpul fierberii cu hamei, are loc o accentuare a culorii, se foloseşte tot mai des termenul de culoare “de fierbere”, care se corelează mai bine cu culoarea berii finite (se determină prin fierberea mustului de laborator, în anumite condiţii, timp de 2 ore, după care se măsoară culoarea în unităţi EBC).

Pentru obţinerea unei beri blonde se recomandă folosirea unui malţ de culoare cât mai deschisă, prin respectarea anumitor obiective:• limitarea solubilizării proteice la germinare;• evitarea acumulării dioxidului de carbon în timpul germinării;• îndepărtarea cât mai rapidă a apei, în prima etapă de uscare a malţului;• uscarea la temperaturi mai scăzute;• sulfitarea malţului la uscare.

Culoarea variază între anumite limite, funcţie de tipul de malţ:• la malţurile blonde ……….. ………………………………….2,5÷4 unităţi EBC;• la malţurile de culoare medie(vieneze)………………………..5,0÷8,0 unităţi EBC;• la malţurile brune……………………………………………...9,5÷21,0 unităţi EBC.

3.8.3. Indicatorii biochimici ai malţuluiα-amilaza din malţ joacă rolul cel mai important în hidroliza amidonului, un

deficit de α-amilază producând o întârziere mai mare a hidrolizei, decât deficitul de β-amilază. Activitatea α-amilazică a malţului uscat este de circa 50 unităţi ASBC, o unitate ASBC reprezentând cantitatea de amidon dextrinizat de către 1 gram de malţ, în timp de o oră, la 200C, în prezenţa unui exces de α-amilază. O activitate α-amilazică ridicată duce la obţinerea unor musturi caracterizate printr-o fermentare rapidă, astfel încât acest indice este luat tot mai mult în considerare pentru aprecierea calităţii malţului.

Activitatea diastatică reprezintă activitatea β-amilazică din malţ, care alături de activitatea α-amilazică, constituie un caracter analitic al malţului, în directă corelaţie cu calitatea berii, unul din cei mai importanţi indicatori de calitate ai malţului, ştiut fiind faptul că un malţ cu un echipament enzimatic optim poate conduce la obţinerea unei beri de calitate superioară, chiar în condiţiile unei slabe dezagregări mecanice. Aceasta se datorează faptului că, majoritatea enzimelor sunt deja formate în malţ, înainte de dezagregarea mecanică.

β-amilaza, a cărei activitate se determină după metoda Windisch-Kolbach, în care un grad WK reprezintă cantitatea de maltoză formată, sub acţiunea unui extract din 100 g malţ asupra unei soluţii de amidon 2%, în timp de 30 minute la 200C, prezintă o foarte bună corelaţie cu fermentaţia. Malţurile cu activitate β-amilazică ridicată asigură obţinerea unor musturi cu o bună fermentare. Deoarece condiţiile de lucru folosite la determinarea capacităţii amilolitice (pH=4,3 şi temperatura de 200C) nu corespund celor din practică, este posibil ca un malţ cu activitate β-amilazică scăzută să se comporte mai bine la zaharificarea plămezii în fabrică şi invers.De menţionat este şi faptul că, între activitatea β-amilazei şi cea a α-amilazei nu se poate stabili o paralelă, malţurile cu activitate β-amilazică ridicată putând fi deficitare în α-amilază, explicaţie dată de faptul că, în orz avem deja activitate β-amilazică. Capacitatea amilolitică a malţului blond este de 150÷300 0WK, iar a malţului brun 50÷150 0WK.

Întrucât, la determinarea capacităţii amilolitice este cuprinsă şi activitatea α-amilazei, unii autori recomandă calculul activităţii β-amilazei cu ajutorul formulei:

β-amilaza = 0WK - 1,2 • α-amilaza ( ASBC), în care: 0WK – capacitatea amilolitică după metoda Windisch – Kolbach;

67

α-amilaza – unităţi ASBC.În scopul obţinerii unui malţ cu activitate β-amilazică ridicată, se recomandă

folosirea unui orz cu un conţinut ceva mai ridicat de proteine, cu boabe mai mici, un grad de înmuiere şi o aerare corespunzătoare care să asigure o bună germinare, conducerea acesteia la temperatura de 150C (fără utilizări de aer recirculat sau adaus de giberelline), precum şi reducerea temperaturii finale de uscare.

3.9. PIERDERILE LA MALŢIFICAREDatorită transformărilor care au loc la înmuiere, germinare şi uscare se

modifică atât volumul cât şi masa produselor care rezultă din aceste operaţii. Modificările de volum sunt importante în special pentru dimensionarea utilajelor tehnologice şi a spaţiilor de depozitare a malţului (tabelul 13).

Tabelul 13Consumul de materie primă la transformarea orzului în malţ

ProdusulCantitate

Din 100 kg orz, [kg] Din 100 hl orz, [hl]Orz înmuiat, cu 45% umiditate 155 145Malţ verde, cu 43% umiditate 145 220Malţ uscat, cu 3,5% umiditate 78 118Malţ depozitat, cu 4,5% umiditate 79 120

Modificările gravimetrice care au loc la malţificare sunt deosebit de importante, întrucât acestea servesc pentru calculul randamentului în malţ şi respectiv a pierderilor la malţificare. Pierderile la malţificare raportate la substanţa uscată a orzului variază în general între 5 şi 15%, iar în mălţăriile convenţionale între 8 şi 12% (tabelul 14).

Tabelul 14Pierderi la malţificare

Operaţia tehnologică Valoare pierderi, [%/ %s.u. orz]Înmuiere 0,5÷1,5Germinare, din care, - prin respiraţie - prin formarea radicelelor

7÷9,54÷6

3÷3,5Uscare 0,5÷1

Pierderile la înmuiere se datorează dizolvării unor substanţe organice şi anorganice din tegumentul bobului de orz, proces care este favorizat de folosirea substanţelor alcaline la înmuiere cât şi a procedeelor de înmuiere în care orzul este menţinut o durată mai mare de timp în apă. Orzul plutitor nu se consideră drept pierdere deoarece se valorifică prin comercializare pentru hrana animalelor.

Pierderile la germinare includ pierderile prin respiraţie cât şi pierderile care au loc datorită formării radicelelor. Pierderile la germinare depind de mai mulţi factori, cum ar fi: umiditatea malţului în timpul germinării, temperatura stratului de orz, compoziţia aerului, durata de germinare, ş.a.

Determinarea pierderilor la malţificare se poate efectua în două moduri:• prin cântărirea orzului curăţit şi sortat care intră la înmuiere (M0) şi a malţului

uscat degerminat (M) cu ajutorul cântarelor automate; diferenţa dintre cele două cântăriri ne poate da pierderile la malţificare, raportată la orzul ca atare:

P = , [%]

Ţinând seama şi de umiditatea orzului (W0) se poate calcula dintr-un bilanţ parţial în substanţă uscată la malţificare şi pierderea în substanţă uscată la malţificare, Psu, [%]:

68

• în funcţie de masa a 1000 boabe de orz care intră la înmuiere (M0) şi cea a malţului uscat rezultat (M1), efectuând calculele în acelaşi mod, atât pentru pierderile raportate la cantitatea de orz ca atare cât şi cele raportate la substanţa uscată (Berzescu, P, et al., 1981).

4. OBŢINEREA MUSTULUI DE BERE

Fabricarea berii se realizează după schemă tehnologică prezentată în fig. 14.

Recepţie Tratare Recepţie Recepţie Multiplicare în laborator

Depozitare Depozitare Depozitare

Măcinare Măcinare

Plămădire Plămădire Multiplicare în staţia de culturi pure

Zaharificare

Filtrare plămadă

Primul must Ape de spălare

Fierbere cu hamei

Separare borhot de hamei

Limpezire la cald

Răcire

Limpezire la rece

Tratare Însămânţare

Fermentare primară Uscare Drojdie recoltată Fermentare secundară

Filtrare

69

MALŢ CEREALE NEMALŢIFICATE

APĂHAMEI DROJDIE DE BERE

MUST DE BERE

Borhot de malţ

Drojdieuscată

Borhot de hamei

Trub la cald

Trub la rece

Îmbuteliere

Fig.14. Schema tehnologică generală de fabricare a berii

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;• fierberea mustului cu hamei;• răcirea şi limpezirea mustului fiert.

Deşi cuprind aceleaşi operaţii tehnologice principale prezentate mai sus, schemele tehnologice de obţinere a mustului variază în funcţie de tipul şi modul de amplasare a utilajelor tehnologice. Secţiile în care se obţine mustul de bere se numesc secţii de fierbere, la noi în ţară întâlnim trei tipuri:• fierberea clasică cu cazane de formă rotundă;• fierberea tip bloc (Ziemann);• fierberea tip Hydro-Automatic (Steinecker).

Secţiile de fierbere clasică se caracterizează prin măcinarea uscată a malţului cât şi prin folosirea unor cazane de cupru de formă rotundă amplasate pe orizontală. Filtrarea plămezii se poate realiza atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât şi cu filtrul de plămadă. Fierberile clasice se întâlnesc în fabricile mai vechi de bere.

Secţiile de fierbere tip bloc se caracterizează prin amplasarea principalelor utilaje tehnologice pe verticală sub forma unui bloc zidit, rezultând din această dispunere un necesar mai redus de spaţiu şi de energie. Filtrarea plămezii se poate face atât cu ajutorul cazanului de filtrare cât şi a filtrului de plămadă. Asemenea secţie de fierbere funcţionează la fabrica de bere din Bacău.

Secţiile de fierbere tip Hydro - Automatic, folosesc măcinarea umedă a malţului şi cazane de formă paralelipipedică dispuse pe orizontală. Filtrarea plămezii se realizează cu ajutorul unui cazan de filtrare special, într-un strat mult mai gros decât la cazanele obişnuite. Aceste fierberi se întâlnesc în fabricile mai noi de bere, atât în forma originală (Steinecker) cât şi modificată, concepută şi realizată în ţară.

Procesul tehnologic de obţinere a mustului se dirijează de la un panou central de comandă şi automatizare, în unele cazuri folosindu-se şi programatoare. În aceste condiţii pentru deservirea secţiei de fierbere este necesară o singură persoană.

4.1. MĂCINAREA MALŢULUI

Măcinarea malţului este o operaţie tehnologică care se face cu scopul de a permite solubilizarea 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 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.

În practică se foloseşte un compromis între o măcinare prea fină şi una prea grosieră, gradul de măcinare stabilindu-se în special în funcţie de sistemul de filtrare folosit.

Gradul de măcinare şi produsele rezultate în urma măcinării se controlează prin sortarea a 100 g măciniş cu ajutorul unui sortator de laborator (Plansichter) cu 5

70

BERE CO2

site timp de 5 minute la 300 ture/minut, obţinându-se pe site fracţiunile prezentate în tabelul 15.

Reglarea morilor de laborator şi a morilor din fabrică se face cu ajutorul Plansichterului de laborator, până la atingerea procentului dorit de făină.

Măcinarea malţului se poate realiza în două moduri:• pe cale uscată;• pe cale umedă.

Tabelul 15Structura normală a măcinişului în funcţie de tipul de filtrare

Numărul sitei

Dimensiunea ochiurilor

[mm]

Denumirea fracţiunii

Proporţia fracţiunilor [%]Cazanul de

filtrareFiltrul de plămadă

1 1,270 Coji 18÷26 7÷112 1,010 Grişuri grosiere 8÷12 3÷63 0,547 Grişuri fine I 30÷40 28÷384 0,253 Grişuri fine II 14÷20 20÷305 0,152 Făină de grişuri 4÷6 8÷11

fund - Făină pudră 9÷11 17÷22

Măcinarea uscată a malţului se poate efectua în diferite tipuri de mori de malţ cu una, două sau trei perechi de valţuri cu sau fără condiţionare prealabilă a malţului prin umezire.

Morile cu o pereche de valţuri permit obţinerea unui măciniş cu circa 30% coji, 50% grişuri şi 20% făină şi se pretează numai la măcinarea malţurilor bine solubilizate. Din această cauză ele sunt mai puţin răspândite.

Morile cu două perechi de valţuri realizează o mărunţire mai fină a malţului, iar cojile sunt mai puţin zdrobite, rezultând în final un măciniş cu 25÷28% coji, 54÷60% grişuri şi 12÷16% făină. Şi acest tip de moară este puţin folosit.

Fig.15. Moară cu două perechi de valţuri:1 – tăvălug de distribuire;2 – dispozitiv de reglare a alimentării;3 – tăvălug de măcinare grosieră;4, 9 – tăvălugi de măcinare fină;5 – sită oscilantă;6 – bielă;7 – coji;8 – grişuri;10 – făină.

Morile cu două perechi de valţuri (fig.15) posedă un mic tăvălug de distribuire 1 care împreună cu dispozitivul de reglare a alimentării 2, asigură încărcarea uniformă a primei perechi de tăvălugi de măcinare grosieră 3, astfel realizată, încât să se efectueze numai o spargere a bobului, dar nu şi o rupere a cojii. Granulele mici trec prin fantă fără a fi sfărâmate. Urmează a doua pereche de valţuri care au 260 rot./min., distanţa dintre ele fiind mai mică. La aceste tipuri de mori se separă şrotul de la prima pereche de valţuri cu sitele oscilante 5 acţionate cu biela 6 şi se macină

71

separat. Măcinarea fină se efectuează numai la grişurile grosiere 8 şi pentru aceasta, tăvălugii de la a doua pereche de valţuri au viteze diferite, respectiv de 330 şi 165 rot./min. Sitele se curăţă continuu cu ajutorul unor bile de cauciuc.

Morile cu trei perechi de valţuri reprezintă tipul cel mai perfecţionat de moară de măcinare uscată, care permite obţinerea gradului dorit de măcinare chiar şi la prelucrarea malţurilor slab solubilizate (fig.16).

Malţul este trecut mai întâi prin prima pereche de valţuri, în care are loc o primă mărunţire în coji cu grişuri aderente şi făină. Făina este evacuată din moară, iar cojile cu grişuri aderente sunt trecute la cea de a doua pereche de valţuri, unde are loc desprinderea grişurilor de pe coji, cojile sunt evacuate, iar grişurile rezultate de la primele două perechi de valţuri trec la cea de a treia pereche de valţuri, unde se realizează o mărunţire mai fină a acestora.

Separarea fracţiunilor menţionate se face cu ajutorul a două site duble vibratoare situate între cele trei perechi de valţuri. Întrucât evacuarea cojilor din această moară se face separat, este posibilă depozitarea lor într-un buncăr şi adăugarea lor într-o anumită fază a plămădirii şi zaharificarea în cadrul procedeului cu separare de coji. Prin acest procedeu se obţin beri mai sărace în polifenoli, de culoare mai deschisă şi cu un gust mai plăcut.

Fig.16. 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.

Morile de măcinare uscată sunt amplasate deasupra instalaţiei de fierbere, măcinişul fiind trecut apoi în buncăre speciale, cu un unghi de golire de circa 450. Capacitatea morilor trebuie astfel aleasă încât şarja de malţ să poată fi măcinată în maximum 2 ore.

Măcinarea umedă a malţului constituie un procedeu mai nou de măcinare care, datorită avantajelor pe care le prezintă faţă de măcinarea uscată, şi-a găsit o largă răspândire pe plan mondial, inclusiv în toate fabricile noi de bere din ţara noastră.

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:

72

• 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 mai bine integritatea tegumentului, diminuându-se posibilitatea

extracţiei substanţelor polifenolice în cursul procesului de plămădire;• se pot obţine randamente mai mari, ca urmare a intensificării proceselor de

măcinare şi plămădire;• se pot obţine straturi de borhot de filtrare cu înălţimi mai mari;• se evită pierderile de malţ la măcinare (nu se mai produce praf) (Berzescu, P., et

al., 1981).La alegerea procedeului de măcinare trebuie să se ţină cont de următoarele

aspecte:• mărimea şi uniformitatea boabelor de malţ;• intensitatea modificărilor care au avut loc la malţificare;• metoda de brasaj ce urmează a fi aplicată;• metoda de filtrare care se va adopta după brasaj (Banu, C., et al., 2001).

4.2. PLĂMĂDIREA – ZAHARIFICAREA

Plămădirea - zaharificarea sau brasajul reprezintă operaţia tehnologică în care se realizează procesul de dezagregare a proteinelor, de transformare a amidonului în maltoză şi dextrină, în prezenţa apei şi sub acţiunea enzimelor formate în timpul procesului de germinare a orzului.

Un exemplu de brasaj:• plămădirea malţului cu apă la temperatura de 500C timp de 60 minute, raportul

între malţ şi apă fiind de 1:4;• încălzirea plămezii de la 500C la 63÷650C timp de 15 minute;• pauză pentru zaharificare la 63÷650C timp de 60 minute;• încălzirea plămezii la 700C timp de 5 minute;• zaharificarea finală a plămezii la 700C timp de 20 minute;• încălzirea plămezii zaharificate până la 760C;• pauză la 760C timp de 10 minute pentru reducerea vâscozităţii mustului de malţ;• pomparea la filtrare.

Transformările cele mai importante le suferă la brasaj amidonul, proteinele, hemicelulozele şi gumele, polifenolii şi substanţele cu fosfor, de care depinde compoziţia mustului de bere, care împreună cu drojdia folosită sunt hotărâtoare pentru fabricarea unei beri de calitate superioară.

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;

73

• 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%.

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 500C.

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.

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.

74

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.

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 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

75

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 (fig.17). 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.

Capacitatea utilă necesară este de 6÷8 hl/100 kg măciniş, ceea ce corespunde cu o cantitate de apă de 3÷4 hl apă.

Fig.17. Cazan clasic de plămădire cu serpentine de încălzire:

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

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.

Cazanele clasice de zaharificare nu diferă constructiv de cele de plămădire, dar au capacităţi mai mici sau egale cu acestea.

4.3. FILTRAREA PLĂMEZII

76

Filtrarea plămezii este operaţia tehnologică care urmează după plămădire-zaharificare în scopul obţinerii mustului de bere, operaţie care în tehnologia clasică de fabricare a berii se realizează cu ajutorul cazanului de filtrare şi a filtrului de plămadă.

Procesul de filtrare se realizează în două faze:• scurgerea primului must;• spălarea şi epuizarea borhotului în extract.

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 sistem 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 separat mustul limpede.

Fig.18. Cazan de filtrare a mustului de bere:1 – hotă pentru eliminarea vaporilor; 2 – capac; 3 – fund; 4 – fund intermediar perforat; 5 – izolaţie termică; 6 – conductă de plămadă; 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.

Cazanul de filtrare 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

77

este de circa 60 cm. Acest lucru este posibil datorită măcinării umede a malţului prin care se păstrează întregi cojile şi care formează la filtrare 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 evacuarea mustului, existând şi posibilitatea de sifonare a primului must limpede de deasupra stratului de borhot.

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 30C mai ridicată decât cea a plămezii zaharificate, de exemplu 780C până 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;

• 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, până ce nivelul mustului ajunge la circa 20 mm faţă de stratul de borhot. Prin acest procedeu are loc şi o scurtare a duratei de scurgere a apelor de spălare, întrucât stratul de borhot este mai puţin solicitat;

• după 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 temperatura de 750C, 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 comprimat la silozul de borhot, aşezat la înălţime pe un schelet de beton sau metalic, 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 realiza maximum 6 fierberi pe zi.

Filtrarea cu ajutorul filtrului de plămadă. Principiul filtrării plămezii cu ajutorul filtrului de plămadă este diferit de cel al cazanului de filtrare. În timp ce în cazanul de filtrare borhotul este dispus orizontal într-un strat gros de 30÷60 cm şi constituie materialul filtrant, în cazul filtrului de plămadă borhotul este dispus vertical într-un strat gros de 60÷80 mm în spaţiul format de ramele filtrului, mărginit lateral de pânze prin care trece mustul, în timp ce borhotul rămâne în acest spaţiu.

Filtrul de plămadă este de tipul unui filtru-presă cu rame şi plăci. Pânzele filtrante sunt confecţionate din bumbac sau material sintetic. Conducerea filtrării se realizează astfel:

78

• după montarea filtrului şi strângerea lui hidraulic sau pneumatic se face o încălzire a acestuia prin pompare de apă fierbinte cu temperatura de 800C şi menţinerea ei timp de 30 minute;

• după scurgerea apei se pompează în filtru plămada din cazanul de plămădire care se menţine sub agitare continuă, astfel încât umplerea filtrului să fie uniformă. În acest scop este necesară şi dezaerarea filtrului. Umplerea filtrului cu plămadă durează 25÷35 minute şi coincide cu filtrarea primului must, în momentul în care se termină pomparea plămezii s-a scurs şi primul must. Dispare astfel durata de sedimentare a plămezii, realizându-se o economie însemnată de timp de 60÷90 minute faţă de cazanul de filtrare;

• după terminarea pompării plămezii se spală cazanul de plămădire cu apă fierbinte, pompându-se şi apele de spălare în filtru;

• spălarea borhotului se face prin introducerea de apă fierbinte pe la partea inferioară a plăcilor şi durează circa 90 minute. În timpul spălării borhotului se controlează extractul apelor de spălare. Ultimele ape de spălare nu trebuie să conţină un extract mai mare de 0,3÷0,5 %;

• după terminarea operaţiei de spălare a borhotului, se desface filtrul, iar borhotul cade într-un jgheab colector de unde este transportat în afara secţiei cu un transportor elicoidal. Această operaţie durează 20 minute. Se face apoi spălarea filtrului cu apă, operaţie care durează 30 minute. Întreg procesul de filtrare durează maximum 4 ore.

Avantajele acestui procedeu de filtrare sunt următoarele:• independenţa faţă de calitatea malţului şi proporţia de cereale nemalţificate;• creşterea productivităţii prin realizarea unui număr mai mare de fierberi;• obţinerea unui randament al fierberii mai ridicat, în medie cu 0,5% mai scăzut

decât randamentul de laborator al malţului.Cantitatea de borhot obţinută variază între 115÷130 kg la 100 kg malţ

prelucrat.Borhotul conţine proteine, celuloză, lipide, substanţe cu un grad ridicat de

asimilare, astfel încât borhotul de malţ reprezintă un furaj preţios mult solicitat.

4.4. FIERBEREA MUSTULUI CU HAMEI

Fierberea 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 apă şi atingerea concentraţiei în extract a mustului

specifică sortimentului de bere produs;• formarea de substanţe reducătoare şi de culoare;• eliminarea unor substanţe cu sulf;• coagularea unor substanţe cu azot şi a complexelor proteine-polifenoli şi

intensificarea stabilizării naturale a viitoarei beri.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.

Dintre metodele de fierbere care se folosesc în prezent la fabricarea berii se pot enumera:• fierberea convenţională;• fierberea la presiune joasă;

79

• fierberea la presiune ridicată.Fierberea convenţională. Se realizează la presiune atmosferică, pe o durată

de 2 ore, în cazanul de fierbere de diferite forme constructive:• cazan cu secţiune circulară;• cazan cu secţiune dreptunghiulară (instalaţii de fierbere Hydro - Automatic sau

bloc).Pentru fierberea mustului se folosesc cazane de fierbere construite din tablă

de cupru, oţel sau oţel inoxidabil, având capacitatea de 8÷9 hl/100 kg malţ prelucrat. Cuprul prezintă un coeficient de conducţie cu 30% mai mare decât oţelul, însă ionii de cupru au acţiune negativă asupra calităţii şi stabilităţii berii.

Pentru a se mări eficienţa fierberii se montează uneori şi serpentine de încălzire în interiorul cazanelor. Folosirea agitatoarelor se recomandă în special la încălzirea mustului, pentru a se evita supraîncălzirile locale şi închiderea la culoare.

Pentru recuperarea căldurii vaporilor rezultaţi de la fierbere, se folosesc recuperatoare speciale (FADUKO), obţinându-se cu ajutorul lor apă caldă pentru secţia de fierbere.

Fierberea sub presiune. Prin creşterea temperaturii de fierbere, toate reacţiile fizico-chimice în must se desfăşoară mai rapid. Efectul temperaturii de peste 1000C conduce la creşterea vitezei de coagulare a proteinelor, dar şi la creşterea vitezei reacţiei Maillard.

Fierberea la presiune joasă se poate realiza în instalaţii de diferite construcţii, care au închise în construcţie suprafeţe suplimentare de căldură de tipul fierbătorului interior şi al fierbătorului exterior.

Fierberea la presiune ridicată se realizează în două tipuri de instalaţii:• instalaţii de fierbere la presiune ridicată cu destindere în mai multe trepte; în

această instalaţie mustul este încălzit treptat cu vapori din prima treaptă de destindere şi ulterior, cu abur primar până la temperatura de 120÷1220C. Menţinerea la această temperatură variază între 4 şi 10 minute, după calitatea mustului obţinut. În ultimul vas de detentă se creează un vid de 0,1 bar;

• instalaţii de fierbere la presiune ridicată cu destindere în două trepte în care se realizează preîncălzirea treptată a mustului în trei schimbătoare de căldură până la 1400C ( temperatură corespunzătoare presiunii de 6 bar), temperatură la care mustul este ţinut 5 minute. Mustul fiert trece treptat în două vase de depresiune cu scăderea temperaturii la 1200C şi apoi la 1000C. Vaporii rezultaţi din detentă sunt utilizaţi la preîncălzirea mustului.

Conducerea fierberii mustului cu hamei. 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);

80

• 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.

Referitor la amăreala berii finite trebuie arătat în primul rând faptul că berile blonde se hameiază mai intens decât cele brune, la care predomină aroma specifică de malţ. La berile blonde de culoare foarte deschisă ca şi la cele cu tărie alcoolică mai mare se foloseşte de asemenea o cantitate mai mare de hamei decât la cele cu extract primitiv mai scăzut.

Ca valori orientative pentru amăreala diferitelor tipuri de beri se pot da următoarele valori pentru cantităţile de hamei adăugate:• beri blonde de consum curent 18÷24 mg/l• beri blonde de tip Pilsen 28÷45 mg/l• beri brune 16÷20 mg/l• beri brune speciale 24÷30 mg/l

La stabilirea cantităţii de hamei mai trebuie să se ţină seama şi de preferinţele consumatorilor. Astfel, în cazul berilor de consum curent se preferă întotdeauna o amăreală mai scăzută în comparaţie cu berile speciale.

Controlul eficienţei fierberii se urmăreşte pe baza apariţiei „rupturii” mustului cu proba „păhărelului” sau mai precis a scăderii azotului coagulabil până la limitele de 1,5÷2 mg azot/100ml de must fiert cu hamei. În afară de aceasta se urmăreşte atingerea extractului primitiv dorit.

Conţinutul în extract determinat cu ajutorul zaharometrului în procente de masă, serveşte ca bază pentru calculul randamentului fierberii. El trebuie să corespundă tipului de bere care urmează să fie produs: 12; 12,5; 13,5; 16; 17; 20%, iar abaterile de la aceste valori nu trebuie să fie mai mare de ±0,2%.

În extractul mustului intră totalitatea substanţelor care au trecut din malţ, apă şi hamei, atât fermentescibile cât şi nefermentescibile, astfel încât el nu este suficient pentru a caracteriza un must de bere.

Culoarea mustului trebuie să corespundă tipului de bere fabricat. De culoarea mustului depinde în cea mai mare măsură culoarea berii, deoarece modificarea culorii în operaţiile următoare nu poate fi influenţată decât în limite foarte restrânse. Astfel, de exemplu, culoarea mustului pentru berile blonde este de 10÷16 unităţi EBC (0,7÷1,2 ml iod 0,1n). PH-ul mustului variază între 5,2 şi 5,7 în funcţie de calitatea malţului şi alcalinitatea apei folosite la plămădire-zaharificare.

Gradul final de fermentare este un indice foarte important pentru aprecierea conţinutului mustului în glucide fermentescibile, servind ca bază în procesul de fermentare. Musturile pentru berea blondă trebuie să aibă un grad final de fermentare de 80÷83%.

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;

81

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

4.5. SEPARAREA TRUBULUI LA CALDMustul fiert cu hamei conţine în suspensie borhotul de hamei şi precipitatele

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 utilizat hamei măcinat sau pelleti, borhotul se separă concomitent 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.

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. 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. 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.

Separarea centrifugală a trubului la cald se poate face atât cu separatoare centrifugale cu camere inelare cât şi în separatoare centrifugale cu talere.

Separatoarele centrifugale cu camere inelare lucrează la 4000 rot/min, spaţiul de depunere a trubului fiind de 60÷70 l. Funcţionarea este discontinuă, curăţirea lor fiind greoaie. Trubul este eliminat cu 70% umiditate, pierderile de must fiind mici.

Separatoarele cu talere funcţionează cu descărcarea automată a trubului, la o turaţie de 6000÷7000 rot/min. Descărcarea trubului poate fi intermitentă sau continuă. Separarea centrifugală a trubului este costisitoare ca investiţie şi consum de energie, dar este rapidă.

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

• reducerii temperaturii mustului până la 5÷120C, temperatura la care se va realiza 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:

82

• 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.Răcitoarele cu plăci sun 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, formată dintr-un număr mai mare de plăci se realizează răcirea

mustului cu apă potabilă obişnuită până la temperatura de 20÷250C;• în cea de-a doua zonă se răceşte mustul până la temperatura de însămânţare cu

drojdie de 5÷120C, folosind ca agent de răcire apă răcită la 0,5÷10C.

Fig.19. Răcitor cu plăci:

1 – batiu anterior;2 – batiu posterior mobil;3 – tirant;4 – placă de strângere;5 – tijă de strângere;6 – plăci;7 – suport;8 – placă de separare a celor două zone;9 – vizor.

Răcitorul cu plăci (fig.19) se confecţionează din oţel inoxidabil şi are două sectoare de răcire, respectiv treapta întâia cu apă din reţeaua obişnuită cu temperatura medie de 150C şi treapta a doua, cu apă răcită la 0÷20C sau cu etilenglicol. Se compune din batiul fix, placa de presare, plăci schimbătoare de căldură, picioare, tiranţi laterali şi racorduri olandeze.

Plăcile schimbătoare de căldură au un profil special cu nervuri sub formă de arc de cerc pentru realizarea unor regimuri de curgere favorabile transferului termic intens. Montarea lor se efectuează în mod alternativ, o placă cu raza nervurilor în sus, una cu raza nervurilor în jos, ş.a.m.d. Plăcile sunt prevăzute cu garnituri de etanşare care rezistă la temperaturi de 1200C, în vederea sterilizării lor.

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

În Germania, se fabrică un răcitor asemănător cu cel descris mai sus. El este în funcţiune la mai multe fabrici din ţara noastră şi se compune din următoarele

83

piese: batiu fix, batiu mobil, bare orizontale, placă de presare, dispozitiv de strângere, plăci pentru răcire preliminară, plăci pentru răcire finală, placă de separare a celor două zone şi termometru la ştuţul de ieşire a mustului. La un debit de 75 hl/h şi a răcirii mustului de la temperatura de 850C la 40C un astfel de răcitor necesită pentru prerăcire o cantitate de 90÷100 hl apă/h de 180Cşi pentru răcire finală 150 hl apă cu gheaţă/h. În aceste condiţii răcitorul este prevăzut cu 180 plăci. Apa de răcire se încălzeşte în prima zonă la circa 500C. Coeficientul total de transfer de căldură realizat este de 2500 kcal/m2•h•0C. Aceste răcitoare sunt cele mai utilizate deoarece prezintă următoarele avantaje:• 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.

4.7. SEPARAREA TRUBULUI LA RECETrubul la rece este format din particule mult mai fine, cu dimensiuni de 0,5÷1 μ

şi cu o masă specifică mai scăzută ca cea a trubului la cald, ceea ce face ca separarea completă a trubului la rece să nu fie posibilă în practică. Conţinutul mustului în trub la rece variază între 150÷300 mg s.u./l reprezentând cam 1/3 din cantitatea de trub la cald. Cantitatea de trub la rece depinde de mai mulţi factori tehnologici:• măcinarea malţului;• procedeele de brasaj utilizate;• compoziţia chimică a hameiului folosit la fierberea mustului, ş.a.

Dintre procedeele utilizate de separare a trubului la rece se pot enumera:• separatoarele centrifugale – se folosesc aceleaşi tipuri de separatoare

centrifugale cu funcţionare automată, ca şi la separarea trubului la cald, cu deosebirea că în acest caz se lucrează la o capacitate mai redusă, deoarece vâscozitatea mustului răcit este mult mai mare decât cea a mustului fierbinte, iar densitatea particulelor care formează trubul la rece este mai scăzută. Separatoarele centrifugale necesită un consum mai ridicat de energie, dar manopera este scăzută în condiţiile automatizării procesului, inclusiv a curăţirii separatoarelor. Pierderile în extract sunt de circa 0,2%;

• filtrul cu kieselgur – 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 filtre cu kieselgur ca la filtrarea berii, cu deosebirea că se lucrează la o capacitate cu 50÷60% mai mare. Ca avantaje ale utilizării filtrului cu kieselgur se pot enumera:

o mărirea eficienţei de separare a trubului la rece;o scăderea azotului coagulabil cu 10÷15% şi a polifenolilor cu 17÷20%,

rezultând beri cu o mai bună stabilitate coloidală.Ca dezavantaje, în cazul utilizării filtrelor cu kieselgur, 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.• tancul de flotaţie – se bazează pe antrenarea particulelor care formează trubul

la rece cu ajutorul aerului insuflat în must în cantitate mare. Bulele de aer se ridică la suprafaţa mustului antrenând cu ele trubul la rece sub forma unui strat de spumă, care după câteva ore se colorează în brun. Prin acest procedeu se realizează concomitent şi o foarte bună aerare a mustului. Durata flotaţiei este de

84

4÷8 ore. Prin flotare se îndepărtează 60÷65% din trubul la rece. Ca avantaje ale procedeului:

• costul investiţiei mai redus;• manoperă mai redusă;• nu se folosesc aditivi de filtrare. Mustul răcit şi limpezit trebuie aerat pentru a se

asigura condiţii normale la multiplicarea drojdiilor. Aerarea se efectuează prin dispersie fină de aer steril în must, utilizându-se 3÷10 l aer/hl must de bere.

5. TEHNOLOGIA FERMENTĂRII MUSTULUI DE BERE

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.

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.

5.1. FERMENTAREA PRIMARĂ A MUSTULUI DE BERE

Are 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.

Mustul fiert cu hamei utilizat ca mediu de fermentare este bogat în nutrienţi, deoarece conţine un spectru larg de zaharuri asimilabile, de aminoacizi şi alte substanţe azotoase simple, substanţe minerale (incluzând calciu, magneziu, sodiu, potasiu, fier, zinc, cupru, mangan, cloruri, sulfaţi, carbonaţi, fosfaţi), vitamine cum ar fi biotina, acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, piridoxina, acidul nicotinic, etc. (tab.16).

Tabelul 16Compoziţia substanţei uscate a mustului de bere

Componentul Conţinut, [g/l]Fructoză 2,1Glucoză 9,1Zaharoză 2,3Maltoză 52,4

85

Maltotrioză 12,8Glucide nefermentescibile 23,9Azot total (ca azot) 0,8Azot aminoacidic (ca azot) 0,30Aminoacizi totali 1,65Compuşi fenolici 0,25α- izoacizi 0,030Ioni de calciu 0,065

Pentru creştere drojdiile au nevoie de zaharuri, aminoacizi, săruri minerale, vitamine, acizi graşi nesaturaţi, steroli şi oxigen. În afară de oxigen şi unele săruri, malţul şi nemalţificatele furnizează toţi nutrienţii necesari, zaharurile producând energie pentru producţie şi biosinteză, aminoacizii fiind folosiţi pentru biosinteză (în special proteine), sărurile şi vitaminele având roluri metabolice importante. Sinteza membranei celulare depinde de nivelul de acizi graşi nesaturaţi.

Compoziţia mustului va influenţa atât viteza de fermentaţie, gradul de fermentare, cât şi cantitatea de biomasă produsă şi, în final, calitatea berii.

Dintre constituenţii mustului menţionaţi anterior un rol deosebit îl au: zaharurile fermentescibile; compuşii cu azot asimilabili şi, în particular, aminoacizii, purinele şi pirimididinele, vitaminele; nivelul ionilor de Zn2+, fermentaţia fiind accelerată la nivel de 0,2 mg Zn/l must. Niveluri mai mari de Zn2+ promovează autoliza şi devin toxici atunci când şi nivelul de Mn< 0,01 mg/l.

Compoziţia mustului este influenţată de temperatura de plămădire. Temperaturile de plămădire mai scăzute conduc la musturi mai fermentescibile, cu o mai bună atenuare.

Prezenţa în must a particulelor în suspensie influenţează fermentaţia în sensul favorizării dezvoltării drojdiilor, dar şi al formării alcoolilor de fuzel şi glicerinei. Prezenţa particulelor în suspensie, mai ales cele din trubul la cald, influenţează negativ procesul de floculare şi favorizează autoliza. Berea tânără obţinută are un gust de trub, culoare mai închisă şi însuşiri de spumare mai reduse. Particulele din trubul la rece într-o proporţie redusă se consideră că au influenţă pozitivă în ceea ce priveşte fermentarea şi însuşirile senzoriale ale berii finite. În cantităţi mai mari, particulele din trubul la rece îngreunează filtrabilitatea berii. PH-ul mustului hameiat este favorabil dezvoltării drojdiilor (5,2÷5,7), iar scăderea lui în timpul fermentaţiei până la valori de 4,35÷4,65, scădere explicată prin consumul aminoacizilor, formarea de acizi organici ficşi şi volatili, precum şi prin deplasarea efectului tampon al mediului spre zona mai acidă, nu influenţează pH-ul celulei de drojdie, care rămâne la 6,0. Scăderea PH –ului poate fi influenţată artificial prin creşterea temperaturii de fermentare, creşterea cantităţii de drojdie si a nivelului de aerare, respectiv prin agitarea mustului în fermentare.

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.

86

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.

Tabelul 17Compuşii de aromă din must

ProdusulConcentraţiaîn bere, [mg/l]

Pragul desensibilitate,[mg/l]

Impresia de aromă

1-Propanol 9 2÷50 Etanol2-Metilpropanol 1 8 15÷1752-Metilpropanol 11 10÷65 De iarbă, amar3-Metilbutanol 1 36 30÷70 De iarbă, amar2-Pentiletanol 15 50÷75 TrandafirEtilacetat 17 30÷92 FructeIzoamilacetat 2 2÷2,3 Fructe, bananeDiacetil 0,1 0,1 De unt, dulceagPentadionă 0,1 1,0Acetoină 30 3,0 Dulceag, neplăcutAcetaldehidă 8 25÷50 Acid, înţepătorDimetilsulfură (DMS)

0,1 0,1÷0,15Vegetale, mucegăit

Piruvat 60 Acid, săratD + L – Lactat 60 Acid lacticCitrat 165 Acid citricMalat 85 Acid malicGluconat 35Acetat 90 Oţet

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.

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;

87

• 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.

În funcţie de extractul primitiv al mustului şi de extractul aparent, la sfârşitul fermentării se calculează gradul de fermentare primară, care trebuie să fie cu 10÷12% mai scăzut decât gradul final de fermentare stabilit în laborator, care depinde de tipul de bere:

Beri blonde Beri brune• gradul de fermentare primară (%) 70÷75 58÷60• gradul final de fermentare (%) 80÷83 70÷72

Fermentarea primară trebuie astfel condusă până la atingerea gradului de fermentare primară corespunzător.

Secţia de fermentare primară este amplasată sub nivelul instalaţiei de răcire a mustului şi la un nivel superior secţiei de fermentare secundară.

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

88

în exterior cu ajutorul unui ventilator sau trimis în instalaţia de prelucrare a dioxidului de carbon.

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

Recoltarea şi refolosirea drojdiei

89

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.

5.2. 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 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.

90

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 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

91

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.

Durata de fermentare a sortimentelor de bere fabricate în ţara noastră este prezentată în tabelul 18.

Tabelul 18Durata de fermentare a principalelor sortimente de bere fabricate

în ţara noastră

Tipul de bere CategoriaSortimentul

(concentraţia mustului primitiv)

Durata totală a fermentării

[zile]

Blondă

slab alcoolică 6,5 21obişnuită 12,0 42

specială

12,0 7012,5 4213,0 5414,0 8017,0 70

Brunăobişnuită

12,0 4213,5 50

specială16,0 7020,0 90

Caramel slab alcoolică 12,0 11

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.

92

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.

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.

5.3. PROCEDEE DE FERMENTARE ŞI MATURARE ACCELERATĂ A BERII

Prin analiza factorilor care influenţează procesul de fermentare s-au adus o serie de îmbunătăţiri metodelor şi utilajelor clasice de fermentare, prin care se realizează o accelerare a fermentaţiei şi maturării berii în condiţiile păstrării calităţii berii finite.

Cercetările efectuate până în prezent au lămurit toate problemele privind fermentarea continuă a mustului de bere, aşa cum sunt:• mecanismul de multiplicare a drojdiilor în timpul fermentării;• măsuri igienico-sanitare;• însuşirile organoleptice ale berii;• valorificarea ulterioară a drojdiei depuse.

Dintre procedeele de fermentare accelerată a berii se pot enumera:• procedeul Kugala – fermentarea se desfăşoară într-un singur vas, a cărui

înălţime este de 10 m, pe baza principiului stratificării mustului în timpul fermentării ca urmare a unor densităţi diferite. Vasul de fermentare este împărţit în trei compartimente: răcire, fermentare şi depozitare. La suprafaţa exterioară, vasul de fermentare se răceşte prin intermediul unui sistem de conducte. În partea de jos a vasului se introduce dioxid de carbon pentru saturarea berii şi menţinerea drojdiei în suspensie pentru o mai bună fermentare;

• procedeul Coutts – specific acestui procedeu este faptul că mustul este eliberat de trub şi este însămânţat în mod continuu cu drojdie, în timpul trecerii printr-un vas de fermentare închis. Cantitatea de drojdie utilizată este de 10 ori mai mare decât în cazul procedeului static (5 l lapte de drojdie în loc de 0,5 l/hl must). Operaţia de fermentare totală şi de maturare a berii durează aproximativ 18 ore. Vasul de fermentare poate fi de formă dreptunghiulară sau cilindrică şi este prevăzut la interior cu un agitator care se roteşte în interiorul unui difuzor al cărui diametru este de 1/6 din diametrul vasului de fermentare;

• procedeu de fermentare continuă, în cascadă – fermentarea se realizează în patru faze de fermentare, fiecărei faze îi corespunde un vas de fermentare. Mustul de bere steril este introdus în partea inferioară a primului vas de fermentare, se adaugă o cantitate de drojdie de 0,25 kg/hl must şi apoi se declanşează procesul de multiplicare a drojdiilor. Durata de fermentare este de 10 zile. Din primul vas de fermentare, mustul iese prin partea superioară şi este trecut la faza a doua de fermentare activă, apoi mustul în fermentare este trecut la faza a treia şi faza a patra în care berea se răceşte şi se limpezeşte. Dioxidul de carbon format în timpul fermentării este captat din vasele de fermentare în care se realizează faza a doua şi a treia;

• procedeu pentru fermentarea berii în reactoare cilindro-conice, care este în prezent cel mai avantajos procedeu de fermentare a berii. Instalaţiile de acest tip sunt termoizolante, ocupă un spaţiu minim şi pot să fie aşezate în afara încăperilor, în spaţii deschise. Instalaţiile de fermentare cilindro-conice pot realiza

93

diferite sortimente de bere, iar în timpul procesului de fermentare, fazele de fermentare primară şi secundară se suprapun. Procesul tehnologic în această instalaţie se desfăşoară astfel:

• mustul de bere răcit la 100C, cu un conţinut de 3÷5 g oxigen/100 litri, este introdus în instalaţia de fermentare cilindro-conică în 2÷3 reprize;

• după introducerea primei porţiuni de must, se adaugă drojdia de bere în doză de 0,4÷0,5 l/100 litri must;

• în continuare, vasul se umple cu must în proporţie de 85% din volumul total;• procesul de fermentare începe la 100C, iar în primele două zile temperatura

creşte până la 140C;• fermentarea este terminată la aceeaşi temperatură, după 5÷6 zile de inoculare

când extractul scade de la 11÷12% la 2,2÷2,6%;• după terminarea fermentării, temperatura se micşorează până la circa 20C, când

drojdia se depune intens în decurs de două zile, iar în instalaţie se menţine o suprapresiune de 0,4÷0,5 bar;

• procesul de fermentare secundară a berii se desfăşoară în continuare timp de 5÷6 zile, la temperatura de 20C, după îndepărtarea din partea conică a drojdiei depuse;

• în final, berea răcită la 00C este filtrată şi trimisă la secţia de îmbuteliere;• procedeul de fermentare continuă Schalk. Caracteristic acestui procedeu este

faptul că se realizează reducerea duratei de fermentare prin mărirea cantităţii de drojdie la însămânţare şi prin crearea unor condiţii prielnice de înmulţire a acesteia. Fermentarea are loc într-o baterie de vase închise, de 1700 hl fiecare. Mustul se însămânţează în primul vas de fermentare, cu o cantitate de drojdie de 20 l/hl must. În momentul în care s-a atins stadiul de spumare maximă, jumătate din conţinutul primului vas este introdus în vasul al doilea de fermentare şi ambele vase sunt umplute cu must proaspăt, fără însă a se mai însămânţa cu drojdie. În momentul în care cele două vase ating nivelul maxim de spumare, jumătate din conţinutul celui de-al doilea vas este trecut în vasul următor (al treilea), primele două vase fiind umplute cu must proaspăt. Operaţia se repetă până când are loc umplerea tuturor vaselor din baterie. După fiecare însămânţare şi completare cu must proaspăt, vasele sunt lăsate să fermenteze discontinuu până la terminarea procesului de fermentare;

• procedeul de fermentare Denscikov. Comparativ cu o instalaţie funcţionând după un procedeu de fermentare periodică, în cazul instalaţiilor de fermentare continuă după acest procedeu, durata de fermentare se reduce de 3,5 ori, iar suprafaţa necesară de peste 10 ori. Instalaţia constă dintr-o baterie de vase legate în serie, respectiv: două generatoare mici de drojdie (pentru cultura pură sau purificată), un generator mare de drojdie, vas de must pentru alimentarea bateriei de fermentare, vase de fermentare şi tancul completar unde se realizează şi o răcire a berii. Dimensiunile tancurilor de fermentare sunt: diametrul de 2,2 m, iar lungimea de 5,9 m. Vasele de fermentare se prevăd cu agitatoare cu palete, cu dispozitive de menţinere constantă a presiunii şi dispozitive de barbotare a dioxidului de carbon;

• procedeul de fermentare Labatt. În cazul sistemului de fermentare Labatt, în primul stadiu de fermentare se face o multiplicare a drojdiei într-un generator, în condiţii aerobe controlate, mustul hameiat intrând continuu în generatorul de drojdie de unde iese tot continuu şi intră în instalaţia de fermentare propriu-zisă;

• sistemul A.P.V. de fermentare a berii. Procesul de fermentare se desfăşoară în cinci tancuri de fermentare primară şi patru tancuri de fermentare secundară şi depozitare. Mustul intră în fiecare tanc de fermentare primară pe la partea inferioară şi iese pe la partea superioară, fiind colectat într-o conductă comună. În

94

tancurile de fermentare secundară şi de depozitare, mustul intră pe la partea superioară a primului tanc, iese pe la partea inferioară a lui şi intră pe la partea superioară a următorului tanc. Din ultimul tanc, berea trece printr-un răcitor, iar de aici într-un vas de formă conică pentru depunerea drojdiei. În cazul acestor instalaţii, consumul de energie electrică şi combustibil se reduce cu 50% comparativ cu instalaţiile care funcţionează după procedeul discontinuu (Stroia, I., et al., 1998).

6. 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.

Filtrabilitatea berii. Există o anumită corelaţie între conţinutul de substanţe de tulbureală din berea maturată şi stabilitatea obţinută după filtrare. Totuşi procesul de filtrare este influenţat şi de alţi factori, inclusiv de compoziţia fracţiunii lichide a berii. Scopul principal al limpezirii berii prin filtrare reprezintă mărirea stabilităţii şi îmbunătăţirea aspectului, scop care nu este întotdeauna în concordanţă cu eficienţa economică a tehnicii de filtrare adoptată şi cu modificarea însuşirilor senzoriale ale berii în urma acestui proces. Despre dependenţa dintre cantitatea, structura şi mărimea substanţelor de tulbureală, compoziţia fracţiunii lichide a berii, pe de o parte, şi filtrabilitatea, pe de altă parte, nu există până în prezent o unitate de păreri, deşi s-au elaborat mai multe metode care pretind că redau obiectiv filtrabilitatea berii. Predomină testele ce se bazează pe durata de trecere a berii printr-o membrană poroasă la o anumită presiune de alimentare.

După Leedham se procedează la o filtrare în trei trepte şi anume:• limpezirea grosieră, prin trecerea printr-o membrană cu porozitate de 8 μ la

200C. Această probă este considerată că nu influenţează filtrabilitatea, deoarece prin toate tehnicile de limpezire este necesară eliminarea preliminară a fracţiunilor grosiere;

• limpezire fină, notând cu T durata de trecere a 100 ml bere printr-un filtru cu membrană, cu o porozitate de 0,45 μ şi o suprafaţă de 113 cm2;

• limpezirea de luciu prin trecerea berii prefiltrate printr-un al doilea filtru cu membrană cu mărirea porilor la 0,22 μ.

Notând cu T1 durata în secunde pentru limpezirea fină şi cu T2 durata in secunde pentru limpezirea de luciu, se arată că T1 reprezintă filtrabilitatea, T1-T2

95

reprezintă efectul particulelor coloidale asupra filtrării, iar T2 depinde exclusiv de vâscozitatea berii.

Esser şi Schilbach au elaborat un test ce se bazează pe trecerea berii printr-un filtru cu o suprafaţă liberă de 16 cm2 la temperatura de 00C şi o presiune de 2 bar sub atmosferă de gaz inert, într-un aparat răcit continuu, prevăzute cu agitator magnetic. Se determină volumele V1 şi V2, după durata de filtrare de 120 şi de 300 secunde. Pe această bază se poate determina volumul maxim ce poate fi filtrat printr-o unitate de suprafaţă, într-un timp infinit, folosindu-se relaţia:

Verificând această formulă la 50 de filtrări într-o instalaţie industrială, s-a regăsit corelaţia:

filtrabilitatea specifică a berii, în hl/m2 = 0,6 Vmax ─ 1,4Există şi teste aplicabile pentru filtrele cu plăci de o anumită porozitate, după

care se determină durata de timp necesară pentru trecerea unei anumite cantităţi de bere, exprimată, de preferinţă, în minute pentru 50 l şi m2 suprafaţă filtrantă.

Cu privire la dependenţa dintre cantitatea totală de particule în suspensie şi de drojdie, precum şi filtrabilitatea înaintea şi după prelimpezirea berii prin centrifugare, Duthoy şi Scriban, pe baza unor experienţe efectuate asupra a 11 tipuri de bere în condiţiuni industriale la productivităţi de 300 hl/h, au ajuns la următoarele concluzii:• filtrabilitatea depinde în mod neînsemnat de turbiditatea berii exprimată în unităţi

de formazină EBC. La variaţii între 2 şi 12 unităţi EBC a turbidităţii berii nelimpezite, filtrabilitatea s-a modificat nesemnificativ;

• cantităţi prea mari sau prea mici de drojdii din bere influenţează negativ filtrabilitatea. Rezultatele cele mai bune se obţin la o încărcare de circa 2 milioane celule/ml;

• gradul de turbiditate al berii nefiltrate are o influenţă mai mică asupra filtrabilităţii decât vâscozitatea, deşi aceasta din urmă nu condiţionează procesul de filtrare. În consecinţă, filtrabilitatea berii nu poate fi dedusă numai pe bază de factori fizici. Un anumit rol au natura şi cantitatea de substanţe dizolvate sau în suspensie, care pot constitui precursori de substanţe de tulbureală ce îngreunează filtrabilitatea;

• cu cât creşte raportul dintre conţinutul de particule în suspensie, după şi înainte de prelimpezire, cu atât scade filtrabilitatea berii. Astfel, la un raport de 0,15 între acestea, filtrabiliatea exprimată în Vmax este de 100 ml, iar la 0,02 aceasta se dublează;

• o vâscozitate mică a berii şi un conţinut redus de β-glucani nu determină o filtrabilitate bună. Prin aceasta, se infirmă concluziile altor autori, care au susţinut că ea este influenţată în special de vâscozitatea berii, conţinutul de β-glucani şi de extract. Aceiaşi autori au observat că în cazul maturării de lungă durată a berii se micşorează turbiditatea acesteia, fără a se îmbunătăţi însuşirile de filtrabilitate.

Raux şi Willmar susţin că, conţinutul de drojdii din bere nu este semnificativ pentru stabilirea filtrabilităţii acesteia. Dimpotrivă, Hottung este de părere că o bere cu un conţinut ridicat de drojdie se filtrează mai uşor.

Deşi părerile de mai sus sunt contradictorii, se pot accepta concluziile lui Eifler şi Krauss. Luând în considerare datele din literatura de specialitate de până în 1975, ei susţin că filtrabilitatea berii este influenţată pozitiv de următorii factori:• solubilizarea intensă a malţului la un conţinut redus de β-glucani şi ridicat de azot

solubil;

96

• repausuri la plămădirea la temperaturi de 450C şi 550C în condiţiile unui pH cât mai scăzut, precum şi a unor adausuri de enzime ce scindează substanţele gumoase şi proteice. Nu se cunoaşte nici o măsură concretă în decursul procesului de fierbere care să îmbunătăţească semnificativ filtrabilitatea berii;

• la maturare se ameliorează filtrabilitatea berii prin adaosuri de enzime ce pot scinda substanţele gumoase. În acest scop se pretează în special proteaza. De asemenea, aplicarea unor temperaturi cât mai reduse de fermentaţie secundară, în special cele sub -20C, contribuie la uşurarea filtrabilităţii şi la îmbunătăţirea cifrei de spumare. Faţă de maturarea la 00C, stabilitatea berii exprimată prin testul de forţare de 0/40/00C creşte de patru ori, iar cifra de spumare, de la 118 la 123 s, după constatările lui Narziss şi Rottger.

Printr-o subrăcire a berii înainte de filtrare se trec polifenolii macromoleculari

cu structură coloidală într-o formă stabilă, cu precipitare parţială, paralel cu scăderea pH-ului. Din motivele de mai sus, pentru prelungirea stabilităţii berii se recomandă o subrăcire înainte de filtrare.

Dacă acest proces este efectuat timp de minim 2 zile la sub ─20C se realizează şi o îmbunătăţire a filtrabilităţii cu o scădere a conţinutului de polifenoli cu 20÷30 % şi influenţarea pozitivă a gustului, precum şi a stabilităţii coloidale a berii.

Scriban susţine că filtrabilitatea berii este influenţată de conţinutul de β-glucani şi de vâscozitatea ei, fără ca prin aceasta să se poată conclude asupra unor corelaţii

97

10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 102 μm

1 10 102 103 104 105 106 Å

Fig.20. Dimensiunile diferitelor particule în bere înaintea filtrării şi domeniul dimensiunilor pentru diferite tehnici de separare lichid-solid

Micro particuleMacromoleculeIoni

Ultrafiltrare

Microfiltrare

Osmoză reversibilă

Dializă

Schimbători de ioniFiltrare cu plăci

de kieselgur

Electrodializă

Centrifugare

Drojdii

Bacterii

Difuzie la rece

Difuzie normală

cantitative. Substanţele amare pot conduce la înrăutăţirea filtrabilităţii berii. În decursul procesului de maturare se depun în mare parte β-glucani, astfel încât conţinutul lor nu poate influenţa debitul de la filtrare, ci cel mult, durata până la colmatarea filtrelor.

Mărimea particulelor în bere la sfârşitul maturării este cuprinsă între <0,1 μm şi câţiva μm, uneori mai mare. În figura 20 se prezintă mărimea câtorva substanţe şi diferite tehnici de separare.

Factorii care afectează filtrarea sunt: mărimea particulelor, difuziunea, schimbul de ioni, solubilitatea, densitatea, activitatea de suprafaţă, etc.

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;• kieselgur grosier, care se obţine din kieselgur mediu ce se recalcinează la 10000C

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.

98

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.

Din punct de vedere practic, filtrele utilizate în industria berii funcţionează după două tehnici de bază:• filtre cu material filtrant în strat fix, în care caz, pe măsura avansării procesului de

filtrare a berii se măreşte efectul de filtrare prin micşorarea dimensiunilor porilor, dar scade forţa de adsorbţie şi, implicit debitul de filtrare. Ca elemente de filtrare în strat fix se utilizează:

o turte de bumbac care conţin şi 1-2% azbest;o azbest;o plăci filtrante constituite din celuloză şi 1-2% kieselgur;

• filtre care lucrează cu prealuvionare, în care caz materialul filtrant de prealuvionare se depune pe un suport ce poate fi din fibre de celuloză, site metalice, lumânări.

În industria berii, filtrele utilizate sunt astfel alese încât să lucreze 8,16 sau 24 ore, astfel ca la sfârşitul perioadei grosimea stratului format pe filtru să ajungă la maximum, ceea ce permite în continuare golirea, spălarea şi sterilizarea filtrului în perioada de timp neproductivă.

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;

• 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;

99

• 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.

6.1. FILTRAREA CU PLĂCI ŞI MASĂ FILTRANTĂ

Este procedeul de filtrare cel mai răspândit în fabricile de bere din ţara noastră în special în cele mai vechi. Filtrele cu masă filtrantă pot fi orizontale sau verticale, având în compunere un cadru metalic, pe care sunt montate suporturi rotunde în care se montează ramele filtrului (plăcile filtrului).

Plăcile de filtru se montează în pachete cu ajutorul a două plăci de cap. Plăcile de cap se termină sus şi jos cu câte un canal, la plăcile de intrare, berea nefiltrată intră pe un canal prin partea de jos şi pe unul în partea de sus. Placa de ieşire are aceleaşi canale ca şi cea de intrare, ea fiind pusă în legătură cu canalele pe unde iese berea filtrată.

Masa filtrantă este formată din fibre de bumbac spălate şi degresate, la care se adaugă 0,5÷2% fulgi de azbest. Masa filtrantă se introduce mai întâi în apă fierbinte, într-un aparat special pentru regenerarea masei filtrante prevăzut cu pompă de recirculare, se spală timp de două ore la temperatura de 800C, se răceşte şi se presează apoi în formă de turte cu ajutorul unei prese speciale acţionată hidraulic sau pneumatic la presiunea de 3,5÷5 at. Turtele de masă filtrantă astfel obţinute, care mai conţin 65÷70% apă se introduc ca atare între plăcile filtrului, care se strâng apoi cu ajutorul şurubului de fixare.

Filtrarea se urmăreşte atât pe baza creşterii presiunii în filtru cât şi a limpidităţii berii filtrate.

După terminarea filtrării se face mai întâi o prespălare a masei filtrante, prin introducere de apă în filtru în sens invers, după care masa este scoasă din filtru, destrămată şi introdusă în aparatul de regenerare a masei filtrante.

Conducerea filtrării cu masă filtrantă este destul de simplă, însă este necesară o manoperă ridicată pentru regenerarea masei filtrante, iar cantităţile de bere amestecate cu apă rezultate la începutul şi sfârşitul filtrării sunt mai mari.

6.2. FILTRAREA CU PLĂCI ŞI CARTOANE FILTRANTE

În multe cazuri, filtrarea cu kieselgur se completează cu o filtrare mai fină cu ajutorul filtrelor cu plăci filtrante, prin care se obţine o creştere a stabilităţii coloidale şi biologice a berii, sau chiar o filtrare sterilizantă a berii.

100

Filtrul folosit în acest scop este un filtru cu plăci metalice, care are aceeaşi schemă de circulaţie a berii ca şi filtrul cu masă filtrantă, cu deosebirea că în locul turtelor de masă filtrantă se introduc cartoane filtrante.

O condiţie importantă pentru reuşita filtrării o constituie prelimpezirea berii prin filtrare cu kieselgur astfel încât filtrului cu plăci să nu-i rămână decât sarcina de a reţine ultimele particule rămase în suspensie în bere. Dacă prefiltrarea este slabă are loc o creştere rapidă a presiunii, fiind necesară schimbarea deasă a cartoanelor filtrante.

În locul cartoanelor filtrante se mai folosesc astăzi şi membrane filtrante confecţionate din ester de celuloză, având o porozitate mult mai mare decât materialele convenţionale de filtrare, astfel încât productivitatea acestora ajunge până la 200 hl/m2h. Spre deosebire de cartoanele filtrante, care acţionează adsorbtiv şi astfel duc la o scădere a spumării şi plinătăţii berii, membranele filtrante au numai efect de reţinere mecanică, astfel încât nu modifică însuşirile berii. Asemenea membrane se montează în filtre speciale.

6.3. FILTRAREA CU KIESELGUR

Principiul 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.

101

Fig.21. 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.

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).

6.4. LIMPEZIREA BERII PRIN CENTRIFUGARE

Este 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;

102

• 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.

7. ÎMBUTELIEREA BERII

Îmbutelierea 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.

7.1. ÎMBUTELIEREA BERII LA BUTOI

Berea se îmbuteliază şi se transportă în butoaie atunci când distanţa de locul desfacerii este mare, precum şi atunci când cererea de bere este mare, în special în perioada caldă şi în zonele cu consum mare de bere.

Butoaiele de lemn de stejar au avut o pondere mare în comercializarea berii. Criza materialului lemnos de esenţă tare şi manopera anevoioasă de întreţinere a condus la apariţia de butoaie metalice din aliaje de aluminiu şi oţeluri inoxidabile.

În ultimul timp s-a răspândit utilizarea butoaielor de formă cilindrică executate din tablă de oţel inoxidabil numite „keg”. Acestea pot fi de 30 l şi 50 l, grosimea pereţilor fiind de 1÷2 mm.

Acest tip de butoi este prevăzut cu un sistem complex denumit Sankey, instalat permanent, ce permite umplerea, golirea, curăţirea şi sterilizarea. Avantajele utilizării acestor butoaie sunt:• toate operaţiile de transport şi depozitare pot fi automatizate;• curăţirea, sterilizarea şi umplerea pot fi automatizate;• sunt vase închise cu detectarea automată a scurgerilor;• permit manipularea uşoară pentru distribuire, inclusiv posibilităţile unei goliri

parţiale;• sunt necesare manipulări puţine în timpul operaţiilor de îmbuteliere, transport şi

golire a berii pentru consum;• butoaiele sunt returnabile când încă conţin un exces de presiune de dioxid de

carbon;• este evitată contaminarea din mediul exterior.

103

Sistemul tip Sankey constituie o componentă a butoiului şi se fixează prin înşurubare, iar în timpul transportului este protejat cu un capac de plastic.

Pentru a se evita pierderile în dioxid de carbon, atât la umplerea butoaielor cât şi a sticlelor se foloseşte o instalaţie izobarometrică, care permite crearea în butoi sau în sticlă înainte de introducerea berii a unei suprapresiuni egală cu cea din rezervorul de bere al maşinii.

Instalaţia este formată dintr-un rezervor pentru bere, în care berea adusă de la filtrare se menţine la o suprapresiune de 0,6÷1,5 at. Cu ajutorul aerului comprimat ţeava dispozitivului de umplere este coborâtă la fundul butoiului de bere, etanşându-se în acelaşi timp vrana butoiului. Se deschide apoi conducta de aer, realizându-se astfel în butoi aceeaşi suprapresiune cu cea din rezervorul de bere. Prin manevrarea ventilului dispozitivului de umplere se închide admisia aerului comprimat în butoi şi se deschide intrarea berii. Berea scoate treptat aerul din butoi, care se reîntoarce în rezervorul de bere. Când butoiul s-a umplut cu bere se observă trecerea berii prin lanterna de control şi se întrerupe automat umplerea butoiului. Spuma care se formează în butoi în timpul umplerii este colectată în prinzătorul de spumă, iar berea rezultată din această spumă, care este contaminată, se aruncă periodic, efectuându-se dezinfecţia prinzătorului de spumă.

După umplere se realizează dopuirea. Butoaiele metalice se închid cu un buşon filetat.

7.2. ÎMBUTELIEREA BERII LA STICLE

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.

104

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.

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

105

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.

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.

7.3. ÎMBUTELIEREA BERII ÎN CUTII METALICE ŞI ÎN BUTELII DE MATERIAL PLASTIC

Folosirea cutiilor metalice la îmbutelierea berii prezintă următoarele avantaje:

106

• 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;• 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.

8. PASTEURIZAREA BERII

Pasteurizarea 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 600C 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;

107

• 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.

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

108

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.

9. METODE SPECIALE UTILIZATE LA FABRICAREA BERII

9.1. BERE CU CONŢINUT REDUS ÎN ALCOOL

Obţinerea berii cu conţinut redus în alcool sau fără alcool s-a impus din următoarele considerente:• preferinţa unor consumatori pentru băuturile fără alcool din motive de sănătate;• restricţiile religioase ale unor populaţii, cărora religia practicată le interzice

consumul de alcool sub orice formă;• realizarea de berii, acceptabile senzorial, pentru conducătorii auto sau pentru

lucrătorii din industrii cu pericol mare de accidentare.Îndepărtarea parţială sau totală a alcoolului din bere se poate realiza pe trei

căi:• prin aplicarea unei tehnici de membrană (în principal osmoza inversă), dializă;• prin aplicarea unui tratament termic (evaporare, distilare);• prin restricţionarea formării de alcool etilic în timpul fermentării mustului.

9.1.1. Îndepărtarea alcoolului prin tratament termic

În mod normal, alcoolul din bere se evaporă la 78,30C (punctul de fierbere), iar apa la temperaturi ≥ 1000C în condiţii de presiune normală (1bar).

La evaporarea alcoolului la presiune atmosferică au loc modificări importante în bere; de aceea se lucrează în condiţii de depresiune, la o presiune absolută de 0,04÷0,2 bar, când temperatura de evaporare a alcoolului este de 35÷550C.

Tipurile de evaporatoare mai des utilizate sunt:• evaporatoare cu film descendent şi ascendent;• evaporatoare cu plăci;• evaporator cu film expandat Alfa-Laval;• evaporator RTC.Evaporatoare cu film descendent. Acestea sunt foarte des utilizate şi sunt formate din fascicule de ţevi în care lichidul curge descendent în film subţire. Separatorul de lichid/vapori este montat lângă aparatul de evaporare propriu-zis. Alimentarea cu lichid a evaporatorului se realizează pe la partea superioară cu ajutorul unei pompe, lichidul de evaporat (de concentrat) scurgându-se apoi într-un film subţire pe suprafaţa interioară împreună cu vaporii degajaţi de produs (vaporii de alcool). Amestecul de lichid şi vaporii de alcool intră tangenţial în separatorul de lichid/vapori, unde are loc separarea vaporilor de alcool şi eliminarea lor, aceştia fiind trecuţi la un condensator tubular care este pus sub vid. Prin trecerea în continuare a berii parţial dezalcoolizate într-un alt evaporator se ajunge ca în final berea să conţină 0,03 % vol. alc.Evaporatorul cu plăci. Acest aparat poate realiza concentrări de la 11% s.u. la 72% s.u., având un debit de evaporare de 12500 kg/h. Evaporatorul poate fi dotat cu sistem de recuperare a aromelor şi cu sistem de răcire a concentratului. Încălzirea se

109

face cu apă caldă, care circulă cu viteză mare în contracurent cu produsul ce urmează a fi concentrat.Distilare sub vid

Berea ce urmează a fi dezalcoolizată este încălzită într-un schimbător de căldură cu plăci până la temperatura de 450C, după care intră într-un vas de expansiune unde se degajă compuşii volatili din bere, inclusiv o parte din alcool. Berea este apoi trecută într-o coloană de vacuum, unde se evaporă alcoolul la 400C. Alcoolul este apoi condensat într-un condensator de amestec, care este pus sub vid, condensarea efectuându-se cu apă rece.

Această metodă de dezalcoolizare a berii este mai puţin utilizată, deoarece se lucrează cu temperaturi mai mari care scad calitatea berii.

9.1.2. Restricţionarea producerii de alcool

Acest procedeu se caracterizează prin întreruperea fermentaţiei alcoolice, ce se poate realiza respectând una din următoarele condiţii:• fermentarea să se realizeze cu drojdii speciale;• să se adopte procesul de contact la rece a drojdiilor cu mustul de bere;• să se întrerupă fermentarea la un conţinut de 0,5% alcool în bere;• să se folosească drojdii imobilizate.Folosirea de drojdii speciale

Se poate folosi de exemplu, drojdia din specia Saccharomyces ludwigii care fermentează glucoza şi fructoza, dar nu şi maltoza. În aceste condiţii, conţinutul de alcool din bere rămâne sub 0,5%, însă berea are gust dulce din cauza conţinutului ridicat în celelalte zaharuri rămase nefermentate, în principal maltoza.Procesul de însămânţare la rece a mustului cu drojdii

Mustul de bere este răcit la – 20C şi este însămânţat cu maiaua de drojdii, folosind barbotoare cu dioxid de carbon. În acest caz, drojdia, timp de 1÷2 zile, nu produce alcool etilic, dar produce compuşi de aromă. Procedeul s-a îmbunătăţit prin folosirea de drojdii imobilizate care prezintă următoarele avantaje:• la fermentare nu se formează biomasă de drojdie;• faza de iniţiere a fermentaţiei este rapidă;• posibilitatea de a controla formarea de produşi secundari ai fermentaţiei alcoolice.Întreruperea fermentaţiei

Mustul de bere utilizat, cu un conţinut în extract de 9÷11% şi o cantitate mai redusă de hamei este însămânţat cu drojdie şi fermentat numai până la 0,5% alcool. Oprirea fermentaţiei se poate face prin:• separarea centrifugală a drojdiei;• filtrare sterilizantă pentru îndepărtarea drojdiei;• pasteurizare pentru distrugerea drojdiei.

În continuare, berea este maturată 10 zile la temperatura de 0÷10C, după care este filtrată, impregnată cu dioxid de carbon, stabilizată coloidal şi sterilizată.Folosirea drojdiilor imobilizate

Se folosesc drojdii imobilizate pe sticlă macroporoasă sinterizată (Siron). Drojdia este imobilizată în porii ramificaţi ai acestui material poros şi poate funcţiona pentru o perioadă mare de timp. Din când în când, drojdia este spălată cu ajutorul unor substanţe chimice, suportul devenind din nou apt pentru imobilizare, după neutralizare.

9.2. FABRICAREA BERII DIN MUST CONCENTRAT

110

În acest caz se pleacă de la un must cu o densitate mai mare decât cea normală, diluţia cu apă putând avea loc înainte sau după fermentaţie până la conţinutul de extract dorit. Metoda se aplică în cazul în care capacitatea de producţie a fabricii este mică şi se doreşte a fi depăşită.

Pentru creşterea extractului se poate adăuga sirop de zahăr sau sirop de porumb (sirop de amidon). Siropurile trebuie adăugate cu circa 10 minute înaintea terminării fierberii mustului. Cel mai indicat, este utilizarea extractului de malţ, concentrat sub vid, care se adaugă în must, deoarece are compoziţie similară cu a mustului.

Pentru a nu se depăşi nivelul de produşi secundari în berea care se diluează, este necesar ca mustul să aibă un extract de 14÷15%.

Adaosul de apă după fermentare se face înainte sau după filtrarea berii.

10. BEREA CA PRODUS FINIT

Berea este o băutură alcoolică nedistilată, spumantă, saturată natural cu dioxid de carbon, cu gust şi aromă caracteristice. Din punct de vedere chimic, berea este un sistem coloidal.

10.1. INDICATORII DE CALITATE AI BERII

Calitatea berii poate fi apreciată atât prin teste organoleptice, cât şi prin analize fizico-chimice. Analizele fizico-chimice, mult îmbunătăţite în ultimul timp prin progresele înregistrate sub aspectul reproductibilităţii, al sensibilităţii şi rapidităţii, servesc mai mult pentru controlul în diverse faze ale procesului tehnologic, ele trebuind să fie completate cu metodele organoleptice, pentru a avea o imagine de ansamblu asupra însuşirilor produsului finit.

10.1.1. Indicii fizici ai berii

Vâscozitatea berii variază între limitele 1,5÷2,2 cP, la temperatura de 150C, fiind influenţată de: conţinutul în dextrine, substanţe proteice macromoleculare, cât şi de substanţele gumoase.

Tensiunea superficială este influenţată de conţinutul în alcool, proteine, glucani, glicerină şi, nu în ultimul rând, de cantitatea de substanţe amare din hamei.

PH-ul poate înregistra valori cuprinse între 4,3 şi 4,6, valorile mici favorizând stabilitatea şi gustul berii, iar valorile mari ne dau informaţii cu privire la desfăşurarea necorespunzătoare a procesului de fierbere sau utilizarea unei ape de o compoziţie necorespunzătoare.

Potenţialul de oxido-reducere redat prin valoarea rH, constituie un indicator indirect al conţinutului de oxigen, urmărindu-se obţinerea unor valori mici, care să influenţeze pozitiv stabilitatea berii. În condiţii normale de producţie se pot atinge valori de până la 10, pentru acest parametru, în timp ce în condiţiile înglobării unor cantităţi excesive de oxigen, valorile pot creşte până la 20. Fluctuaţia valorii rH-ului poate fi prevenită prin reglarea echilibrului dintre dienoli şi dicetone, substanţele reducătoare conţinute de bere protejând-o faţă de oxidare.

Utilizarea unui malţ cu o solubilizare avansată şi uscat la temperaturi ridicate permite obţinerea unor beri cu conţinut ridicat de melanoidine şi polifenoli, cu putere considerabilă de reducere, prevenindu-se astfel oxidările nedorite. Echilibrul poate fi îmbunătăţit prin adaos de vitamina C, bisulfiţi sau reductone ale hidraţilor de carbon.

10.1.2. Indicatorii senzoriali ai berii

111

SpumaSpuma, capacitatea de spumare şi persistenţa spumei deosebesc berea de

alte băuturi. O spumă bună, frumoasă, albă şi stabilă în timp ne dă garanţia calităţii berii şi reflectă faptul că s-a lucrat corect. Caracteristicile spumei sunt: volumul, densitatea şi persistenţa.

Volumul spumei depinde de conţinutul în dioxid de carbon şi de cantitatea de substanţe cu acţiune tensioactivă. Degajarea lentă a dioxidului de carbon, în bule mici şi uniforme, se explică prin legarea lui de coloizii din extract: dextrine, proteine, răşini amare din hamei.

Persistenţa spumei depinde de gradul de dispersie a substanţelor coloidale din bere, care formează o peliculă rezistentă în jurul bulelor de dioxid de carbon. Persistenţa spumei este favorizată de răşinile amare din hamei şi de substanţele cu azot, complexe, dar este diminuată de prezenţa grăsimilor şi doza de alcooli superiori. Berea trebuie să facă spumă multă şi persistentă, să fie limpede şi strălucitoare, păstrându-şi aceste calităţi un timp cât mai îndelungat.

Capacitatea de spumare şi stabilitatea spumei constituie caracteristici importante. Cu cât tensiunea superficială este mai redusă, cu atât persistenţa spumei este mai bună. Un conţinut ridicat de dioxid de carbon în bere dă o spumă mai puţin stabilă, dar cu persistenţa crescută. Totodată, persistenţa spumei poate fi mărită cu cât capacitatea de difuziune a gazului este mai mică.

Stabilitatea spumei poate fi îmbunătăţită prin micşorarea tensiunii superficiale sau prin formarea de coloizi complecşi, dar poate fi influenţată negativ prin fenomene de oxidare, mărirea dispersiei, precum şi prin procesele de evaporare de suprafaţă.

Anumiţi componenţi ai materiilor prime sau ai produselor finite, cât şi anumite operaţiuni în decursul procesului tehnologic pot influenţa fie pozitiv, fie negativ stabilitatea spumei. Influenţe slabe sau neconcludente asupra însuşirilor de spumare a berii se constată şi din partea compoziţiei sau durităţii apei, soiului de orz sau condiţiilor pedoclimatice de cultură (cu excepţia conţinutului de proteine), adaosului de siropuri, duratei de fierbere, eliminării trubului la rece, etc.

Indiferent de metodele aplicate pentru îmbunătăţirea spumei şi a capacităţii de spumare (introducerea de cantităţi mici de săruri de fier bivalent, folosirea de agenţi reducători, administrarea de compuşi proteici macromoleculari şi săruri metalice sau alginaţi şi derivaţi ai acestora) se poate concluziona că atingerea obiectivului este însoţită, de cele mai multe ori, de înrăutăţirea gustului.

CuloareaCuloarea este un indicator foarte important, impus de tipul de bere ce trebuie

obţinut şi care reflectă cel mai pregnant respectarea operaţiunilor din decursul procesului tehnologic, precum şi influenţa materiilor prime şi a materialelor adăugate.

Astfel, la o bere blondă, uzuală, cu un conţinut de extract de 12%, evoluţia culorii, exprimată în unităţi EBC, pe parcursul procesului tehnologic ar fi următoarea: 4,2 unităţi EBC la plămădire; 5,8 unităţi EBC la filtrare; 7,5 unităţi EBC la începutul fierberii; 12 unităţi EBC la terminarea fierberii şi 9,2 unităţi EBC în berea finită. Se relevă astfel faptul că, cea mai accentuată creştere apare în decursul procesului de fierbere, mai ales când, din motive mai mult sau mai puţin obiective, nu decurge conform parametrilor impuşi.

Dintre aspectele ce trebuie luate în considerare ca având influenţă negativă asupra culorii berii se pot cita: malţul, ca materie primă de bază, prin conţinutul de proteine, solubilizare şi temperatura de uscare; hameiul, prin conţinutul de substanţe tanante; apa de brasaj, prin valoarea alcalinităţii reziduale; metoda de măcinare

112

(uscată sau umedă); compoziţia mustului, sub aspectul pH-ului, al conţinutului de azot solubil şi al polifenolilor.

Gustul şi aroma beriiIndependent de tipul de bere, o condiţie primordială o reprezintă puritatea şi

constanţa acestuia. Se pune accent, în special, pe evitarea prezenţei de gusturi străine, cum ar fi cel de trub, de drojdie sau cele care apar în urma utilizării de materii prime necorespunzătoare sau de tehnologii inadecvate. La impresia generală de gust contribuie mai multe caracteristici, dintre care mai importante sunt: plinătatea gustului, perlarea şi ultima senzaţie.

O bere de calitate superioară trebuie să aibă un gust şi miros caracteristic de malţ şi hamei, un caracter de prospeţime şi efect răcoritor datorită acizilor organici, a fosfaţilor şi a dioxidului de carbon. Gustul trebuie să fie curat şi plăcut, fără gusturi străine, îmbinând armonios gusturile dulce, amar, acid-aromat, caracteristic fiecărui tip de bere. Gustul plin al berii depinde de cantitatea de extract. Dacă berea este saturată în dioxid de carbon, nu se percep gusturile străine.

În practică, se consideră că gustul şi aroma sunt determinate de:• concentraţia iniţială a mustului de malţ;• compoziţia mustului de malţ;• tipul de malţ folosit (inclusiv calitatea);• doza şi soiul de hamei folosit;• cultura pură de drojdie.

Gusturile străine sunt datorate, în special:• trubului;• culturii de drojdie;• materiei prime de calitate inferioară;• deficienţelor în desfăşurarea procesului tehnologic;• lipsei de igienă.

Plinătatea sau prima senzaţie se percepe împreună cu aroma berii şi este dependentă de concentraţia mustului primitiv, degradarea proteică din timpul malţificării, compoziţia extractului, în special de raportul dintre dextrine şi celelalte componente, de modul cum a decurs procesul de fermentare şi, nu în ultimul rând, de mărimea particulelor coloidale. S-a stabilit chiar o anumită corelaţie între plinătatea gustului şi capacitatea de spumare, dar afirmaţia precum că o bere cu un grad redus de fermentare, deci mai bogată în dextrine, determină o plinătate deosebită este nefondată.

Perlarea este impresia senzorială percepută odată cu degajarea bulelor de dioxid de carbon şi la conturarea acesteia contribuie, în special compoziţia apei, pH-ul berii, prezenţa substanţelor cu acţiune tampon (în special fosfaţi). Componenţii trebuie să fie într-un echilibru favorabil cu conţinutul de dioxid de carbon, prin legături coloidale de o anumită formă. Prin deplasarea echilibrului, chiar şi în cazul unei cantităţi mari de dioxid de carbon, poate apărea o senzaţie de gust înţepător, în special în prezenţa unor cantităţi mici de coloizi şi a unei vâscozităţi reduse a berii. O maturare intensă la temperaturi scăzute favorizează perlarea.

Ultima senzaţie sau gustul final al berii este determinat de amăreala, conferită de produsele de hamei utilizate. În funcţie de prezenţa anumitor substanţe proteice sau tanante, precum şi a substanţelor rezultate din metabolismul drojdiei, amăreala poate fi parţial mascată sau deformată. În cazul sortimentelor de bere blondă, amăreala iese în evidenţă ca ultimă senzaţie, în special la berea tip Pilsen, pe când la sortimentele de bere brună gustul final trebuie să fie predominat de aroma de malţ prăjit, după cum la berea de tip caramel se evidenţiază gustul de zahăr caramelizat.

113

Persistenţa şi fineţea gustului amar sunt caracteristice specifice diferitelor tipuri de bere. Astfel:• la berea blondă amăreala iese în evidenţă ca ultimă senzaţie (în special la berea

Pilsen);• la berea brună, gustul amar iese în evidenţă la începutul degustării, gustul final

predominant fiind cel de malţ prăjit;• la berea caramel, gustul predominant este cel de zahăr caramelizat;• la berea engleză (tip Ale, de fermentaţie superioară), predominant este gustul de

vin;• la berea „Lambic” se remarcă o aciditate specifică.

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

10.1.3. Compoziţia chimică

Compoziţia chimică a berii este determinată de însuşirile materiilor prime sau de procesul tehnologic şi de tipul de bere avut în vedere.

Cantitativ, principalele componente ale berii sunt:• apa;• extractul nefermentat;• alcool etilic şi o mare varietate de compuşi chimici care contribuie la însuşirile

senzoriale şi la valoarea nutritivă a berii.Deoarece este vorba de un proces de fermentare alcoolică, berea se va

caracteriza prin conţinutul de alcool etilic, care poate ajunge până la 6%. Aceasta depinde de concentraţia mustului primitiv şi de gradul de fermentare avut în vedere.

114

Deoarece nu are loc o fermentare completă, rămâne în bere un conţinut de extract nefermentat ce poate fi de până la 5%.

Alcoolul etilic care rezultă din fermentaţia alcoolică reprezintă cca. o treime faţă de extractul primitiv caracteristic acelei beri sau chiar mai mult, la berile cu grad mare de fermentare. Berile nutritive şi cele brune, care au grad de fermentaţie mai scăzut, au un grad alcoolic mai scăzut.

Conţinutul în alcool etilic este dat, pentru câteva sortimente de bere, în tabelul 19.

Conţinutul în extract al berii poate fi determinat şi exprimat ca extract real sau extract aparent. Extractul real reprezintă totalitatea substanţelor nevolatile din bere, provenite din extractul supus fermentării.

Tabelul 19 Conţinutul în alcool etilic şi extract al unor sortimente de bere

SortimentulAlcool, % masic Alcool,% volumic Extract aparent Extract realmediu limite mediu limite mediu limite mediu limite

Bere blondă 3,8 3,3÷4,5 4,9 4,3÷5,8 2,4 1,5÷3,4 4,2 3,4÷5,0Bere blondă de export

4,3 3,7÷4,6 5,5 4,2÷5,9 2,7 2,0÷3,9 4,6 2,7÷6,0

Bere ’’Pilsen’’ 3,9 3,7÷4,6 5,0 4,4÷5,7 2,3 1,5÷3,7 4,1 2,9÷5,6Bere dietetică 3,9 3,7÷4,1 5,0 4,7÷5,1 0,1 1,2÷0,3 1,9 4,2÷2,1Bere fără alcool

0,3 0,0÷0,5 0,4 0,0÷0,6 5,3 2,0÷2,7 5,5 2,9÷7,6

Bere din grâu 4,0 3,5÷4,6 5,2 4,5÷5,9 2,4 1,8÷3,7 4,3 3,7÷5,3

Tipurile de bere slab alcoolice conţin 0,5÷1,5% alcool, cele comune obţinute dintr-un must primitiv cu un extract de până la 10 %, au 2÷3% alcool, iar proporţia cea mai mare de bere de fermentaţie inferioară o constituie produsele cu 3÷4% alcool. La berea dietetică se ajunge până la 5 %, iar la aşa zisele beri tari conţinutul în alcool ajunge la 6÷7%.

Conţinutul de CO2 nu este condiţionat de procesul de fermentare, ci de temperatura de depozitare şi de contrapresiunea impusă la maturare. Conţinutul de CO2 poate ajunge până la 0,5%.

În bere se găseşte în special apă, al cărei conţinut poate ajunge până la 92%.În urma procesului de fermentaţie rezultă în afară de alcool şi produse

secundare volatile şi nevolatile. Ca subprodus nevolatil, în proporţia cea mai mare se găseşte glicerina, în cantităţi de până la 1,6 g/l bere.

Dintre subprodusele volatile se întâlnesc:• alcooli superiori prezenţi în cantitate de 50÷150 mg/l;• acizi organici volatili, cum ar fi acidul acetic, în cantitate de 120÷200 mg/l;• esteri, în cantitate de 20÷70 mg/l;• aldehide, în cantităţi mai mici, de 10 mg/l.

Ca produse secundare ale procesului de fermentare, de metabolism a drojdiei se pot considera vitaminele B1, B2, B3, B6, nicotinamida, acidul pantotenic.

Extractul din bere se compune din: 80÷85% hidraţi de carbon; 6÷9% substanţe azotoase; 3÷5% glicerină; 3÷4% substanţe minerale; 2÷3% substanţe amare, tanante şi colorante; 0,7÷1% acizi organici.

Hidraţii de carbon sunt constituiţi din : 60÷75% dextrine; 20÷30% mono, di şi trizaharide; 6÷8% pentozani.

Hidraţii de carbon fermentescibili se compun în special din maltoză şi maltotrioză în raport de 60/40%. Dintre pentozani predomină arabinoza, xiloza, riboza.

Substanţele azotoase au un rol deosebit în stabilitatea fizico-chimică, spumarea şi gustul berii. Aceste cantităţi se găsesc în cantităţi de circa 700 mg/l,

115

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 găsesc cele cu conţinut de azot coagulabil, de până la 25 mg/l.

Substanţele polifenolice provin în proporţie de circa 2/3 din malţ şi 1/3 din hamei. Conţinutul lor ajunge la 150 mg/l, din acestea predomină antocianii care se găsesc în cantităţi de 50÷70 mg/l. Substanţele amare provenite din hamei variază în limite largi în funcţie de tipul de bere, între 15 şi 50 mg/l.

10.2. TIPURILE DE BERE

Berea este fabricată în mii de sortimente care, după culoare şi drojdia utilizată la fabricarea lor se pot clasifica în câteva tipuri principale.• după culoare, berea poate fi:

o de culoarea deschisă (blondă);o de culoare închisă (brună),

cu nuanţe diferite în cadrul fiecărui tip;• după drojdia utilizată la fermentare:

○ bere de fermentaţie inferioară;○ bere de fermentaţie superioară.

În cadrul fiecărui tip se disting sortimentele de bere, după concentraţia în extract a mustului primitiv, după gradul de fermentare, după intensitatea gustului amar.

Berile de fermentaţie superioară sunt obţinute prin fermentare la 15÷250C, cu drojdii de fermentaţie superioară care produc cantităţi mai mari de produşi secundari de fermentaţie decât drojdiile de fermentaţie inferioară, îndeosebi esteri. Au un gust şi o aromă mai pronunţate de fructe şi flori. Principalele beri de fermentaţie superioară sunt fabricate în Marea Britanie (Ale, Porter, Stout) în Germania (beri din grâu = Weizenbiere, berea albă = Weissbier, Altbier, Kölsch) şi în Belgia (Lambic, Geuze, Trappist, beri albe = White beers).

Berile de fermentaţie inferioară sunt fabricate numai în ultimul secol. Sunt cele mai răspândite tipuri de bere, sub formă de beri filtrate limpezi, limpiditatea cristalină a acestor beri fiind principalul criteriu de calitate. Principalele tipuri de bere de fermentaţie inferioară, produse pe plan mondial, sunt:• berile de tip Pilsen sunt caracterizate de extractul mustului primitiv de 11,5÷11,7%

şi foarte rar peste 12%. Au conţinutul în alcool de 4,8÷5,1%. O caracteristică a acestor beri trebuie să fie gustul şi aroma fină de hamei;

• Budweiser – provine din Cehia. Sunt beri cu un conţinut în extract al mustului primitiv de 12%, cu un gust moale catifelat. Sunt fabricate mult în Europa, dar au devenit apreciate şi în S.U.A.;

• „Lager beer” – sunt beri îndeosebi de culoare deschisă, cele mai larg răspândite. Au conţinut mai mare de alcool 5,0÷5,2%, cu o aromă de malţ mai pronunţată şi o aromă de fermentaţie mai intensă;

• berile de „export”, mult fabricate în Germania, sunt în general beri blonde, cu extractul primitiv 12,5÷13,5%, un conţinut în alcool de 4,8÷5,9%, aromă şi un gust amar de hamei mai slabe ca la berile Pilsen.

Berile speciale sunt fabricate, de obicei, pentru un cerc mai restrâns de consumatori, cărora li se adresează în mod special: beri dietetice, beri nutritive, beri cu conţinut scăzut în alcool şi beri fără alcool.

Berile dietetice sunt destinate, de obicei, diabeticilor. Sunt produse din musturi cu extractului mustului primitiv de 9,0÷9,5%, cu un grad final de fermentare de 99%.

Berile nutritive sunt beri cu un conţinut redus în alcool (1,5%) sau fără alcool (0,5%), cu un grad de fermentare, după sortiment, de 8÷10% sau maximum 25÷30%.

116

Berile cu conţinut scăzut în alcool (1,5÷2,5%) pot fi obţinute prin mijloacele pe care le-am prezentat în cadrul capitolului 9. Berea fără alcool trebuie să fie stabilă din punct de vedere coloidal. În timpul îndepărtării alcoolului etilic, sunt îndepărtate şi substanţele de aromă, ceea ce face ca aceste beri să difere din punct de vedere senzorial de berile normale. Există procedee de recuperare a substanţelor de aromă şi de adăugare a concentratelor de aromă obţinute în berea dezalcoolizată.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Banu, C., et al., 1992 – Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice în industria alimentară, vol.I, Editura Tehnică, Bucureşti

2. Banu, C., et al., 1992 – Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice în industria alimentară, vol.I, Editura Tehnică, Bucureşti

3. Banu, C., et al., 1998 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, Editura Tehnică, Bucureşti

4. Banu, C., et al., 1999 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, Bucureşti

5. Banu, C., et al., 2000 – Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică, Bucureşti

6. Banu, C., et al., 2000 – Tratat de ştiinţa şi tehnologia malţului şi a berii, Vol. I, Editura AGIR, Bucureşti

7. Banu, C., et al., 2001 – Tratat de ştiinţa şi tehnologia malţului şi a berii, Vol. II, Editura AGIR, Bucureşti

8. Berzescu, P., et al., 1981 – Tehnologia berii şi a malţului, Editura Ceres, Bucureşti

9. Berzescu, P., et al., 1985 – Utilaje şi instalaţii în industria berii şi a malţului, Editura Ceres, Bucureşti

10.Cojocaru, C., 1972 – Tehnologia fabricării malţului şi berii, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti

11.Cojocaru, C., 1969 – Procedee tehnologice în industria fermentativă, Editura Tehnică, Bucureşti

12.Dabija, A., 2001– Orzul – materie primă pentru fabricarea malţului în industria berii, în revista Cereale şi plante tehnice, nr. 10, pag. 3-13

13.Dabija, A., 2001 – Hameiul – materie primă pentru industria berii, în revista Cereale şi plante tehnice, nr. 11, pag. 1-10

14.Dan, Valentina, 1991 – Controlul microbiologic al produselor alimentare, Universitatea Galaţi, 1991

15.Dan, V., 2001 – Microbiologia alimentelor, Editura Alma, Galaţi16.Dumitrescu, H., et al., 1997 – Controlul fizico-chimic al alimentelor, Editura

Medicală, Bucureşti17.Drăghici, L., et al., 1975 – Orzul, Editura Academiei, Bucureşti18.Hopulele, T., 1980 – Tehnologia berii, spirtului şi a drojdiei , vol. I, Universitatea

Galaţi19. Ioancea, L., 1986 – Maşini, utilaje şi instalaţii în industria alimentară, Editura

Ceres, Bucureşti 20.Kunze, W., 1996 – Technology brewing and malting, VLB, Berlin, 1996

117

21.Macovei, V. M.. 2000 – Caracteristici termofizice pentru biotehnologie şi industrie alimentară, tabele şi diagrame, Editura Alma, Galaţi

22.Moll, M., 1991 – Beers and Coolers, Editura Lavoisier, Paris23.Pavlov, C.F., et al., 1981 – Procese şi aparate în ingineria chimică, Bucureşti24.Răşenescu, I., et al., 1987 – Lexicon – Îndrumar pentru industria alimentară, vol.

I, Editura Tehnică, Bucureşti25.Răşenescu, I., et al., 1988 – Lexicon – Îndrumar pentru industria alimentară, vol.

II, Editura Tehnică, Bucureşti26.Rusănescu, N., Theiss, F., 1991 – Breviar – date şi formule pentru industria berii,

Editura Mirton, Timişoara27.Salontai, Al., et al., 1983 – Cultura hameiului, Editura Ceres, Bucureşti28.Salontai, A., et al., 1996 – Hameiul-orzul şi berea, Editura ICPIAF, Cluj-Napoca29.Stroia, I., Biriş, S., 1995 – Utilaje pentru industria alimentară fermentativă,

Universitatea Politehnică Bucureşti30.Stroia, I., 1998 – Factori care determină calitatea malţului, Universitatea

Politehnică Bucureşti31.Stroia, I., et al., 1998 – Utilaje pentru industria malţului şi a berii, Editura Cison,

Bucureşti32.*** Ghidul berii, 2001-2002, House of Guides, Bucureşti33.*** Revista berarilor, revista Asociaţiei Producătorilor de Bere din România34.*** Standard de ramură nr. 4230/1997

118