FACULTATEA DE HORTICULTURĂSPECIALIZAREA TPPA

FORMA DE ÎNVĂŢĂMÂNT: F.R.

Conf. Dr. MUNTEAN CAMELIA

TEHNOLOGII GENERALE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ(Suport de curs)

Craiova2003

1. APA ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ

Apa reprezintă un element indispensabil vieţii, constituind un factor important în aproape toate procesele de producţie industrială.

În industria alimentară apa are întrebuinţări multiple în procesul tehnologic ca: materie primă sau auxiliară; apă de spălare; apă de sortare; apă de răcire şi transport al diverselor materiale.

Necesarul de apă al diferitelor subramuri ale industriei alimentare, se stabileşte în funcţie de procesele de producţie şi diversitatea tehnologiilor de fabricaţie (ex. abatoare 3,5 m3 de animal sacrificat; spirt de cartofi 5 m3/t; pîine 0,9 m3/t etc.).

Apa potabilă este definită ca fiind acea apă care prezintă caracteristici proprii consumului şi care prin consumul său nu prezintă pericol pentru sănătatea consumatorului.

Apa folosită în procesele tehnologice ale industriei alimentare, trebuie să corespundă unor caracteristici care să asigure calitate corespunzătoare a produselor alimentare, să fie potabilă şi să aibă caracteristici organoleptice corespunzătoare. Gustul şi mirosul apei depind de compoziţia chimică, temperatură şi prezenţa unor substanţe volatile.

Pentru determinarea gustului şi mirosului apei se recomandă folosirea metodei "diluţiei" sau a limitei prag, care constă în principiul din diluarea apei de analizat în proporţii variabile, cu o apă de referinţă (presupusă ideală din punct de vedere organoleptic) pînă se va constata dispariţia gustului din apă. Determinarea se face la 300C.

Pragul limită este dat de relaţia:

P(G.M.) =

unde:P(G.M.) – prag de gust şi de mirosN – număr de ml de apă din proba supusă analizeiR – număr de ml apă de referinţă adăugaţi pentru diluarea limită.Prin concentraţie, pragul este egal cu unitatea cînd supusă analizei, fără vreo diluare

cu apa de referinţă, prezintă caracteristici normale.Apa tehnologică pentru industria alimentară trebuie să aibă caracteristici

microbiologice normale. În afara condiţiilor de potabilitate stabilite de STAS se recomandă absenţa actinomicetelor, a bacteriilor feruginoase şi manganoase care formează precipitate mucilaginoase în apă modificînd proprietăţile organoleptice.

1.1. Apa în industria conservelor

În industria conservelor, consistenţa produselor vegetale conservate poate fi infleunţată de duritatea apei. Astfel, sărurile de calciu şi magneziu din apă formează cu substanţele pectice din fructe şi legume compuşi pectocalcici sau pectomagnezici insolubili, ceea ce duce la întărirea ţesuturilor vegetale.

În industria conservelor duritatea optimă a apei este 5 – 70, deoarece la o duritate redusă apa are acţiune corosivă asupra cutiilor de conserve, favorizînd şi difuzia unor substanţe hidrosolubile din legume, pierderile ajungînd pînă la 20 %. Duritatea redusă poate provoca şi înmuierea la opărire a ţesuturilor vegetale, ceea ce ar duce la tasarea şi degradarea produsului.

Concentraţia în ioni de hidrogen pentru apa din industria conservelor, trebuie să fie slab alcalină (pH = 7 – 7,5) în nici un caz acidă, pentru a evita corodarea cutiilor de conserve şi a utilajelor.

Gazele dizolvate (O2 şi CO2) activează şi accelerează procesele de coroziune a suprafeţelor metalice, care duc la perforarea recipientelor şi imprimă produselor caracter toxic.

Pentru a evita rămînerea aerului în spaţiul liber al cutiilor de conserve se recomandă folosirea lichidelor de acoperire fierte, preîncălzirea sau închiderea sub vid.

Fierul şi manganul sunt admise în concentraţii de max. 0,1 mg/l deaorece pot provoca precipitate în cutiile de conserve sub formă de sulfuri (sulf provenit din ţesuturile vegetale).

1.2. Apa in industria laptelui si a produselor lactate

În această industrie apa este folosită la: spălarea recipientelor, utilajelor şi produselor, prepararea siropurilor pentru produsele zaharate, prepararea soluţiilor de clorură de sodiu la folosirea brînzeturilor.

Apa de spălare trebuie să fie pură din punct de vedere bacteriologic, să nu conţină bacterii feruginoase, sulfo-oxidante sau sulfo-reducătoare.

Apa utilizată la spălarea untului nu trebuie să conţină Fe peste 0,5 mg/l, Mn şi Cu peste 0,1 mg/l, deaorece chiar urme de metale grele pot cataliza în reacţii de oxido-reducere.

Pentru spălare şi dezinfectare apa se utilizează, în general, după ce în prealabil s-au adăugat substanţe clorigene.

Apa de saramurare – utilizată în industria brînzeturilor nu trebuie să conţină spori de mucegai şi bacterii fluorescente, care descompun grăsimea şi duc la apariţia pe produse a unor pete verzi-gălbui, miros neplăcut şi gust amar.

1.3. Apa in industriile fermentative

Are o importanţă, în special în industria berii, unde apa este mediul în care decurg aproape toate operaţiile legate de fabricare.

Cele mai renumite şi mai tipice beri fabricate în lume îşi datorează caracteristicile, îndeosebi calităţilor apelor cu care sunt obţinute. Astfel: berea de Pilsen este obţinută cu o apă cu duritate foarte mică; berile brune de München, Dublin sau Londra se obţin cu ape ce au un conţinut ridicat în bicarbonaţi de Ca şi puţini sulfaţi; berea de Dortmund, puternic aromată, este obţinută cu o apă cu duritate mare conţinînd îndeosebi sulfaţi şi cloruri, în timp ce berile amare de Burton se obţin cu ape cu conţinut mare în sulfat de calciu.

Compoziţia chimică a apei are o importanţă deosebită, depinzînd mult de natura şi starea geologică a straturilor străbătute de apa de precipitaţie care dizolvă din acestea sărurile cu care se încarcă.

Apa naturală are un conţinut normal de săruri, de cca. 500 mg/l, cu care contribuie la sărurile minerale din bere. Deoarece cantitatea de săruri este mică, apa reprezintă o soluţie foarte diluată în care sărurile se găsesc sub formă disociată de ioni.

Cei mai importanţi ioni din apa naturală sunt: cationii (H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+,

Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+) şi anionii (OH-, Cl-, HCO3-, CO3

2-, NO3-, NO2

-, SO42-, PO4

3-, SiO32-.

Pentru fabricarea berii cei mai importanţi dintre aceştia sunt ionul bicarbonic HCO3-

şi ionii de Ca2+ şi Mg2+. Ionii de NH4+, PO4

3- şi NO2- în apă denotă poluarea cu ape menajere.

Apa conţine şi mici cantităţi de substanţe organice fără o importanţă tehnologică, dar care în cantităţi mai mari pot influenţa negativ gustul berii.

Apa conţine în ea, dizolvat, CO2 liber, care menţine în soluţie bicarbonaţi de Ca şi Mg, cu care este în echilibru.

Apele sunt caracterizate din punct de vedere tehnic prin duritatea lor. Aceasta este dată de sărurile de Ca şi Mg existente în ea. Conţinutul acestor săruri se exprimă în grade de duritate. Un grad de duritate corespunde la 1 g oxid de calciu pentru 1 hl de apă (1 ogerman) sau 1 g carbonat de Ca la 1 hl apă (1o francez).

Există duritate temporară şi duritate permanentă. Duritatea temporară este dată de bicarbonaţii de Ca şi Mg.

Prin fierbere, bicarbonaţii se transformă în carbonaţi insolubili sau greu solubili:Ca (HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

Deci prin fierbere se îndepărtează duritatea temporară iar apa devine mai puţin dură.Alte săruri (de Ca, Mg, sulfaţii, clorurile, nitraţii), în timpul fierberii rămîn în soluţie.

Acestea constituie duritatea permanentă a apei. Suma celor două durităţi (temporară şi permanentă) formează duritatea totală.

Din punct de vedere al durităţii totale există următoarea clasificare a apelor:între 0 – 4o – ape foarte moiîntre 5 – 8o – ape moiîntre 9 – 12o ape de duritate mijlocieîntre 13 – 18o ape dureîntre 19 – 30o ape foarte dureApele cu conţinut mai mare în bicarbonaţi de Ca şi Mg sunt corespunzătoare pentru

sorturile de bere, de culoare închisă şi cu o amărăciune slabă. Pentru sorturile de bere de culoare deschisă şi cu amărăciune specifică de hamei sunt recomandate apele moi.

Corectarea apelor în fabricile de bere se realizează prin: adăugare de ghips, fierbere, adăugare de var stins, adăugare de barită şi săruri de bariu, filtrare cu permutiţi. Această metodă se bazează pe schimbul ionului de Na cu ionii de Ca şi Mg, în timpul filtrării, în filtre speciale cu permutiţi naturali şi artificiali.

Permutiţii naturali, denumiţi şi zeoliţi sunt silicaţi de aluminiu şi un metal alcalin pe care-l pot schimba uşor cu un metal alcalino-pămîntos şi invers.

1.4. Apa in industria panificatiei si a pastelor fainoase

Apa trebuie să aibă o duritate de 6 – 8o în cazul folosirii unor făinuri normale, deoarece o duritate mai mare influenţează asupra consistenţei pastei şi duce la formarea de grunji.

Pentru făinuri cu conţinut redus de gluten, apa cu duritate mai mare poate ameliora desfăşurarea procesului tehnologic.

În această industrie, un accent deosebit se pune pe supravegherea caracterisiticilor fizico-organoleptice ale apelor, în special în legătură cu culoarea, gustul şi mirosul apei, precum şi pe caracteristicile biologice şi bacteriologice.

Din punct de vedere chimic se admite un conţinut cât mai mic de substanţe organice, maximum urme de NH3 şi azotiţi, fier sub 0,2 – 0,3 mg/l, magneziu sub 0,1 mg/l. Este necesară verificarea clorului rezidual, care depăşind 0,5 mg/l ar putea oxida şi întări glutenul.

1.5. Apa în industria uleiurilor

Această apa trebuie să corespundă cerinţelor generale ale apei potabile. Apa folosită la umectarea măcinăturii, la prepararea reactivilor de neutralizare, la antrenarea uleiurilor cu vapori de apă, nu trebuie să aibă mirosuri, gusturi străine şi nici substanţe în suspensie. Conţinutul de fier, mangan şi cupru favorizează oxidarea grăsimilor.

Pentru apele utilizate în industria de cosmetice se recomandă utilizarea unei ape cu conţinut în substanţe minerale cît mai mic.

1.6. Apa în industria zahărului

Apa folosită la difuziune trebuie să asigure desfăşurarea normală a procesului de dializă prin fierbere, să nu formeze precipitate care ar putea astupa porii membranei celulare a tăiţeilor de sfeclă. Apa folosită la spălarea sfeclei se recomandă să aibă o temperatură de 15 – 18oC pentru a se înlătura pierderile de zahăr.

Pentru toate subramurile industriei alimentare, se impune supravegherea alcalinităţii şi acidităţii apei, a durităţii, a conţinutului în fier, mangan, cupru şi oxigen.

1.7. Metode de îmbunătăţire a calităţii apelor

În vederea satisfacerii condiţiilor cerute de diverse utilizări, corectarea calităţii apei se realizează prin diferite procedee de tratare.

1.7.1. Sedimentarea naturală se aplică numai apelor de suprafaţă. Ea se realizează în desnisipatoare. Depunerea particulelor în desnisipatoare urmează legea lui STOKES care se exprimă astfel:

V = ,

unde:V – viteza de cădere a unei particuler – raza particulei pusă în mişcareD – densitatea particuleiv – vâscozitatea lichiduluid – densitatea lichiduluig – acceleraţia gravitaţională

1.7.2. Decantarea cu coagulant se aplică apelor care conţin coloizi în suspensie şi a căror limpezire şi decantare nu se pot realiza numai prin sedimentare naturală.

Substanţele folosite la coagulare sunt, în general, săruri ale fierului şi aluminiului. Cel mai frecvent se practică coagularea cu sulfat de aluminiu. Operaţia se realizează în instalaţii de coagulare, camere de reacţii şi decantoare.

1.7.3. Filtrarea apei reprezintă etapa finală de limpezire realizată prin trecerea acesteia printr-un strat filtrant. Materialul filtrant cel mai frecvent utilizat este nispul de coarţ extras din râuri, spălat şi sortat.

Filtrele, după viteza de filtrare, pot fi lente (v = 0,1 – 0,3 m/h) sau rapide (v = 5 – 8 m/h). În intreprinderi sunt utilizate frecvent filtre ultrarapide şi microfiltre.

1.7.4. Dezinfectarea apei se poate realiza prin metode fizice (cu utilizarea căldurii, radiaţiilor ionice, a radiaţiilor ultraviolete şi a electricităţii) sau prin metode chimice cu: utilizarea clorului şi a substanţelor clorigene, aplicarea de oligoelemente cum sunt argintul şi

cuprul în concentraţii de ordinul sutimilor de miligram, ozonizarea apei – ce necesită instalaţii speciale în care se produc descărcări electrice de înaltă tensiune în aer uscat.

1.7.5. Corectarea calităţii apei se poate face prin următoarele metode: - dedurizare- demineralizare- deferizare şi demanganizare- fluorizarare.

Dedurizarea apei este necesară pentru evitarea formării pietrei pe cazane, a depunerilor pe conducte, a unor deprecieri ale produselor etc.

Dedurizarea se poate realiza prin următoarele procedee: prin fierbere, pentru precipitarea bicarbonaţilor de calciu şi magneziu; prin tratarea cu schimbători de ioni; prin tratarea cu var, pentru precipitarea bicarbonaţilor de calciu şi magneziu sub formă de carbonaţi.

Demineralizarea constă în eliminarea tuturor sărurilor (anioni şi cationi) din ape şi asigurarea unui reziduu maxim 1 mg/l. Se realizează prin procedee fizice (distilare, congelare) sau prin procedee fizico-chimice (utilizarea schimbătorilor de ioni).

Deferizarea şi demanganizarea se realizează prin: aerare şi limpezire, dublă filtrare, oxidare cu reactivi chimici, schimb cationic şi reţinere biologică.

Fluorizarea apei se realizează pentru evitarea carenţei în fluor. Conţinutul de fluor optim este de 1 mg/l. La concentraţii de peste 1,5 mg/l apar inconveniente.

Defluorizarea constă în reducerea conţinutului de fluor prin schimb ionic.Dezodorizarea şi combaterea gusturilor nedorite în apă se realizează prin: aerare,

supraclorurare urmată de declorare, clor – amonizare sau cu cărbune activ.

2. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A MALŢULUI ŞI A BERII

Berea - este o băutură slab alcoolică mult solicitată de consumatori în special în sezonul călduros.

În unele ţări situate în nordul Europei : Olanda, Danemarca, Suedia, Germania ş.a.

consumul de bere pe cap de locuitor este remarcabil.

Principalele caracteristici ale berii :

- Alcool 2,50 - 5 vol %

- Extract 4 - 5,50 %

- CO2 0,35 - 0,40 %

Indiferent de tipul de bere, la o concentraţie de 120 a mustului primitiv valoarea nutritivă

este de cca 450 kcal/l. Ea provine în proporţie de ½ din alcool la sorturile de bere de culoare

închisă şi de pînă la 2/3 la cele blonde.

Extractul, drept component de bază al valorii nutritive, se compune din hidraţi de

carbon uşor asimilabili, împreună cu produse pe bază de azot cu cantităţi reduse de aminoacizi

esenţiali, şi mai mari de peptide micromoleculare ce se resorb uşor.

Se adaugă substanţe minerale şi în special fosfaţi, alături de componenţi ai complexului

de vitamine B, care laolaltă măresc capacitatea de suportare a organismului a alcoolului

înglobat. Se favorizează funcţiile ficatului şi se împiedică o aglomerare a depunerilor de

grăsimi în celulele ficatului.

2.1. Materii prime

a. Orzoaica sau orzul

b. Materii prime nemalţificate

c. Hameiul

d. Apa

2.1.1. Orzoaica şi orzul

Fac parte din familia Gramineae, genul Hordeum.

ştiinţific: Orzoaica - Hordeum distichum

Orzul - Hordeum vulgare

Pentru bere este folosită în măsură esenţială Orzoaica. Aceasta are în spic două rînduri

de boabe spre deosebire de orzul comun care are în spic 3 rînduri de boabe, întrucât are

întreaga tripletă de spiculeţe fertile.

Orzoaica prezintă în cea mai mare măsură forme de primăvară.

Orzul comun prezintă forme de primăvară, toamnă şi umblătoare (tomnă şi primăvară).

Compoziţia chimică medie a unui orz bun pentru fabricarea malţului este următoarea,

raportat la S.U. :

- apă 14,5 %

- substanţe proteice 9,5 %

- amidon 54 %

- grăsimi 2,5 %

- celuloză 5 %

- cenuşă 2,5 %

- alte substanţe fără azot 12 %

Conţinutul în apă al orzului nu trebuie să depăşească 14 %. Conţinutul mai mare în apă

măreşte inutil greutatea loturilor şi orzul este supus eventualelor încingeri, mucegăiri şi

încolţiri în timpul transportului şi depozitării. Prin aceasta pierde din capacitatea germinativă

şi crează mari greutăţi în procesul de malţificare.

Orzul mai umed trebuie supus mai întîi unui proces de usare la temperaturi joase de 30-

400. După uscare umiditatea nu trebuie să scadă sub 10 %.

Principalul component al orzului este amidonul. Cu cât conţinutul în amidon este mai

mare cu atât creşte şi substanţa extractivă a orzului.

Conţinutul în amidon este cu atât mai ridicat cu cât bobul este mai plin şi cu cât este mai

scăzut procentul de substanţe proteice.

Celuloza se găseşte în mare proporţie în coji.

Printre alte substanţe extractive fără azot există substanţe amare şi substanţe tanante

care se găsesc în învelişurile bobului.

Orzul conţine de asemenea grăsimi 2-3 %, în special în embrion. Grăsimea brută se

compune : 80 % grăsime neutră şi restul din acizi graşi liberi, ceară, fitosterină, legitină sau

fosfatide.

Pentru calitatea berii o importanţă deosebită o prezintă proteinele. Acestea sunt

compuse, în medie, din : albumină 4% ; globulină 31 % ; glutelină 29 % ; hordeină 36 %.

Orzul cu conţinut mai mare în gluten şi mai mic în hordeină încolţeşte anevoie. Pentru

orzoaică raportul între hordeină şi gluten trebuie să fie de 1,42.

Pentru fabricarea berii blonde este foarte potrivit orzul care conţine sub 13 % substanţe

proteice deoarece produce o bere cu spumă deasă şi persistentă. Orzul cu un conţinut de peste

13 % proteine este corespunzător sorturilor de bere de culoare închisă.

Depozitarea orzului.

Modul cum este depozitat orzul se resfrînge pozitiv sau negativ asupra calităţii malţului

şi a produsului finit.

Cel mai important proces în timpul depozitării îl constituie respiraţia. Ea poate fi aerobă

sau anaerobă, în funcţie de condiţiuni.

Consecinţele directe ale respiraţiei sunt : degajarea de căldură şi pierderile de amidon,

mai ales în cazul respiraţiei aerobe.

Respiraţia aerobă se prezintă

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 674 kcal

Respiraia anaerobă se prezintă

C6H12O6 → 2CH3-CH2OH + 2CO2 + 28,2 kcal

Intensitatea respiraţiei depinde de umiditatea boabelor şi temperatura de depozitare.

Astfel :

- la 11 % umiditate şi 100C pierderile sunt de 0,21 mg/kg - zi ;

- la 20 % umiditate şi

- la 180C pierderile sunt de 244 mg/kg - zi.

Pentru reducerea pierderilor, umiditatea şi temperatura de păstrare trebuie să fie cât mai

mici.

Fiecărei umidităţi a orzului îi corespunde o umiditate relativă de echilibru a mediului.

Cele mai bune condiţii de depozitare se întrunesc la 14-15 % umiditatea orzului ; 10-

150C temperatura de depozitare şi 60-70 % umiditatea relativă a mediului ambiant (a

depozitului).

2.1.2. Materii prime nemalţificate folosite la fabricarea berii

- porumbul şi brizura de orez

- grâul

- zahărul şi alte produse zaharoase.

Mai mult se foloseşte porumbul. Compoziţia chimică la porumb raportat la bobul întreg

(100 % ) este următoarea :

- substanţă proteică - 12,6 %

- substanţe grase - 4,3 %

- hidraţi de carbon - 79,4 %

- celuloză - 2,0 %

- cenuşă - 1,7 %

2.1.3. Hameiul (Humulus lupulus)

A fost folosit în diferite scopuri, încă din antichitate de către sciţi.

În sec. XIV şi XV cultura hameiului a cunoscut o extindere remarcabilă în Bovaria şi

Moravia. Se menţionează că 70 % din suprafaţa cu hamei se află în Europa. La noi se cultivă

în Transilvania, judeţul Hunedoara şi cu precădere în judeţul Mureş şi zona municipiului

Sighişoara.

În industria berii se folosesc inflorescenţele femele, sub formă de conuri.

Hameiul (Humulus lupulus) face parte din familia Moraceae. Este o plantă perenă, cu

tulpină agăţătoare lungă de 5-12 m, care se usucă în fiecare an. Hameiul este o plantă dioică

avînd florile mascule şi femele pe tuplini diferite. Se cultivă numai pentru inflorescenţele

femele care sunt sub formă de conuri lungi de 2-6 cm şi groase de 1-3 cm.

Conul este format dintr-un ax cu proeminenţe pe care se găsesc bractee dispuse perechi

acoperindu-se unele pe altele. Fiecare con de hamei se compune din două feluri de bractee :

- bractee fructifere care conţin lupulină ;

- bractee protectoare care nu conţin lupulină.

Bracteele fructifere au la baza lor numeroşi peri glandulari care dau o secreţie făinoasă

de culoare gălbuie denumită lupulină. Conţinutul de lupulină a unui con de hamei variază

între 5-14 % din greutatea lui totală. Inflorescenţa masculă este un panicul.

Hameiul proaspăt cules conţine 70-75 % apă. Pentru a fi rezistent la păstrare, trebuie să

i se reducă conţinutul în apă la cca. 12-13 %.

Această uscare se face pe cale naturală cu aer rece sau artificială în uscătorii sistematice

cu aer încălzit la 50-550C.

Conurile de hamei sunt considerate bine uscate atunci cînd axul şi codiţa se frîng uşor.

După uscare conurile de hamei rămîn cu 8-10 % apă.

În general, din 1 kg hamei proaspăt rezultă 0,25 - 0,30 kg hamei uscat. Ambalarea

hameiului se face în baloturi şi baluri în saci de pînză de iută.

Pe timpul depozitării pentru prelungirea duratei de conservare se realizează sulfitarea

conurilor. Pentru 100 kg hamei se foloseşte 0,5-1,2 kg sulf.

Hameiul este folosit în industria berii pentru aromatizare şi pentru a da gust amar

specific de hamei ; în afară de aceasta hameiul are şi rol de antiseptic.

Procesul de aromatizare are loc în urma fierberii mustului cu hamei, în care fază se

produce dizolvarea componenţilor specifici ai hameiului.

Substanţele tanante şi produsele rezultate din transformarea lor se dizolvă uşor în must.

Uleiurile hameiului trec în must în proporţii foarte mici.

Din răşinile moi trec în must cca. 50 %, iar restul de 50 % se pierd, aceasta din cauza

unei extrageri incomplete prin fierbere şi a trecerii unei părţi din constituenţii hameiului în

sediment, precum şi transformarea lor în răşini tari.

În borhotul de hamei rămân circa 20 % din substanţele amare, iar în sediment se găsesc

cca 25 %.

De remarcat că în mustul fiert cu hamei se găsesc cantităţi mai mari de substanţe amare

cu cât pH-ul mustului este mai mare, iar în sediment mai puţine.

Compoziţia chimică a hameiului :

- apă 12,5 %

- substanţe alcaline 7,5

- celuloză 13,5 %

- substanţe azotoase 17,5

- uleiuri volatile 0,4

- extract eteric 18,3

- substanţe tanante 3

- substanţe extractive fără azot 28,5.

2.1.4. Apa

Este necesară în toate fazele de fabricaţie a berii. Pe diferite compartimente consumul

este următorul : la producţie 1,8 -2,6 hl apă/hl bere ; la curăţenie 5,3-11 hl apă/hl bere ; la

răcire 4-6 hl apă/hl bere ; pentru energie 0,1-0,3 hl apă/hl bere.

Calitatea apei pentru bere este dată mai ales de conţinuturile în ioni (anioni şi cationi).

Dintre cationi se menţionează : H+, Ca2+ ; Mg2+ ; Na+ ; Fe2+ ; Fe3+; Al3+; Mn2+, iar dintre anioni

menţionăm: H-; HCO3-; SO4

2-; Cl-; SiO32-; NO3

-; NO2-.

La o concentraţie de peste 25 mg/l atât azotiţii cât şi azotaţii sunt toxici pentru drojdii

(levuri). O apă cu peste 50 mg/l azotaţi nu se foloseşte la plămădire. Ionul sulfat influenţează

gustul berii la un conţinut de peste 400 mg/l.

Sub raport bacteriologic apa trebuie să corespundă normelor pentru apa potabilă.

2.2. Fabricarea malţului

Malţul este produsul obţinut prin măcinarea boabelor de orz (orzoaica), încolţite

(germinate) şi uscate folosit la fabricarea berii şi a spirtului.

Fabricarea malţului comportă următoarele etape : înmuierea orzoaicei sau a orzului ;

germinarea orzoaicei sau orzului ; uscarea malţului.

2.2.1. Inmuierea orzului se face cu scopul de a da bobului de orz umiditatea şi oxigenul

ce-i sunt necesare pentru germinare asigurând în acelaşi timp spălarea bobului de impurităţi.

Boabele de orz conţin înaintea înmuierii o umiditate de 12-14 %, iar la sfârşitul

procesului de înmuiere conţinutul în umiditate trebuie să ajungă la 42-46 %, în funcţie de

sortimentul de malţ ce urmează a fi fabricat.

Timpul în care se execută înmuierea este de 6-72 ore la o temperatură normală a apei,

putând ajunge până la 90 ore în cazul unei temperaturi scăzute a apei, iar în cazul folosirii

unei ape calde de 16-180C perioada de înmuiere se reduce pînă la 40 ore.

Pătrunderea apei în bob se face în prima perioadă mai rapid şi se încetineşte apoi treptat

pe măsură ce se apropie de punctul de saturare.

Curba de absorbţie a orzului arată că timp de 18-20 ore conţinutul de umiditate creşte

repede, iar apoi creşterea este mult mai înceată.

Viteza de absorbţie a apei este influenţată de temperatura apei de înmuiere. Cu cât

temperatura apei este mai ridicată cu atât viteza de absorbţie a apei este mai mare.

Înmuierea poate fi socotită ca terminată atunci cînd bobul poate fi îndoit peste unghie,

cînd la muşcare nu opune resiztenţă dacă coaja poate fi uşor desfăcută de miezul făinos.

Secţiunea bobului trebuie să arate pătrunderea apei până aproape de mijloc.

La înmuierea orzului nu are loc numai absorbţia propriu-zisă a apei. De îndată ce

boabele au absorbit cantitatea de apă necesară, începe şi activitatea vitală a bobului.

Procesele de respiraţie se intensifică şi oxigenul din apa de înmuiere este repede

consumat.

Pentru asigurarea oxigenului necesar procesului de respiraţie din boabe, orzul se

aeriseşte în timpul înmuierii. Lipsa de oxigen duce la procese anaerobe care vatămă sau chiar

omoară embrionul.

Boabele care nu au fost suficient aerisite rămân ca şi inerte timp de câteva zile, după

care încolţesc brusc cu degajare puternică de căldură. Urmările acestei aerisiri incomplete sunt

boabe neuniform încolţite, conţinut ridicat în boabe neîncolţite sau în boabe cărora le-a apărut

şi rădăcina şi deci pierderi ridicate în malţ.

2.2.2. Germinarea orzului

Pentru germinare boabele au nevoie de energie. Aceasta este obţinută prin respiraţie. În

timpul germinării se formează enzimele amilolitice şi proteolitice.

Pentru o bună germinare orzul trebuie să parcurgă (după recoltare) o perioadă de

maturare, ce oscilează de la câteva săptămâni la câteva luni, aceasta se numeşte repaus de

germinare.

Principalii factori care stimulează germinarea embrionului sunt oxigenul şi

fitohormonii.

Perioada de maturare are tocmai menirea să faciliteze pătrunderea oxigenului către

embrion. Ori în cojile boabelor proaspăt recoltate se află unele substanţe fenolice care

blochează oxigenul, de aceea trebuie anihilate.

Posibilităţi de anihilare a substanţelor fenolice :

- oxidarea în curent de aer cald sau adaos de apă oxigenată ;

- blocarea activităţii polifenoloxidazelor cu ditio-etilen-glicol, care conţine grupe -

SH. Aceste funcţii blochează ionul Cu2+, care la rândul său îndeplineşte rolul de cofactor al

acestor enzime ;

- introducerea în apa de înmuiere a hormonilor vegetali şi alte substanţe, în special

acid giberelic. Acest ultim procedeu dă cele mai bune rezultate. Acidul giberelic, ca

stimulator al germinării orzului, a fost folosit prima oară în Japonia.

Efectele folosirii acidului giberelic :

- suprimarea perioadei repausului de germinare la orzul proaspăt ;

- dezagregarea bună a malţului ;

- scurtarea duratei de germinare cu cca 2 zile ;

- creşterea extractului cu 1,5 - 2 % ;

- sporirea conţinuturilor în substanţe azotoase solubile ;

- hidroliza mai bună a hidraţilor de carbon ;

- scăderea vâscozităţii malţului ;

- creşterea activităţii enzimelor : α - amilaza şi peptidozelor.

Dozele optime de acid giberelic sunt de 0,01 - 0,06 mg/kg orz sau 10-60 mg/tonă orz

când tratamentul se face în prima şi a doua zi de germinare şi 0,15 mg/kg orz când tratamentul

se aplică în ultima apă de înmuiere.

Transformările chimice care au loc în timpul germinării

Enzimele degradează încă din timpul germinării substanţele de rezervă ale părţii

făinoase a bobului, însă încet pentru că temperatura de germinare este sub temperatura optimă

de activitate a enzimelor.

În timpul brasajului din cauza temperaturii mai favorabile ele activează mult mai rapid.

Amidonul se solubilizează în timpul malţificării în proporţie redusă 5 %, se

solubilizează însă complet în timpul brasajului, pentru că amilazele au punct optim de

temperatură ridicat (550C).

Fracţiunile solubile în apă (leucozina şi edestina) cresc mult, în timp ce conţinutul în

hordeină şi glutelină scade.

Cresc de asemenea conţinutul în azot şi substanţe azotoase asimilabile drojdiei, care

reprezintă fracţiunile mult degradate.

Germinarea este caracterizată printr-o creştere mult mai accentuată a dizolvării

substanţelor azotoase decât în timpul brasajului, creşterea continuând zi de zi până în ziua a

cincea.

Sortimentul de orz are o mare influenţă asupra solubilizării proteinelor, întrucât unele

produc mai multe enzime proteolitice decât celelalte.

Circa un sfert din grăsimi, care reprezintă aproximativ 0,5 % din S.U. a orzului, se pierd

prin respiraţie.Părţile nesaponificabile şi lecitina nu suferă transformări esenţiale.

Deoarece grăsime este un inhibitor al spumei, trebuie luate toate măsurile pentru a evita

trecerea grăsimii în must.

Conţinutul total în cenuşă nu variază în timpul malţificării. Variaţiile cele mai

importante ale substanţelor minerale sunt formarea fosfaţilor din fitină. În orz se găsesc cca.

20 % din fosfaţi în formă anorganică, iar în malţ circa 40 %.

În timpul germinării pH-ul nu variază, rămânând în jurul lui 6. În schimb aciditatea

titrabilă a bobului creşte din cauza apariţiei fosfaţilor în cantitate mare şi parţial din cauza

degradării substanţelor proteice şi a formării de acizi organici.

Procedee de germinare

- Germinarea pe arie se face în grămezi prin lopătare.

- Germinarea în tobe de 5-30 t. Durata de rotire a tobelor 15-30 minute.

- Germinarea în casete Saladin

- Germinarea în mediu de CO2

Mai nou sunt implicate tot mai mult instalaţii cu grad înaintat de tehnicitate, cum sunt :

Instalaţii de germinare cu grămezi mobile, grămezi deplasabile sau mişcătoare.

În acest caz procesul de germinare este continuu. Astfel, la capătul unei alei orzul germinat se

introduce în uscător, iar la celălalt capăt se aduce orzul inmuiat.

Procedeele de malţificare s-au perfecţionat continuu. În această direcţie se

menţionează :

Instalaţia de malţificare Morel. În acest caz, orzul, după spălare şi preînmuiere

este încărcat în dispozitivul de germinare care se deplasează pe roţi.

Instalaţia de malţificare Saturn. La acest sistem drumul parcurs de orzul în

germinare este o circumferinţă.

Instalaţia de malţificare cu benzi rulante (Cehia). În această situaţie întregul

flux tehnologic este continuu, într-o clădire cu suprafaţa de 54 x 10 m şi înălţimea de 12 m.

2.2.3. Uscarea malţului

Odată ce dezagregarea a atins gradul dorit, încolţirea trebuie oprită prin uscarea malţului

verde. Malţul verde conţine 44 - 46 % apă, iar malţul uscat imediat după terminarea

procesului de uscare are un conţinut de 1,5 - 3 % umiditate.

Îndepărtarea apei prin evaporare, adică peste 40 % din greutatea malţului verde, trebuie

făcută prin instalaţia de uscare cu aer cald.

Prin procesul de uscare se urmăreşte oprirea solubilizării şi germinării malţului şi

obţinerea gustului, aromei şi culorii specifice malţului.

Aroma şi gustul sunt rezultatul unor reacţii care au loc la temperaturi ridicate între

componentele malţului, în special între produsele de dezagregare.

Reacţia principală este combinarea zaharurilor cu aminoacii, având ca rezultat formarea

melanoidinelor sau a melaninelor produse aromatizante şi colorante.

Temperaturile ridicate ca şi conţinutul de umiditate trebuie bine controlate pentru a se

evita distrugerea enzimelor, ştiut fiind că enzimele sunt distruse la temperaturi înalte şi că este

nevoie de o cantitate suficientă de enzime la procesul de brasaj.

În procesul de uscare există două faze :

- faza de uscare iniţială în care degradările enzimatice mai continuă şi care poate fi

socotită ca o continuare a procesului de germinare ;

- uscarea propriu-zisă a malţului în timpul căreia au loc numai reacţii chimice şi

fizico-chimice între componentele malţului.

Uscarea malţului se efectuează în două faze :

În faza I umiditatea se reduce de la 43-45 % la 8-10 % pentru malţul blond şi 20-25 %

pentru malţul brun. Temperatura în această fază este de 40-450C pentru malţul blond şi 500C

pentru malţul brun.

În faza a II-a are loc uscarea propriu-zisă a malţului. Uscarea malţului blond se face prin

ridicarea temperaturii treptat la 80-900C timp de 5 ore. Pentru malţul brun temperatura de

uscare este de 1050C timp de 5 ore.

Cea mai răspândită metodă de uscare este cea cu ciclu de 24 ore. Opreaţiunea are loc în

uscătoare plane sau verticale.

Încălzirea poate fi directă cu gaze calde sau indirectă cu abur care circulă printr-un

sistem de calorifere, peste care circulă aerul. Este răspândit uscătorul cu două grătare.

Consumul de căldură este de 100.000-120.000 kcal. Pentru 100 kg malţ.

Pierderi la fabricarea malţului :

- pierderile la înmuiere sunt de aproximativ 1 % ;

- pierderile prin respiraţie sunt de 6 % pentru malţul blond şi 7,5 % pentru malţul

brun.

Măcinarea se efectuează cu scopul de a permite solubilizarea enzimelor din malţ, care

ulterior, în procesul de plămădire sau zaharificare vor hidroliza amidonul şi proteinele.

Măcinarea se efectuează în instalaţii dotate cu 4,5 sau 6 valţuri. La măcinarea malţului

uscat se obţin coji (tărâţe) 15 %, gris mare 20 %.

Măcinarea poate şi uscată sau umedă.

Măcinarea uscată se efectuează fără măcinarea malţului.

Măcinarea umedă este în prezent procedeul cel mai răspîndit. În acest caz coaja bobului

rămâne intactă, borhotul este mai afânat, ceea ce conduce la reducerea duratei de filtrare.

Malţul se stropeşte cu apă până la o umiditate de 30 %. Amestecul se numeşte plămadă.

Compoziţia malţului la substanţa uscată este în medie următoarea : amidon 58 % ; zahăr

reducător 4 % ; zaharoză 5 % ; pentozani solubili 1 % ; pentozani şi hexozani insolubili 9 % ;

celuloză 6 % ; substanţe azotoase 24 % ; grăsimi 2,5 % ; substanţe minerale 2,5 %.

Malţul mai conţine mici cantităţi de coloranţi, substanţe tanante, substanţe amare.

Dintre enzime se găsesc în malţ : amilofosfataza, α amilază, β amilază, proteinaza,

peptidaza, citaza, fitaza, catalaza, peroxidaza.

Vitamina C care se formează în timpul germinării nu se găseşte în malţ fiind distrusă în

timpul uscării. Factorul principal pentru calitatea malţului este conţinutul său în enzime.

Calitatea malţului se apreciază prin caracteristicile fizico-chimice constante cu ocazia analizei

de laborator.

2.3. Brasajul

Reprezintă totalitatea transformărilor care au loc din momentul amestecării făinii de

malţ cu apa şi pînă la obţinerea mustului.

Factorii care influenţează brasajul sunt : cantitatea şi calitatea apei ; calitatea malţului ;

natura amidonului din plămadă ; temperatura şi valoarea pH ; compoziţia măcinişului ;

procedeul de brasaj.

În această fază a procesului tehnologic se desfăşoară două importante procese :

zaharificarea amidonului şi hidroliza proteinelor.

Amidonul, sub acţiunea amilazelor se transformă în dextrine şi maltoză ca produşi

principali conform reacţiilor :

(C6H10O5)n → x (C6H10O5) n/x dextrină 20 %

(C6H10O5)n + n/2 H2O → n/2 C12H22O11 maltoză 80 %

În timpul zaharificării apar însă şi alţi constituenţi cum sunt: hexozele, zaharoza,

maltotrioze ş.a.

Asupra celor doi constituenţi ai amidonului (amilaza şi amilopectina) acţionează α şi β

amilaza. În funcţie de temperatură, pH-ul optim variază între 4,6 şi 6 pentru α amilaza şi 4,4 şi

6 pentru β amilaza. Cînd temperatura este mai scăzută şi pH-ul optim este mai scăzut. Astfel,

pentru α amilază la temperatura de 300C pH-ul optim este de 4,6-4,7, iar la temperatura de

700C pH-ul optim este de 5,8 - 6.

Hidroliza proteinelor

În orz şi malţ se găsesc următoarele categorii de proteine : albuminele (leucozina

orzului) ; globulinele (edestina orzului) ; prolaminele (hordeina orzului ; glutelinele.

Din malţ, în must trec numai 30-35 % din substanţele proteice. Asupra acestora

acţionează proteinazele, peptidazele şi amidazele. În urma hidrolizei substanţelor proteice în

medie apar albumoze, peptone, polipeptide şi aminoacizi (necesari nutriţiei drojdiilor).

Enzimele proteolitice acţionează bine la temperaturi de 48-500C şi pH 4,3 - 5,0.

2.4. Procedee de plămădire - zaharificare

Sunt cunoscute următoarele procedee de brasaj : prin infuzie ; prin decocţie ; mixtă.

Metodele de brasaj prin infuzie constau în ridicarea înceată a temperaturii plămezii pînă

la 750C prin adăugarea de apă caldă şi încălzire cu abur fără a ajunge pînă la fierbere.

Întreg conţinutul plămezii este supus numai acţiunilor enzimatice, ceea ce influenţează

asupra compoziţiei mustului, necesitînd timp mai îndelungat de prelucrare.

Procedeele prin infuzie sunt foarte numeroase şi comportă un număr mare de varietăţi.

Cele mai importante sunt :

- procedeul ce se bazează pe ridicarea temperaturii plămezii (procedeu ascendent) ;

- procedeul ce se bazează pe coborârea temperaturii plămezii (procedeu descendent).

În cazul primului procedeu, malţul se amestecă cu apă călduţă aproximativ 120-150 l

apă pentru 100 kg măciniş de malţ astfel încât temperatura să ajungă la 40-450 C. Se amestecă

pînă cînd masa devine omogenă şi se lasă în repaus 15-20 min.

După aceasta se procedează la introducerea primei porţiuni de apă de 800C în 30-40

min, astfel încât la sfârşit să se obţină o temperatură finală de 650C. Se amestecă încă 5-10

minute, se lasă să se depună 1 oră şi se trage partea subţire în alt cazan. Se procedează apoi la

al doilea adaos de apă astfel încât să se atingă temperatura de 750C. Se lasă în repaos 40-50

minute după care se trece la filtrare.

Altă metodă de influzie se realizează prin adăugarea apei o singură dată. Se pregăteşte o

plămadă groasă la 450C, peste care se aduce apă 95-980C, iar temperatura se stabileşte la 68-

700C. Se reîncălzeşte apoi lent la 750C.

Metoda prin infuzie cu temperatura plămezii în scădere se aplică la malţuri cu o bună

putere diastatică, dar duce la rezultate slabe în ceea ce priveşte randamentul şi limpezirea

berii.

Procedeul de brasaj prin infuzie se aplică la obţinerea berii blonde de fermentaţie

superioară.

Durata de plămădire fiind foarte scurtă se face economie de timp şi abur, însă berea

obţinută face spumă puţină şi are o stabilitate mai mică.

Procedeul de brasaj prin decocţie. În ţara noastră este cel mai răspîndit procedeu pentru

că dă un randament mai bun şi o bere mai gustoasă, mai stabilă şi cu spumă mai multă.

Decocţia este procedeul de fierbere a măcinişului de malţ în vederea extragerii

constituenţilor de bază. Plămădirea se poate face la temperatura de 350C sau 520C.

Prin plămădire la 35-400C se urmăreşte dizolvarea diastazei şi âmbibarea amidonului cu

apă.

Prima maişă (porţiune) trebuie să fie groasă, deci conţine mult amidon âmbibat cu apă,

care la ridicarea temperaturii trece în clei de amidon şi este readus în cazanul de plămădire

peste plămada subţire.

Procedeul de brasaj prin decocţie poate fi cu una, două sau trei plămezi.

Brasajul cu una şi două plămezi se aplică pentru obţinerea berii blonde, iar cel cu trei

plămezi pentru obţinerea berii brune.

Prin fierberea malţului se urmăreşte cleificarea amidonului, asupra căruia vor acţiona

enzimele în faza de zaharificare, transformîndu-l în constituenţii menţionaţi mai sus.

Conţinutul de dextrine creşte pe măsura creşterii duratei de fierbere.

În funcţie de temperatură, în timpul fierberii, şi substanţele azotoase cunos o evoluţie

interesantă. Astfel, cu creşterea temperaturii sporeşte şi gradul de solubilitate al constituenţilor

azotaţi.

În timpul fierberii au loc şi reacţii între zaharuri şi aminoacizi formînd melanoidine.

Pierderile de amidon în timpul fierberii sunt cuprinse între 14-15 % faţă de conţinutul

iniţial.

Cantitatea de apă adăugată la fierbere variază în funcţie de conţinutul în amidon şi

umiditatea materiei prime. Ea se situează între 1,8 - 2,5 l pentru 1 kg materie primă.

Pentru evitarea formării melanoidinelor se recomandă sporirea cantităţilor de apă pînă la

2,8-3,5 l/kg materie primă, realizîndu-se aşa-zise fierberi diluate.

Temperaturile optime ale amilazelor din slod (malţ) pentru zaharificarea unei soluţii de

2% amidon este pentru orz de 49-540C.

2.5. Filtrarea mustului din plămezile de slod de orz zaharificate

Plămada este un amestec de substanţe în soluţie şi părţi insolubile. Separarea părţilor

insolubile - borhotul - de substanţele solubile, care âmpreună cu apa formează mustul, se face

prin filtrare cu ajutorul cazanelor de filtrare sau filtrelor-presă.

Filtrarea constă în reţinerea borhotului fie pe sitele cazanului de filtrare, fie între pînza

de pe plăci şi ramele filtrului-presă şi prinderea mustului în jgheaburi.

Atât sitele cât şi pînzele de filtrare permit trecerea mustului şi reţinerea părţilor solide.

Iniţial filtrarea nu decurge normal, mustul curgînd tulbure. După aşezarea unui anumit

strat de borhot care îndeplineşte funcţia de strat filtrant, filtrarea decurge normal.

Este necesar să se menţină cât mai uniformă presiunea de filtrare ceea ce se realizează

numai cu pompe centrifuge. La realizarea unei neuniformităţi a presiunii se micşorează viteza

de filtrare.

Gradul de limpezire a mustului este măsura care determină capacitatea de reţinere a

filtrului. Cantitatea de must filtrant pe 1 m2 de suprafaţă a orificiilor de filtrare, într-o unitate

de timp reprezintă viteza de filtrare, care depinde de felul sedimentului, de grosimea stratului

sedimentat şi de presiunea de filtrare.

După filtrarea prorpiu-zisă are loc spălarea borhotului. Apa adăugată duce la creşterea

pH-ului de la 5,6 la 6,2.

Prin spălarea borhotului, creşte conţinutul de tanin ce se dizolvă din tegumentele

boabelor de malţ, iar reacţiile dintre sărurile din apă şi componenţii mustului se intensifică,

obţinîndu-se o peptizare, precum şi o coagulare a albuminelor. În genral după terminarea

filtrării se observă o schimbare a compoziţiei mustului. Creşte conţinutul extractului în

substanţe albuminoase şi cenuşă, iar cantitatea de maltoză scade. Borhotul obţinut de la

filtrarea mustului conţine 70-80 % apă.

Din 100 kg malţ rezultă 110-130 kg borhot umed. Acesta conţine 28 % proteine, 8,2 %

grăsimi, 41 % substanţe fără azot, 17,5 % celuloză şi 5,3 % substanţe minerale. Borhotul

poate fi utilizat pentru furajare.

2.6. Fierberea mustului de bere

Această operaţiune tehnologică are ca scop principal solubilizarea uleiurilor aromatice

şi a răşinilor amare din hamei sau produse de hamei, prin fierberea âmpreună cu mustul

pentru a conferi gustul şi aroma specifică berii.

De asemenea au loc o serie de transformări importante pentru stabilitatea şi însuşirile

senzoriale ale produsului finit cum sunt:

- coagularea substanţelor proteice

- concentrarea pentru a se ajunge la un anumit conţinut în extract

- distrugerea microorganismelor şi a enzimelor formate în perioada de malţificare.

Ca efecte secundare la fierberea mustului se constată o închidere de culoare a acestuia,

formarea de substanţe reducătoare cu acţiune protectoare faţă de oxidare şi creşterea acidităţii

mustului.

Gustul amar al mustului depinde de următorii factori :

-solubilizarea anumitor componenţi din hamei şi în special a substanţelor amare în

must ;

- reacţiile dintre componenţii solubilizaţi ai hameiului cu substanţele solubilizate din

must, precum şi din apa de brasaj;

- natura şi calitatea hameiului sau a produsului de hamei;

- modul de administrare şi doza de hamei ;

- durata şi temperatura de fierbere.

Doza şi momentul administrării hameiului depind de calitatea acestuia, de tipul de bere

şi de compoziţia apei de brasaj.

Sorturile de bere blondă necesită cantităţi mai mari de hamei decât cele de culoare

închisă. Cu creşterea concentraţiei mustului trebuie mărită doza de hamei. Dacă durata de

fierbere este redusă se recomandă, de asemenea, creşterea dozei de hamei.

Hameiul poate fi introdus într-o singură repriză sau în mai multe etape în decursul

procesului de fierbere. În cazul administrării în două etape se recomandă ca prima parte să fie

introdusă cu puţin înainte de începerea fierberii, iar a doua, cu o oră înainte de terminarea

procesului.

Cantităţile de hamei folosite la berea din ţara noastră sunt : pentru obţinerea de bere

blondă 160-210 g/hl, pentru berea Bucureşti 300-400 g/hl, pentru berea brună 200-250 g/hl,

pentru berea Caramel 90-120 g/hl.

În decursul fierberii mustul limpede devine treptat tulbure, tulbureala se aglomerează şi

formează ruptura care constă în special din proteine sau combinaţii ale acestora cu polifenoli

din malţ şi hamei.

Coagularea lor insuficientă influenţează negativ gustul şi stabilitatea berii şi în general

desfăşurarea procesului de fermentare.

Procesul de coagulare a substanţelor proteice se apreciază prin cantitatea de azot

coagulabil rămas în must. Faţă de un conţinut iniţial de cca 6 mg/100 ml în mustul cu 12 %

extract, acesta scade după o durată de fierbere de o oră la cca 3,4 mg/100 ml, după 1,5 ore la

2,7 mg/100 ml şi 2 ore la 2,2 mg/ml.

Coagularea are loc în două trepte, dintre care prima este de natură chimică, denumită

denaturare, iar a doua de natură coloidală purtînd denumirea de coagulare.

Solubilizarea componenţilor utili ai hameiului şi coagularea proteinelor progresează cu

durata de fierbere. În practică se aplică o durată de fierbere de cca 2 ore. Aceasta poate fi

redusă la 1 oră prin fierbere la o uşoară suprapresiune de 0,2 - 0,3 bari.

Prin procesul de fierbere se urmăreşte şi o mărire a concentraţiei mustului.

Pentru sorturile de bere blondă obţinută dintr-un must cu un conţinut final în extract de

12 % se pleacă de obicei de la un must primar cu un conţinut în extract de 14-17 %. După

spălarea borhotului şi amestecarea cu ape de spălare conţinutul de extract scade la 9-10 %.

Prin fierbere acesta creşte din nou cu cca 2 % pentru a se ajunge la un extract de 12 %.

O caracteristică a instalaţiilor de fierbere o reprezintă cifra de evaporare realizată,

respectiv cantitatea procentuală de apă evaporată pe oră raportată la volumul util al cazanului.

La instalaţiile clasice cifra de evaporare este de 6-8 %, în timp ce la cele de mare randament

aceasta creşte pînă la 12 % şi chiar mai mult.

Evaporarea puternică reprezintă un fenomen dorit, astfel favorizîndu-se fenomenul de

extracţie şi de coagulare, concomitent cu mărirea randamentului total de extracţie.

Ca un fenomen nedorit dar inevitabil, în decursul procesului de fierbere are loc o

închidere a culorii mustului. Culoarea este cauzată de fenomene de brunare enzimatică prin

reacţii melanoidinice, precum şi de procese de oxidare a polifenolilor, reductonelor şi unor

reacţii de oxidare enzimatică.

În decursul procesului de fierbere creşte aciditatea mustului cu pînă la 0,3 unităţi pH.

Fenomenul este atribuit formării melanoidinelor şi prezenţei aminoacizilor, cât şi a unor acizi

amari aduşi de către hamei. pH-ul mustului are un rol hotărâtor la solubilizarea substanţelor

amare din must. Astfel, la un pH de 5,9 acizii prezintă o solubilitate de 480 mg/l în timp ce la

pH-ul de 5,2 acesta scade la 84 mg/l.

Pentru obţinerea unui must cu un pH cât mai scăzut, se procedează la reglarea pH-ului

în decursul procesului de brasaj, cu începerea plămădirii şi pînă la fierberea propriu-zisă. Se

poate proceda la acidularea artificială prin acizi adăugaţi în apă, plămadă sau must. În funcţie

de tipul de bere în acest scop se folosesc acizii lactic, clorhidric sau sulfuric.

2.7. Răcirea şi limpezirea mustului

Mustul fierbinte fiert cu hamei este supus, înainte de a fi trecut la fermentare, răcirii

pînă la temperatura de 6-70C în cazul fermentaţiei inferioare şi 12-180C în cazul fermentaţiei

superioare, cât şi limpezirii care se realizează prin separarea trubului la cald şi a trubului la

rece.

Răcirea mustului se face de la o temperatură apropiată de cea de fierbere pînă la

temperatura de însămînţare cu drojdie 20-500C.

Mustul de bere, aproape steril în urma fierberii cu hamei, se poate infecta în special cu

bacterii şi drojdii sălbatice.

Dintre bacterii cele mai periculoase sunt cele lactice sub formă de coci, diplococi sau

bastonaşe. Bacteriile lactice produc acizi organici în bere, conduc la apariţia de tulbureli şi

modifică gustul şi aroma berii, contribuind la apariţia gustului neplăcut de diacetil.

Din aceste motive răcirea mustului se realizează astăzi în exclusivitate în răcitoare

închise (cu plăci), care asigură o răcire rapidă, evitîndu-se contaminarea mustului cu bacterii

sau drojdii sălbatice dăunătoare.

2.7.1. Formarea trubului la cald sau "fierbinte". Are loc în timpul fierberii mustului

cu hamei ca urmare a coagulării proteinelor sub acţiunea căldurii sub acţiunea căldurii şi a

polifenolilor din hamei.

Trubul la cald este format din particule grosiere de 30-80 µ care pot fi separate mai uşor

din must prin sedimentare sau filtrare.

Compoziţia trubului la cald este formată din : 40-70 % proteine, 7-32 % substanţe

amare, 20-30 % polifenoli, substanţe minerale, proporţia dintre componente prezentînd

variaţii mari, în funcţie de materiile prime folosite.

Cantitatea de trub la cald formată este de 400-800 mg/l. Separarea trubului la cald din

must, înainte de fermentare, trebuie să fie cât mai completă pentru a evita impurificarea

drojdiei şi înrăutăţirea proceselor de depunere ce au loc la fermentare.

2.7.2. Formarea trubului la rece. Are loc în timpul răcirii mustului fiert cu hamei

începînd la temperatura de 55-700C şi pînă la cea de însămînţare cu drojdie. Trubul la rece

este format din particule mult mai fine 0,5-1 µ.

Trubul la rece este format în cea mai mare parte din proteine 60-70 % şi din polifenoli

20-30%, avînd o compoziţie asemănătoare cu cea a trubului la rece din berea finită.

Conţinutul mustului în trub la rece este de 150-300 mg s.u./l reprezentînd mai puţin de 1/3

din cantitatea de trub la cald.

În tehnologia clasică de fermentare este necesară o îndepărtare a trubului la rece în

proporţie de circa 50%, iar în cazul procedeelor de fermentare şi maturare accelerată,

separarea trebuie să fie cu atât mai mare cu cât se urmăreşte mai mult scurtarea duratei de

fermentare.

Absorbţia O2 în must. Are loc atât pe cale chimică, datorită proceselor de oxidare, cât

şi pe cale fizică prin dizolvare.

Pe cale chimică are loc oxidarea unor componente ale mustului cum sunt:polifenolii,

zaharurile,substanţele azotoase şi substanţele amare proces care este favorizat de temperaturi

mai ridicate ale mustului de peste 400 C.

Cantitatea de O2 dizolvată în must pe cale fizică are loc la temperatură sub 400 şi este

cu atât mai bună cu cât temperatura mustului este mai scăzută.

Saturarea mustului în O2 se atinge cu atât mai repede cu cât bulele de aer insuflat sunt

mai fine şi cu cât durata de contact cu mustul este mai îndelungată.

Pentru o bună fermentare este suficientă o cantitate de 7-8 mg/l O2. Aceste valori nu pot

fi atinse fără a se folosi dispozitive speciale de aerare a mustului după răcire.

În prezent se dispune de o gamă largă de sisteme închise de tratare a mustului care

asigură o răcire rapidă a acestuia, o îndepărtare avansată a trubului cât şi evitarea infecţiilor cu

microorganisme.

Pentru separarea mustului la cald se folosesc : cazane de sedimentare centrifuge, răcirea

mustului se face prin răcitoare cu plăci, iar pentru separarea trubului la rece se folosesc linuri

de însămînţare, de sedimentare, filtru cu kiselgur, centrifuge.

2.8. Fermentarea mustului de bere

Prin fermentarea mustului de bere se urmăreşte transformarea zaharurilor

fermentescibile în alcool etilic şi CO2 cu ajutorul complexului enzimatic al drojdiei de bere.

C6H12O6 → 2 CH3- CH2- OH + 2 CO2 + 28,2 Kcal

Procesul are loc în două etape şi anume: fermentarea primară, tumultoasă sau principală

rezultînd aşa-zisa bere tînără şi în continuare, fermentarea secundară lentă, sau maturarea.

Fermentarea zaharurilor este derulată pe calea Meyerhof-Embden-Parnas. La demarare

fermentaţiei sunt fermentate hexozele. Fermentaţia principală este caracterizată prin

fermentarea maltozei, iar fermentarea secundară este dominată de fermentarea maltotriozei.

Fermentaţia primară de suprafaţă este obţinută cu culturi de Saccharomyces cerevisiae

la temperatura de 15-250C, timp de 4-6 zile, stratul de drojdie, menţinîndu-se la suprafaţă în

timpul procesului.

Fermentarea secundară, inferioară sau submersă este realizată la temperatura de 5-100C,

timp de 6-10 zile, cu culturi de Saccharomyces carlsbergensis, care tind să se depună pe fund

la sfârşitul procesului prin fenomenul dfe floculare.

Delimitările de temperatură şi durate între aceste două tipuri de fermentări nu sunt

absolute.

Există procedee de fermentare inferioară la temperaturi mult mai ridicate şi de scurtă

durată precum şi culturi de drojdii pulverulente care nu floculează.

Viteza de fermentare a zaharurilor este influenţată de caracteristicile tulpinilor de

drojdie, starea fiziologică a culturii, cantitatea de inocul, temperatura de fermentare,

compoziţia şi concentraţia în extract a mustului, geometria vasului, presiunea.

Prin transformarea zaharurilor în alcool, densitatea mustului scade. Dinamica

fermentaţiei poate fi urmărită prin măsurarea concentraţiei în extract a mustului cu ajutorul

zaharometrului Balling.

Măsura cunoaşterii desfăşurării fermentării o reprezintă gradul de fermentare. Gradul de

fermentare exprimă procentul din extractul total al unui must care a fost fermentat şi se

calculează cu relaţia :

GF =

GF = grad de fermentare în %

ep = extractul mustului primitiv în %

et = extractul în produsul fermentat în momentul determinării GF în %

După modul în care se determină et (extractul în produsul fermentat ) şi după momentul

calculării gradului de fermentare se deosebesc :

- grad de fermentare aparent, cînd et se măsoară ca extract aparent în mustul

fermentat, coţinînd alcool etilic, cu ajutorul zaharometrului ;

- grad de fermentare real cînd et se măsoară ca extract real în produsul dezalcoolizat

prin distilare şi reconstituit :

GFr = GFap x 0,81

GFr = Grad de fermentare real

GFap = Grad de fermentare aparent

0,81 = factor stabilit de Balling

Pentru conducerea procesului de fermentare a berii este important să se stabilească

următoarele grade de fermentare :

- gradul final de fermentare, determinat numai în condiţii de laborator ; el exprimă

fermentescibilitatea maximă a unui anume must ;

- Gradul de fermentare în berea tînără, deci după fermentarea primară ;

- Gradul de fermentare în bere după fermentarea secundară şi maturare, denumit grad

de fermentare al berii la vînzare

Grad de fermentare în diferite etape de fermentare are următoarele valori : grad de

fermentare aparent în berea tînără% pentru berea blondă 70-73, berea brună 58-60 ; grad

final de fermentare aparent 80-83% pentru berea blondă şi 70-72% pentru berea brună.

Alte transformări în must în timpul fermentării :

- transformări ale substanţelor cu azot

- scăderea pH-ului de la 5,3-5,6 în mustul primitiv, la 4,3-4,6 în bere cauzată de

formarea de acizi organici

- deschiderea culorii berii (datorită scăderii pH-ului şi adsorbţiei de substanţe

colorante de către drojdie)

- precipitarea şi adsorbţia de către drojdie a unor substanţe amare şi polifenolice (se

elimină 25-30% din substanţele amare)

- dizolvarea CO2 în bere, solubilizarea fiind dependentă de temperatura berii şi de

presiunea exercitată asupra berii. Berile de bună calitate au 4,5-5,0 g CO2/l. Numai

cca.15 % din Co2 produs la fermentaţie rămîne dizolvat în bere. Restul CO2 este

pierdut sau poate fi colectat.

2.8.1. Cultura pură de drojdie se obţine în următoarele trepte de multiplicare :

- izolarea de celule de drojdie cu însuşiri dorite şi obţinerea culturii-stoc. Izolarea se

face din must în fermentaţie. Colonia cu drojdia cea mai viguroasă este însămînţată

în 5 ml must steril, iar din aceasta se însămînţează drojdia pe mediu solid,

constituind cultura stoc, ce se păstrează la 0-50 timp de 6-9 luni ;

- multiplicarea drojdiei în laborator şi obţinerea culturii pure de laborator în condiţii

perfecte de asepsie ;

- multiplicarea drojdiei în instalaţii industriale de culturi pure cu obţinerea culturii

pure pentru şarjele industriale.

Pentru multiplicarea drojdiei la nivel industrial se utilizează instalaţii de culturi pure sau

vase de culturi pure deschise, utilizate în fabricile mici.

Fermentarea primară se realizează în linuri de fermentare, de obicei, închise în capac,

dar care lucrează la presiune atmosferică. Pentru fermentarea secundară sunt folosite tancuri

cilindrice orizontale metalice sau tancuri perpendiculare din beton, vase care lucrează la

suprapresiune de cca. 1 bar.

În ultimii ani au apărut vase de fermentare de mare capacitate, multe amplasate în aer

liber cum sunt : tancuri cilindro-conice, tancuri Asahi, tancuri sfero-conice, în care se poate

desfăşura numai una din perioadele de fermentare sau ambele.

Dintre acestea cele mai utilizate sunt tancurile cilindro-conice din oţel inoxidabil sau din

aluminiu.

2.8.2. Desfăşurarea procesului de fermentare primară

Fermentaţia mustului începe cu însămînţarea acestuia cu cultura drojdiei care se

distribuie uniform în mustul aerat, realizîndu-se o concentraţie de celule de 15-30 mil/hl must.

Fermentarea mustului în vederea obţinerii de beri de fermentare inferioară se poate face

în următoarele variante :

- fermentaţie la rece, caracterizată de temperatura de însămînţare de 5-60C şi o

temperatură maximală de 8-90C. Se obţin beri de o calitate foarte bună plinătate a

gustului şi cu bune însuşiri de spumare ;

- fermentaţia la cald caracterizată de temperatura de însămînţare de 7-80C şi o

temperatură maximală de 10-120C. În condiţiile menţionate, scăderea pH-ului este

mai rapidă, berile au o plinătate a gustului şi însuşiri de spumare mai reduse, dar o

foarte bună stabilitate coloidală.

Durata fermentaţiei primare depinde de modul de conducere a fermentaţiei şi este de 6-

10 zile.

În desfăşurarea procesului se deosebesc o serie de faze distincte.

Prima fază ce apare în primele 20 ore de la însămînţare constă în apariţia pe suprafaţa

mustului a unei spume de culoare albă. Aceasta conţine proteine şi răşini de hamei precipitate.

Scăderea extractului este de 0,3-0,5%, iar a pH-ului cu 0,2-0,3 unităţi. Drojdia se dezvoltă

intens în această fază.

Faza a doua zisă şi a crestelor joase. În acest stadiu pătura de spumă se desprinde de

marginea linului şi capătă aspect de smîntînă groasă.

Această fază durează 2-3 zile, extractul scade zilnic cu 0,5-1%, pH-ul este de 4,9-4,7,

culoarea crestelor se închide treptat. În această fază este nevoie de o răcire puternică, altfel

temperatura ar creşte zilnic cu circa 20C.

Începînd cu ziua a treia de fermentare se semnalează apariţia "crestelor înalte ",

caracterizate printr-o fermentare intensă.

Suprafaţa spumei se colorează în galben-brun, iar înălţimea crestelor depăşeşte uneori

30 cm. Din cantitatea de extract se consumă 2,5% /zi, faza durînd 2-3 zile. PH-ul scade la

valori de 4,6-4,4.

Dezvoltarea drojdiei este puternic frînată, deoarece s-a consumat întreaga cantitate de

O2 prezentă în mediu. Ca urmare, are loc începerea floculării. Răcirea trebuie realizată cu

grijă, astfel încât la începerea floculării să se realizeze un grad de fermentare de 40-45%.

Ultima fază de fermentare este caracterizată printr-o scădere treptată a suprafeţei

crestelor. Spuma se restrînge şi se formează un strat dens cu o grosime de cca. 2 cm care

reţine în special răşinile de hamei. Scăderea extractului este de 0,2-0,4% în fiecare zi iar pH-

ul rămîne costant. La trecerea berii tinere, zisă şi crudă, la maturare, este necesară eliminarea

stratului ce pluteşte pe suprafaţa lichidului. Durata ultimei faze este de circa 2 zile.

Urmărirea desfăşurării fermentaţiei se face prin măsurarea zilnică a extractului aparent,

a temperaturii şi a pH-ului, valorile fiind înscrise într-o fişă a şarjei de must fermentat şi

reprezentate într-o singură diagramă de fermentaţie.

După fermentarea primară are loc colectarea drojdiei (2-2,5 l cremă de drojdie/hl must)

şi recuperarea CO2.

2.8.3. Fermentarea secundară.

Berea tînără, rezultată de la fermentarea primară, are un gust pronunţat de drojdie, o

amăreală înţepătoare, un buchet crud în care se percep mercaptanii cu miros neplăcut. Din

acest motiv, berea tînără este supusă fermentării lente la temperaturi scăzute, pentru

descompunerea unei părţi cât mai mari din extractul fermentescibil, rămas după fermentarea

primară, proces care se numeşte fermentaţie secundară şi durază 4-8 săptămîni.

La fermentaţia secundară se realizează :

- continuarea fermentaţiei zaharurilor cu atingerea gradului de fermentare al berii la

vînzare ;

- saturarea berii cu CO2 ;

- limpezirea naturală a berii;

- maturarea berii.

Berea vine la fermentarea secundară cu 1,2-1,4% extract fermentescibil format din 80%

maltoză şi 20% maltobioză, mai greu fermentescibilă.

Fermentaţia secundară este influenţată prin scăderea treptată a temperaturii, de

cantitatea de zahăr fermentescibil şi concentraţia de celulu în suspensie.

În decursul fermentării secundare au loc următoarele fenomene : sedimentarea drojdiei

şi a coloizilor de proteine-polifenoli care se depun în mare parte ; scade conţinutul de

substanţe volatile care conferă buchetul de tînăr, respectiv mercaptani, SO2 şi acetaldehida ;

creşte conţinutul de alcooli superiori ; esterii (principalii componenţi ai aromei berii) suferă o

creştere care poate fi de pînă la 100% ; tirozolul, responsabil de gustul amar neplăcut, este

descompus în mare parte.

Saturarea berii cu CO2 depinde de solubilitatea acestuia în bere. Conţinutul de CO2

din bere, după fermentarea secundară este de circa 0,44%, dacă temperatura ei este de - 10C.

Pentru berea âmbuteliată conţinutul normal de CO2 este de 0,48-0,52%. Presiunea ce trebuie

realizată în tancurile de fermentare depinde de temperatura berii.

2.8.4. Limpezirea naturală a berii este necesară pentru îndepărtarea particulelor de trub

la rece, formate în timpul fermentaţiei, precum şi a celulelor de drojdie ce au realizat

fermentaţia secundară.

Limpezirea berii depinde de : cantitatea şi proprietăţile trubului din bere ; temperatura şi

pH-ul berii ; dimensiunile tancului de fermentare ; durata depozitării berii ; vâscozitatea berii.

Pentru a alimina cât mai eficient trubul la rece, este necesară o depozitare de minim 7

zile, la -10C -20C.

2.8.5. Maturarea berii constă în înobilarea gustului şi aromei berii. Maturarea se

datorează depunerii drojdiilor şi precipitatelor din bere, antrenarea unor compuşi volatili cu

CO2 care degahă, transformarea unor compuşi cu prag de sebsibilitate mai ridicat

(diacetialdehide). Berea se consideră matură cînd conţinutul în diacetil scade sub 0,1 mg/l.

2.8.6. Filtrarea berii şi stabilizarea

După fermentare secundară şi maturare, berea este mai mult sau mai puţin tulbure,

datorită particulelor fine de trub şi a celulelor de drojdie care au rămas în suspensie.

Berea dată în consum trebuie să prezinte o limpiditate perfectă, cu luciu. La limpezire

berea îşi âmbunătăţeşte însuşirile gustative şi de spumare, dar mai ales stabilitatea coloidală şi

biologică.

Reţinerea particulelor din suspensie se face pe un strat filtrant şi se realizează prin două

mecanisme : prin cernere (reţinere de suprafaţă) în care caz sunt reţinute patrticulele ci

diametrul mai mare decât diametruk porilor stratului filtrant. Sunt reţinute atât particulele în

suspensie cîi şi coloizii cu molecule mari ; prin reţinere pe materiale foarte poroase, cu o

suprafaţă mare de filtrare şi cu acţiune adsorbantă (filtrare adîncă).

Cu asemenea materiale sunt reţinute suspensiile, coloizii macromoleculari, dar şi cele

dizolvate molecular în bere.

Materialele filtrante folosite în industria berii pot fi cu strat fix sau aluvionare.

Materialele cu strat fix se clasifică în : masă filtrantă ; cartoane filtrante care pot fi de mare

productivitate, de filtrare fină, de filtrare avansată, sterilizantă şi membrane filtrante (pentru

microfiltrare şi ultrafiltrare).

Materialele filtrante aluvionare sunt materiale poroase care se depun pe un suport

(cartoane din fibră de celuluză, site metalice). Ca materiale aluvinare se folosesc kiselgur-ul

(pămînt de diatomee) şi perlita.

Sterilizarea berii

Berea livrată în consum trebuie să-şi menţină calităţile senzoriale un timp cât mai

îndelungat. Instabilitatea berii în timp se poate datora :

- modificării gradului de dispersie a unor coloizi, creşterii moleculelor de coloizi,

pierderii solubilităţii lor şi apariţiei de suspensii care duc la tulbureala berii ;

- multiplicării unor microorganisme de infecţie care produc modificări nedorite de

gust şi miros ;

- înrăutăţirii în timp a aromei berii, denumită pierderea stabilităţii aromei sau

"âmbătrînirea berii" .

Este necesară stabilizarea coloidală a berii în cazul berilor ce se pasteurizează, pentru că

pasteurizarea determină apariţia trubului.

Ca metode de stabilizare se utilizează :

- subrăcirea berii înainte de filtrare prin depoziaterea cel păuţin 7 zile la -20C - 00C ;

- modificarea complexităţii moleculelor precursorilor de trub prin tratarea berii cu

preparate enzimatice. Se utilizează papaină 2-5 g/hl bere cu 10-14 zile înainte de fitrare ;

- tratarea berii cu agenţi de stabilizare, produşi insolubili care reţin prin adsorbţie

precursori ai truburilor. Stabilizatorii utilizaţi frecvent sunt: preparate pe bază de gel de

siliciu, polivinilpolipirolidona, sbstanţe antioxidante (acid ascorbic, reductonele,

glucozoxidaza-catalaza).

Stabilizarea biologică a berii se face prin filtrare sterilizantă urmată de umplere sterilă.

Pasteurizarea este metoda cea mai larg utilizată pentru stabilizarea berii.

În practică se utilizează passteurizarea berii în sticle cu pasteurizatoare tunel.

- pasteurizarea în flux (vrac) cu ajutorul pasteurizatorului cu plăci.

Pasteurizarea se realizează la temperatura de 60-620C timp de 14 minute sau 720C timp

de 50 secunde.

Ambalarea berii se face în sticle de 330 ml, 500 ml, 700 ml, 1000 ml de culoare verde-

brun pentru a preveni apariţia "gustului de lumină". De asemenea se mai practică

âmbutelierea în cutii metalice, sticle nerecuperabile şi butoaie din aliaje de aluminiu.

3. TEHNOLOGIA OBŢINERII DROJDIEI DE PANIFICAŢIE

Drojdia de panificaţie se prepară din melasă, a cărei calitate influenţează caracteristicile de bază ale produsului finit.

3.1. Calitatea melaseiMelasa, în afară de zaharurile fermentescibile, trebuie să conţină: substanţe minerale,

aminoacizi şi factori de creştere.Să nu conţină inhibitori care pot frîna activitatea drojdiilor. Dacă proporţiile de zahăr

nu ridică probleme, în schimb conţinuturile în azot asimilabil, săruri şi factori de creştere variază foarte mult şi de multe ori insuficienţa acestora atrage dificultăţi.

Melasele cu conţinuturi de sub 2,5 % potasiu nu satisfac sub raportul randamentelor şi al conservabilităţii drojdiei finite.

Drojdiile necesită pentru dezvoltarea lor următorii factori de creştere: biotină (Bios II B), acid pantotenic, inozitol, tiamină (B1) şi piridoxină (B6).

De cele mai multe ori melasele sunt sărace în biotină, unul din primii trei factori ca importanţă. Din sfeclă necoaptă şi infectată se obţine o melasă deficitară în biotină.

Pentru completarea necesarului de biotină în melasă se poate adăuga extract de porumb în proporţie de 40-60 kg/t.

Adăugarea extractului de porumb se face după o diluare 1:1 direct în vasele de limpezire imediat după sterilizare sau în linuri de înmulţire.

Sub raportul randamentului melasele se clasifică astfel:Clasificare Randament

Drojdie SpirtSlabă Pînă la 75 % Pînă la 59 %Medie 75% - 78 % 59 % - 61 %Bună Peste 85 % Peste 61 %

3.2. Limpezirea melaseiPentru limpezirea melasei se folosesc în general separatoare centrifugale. Ele pot fi:

cu tamburi şi camere circulare; cu talere prevăzute cu duze. Sub raportul funcţionării ele pot fi continue sau discontinue.

Limpezirea melaselor poate avea loc la rece sau la cald. La cald se execută atunci cînd melasa se sterilizează înainte de pătrundere în separator. Încălzirea se face la 950C, după care se diluează cu apă în raport de 1:1. La temperatura de 550C intră în separatorul centrifugal. După ieşirea din separator melasa trece în vasele de înmulţire a drojdiei.

Melasele cu o proporţie mare de impurităţi se supun limpezirii în două trepte: la prima treaptă melasa are o concentraţie de 40 – 500Bx iar la cea de a doua 15 – 200Bx.

Aerarea În tehnologia producerii drojdiei de panificaţie consumul de aer (oxigen) prezintă o

importanţă enormă, în procesul de înmulţire a celulelor de drojdii. Acest rol îl îndeplineşte însă numai oxigenul disolvat în mediu de cultură. Inconvenientul este că solubilitatea oxigenului în plămezile de drojdii este extrem de mică, 5-6 mg/l. Acest conţinut este consumat în mai puţin de 10 secunde cînd populaţia se înmulţeşte rapid (12 g s.u. de celule/l).

În procesul de fabricare al drojdiei de panificaţie celulele trebuie să efectueze o respiraţie neîntreruptă. De aceea aerarea trebuie să asigure aproape instantaneu saturarea mediului cu oxigen.

În ultimul timp s-au perfecţionat instalaţiile de aerare în fermentatoarele de drojdii. Astfel, s-a trecut de la sistemele statice cu conducte perforate (sistem păianjen) la cele dinamice, care în timp ce se rotesc distribuie aerul în mediu de fermentare.

3.3. Dezvoltarea drojdiei în plămezi concentrateÎnmulţirea celulelor de drojdii în plămezi depind de abundenţa oxigenului. Înmulţirea

cunoaşte 4-5 trepte.Prima fază (generaţia I)Melasa are concentraţia de 11-120Balyng; pH 4,6 – 4,8; aerare 8-10 m3/m3 h; drojdia

se dezvoltă 20 h.Concentraţia în alcool 3,2 – 3,6 vol %, iar proporţia de drojdie 22-25 g/l. Plămada

atinge 3,8 – 4,20Bllg. În final, plămada cu drojie serveşte la însămînţarea fazei a II-a (generaţia a II-a).

A doua fază (generaţia a II-a)Melasa se diluează cu apă 1:4; pH 4,5 – 4,6; durata de fermentare 16 h. Aerare 8-9

m3/m3 h. La sfârşitul fermentaţiei concentraţia în alcool atinge 6,2 – 6,5 vol %, drojdia 38-40 g/l, plămada ajunge la 6,5 – 7,00 Bllg.

Plămada cu drojdia serveşte pentru însămînţare la faza următoare (a III-a).A treia faza (generaţia a III-a) Melasa se diluează, iarăşi cu apă în raportul de 1:4 la un pH de 4,5 –4,6. Fermentarea

durează 12-13 ore. Aerarea se face cu 6-7 m3/m3 h. În final conţinutul în alcool ajunge la 7 vol % iar cea de drojie 40 g/l.

Plămada cu drojdie intră în centrifugă pentru separea laptelui de drojdie. Acesta foloseşte la însămînţarea plămezii din faza următoare, iar plămada eliberată de drojdie se supune distilării pentru obţinerea alcoolului.

A patra fază (generaţia a IV-a)Melasa se diluează în acelaşi raport 1:4, la un pH de 4,5 – 4,6; durata de fermentare:

12-13 ore; aerarea este de 7 m3/m3.h.În final concentraţia în alcool atinge valoarea de 70. Proporţia de drojdie este de 45

g/l. După fermentare se separă drojdia. Laptele de drojdie serveşte la însămînţarea din faza a V-a, iar plămada fără drojdie merge la distilare.

A cincea fază (generaţia a V-a)De data aceasta melasa se diluează cu apă în raportul de 1:5. Valoarea pH se reglează

la 4,5 – 5,2; în vasul de înmulţire se introduc săruri nutritive pentru drojdii. Aerarea este masivă, introducîndu-se 60 m3/m3 h.

Durata de înmulţire este de 14-16 ore. Datorită cantităţilor mari de oxigen introdus în plămadă, drojdiile desfăşoară un metabolism aerob, adică glucidele sunt degradate pe cale respiratorie, cu eliberarea unei mari cantităţi de energie şi o creştere vertiginoasă a numărului de celule (adică de biomasă). În final proporţiile de drojdie sunt de 220 – 250 g/l, cu 27 % s.u.

Particularităţile acestei faze constau în alimentarea cu melasă şi săruri nutritive în timpul înmulţirii celulelor.

Sursa de fosfor se adiţionează, de obicei, în melasă la limpezire, iar în timpul înmulţirii se adaugă sursa de azot (sulfatul de amoniu şi amoniacul).

Cînd procesul de înmulţire a drojdiilor a luat sfârşit plămada se supune separării celulelor de faza lichidă. Plămada eliberată de celule se evacuează la canal iar laptele de drojdii merge la un filtru rotativ cu vacuum. De aici drojdia trece la fasonare, împachetare, depozitare şi expediere către beneficiari. Ea se numeşte drojdie umedă (umiditate sub 73 %).

Există tehnologii de producere a drojdiei în două şi în trei faze sau generaţii. La cea cu două faze, în prima se produce drojdia de însămînţare care se dezvoltă într-un mediu alcoolic, iar în faza a doua se produce drojdia comercială.

În tehnologia cu trei generaţii, drojdia de însămînţare se obţine în primele două faze, cu fermentare alcoolică, în care se foloseşte 50 % din toată materia primă. În faza a treia înmulţirea se produce în acelaşi fermentator ca şi în faza precedentă.

Alcoolul format în fazele a şi b este asimilat de către drojdii în primele 5-6 ore ale celei de a treia faze. În această fază se evită formarea alcoolului printr-o aerare abundentă. La început debitul de aerare este de 40 m3/m3 h, după care creşte la 120 m3/m3h, în condiţii de pH 4,5 – 5,2 şi temperatură 29-300C.

Drojdia de panificaţie se obţine, în ultima vreme, şi după procedee continue. Unul dintre acestea este şi procedeul Veb-Bramsch din Dresda. Procedeul poate folosi 4 sau 6 vase de fermentare, legate între ele cu conducte, situate la cca 2 m faţă de partea de jos.

Melasa şi sursele de azot trec în fiecare fermentator în proporţii prestabilite. În fermentatorul din capătul bateriei se face o alimentare continuă şi cu lapte de drojdie din generaţia anterioară venită de la separare.

Procesul de fermentare se declanşează în primul fermentator, care se umple cu melasă după circa 2 ore de alimentare. Se face apoi legătura cu fermentatorul al doilea prin conductă, nivelul plămezii egalîndu-se în ambele recipiente. Alimetarea cu plămadă continuă în ambele vase pînă la umplerea lor, după care se face legătura cu vasul al treilea, operaţia repetîndu-se pînă ce toate fermentatoarele sunt pline. În 12 ore toate cele 6 fermentatoare sunt pline, sistemul lucrînd de acum în mod continuu.

3.4. Drojdia congelatăCongelarea este una din metodele eficace de conservare a drojdiei o perioadă mai

lungă de timp.Se cunoştea – mai de mult timp – că drojdia îngheţată nu îşi pierde semnificativ din

calităţi dacă se dezgheaţă cu atenţie. Studiile au evidenţiat că celulele de drojdii îşi păstrează viabilitatea două săptămîni, la 100C durabilitatea poate ajunge la 4 săptămîni, iar în condiţii de refrigerare să atingă 11-12 săptămîni.

Congelarea are loc în tunele frigorifice speciale. Pachetele de drojdie se menţin 48 ore la –300C, în interiorul pachetelor temperatura ajungînd la circa –150C. În continuare pachetele se păstrează în spaţii cu temperatura de –150C.

Decongelarea drojdiei se face în mod treptat la o temperatură de 4-120C şi apoi se foloseşte imediat. Cheltuielile de congelare ridică cu 10-20 % preţul de cost al drojdiei.

3.5. Drojdia de panificaţie uscatăEste produsul obţinut prin mărunţirea şi uscarea biomasei de drojdie rezultate după

filtrare cu umiditatea 72-73 %, pînă la o umiditate de 7,5 – 8,5 %.Prin uscarea drojdiei de panificaţie se obţin următoarele avantaje:

- drojia se conservă timp îndelungat 6-12 luni;- se reduce spaţiul de depozitare;- nu sunt necesare condiţii speciale de transport.

După uscare, drojdia de panificaţie trebuie să-şi păstreze în cât mai mare măsură viabilitatea celulelor şi capacitatea de dospire, obţinîndu-se drojdia uscată activă.

Pentru obţinerea drojdiei uscate active se recomandă utilizarea de tulpini de drojdie speciale pentru acest scop, care să acumuleze peste 7 % azot din s.u. şi peste 12 % trehaloză. Biomasa de drojdie ce urmează a fi uscată trebuie să aibă o putere de dospire de 55-60 minute şi o conservabilitate de min. 72 ore, la 350C.

Biomasa de drojdie destinată uscării trebuie spălată mai bine pentru a reduce conţinutul în săruri reziduale rezultate dintr-un tratament cu acid al laptelui de drojdie sau prin tratarea cu NaCl a laptelui înainte de filtrare pentru reducerea cantităţii de apă extracelulară. Biomasa destinată uscării trebuie să aibă un coeficient de consistenţă de 5 – 6,5 şi conţinutul în apă extracelulară de 12-17 %. Pentru creşterea stabilităţii drojdiei uscate active, în biomasa de drojdie destinată uscării se pot adăuga emulsii de grăsimi (max. 2 %), substanţe tensioactive (esteri ai zaharozei max. 1 %), substanţe antioxidante (butirat de hidroxianisol 0,1 %) sau substanţe care să prevină aglomerarea drojdiei uscate (pudră de amidon, silice).

Granularea biomasei umede este necesară pentru creşterea suprafeţei de eliminare a apei şi pentru obţinerea unui produs cu umiditate omogen distribuită. Granularea se face cu ajutorul granulatoarelor şi extruderelor.

Uscarea biomasei granulate se face în curent cu aer cald la temperatură care să nu depăşească 400C în celula de drojdie.

Cea mai răspîndită este metoda de uscare în curent de aer cald, dar în strat fluidizat.Se folosesc – de obicei – tulpini de levuri cu celula mai mică şi conţinut de apă

intracelulară mai scăzut.Tehnica de lucruDrojdia umedă se trece de la filtru printr-o maşină de granulat, care transformă p

asta în granule rotunde, praf sau vermicei (tăiţei), după care pătrund în instalaţia de uscare.

Temperatura de uscare este cuprinsă între 32 şi 450C. La început temperatura este de 320C, apoi pe măsură ce apa este eliminată temperatura se ridică astfel ca procesul de uscare să dureze 60-80 de minute, iar umiditatea finală să fie de 7,5 – 9 %.

4. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A SPIRTULUI

Alcoolul etilic sau etanolul este un lichid străveziu, incolor, cu miros caracteristic, are temperatura de fierbere de 78,350C, pH 7 şi densitatea de 0,789. Este higroscopic, volatil, formînd soluţii cu apa de orice concentraţii.

Etanolul se prepară după metoda microbiologică prin fermentarea zahărului cu levuri. Pe cale chimică se obţine din etilenă, prin hidratare în prezenţa acidului sulfuric.

Prin fermentare, etanolul alimentar se obţine din: cereale, cartofi, sfeclă de zahăr şi melasă. Se mai obţine din deşeurile de la vinificaţie.

Alcoolul etilic se foloseşte pe larg în industria fermentativă, la prepararea vinurilor alcoolizate, esenţelor, infuziilor lichiorurilor şi rachiurilor.

4.1. Clasificarea materiilor prime: 4.1.1. Materii prime amidonoase:

- cereale: porumb, secară, grâu, orz, ovăz, orez, sorg;- cartofi;- rădăcini şi tuberculi de plante tropicale.

4.1.2. Materii prime zaharoase:- sfecla şi trestia de zahăr;- melasa din sfecla şi trestia de zahăr;- struguri, fructe, tescovine dulci.

4.1.3. Materii prime celulozice:- deşeuri din lemn de brad, molid, fag;- leşii bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei.

4.1.4. Materii prime care conţin insulină şi lichenină:- tuberculi de topinambur;- rădăcini de cicoare;- muşchi de Islanda.Cele mai utilizate materii prime sunt: cerealele, cartofii şi melasa.Compoziţia chimică a cartofilor: - umiditate 75 %;- substanţe extractive neazotoase 20,85 %, din care amidon 18,0 %;- proteine 2 %;- lipide 0,15 %;- celuloză 1 %;- substanţe minerale 1 %.4.1.5. Melasa reprezintă o soluţie concentrată de zaharuri alături de care se mai află

diferite substanţe minerale şi alţi constituenţi organici.Compoziţia chimică a melasei din sfecla de zahăr:- apă 20-25 %;- substanţă uscată 75-80 %;- zahăr total 44-52 %;

- zahăr invertit 0,1-0,5 %;- rafinoză 0,6-1,8 %;- azot total 1,2-2,4 %;- substanţe minerale 7,6-12,3;- pH 6-8,6.Materiile auxiliare folosite la fabricarea alcoolului sunt malţul verde, preparate

enzimatice microbiene, săruri nutritive şi factorii de creştere, acidul sulfuric, antispumanţi, antiseptice şi dezinfectanţi.

Apa : Vezi Apa în industria fermentativă.

4.2. Depozitarea materiilor prime

Cartofii se depozitează în silozuri speciale, ferite de umiditate prin infiltrare şi cu aerisire corespunzătoare.

În timpul depozitării au loc unele pierderi atât ca greutate cât şi la principalii constituenţi. Odată cu creşterea temperaturii, cresc şi pierderile în greutate.

Exemplu, pierderile de amidon: - la 0o sunt de 1,59 %;- la 50 sunt de 1,38 %;- la 130 sunt de 5,90 %.Cele mai bune temperaturi de depozitare pentru cartofi sunt cuprinse între 2 şi 50C.Cerealele se depozitează şi păstrează în magazii uscate şi dotate cu sisteme de aerisire,

pentru evitarea instalării mucegaiurilor. În acest caz are loc fenomenul de respiraţie. Respiraţia este accelerată de creşterea temperaturii şi umiditaţii.

În cazul unei umidităţi sporite poate interveni autoîncălzirea, urmată de instalarea microorganismelor. În aceste situaţii consecinţele sunt grave.

Melasa se depozitează în bazine de metal sau beton. La o depozitare de lungă durată, în compoziţia melasei au loc unele modificări: Astfel, sporesc conţinuturile în aciditate şi zahăr invertit, scade conţinutul total de zaharuri.

4.3. Fabricarea spirtului din materii prime amidonoase

4.3.1. Fabricarea spirtului din orzAceastă tehnologie implică mai întîi separarea sladului sau malţului. Se procedează ca

şi în cazul fabricării berii. Schema tehnologică de fabricare a alcoolului din cereale şi cartofi implică

următoarele secvenţe: recepţia materiei prime, depozitarea, transportul, precurăţirea, cîntărirea, măcinarea, fluidificarea, răcirea la 550C, zaharificarea, răcirea la 300C, însămînţarea, răcirea la 18-200C, fermentarea, distilarea alcoolului brut, rafinarea, depozitarea alcoolului rafinat.

4.3.2. Fabricarea spirtului din cartofi

Materia primă se transformă mai întîi într-un terci printr-o mărunţire înaintată. La mărunţirea cartofilor, mărimea finală a particulelor trebuie să fie de 50-100 µm, iar procentul de particule cu mărimea de peste 1 µm trebuie să fie de maxim 3 %.

O mărunţire insuficientă a materiei prime poate conduce la pierderi de alcool, de pînă la 20 l/t. Terciul obţinut se amestecă cu apa, după care urmează fierberea. Durata de fierbere este în funcţie de temperatură. Exemplu: la temperatura de 1720C durata de fierbere este de 2-4 minute, iar la temperatura de 136-1560C durata de fierbere este de 35-38 minute.

În prezent se foloseşte fierberea continuă a materiilor prime amidonoase. Regimul termic în fierbător se menţine prin intermediul unui termoregulator, al cărui mecanism este montat în circuitul de debitare al aburului.

Temperaturile de fierbere sunt de 147-1560C în cazul cerealelor şi de 136-1370C în cazul cartofilor. După fierbere urmează destinderea terciului fiert folosindu-se instalaţii speciale pentru răcire. După răcire terciul trece în faza de zaharificare.

Zaharificarea are loc sub acţiunea amilazelor din slad, iar hidroliza proteinelor sub acţiunea enzimelor proteolitice.

Zaharificarea plămezilor de cereale şi cartofi se mai poate face şi prin adaos de preparate amilalitice obţinute din mucegaiurile: Aspergillus niger, Aspergillus awamari, Aspergillus oryzae.

În Japonia, la zaharificarea plămezilor pentru spirt se folosesc şi culturi de Rhizopus japonicus, care au acţiune submersă alături de speciile Aspergillus batatae şi Aspergillus usami cu acţiune de suprafaţă.

Temperaturile optime pentru activitatea amilazelor sunt de 49-550C la secară şi grâu şi 49-540C la orz. Acţiunea amilazelor este evident uşurată cînd fierberea terciului a avut loc la temperatură mai ridicată.

4.3.2.1. Fermentarea plămezilor din cereale şi cartofi

Pentru fermentarea plămezilor se pot folosi drojdii lichide (cultivate în fabrică), drojdii speciale pentru alcool (uscate sau comprimate) sau drojdii de panificaţie.

La drojdiile lichide se folosesc 1-3 l drojdie la 1 hl plămadă; la drojdiile uscate 10-20 g/hl plămadă; la drojdiile comprimate 100-200 g/hl plămadă.

Drojdiile utilizate trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: să aibă o putere alcooligenă ridicată, să se poată acomoda la plămezile acide din cereale şi cartofi, să declanşeze rapid fermentaţia, să producă o cantitate cât mai mică de hidrogen sulfurat şi alte substanţe cu gust şi aromă nedorite. Se folosesc drojdii din genul Saccharomyces.

4.3.2.2. Pregătirea drojdiilor pentru însămînţarea plămezilor zaharificate

În acest scop se folosesc de preferinţă plămezi obţinute din materii prime nedegradate şi medii amidonoase amestecate.

Modul de lucru: în plămezile zaharificate, provenite din materii prime de calitate superioară, se mai adaugă slad (malţ mărunţit) suplimentar, în scopul completării substanţelor nutritive pentru drojdii (levuri). După adăugarea sladului mărunţit:

- plămada se menţine timp de 2-3 ore, la temperatura de 55 – 580C, pentru ca amidonul din sladul suplimentar introdus să fie zaharificat. Concomitent cu zaharificarea amidonului are loc şi hidroliza proteinelor rezultînd printre altele şi aminoacizi, constituenţi direct asimilabili de către levuri, în nutriţia lor plastică. Cantităţile de malţ verde ce se adaugă sunt: 0,6 kg la 10 l plămadă de cartofi; 1,2 kg la 10 l plămadă de porumb; 1 kg la 10 l plămadă din alte cereale (orz, secară, ovăz, orez);

- se ridică temperatura la 750C pentru terminarea zaharificării;- pasteurizarea (distrugerea tuturor microorganismelor) prin ridicarea temperaturii la

850C pe durată de 15 minute;- plămada se răceşte la cca. 500C şi se adaugă H2SO4, pentru corectarea pH-ului.

- se continuă răcirea pînă la 300C cînd se însămînţează cu drojdii în proporţii de 8-12 %, provenind dintr-o plămadă în fermentare, riguros pregătită şi controlată sub aspect microbiologic. Aciditatea se corectează prin adaos de H2SO4 pînă se atinge pH-ul de 3,8.

Fermentarea propriu-zisă durează 18 pînă la 20 ore, perioadă în care numărul de celule creşte pînă la 120-160 mil./ml de plămadă.

Plămada de drojdii este pe deplin corespunzătoare pentru "însămînţarea" musturilor sau terciurilor de cereale, respectiv de cartofi, cînd extractul din filtrat a coborât la 1/4 din cel iniţial, sau cînd populaţia a atins faza exponenţială sau logaritmică (după Monod).

Din drojdia "matură" se iau 10-12 % şi se însămînţează o nouă plămadă pentru drojdii, iar restul se foloseşte la însămînţarea plămezilor zaharificate şi răcite destinate obţinerii spirtului.

4.3.2.3. Fermentarea plămezilor zaharificate

Fermentarea plămezilor zaharificate ca proces tehnologic şi microbiologic comportă 3 etape:

- începutul fermentării;- fermentarea principală;- fermentarea finală (liniştită)

După însămînţare, numărul de drojdii realizat este de 20-24 mil./ml. La sfârşitul fazei principale numărul celulelor ajunge la 120-150 mil./ml.

Cînd procesul de fermentare este normal, în faza principală scăderea extractului este de aprox. 1 % pe oră. Adică la 1 l de plămadă, într-o oră fermentează 8,47 g maltoză cu formarea de 5,58 ml alcool (sau 4,43 g alcool), 2,1 l CO2 şi 1,13 kcal (sub formă de căldură).

În timpul fermentării se zaharifică şi apoi fermentează şi amidonul insolubil din plămadă care reprezintă 4-6 %.

În plămezi amidonul rezidual este de 1,5 – 2 % din cel total. Viteza de fermentare este puternic influenţată de cantitatea de drojdie folosită la însămînţare şi de calitatea sladului folosit pentru zaharificare.

Viteza de fermentare scade evident în ultima fază, cînd are loc fermentarea dextrinelor, după o prealabilă zaharificare a lor.

Pentru fermentarea plămezilor amidonoase, în industria alimentară se practică metoda periodică, semicontinuă şi continuă.

Temperatura iniţială a plămezilor însămînţate determină în mod hotărâtor durata fermentaţiei.

- Cînd temperatura iniţială este de 22-230C durata de fermentare este de 2 zile.- Cînd temperatura iniţială este de 17-180C durata de fermentare este de 3 zile.- Cînd temperatura iniţială este de 27-280C fermentarea se termină în 40 ore.În cursul fermentaţiei temperatura nu trebuie să depăşească 29 şi 300C cînd durata este

de 3 respectiv 2 zile, dar să nu coboare sub 270C. Fermentaţia se consideră terminată cînd extractul final al plămezii nu se modifică timp de 4 ore.

Fermentarea melaseiLa fermentarea melasei se folosesc procedee discontinue şi continue. În ultima vreme

au luat extindere cele continue. Metodele de fermentare continuă se împart în două grupe şi anume: fermentarea continuă cu separarea şi reutilizarea drojdiei în procesul de fermentare.

4.4. Fabricarea alcoolului din melasă

Obţinerea plămezilor fermentate din melasă cuprinde 3 etape:- pregătirea melasei pentru fermentare;- pregătirea drojdiei pentru fermentare;- fermentarea plămezii principale

La fermentarea plămezilor din melasă se folosesc atât procedee cu funcţionare discontinuă cât şi continuă.

Procedeele de fermentare continuă se împart în două grupe: procedee fără refolosirea drojdiei şi procedee cu separarea şi refolosirea drojdiei.

Pregătirea melasei cuprinde operaţiile de diluare cu apă, neutralizare şi acidulare, adăugare de săruri nutritive, limpezire şi sterilizare (pasteurizare). Plămada principală se diluează pînă la 30-34 % extract, iar plămada de drojdie pînă la 12-16 % extract. Cele două plămezi pot avea şi aceeaşi concentraţie în extract de 23 %.

Pregătirea drojdiei cuprinde multiplicarea în laborator, în secţia de culturi pure şi prefermentarea. În urma prefermentării rezultă o cantitate mare de plămadă de drojdie, reprezentînd cca. 40 % din plămada totală.

Fermentarea continuă are loc într-o baterie formată din mai multe linuri de fermentare. Separarea drojdiei se face din ultimul lin de fermentare cu ajutorul unor separatoare centrifugale, care concentrează drojdia într-un volum reprezentînd 7-10 % din plămada fermentată.

Laptele de drojdie obţinut este purificat prin tratare cu o soluţie de acid sulfuric, timp de 1-2 ore la pH = 2,2 – 2,4 pentru distrugerea eventualelor bacterii de infecţie, după care este refolosit la fermentare.

Procedeele de fermentare continuă a melasei cu reutilizarea drojdiei prezintă următoarele avantaje:

- creşterea randamentului în alcool pînă la 64-65 l alcool absolul/100 kg zaharoză din melasă;

- creşterea productivităţii şi reducerea corespunzătoare a necesarului de spaţiu şi investiţii de fermentare;

- automatizarea mai uşoară a procesului tehnologic;- micşorarea şi uniformizarea consumului de utilităţi.

Ca dezavantaj se menţionează pericolul mare de infecţie. Pentru a elimina acest dezavantaj s-a conceput procedeul de fermentare continuă a melasei, care permite obţinerea alcoolului cu o productivitate foarte ridicată din substraturi nesterile. Acest lucru s-a obţinut printr-o combinaţie între un bioreactor şi o unitate de separare solid/lichid, cu ajutorul căreia se recirculă biomasa de drojdie în sistem pînă la o concentraţie foarte ridicată.

4.5. Distilarea şi rafinarea alcoolului

Distilarea este procesul de trecere a unei părţi din plămezile fermentate în stare de vapori, prin fierberea acestora în recipiente rezistente la temperaturi ridicate şi condensarea vaporilor rezultaţi într-un sistem răcitor sau refrigerent.

Altfel spus, printr-un aport însemnat de calorii o parte din lichidul supus distilării (în cazul nostru plămezile fermentate) se transformă în vapori.

Compoziţia celor două faze – lichidă şi de vapori – nu este în general identică. Faza de vapori este mai bogată în elementul cel mai volatil, decât faza lichidă, din care s-a format sub acţiunea căldurii. De aceea prin condensarea fazei de vapori se va obţine un lichid mult mai bogat în elemente volatile, decât plămada din care s-au obţinut vaporii (de 4-5-6 ori şi chiar mai mult).

Plămezile fermentate constituie un amestec de apă, produse de fermentaţie, alcool etilic şi produse secundare (alcooli secundari, acizi organici volatili, aldehide ş.a.).

În aceste plămezi concentraţia în alcool etilic este de 8-11 vol % (8-110).Prin distilare alcoolul etilic şi toate celelalte componente volatile trec în distilat,

cunoscut sub numele de spirt brut.La presiune normală (1 atm.) temperatura de fierbere a alcoolului etilic este de

78,30C. Înseamnă că plămezile fiind, în general, amestecuri de alcool şi apă, vor fierbe la temperaturi cuprinse între 78,30C şi 1000C.

Cu cât concentraţia în alcool a plămezilor este mai mare, cu atât şi faza de vapori va fi mai concentrată în alcool.

Aparatele de distilare

După modul de funcţionare se împart în: aparate cu funcţionare discontinuă şi aparate cu funcţionare continuă.

În industria spirtului se folosesc instalaţii cu funcţionare continuă sau cu coloană. În cele mai multe cazuri se folosesc instalaţii cu două coloane: o coloană este pentru plămadă iar cealaltă cu două părţi (o parte de îmbogăţire în spirt şi alta pentru epuizarea lichidului în alcool).

Rectificarea spirtului brutRectificarea este operaţiunea tehnologică de purificare a spirtului brut de produsele

secundare ce apar în procesul de fermentaţie. Aceşti constituenţi secundari sunt: acizi organici, aldehide, alcooli superiori ş.a.

Rectificarea se poate efectua în aparate cu funcţionare discontinuă şi cu funcţionare continuă. În cele cu funcţionare discontinuă sau periodică se separă "frunţile" în care se găsesc constituenţii care au puncte de fierbere sub aceea a alcoolului etilic; apoi se obţine spirtul rafinat şi la sfârşit "cozile".

În "frunţi" se găsesc, în cea mai mare măsură, aldehidele şi alcoolul metilic iar "cozile" sunt dominate de alcoolii superiori, urmaţi de unii esteri şi acizi volatili.

În aparatele cu funcţionare continuă "frunţile", spirtul rafinat şi "cozile" se obţin în mod continuu.

Spirtul rafinat trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: să fie limpede, incolor, miros caracteristic şi gust arzător; concentraţia alcoolică, la 150C minim 96 vol %; aciditate maxim 0,006 g acid acetic la 100 ml alcool absolut; aldehide maxim 0,002 g la 100 ml alcool absolut; alcooli superiori maxim 0,004 g la 100 ml alcool absolut; alcool metilic şi furfurol absente.

5. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A WHISKY-ULUI

Whisky reprezintă o băutură alcoolică cu tăria de 45 % vol., obţinută prin distilarea mustului, preparat din secară, porumb, orz ori malţ de orz. Ulterior distilatul brut se maturează în butoaie de stejar, carbonizate în interior, se cupajează cu apă aerată pînă la 45 % vol. Alcool, administrîndu-se sirop de zahăr, coler.

Whisky este băutura tare naţională a populaţiilor anglo-saxone şi se produce în Marea Britanie, Irlanda, SUA, Canada.

Se fabrică de 3 tipuri: din secară, din porumb şi malţ, din orz. Whisky scoţian şi irlandez se prepară din orz şi alte cereale. În SUA mustul pentru whisky se prepară din amestec de porumb (65 – 70 %), secară (15 – 23 %) şi malţ de orz (12 – 15 %). Pe lîngă etanol, wisky conţine acizi, esteri, aldehide, alcooli superiori, furfural şi substanţe extractive din lemn de stejar carbonizat.

Tehnologia de obţinere a whisky-ului include următoarele cicluri tehnologice: prepararea mustului, fermentarea alcoolică a acestuia, distilarea brăgii mature, maturarea.

Prepararea mustului cuprinde următoarele operaţii tehnologice: fabricarea şi tratarea termică a plămadei, zaharisirea şi răcirea masei răsfierte. Mustul obţinut, cu concentraţia în substanţe uscate de 16 – 17 % masă se diluează cu borhot răcit pînă la concentraţia în substanţe uscate de 11 – 13 % masă. Diluarea cu borhot are scopul de a înlesni acumularea în whisky a substanţelor aromatice.

Fermentarea alcoolică a mustului se realizează cu rase speciale de levuri XII sau M la 300C în aparate de fermentare dotate cu sisteme de răcire cu apă, timp de 3 – 4 zile. Tăria alcoolică a brăgii mature este de 7-8 % vol.

După diluarea distilatului brut cu apă distilată pînă la 50 % vol. alcoolul se toarnă în butoaie de stejar carbonizate în interior, avînd capacitatea de 20 dcl. Maturarea distilatelor decurge la temperatura de 18 – 230C, umiditatea -70-80 %, timp de cel puţin 4 ani. În timpul maturării are loc îmbogăţirea băuturii whisky cu substanţe extractive din doaga carbonizată de stejar. Din lemnul de stejar se extrag produsele hidrolizei şi oxidării ligninei, celulozei şi hemicelulozei. În consecinţă, whisky se îmbogăţeşte cu acizi şi aldehide alifatice şi aromatice cu aromă puternică. Cu mărirea concentraţiei acizilor, aldehidelor, se intensifică şi procesul de esterificare, ca urmare, concentraţia esterilor la maturare se multiplică de peste 6 ori. Aroma whisky devine tipică pronunţată, gustul armonios.

Cupajul pentru whisky include distilate maturate de diferite vârste, soluţie apoasă a alcoolului etilic rectificat extrapurificat, cu tăria alcoolică de 45 %, sirop de zahăr, diferite extracte, vinuri, sucuri. Whisky maturat, cupajat, se filtrează şi se îmbuteliază în sticle de 0,25, 0,5 şi 0,75 dm3.

Ginul se prepară din distilat brut, obţinut din must de secară. Ginul gata se ameliorează cu alcool aromat din ienupăr şi are concentraţia alcoolică de 45 % vol.

6. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A ROMULUI

Romul este o băutură alcoolică, obţinută prin fermentarea alcoolică a sucului, a melasei şi a altor produse de prelucrare a trestiei de zahăr, cu levuri Schizosaccharomyces şi bacterii butirice, distilarea brăgii, diluarea distilatului pînă la 50 % vol. alcool şi prin maturarea în butoaie de stejar noi timp de cel puţin 4 – 5 ani. Romul conţine esteri ai acizilor formic, acetic, butiric, valerianic, capronic, heptilic precum şi esenţă de rom.

Se produce rom natural, amestecuri de rom natural. Romul natural se obţine prin diluarea distilatului pentru rom cu apă pînă la o tărie anumită. Amestecul de rom se prepară din alcool etilic obişnuit şi distilat pentru rom pentru a obţine băutura cu aroma şi gustul specifice romului. Romul artificial se obţine din alcool etilic rectificat, apă dedurizată, esteri, esenţă de rom şi alte substanţe.

Materia primă principală pentru fabricarea romului este sucul din trestie-de-zahăr. Cel mai calitativ rom se obţine din melasă obţinută la prelucrarea trestiei-de-zahăr.

Cele mai mari cantităţi de rom se produc pe insulele Indiei de Vest, Cuba, Jamaica, Martinica, Madagascar, Mauricia, Guineea, Brazilia, unde se cultivă trestie-de-zahăr.

Tehnologia de obţinerea a romului include următoarele cicluri tehnologice: prepararea mustului pentru rom, fermentarea alcoolică a mustului, distilarea brăgii pentru rom, maturarea romului.

Melasa din trestie de zahăr conţine circa 40 % de glucide fermentabile. Mustul pentru rom se obţine prin diluarea melasei pînă la concentraţia în substanţe uscate de 15-18 % masă, în zahăr 120-140 g/dm3, aciditatea 0,4 – 0,5 g/dm3.

Fermentarea alcoolică a mustului pentru rom este iniţiată de levuri selecţionate: Saccharomyces cerevisiae şi unele rase de fermentare superioară Schizosaccharomyces. Levurile de fermentare superioară Schizosaccharomyces acumulează în must acizi organici, esteri, aldehide, alcooli superiori. Romul slab aromatizat de Cuba se obţine prin fermentare cu levuri Schizosaccharomyces, care fermentează rapid mustul. Fermentarea alcoolică a mustului decurge 4-5 zile la temperatura de 25-270C şi pH 5,5 – 5,8 în aparate de fermentare închise, dotate cu sisteme de răcire. La fermentarea mustului de Jamaica se folosesc şi bacteriile butirice Granulobacter care produc 90 % de acid butiric şi acizi: acetic, propionic, valerianic, capronic. Concentraţia sporită a acidului butiric contribuie la formarea butiratului de etil – componentul principal al esenţei de rom. Din alţi acizi organici se formează numeroşi esteri cu miros agreabil de flori.

Braga pentru rom matură cu tăria alcoolică de 7-9 % vol se separă de levuri pentru a preîntâmpina apariţia nuanţelor de coniac în aromă. Distilarea brăgii pentru rom se realizează prin distilarea dublă la alambicuri, dotate cu coloană de întărire, deflegmator şi refrigerator. Este utilizată şi distilarea la aparate cu acţiune continuă. Prin distilarea fracţionată se separă: ″frunţi″, fracţiunea principală – distilatul pentru rom şi ″cozi″. După distilare fracţiunile ″frunţi″, ″cozi″ se amestecă, se diluează cu apă pînă la concentraţia alcoolică de 20 % vol. şi se distilează fracţionat. Fracţiunea medie obţinută se adaugă la distilatul pentru rom, iar fracţiunile ″frunţi″ şi ″cozi″ se utilizează ca deşeuri. Distilatele pentru rom, obţinute la aparate cu acţiune periodică au calitatea înaltă.

Randamentul în distilatul pentru rom constituie 85-90 % din volumul alcoolului etilic din braga maturată. Distilatele pentru rom conţin 54-60 % vol. de alcool şi include în 1

dm3 de alcool absolut: 235 mg de acizi, 450 mg de esteri, 20 mg de aldehide, 2500 mg de alcooli superiori şi 1 mg de furfurol.

Maturarea distilatului pentru rom se realizează în butoaie de stejar noi cu capacitatea de 15-20 dcl timp de 4-5 ani la temperatura de 20-300C şi umiditatea de 75-80 %. Preliminar distilatul pentru rom se diluează cu apă distilată pînă la concentraţia alcoolică de 50 % vol. În timpul maturării romului are loc extragerea şi oxidarea componenţilor lemnului de stejar, formîndu-se substanţele aromate şi mirosul penetrant de flori.

După maturare distilatul pentru rom se diluează cu apă distilată aerată pînă la 45 % vol. alcool. În cupajul romului se include sirop de zahăr, caramel colorant. După filtrare romul se îmbuteliază în sticle de 0,25, 0,50 şi 0,75 dm3.

Romul gata are culoare aurie-chihlimbarie-închisă, buchetul compus, specific romului, gust plăcut puţin arzător. Concentraţia alcoolică a romului – 45 % vol., iar conţinutul în zahăr – 2%.

7. TEHNOLOGIA FABRICĂRII OŢETULUI

Oţetul este un lichid cu miros specific şi gust acru, obţinut prin oxidarea, în anumite condiţii a alcoolului etilic din băuturi alcoolice (vin, bere, băuturi fermentate din fructe-mere, pere), prin fermentarea acetică a soluţiilor de hexoze (glucoză, fructoză) sau prin diluarea cu apă a acidului acetic concentrat.

Este folosit în alimentaţie drept condiment şi un excelent conservant pentru alte produse alimentare. Cu alte cuvinte, oţetul poate fi de fermentaţie şi de distilare.

În procesul de fermentaţie oxidarea pe cale biologică a alcoolului etilic pînă la acid acetic (principalul component al oţetului) – se desfăşoară sub acţiunea bacteriilor acetice.

Din punct de vedere taxonomic aceste bacterii aparţin genurilor Acetobacter şi Gluconobacter.

Mecanismul biochimic al transformării alcoolului etilic în acid acetic poate fi exprimat:

CH3-CH2OH + H2O + 2NAD+→ CH3-COOH + 2NADH + H+

SauCH3-CH2OH + O2 → CH3-COOH + H2O

În industria oţetului oxidarea pe cale biologică are loc în cazi de lemn sau recipiente metalice în care se găsesc suporturi de oxidare.

Recent s-au adoptat procedee de fermentare acetică ce se desfăşoară în recipiente special construite şi în condiţii submerse. Deşi aceste produse prezintă o productivitate ridicată, ele nu s-au răspîndit prea mult, fiind costisitoare.

7.1. Materiale de umplutură pentru căzile de oxidarePrincipalul material de umplutură îl reprezintă talaşul de fag roşu. Afară de acesta se

mai pot folosi: talaşul de stejar şi mesteacăn, mangalul, cocsul tratat cu acid clorhidric diluat, spuma de mare, cocenii de porumb tocaţi, legături de crengi.

În cadă, procesul de oxidare a alcoolului nu se desfăşoară uniform în toată masa de talaş. În diferitele zone ale talaşului pe înălţimea căzii s-au constatat următoarele:

În primul strat (partea de sus) se oxidează 44 % din alcoolul ce se află supus oţetirii.

În al II-lea strat se oxidează 10,5 % din alcool.În al III-lea strat se oxidează 6,5 % din alcool.În al IV-lea 5 %În al V-lea 4,5 %În al VI-lea (ultimul de jos) 2,5 % din alcool.Acest aspect este determinat de prezenţa oxigenului din ce în ce mai scăzută către

partea inferioară a recipientului.Cunoscînd că bacteriile acetice sunt prin excelenţă aerobe diferenţele sunt justificate.

7.2. Caracteristicile organoleptice ale oţetului de fermentaţieAspect: limpede pînă la slab opalescent, fără sedimente sau corpuri străine.Culoare: Galben-roşcat

Miros: plăcut, caracteristic de oţetGust: acru, plăcut, caracteristic, fără gust de talaş sau alt gust străin

7.3. Caracteristicile fizico-chimice ale oţetului de fermentaţieAciditate totală, în g acid acetic la 100 ml produs (grade aciditate).......9±0,3Extract, g la 100 ml produs, min.........0,1Alcool metilic, g la 100 ml produs............max. 0,05Compuşi de metale grele (Pb, Cu, Zn, Sn)............lipsăAcizi minerali.....................lipsăColoranţi artificiali şi caramel..........lipsă.

8. TEHNOLOGIA OBŢINERII ACIDULUI CITRIC PRIN FERMENTAŢIE

Acidul citric se foloseşte în: industria alimentară, în industria farmaceutică şi ca disolvant. El se poate obţine prin extragere din fructe citrice (în special lămîi) sau pe cale de fermentaţie.

Pentru obţinerea acidului citric pe calea fermentaţiei în cea mai mare măsură se foloseşte melasa, ca materie primă.

Pentru obţinerea acidului citric din melasă se cunosc şi se aplică procedee de fermentare la suprafaţă şi procedee de fermentare submersă. Ca microorganisme se folosesc diferite tulpini de Aspergillus niger izolate din microflora spontană.

Procedeul de fermentare în suprafaţăÎn vederea aplicării acestui procedeu se derulează următoarea succesiune de

operaţiuni tehnologice:- diluarea melasei pînă la o concentraţie de 30 % zahăr:- tratarea melasei diluate cu ferocianură de potasiu în scopul îndepărtării metalelor

grele (Fe, Cu, Mn);- aducerea pH-ului la valoarea 7 cu acid sulfuric;- adiţionarea de acid fosforic pînă la min. 0,02 % - 0,05 %;- sterilizarea materialului la temperatura de 1000C;- diluarea melasei în continuare pînă la un conţinut de 15 % zahăr;- răcirea melasei sterile.Melasa sterilă răcită se introduce în instalaţia de fermentare, compusă din camere în

care se află tăvi de aluminiu cu dimensiuni de 2 x 2,5 x 0,15 – 0,20 m. Aceste tăvi sunt suprapuse, fiecare avînd un ştuţ de preaplin.

Mediul de fermentare (melasă pregătită conform regulilor menţionate) se introduce pe prima tavă de sus din care intră în următoarele pînă la o înălţime de 8-18 cm, determinată de poziţia ştuţului de preaplin faţă de partea inferioară a tăvilor.

Urmează însămînţarea mediului cu spori de mucegai (Aspergillus niger), procesul de fermentaţie desfăşurîndu-se pe o durată de 7-9 zile la temperatura de 300C.

Pe parcursul fermentaţiei în camerele destinate în acest scop se introduce aer steril la un debit de 15 m3/m3/h, pentru stimularea activităţii fermentării oxidative a glucidelor, cu formare de acid citric. După încheierea fermentaţiei miceliul de mucegai de la suprafaţă se îndepărtează, iar lichidul parcurge un şir de operaţii tehnologice în vederea separării acidului citric.

Mai întîi lichidul se încălzeşte şi se adaugă lapte de var pînă cînd pH-ul atinge valoarea de 8,5. Citratul de calciu format se precipită, fiind separat prin filtrare de partea lichidă. Citratul se descompune cu acid sulfuric, eliberîndu-se acidul citric.

Se adaugă anumite substanţe chimice pentru îndepărtarea impurităţilor şi a excesului de acid sulfuric. Urmează o nouă filtrare după îndepărtarea excesului de acid sulfuric.

Se procedează în continuare la concentrarea în vacuum şi cristalizarea prin procedeul continuu sau discontinuu. Cristalele de acid citric obţinute sunt separate în instalaţii centrifugale, uscate, sortate şi ambalate.

9. TEHNOLOGIA DE OBTINERE A SUCURILORDE FRUCTE SI LEGUME

Prin sucuri de fructe se definesc acele băuturi obţinute din diferite specii pomicole, foarte bine coapte şi sănătoase, fie printr-un procedeu mecanic (presare, centrifugare) fie prin difuzie şi care sunt conservate prin concentrare, conservare chimică, pasteurizare.

Fabricarea sucurilor de fructe s-a dezvoltat pe două direcţii:- sucuri limpezi (fără particule în suspensie), care datorită eliminării diferitelor particule

prezintă un grad mare de transparenţă;- sucuri cu pulpă (cu particule în suspensie) la care trebuie asigurată stabilitatea acestor

suspensii.

Tehnologia sucurilor limpezi

Fiecare specie de fruct urmează o tehnologie specifică, dar toate tehnologiile, indiferent de fruct şi de calitatea sa, cuprind operaţiile de obţinere a sucului printr-un procedeu mecanic sau prin difuzie şi de limpezire a sucului brut prin diferite tehnici de eliminare a particulelor.

Sucurile de fructe se pot obţine prin: presare, centrifugare şi prin difuzie.Presarea este metoda cea mai folosită la obţinerea sucului. Înaintea presării, fructele

suferă o serie de tratamente preliminare, constând în divizarea mai mult sau mai puţin avansată, urmată uneori de un tratament enzimatic preliminar, în vederea distrugerii substanţelor pectice. Gradul de mărunţire influenţează în mare măsură asupra randamentului presării. Operaţia de presare depinde de presiunea exercitată şi de durata ei.

Factorii care influenţează presarea sunt:- suculenţa materiei prime- grosimea stratului de material- consistenţa şi structura stratului de presare- variaţia în timp a presiunii- materialele auxiliare folosite- metoda de prelucrare prealabilă a fructelor.

Există un lucru foarte mare de tipuri de prese ce se folosesc la obţinerea sucurilor, dar indiferent de tipul folosit, sucul trebuie să aibă un conţinut de substanţe solide insolubile care să fie uşor eliminate prin decantare.

Centrifugarea. În centrifugă, materialul este supus acceleraţiei centrifugale.Principalii factori care condiţionează extracţia sucului sunt:

- turaţia centrifugei- durata centrifugării- gradul de umplere a centrifugei şi gradul de mărunţire a materiei prime.

Cele mai utilizate centrifuge sunt cele filtrante cu ax vertical şi tambur filtrant conic perforat.

Difuzia. Această metodă prezintă avantajele unui randament mare în suc şi al unei productivităţi ridicate. S-a constatat că sucurile de fructe obţinute prin difuzie sunt de bună calitate, compoziţia chimică a lor nu diferă substanţial de a celor obţinute prin presare, dar se consideră necesară specificarea pe etichetă a acestui procedeu.

Limpezirea sucurilor de fructe. Sucul brut obţinut prin presarea fructelor are o vâscozitate ridicată şi conţine o cantitate mare de particule în suspensie, care sedimentează încet.

Pentru a obţine sucuri limpezi, este necesar să se elimine sedimentul din suc (particulele solide), operaţie care se poate realiza prin mai multe metode: - autolimpezirea- limpezirea enzimatică - prin cleire- cu argile- prin încîlzire rapidă- prin centrifugare.

Autolimpezirea se bazează pe proprietatea ce o au sucurile de a se limpezi spontan după un anumit timp. Rezultate bune se obţin în cazul sucului de struguri.

Limpezirea enzimatică se recomandă pentru tratarea sucurilor bogate în substanţe pectice (mere, coacăze) şi pentru obţinerea sucurilor concentrate, în vederea reducerii vâscozităţii şi evitării fenomenului de gelificare.

În acest scop se folosesc preparate enzimatice pectolitice, care realizează sedimentarea şi reducerea vâscozităţii sucurilor în câteva ore, faţă de câteva luni necesare autolimpezirii.

Limpezirea prin cleire constă în adăugarea în suc a unor soluţii coloidale care formează cu substanţele ssistemului coloidal ale sucului combinaţii insolubile, sau transformă coloizii hidrofili ai sucului în coloizi hidrofobi; prin neutralizarea coloizilor naturali ai sucului are loc sedimentarea lor.

Metoda de cleire cea mai utilizată este cea cu ajutorul soluţiilor de gelatină şi tanin.Limpezirea cu argile adsorbante respectiv bentonite, reduce în măsură mai mică

conţinutul de coloizi din suc, de aceea se poate aplica tratarea combinată a sucului cu gelatină şi bentonită.

Limpezirea prin încălzirea şi răcirea rapidă a sucului duce la separarea suspensiilor din sucul de fructe. Se recomandă ca încălzirea să se facă la 77 – 780C timp de 10-80 secunde, urmată de răcirea rapidă la temperatura camerei sau la 4-50C.

Limpezirea prin centrifugare se bazează pe acţiunea forţei centrifuge, care duce la separarea rapidă a impurităţilor, a suspensiilor şi a microorganismelor. Prin acest tratament nu se realizează o reducere a vâscozităţii, deoarece substanţele coloidale nu sedimentează.

Filtrarea sucurilorDupă limpezire, sucurile nu sunt perfect limpezi, de aceea este necesară filtrarea care

asigură transparenţa şi stabilitatea produsului.Ca materiale filtrante se folosesc: pânza, celuloza, azbestul şi pământul de infuzorii.Sucurile se filtrează la temperatura camerei sau la rece, iar uneori se practică o

încălzire la 50-600C pentru accelerarea procesului de filtrare. Pentru filtrare se folosesc o gamă largă de filtre şi anume:

- filtre cu umplutură de colmatare- filtre-presă cu rame şi plăci.

În ultimul timp se realizează polifiltrarea, care constă într-o dublă filtrare a sucului în acelaşi aparat.

Conservarea sucurilor de fructe se realizează prin: pasteurizare, refrigerare sau congelare, concentrare, uscare, conservare chimică.

Tehnologia de obţinere a sucurilor cu pulpă

Problema principală ce apare la fabricarea nectarului este evitarea sedimentării particulelor, de aceea trebuie acordată o atenţie deosebită operaţiei de omogenizare.

Sucurile cu pulpă au tendinţa de a sedimenta în timp chiar la un grad de mărunţire de 0,4 mm, ceea ce înrăutăţeşte aspectul comercial. Pentru a se evita aceste neajunsuri este necesar să se micşoreze dimensiunea particulelor până la 50 – 100 µ.

Pentru a se atinge un grad de mărunţire atât de înaintat se folosesc în special omogenizatoarele cu pistoane.

Unele linii tehnologice ca linia Bertuzzi, folosesc o instalaţie de centrifugare, care elimină părţile celulozice şi realizează o stabilitate a produsului mai bună în timp.

Procesul de omogenizare fină determină o saturare a produsului cu aer care, datorită oxigenului conţinut, duce la oxidarea substanţelor organice din produs, micşorând conţinutul de vitamine, respectiv valoarea nutritivă. Pentru eliminarea aerului din produs se folosesc procedee termice, sub vid sau combinate. Cea mai utilizată este metoda combinată de dezaerare, prin care produsul este supus în acelaşi timp efectului termic şi vacuumului.

Schema tehnologică generală de obţinere a sucurilor cu pulpă parcurge următoarele secvenţe:

Materia primă → condiţionare (spălare, sortare, eliminarea părţilor necomestibile) → preîncălzire → obţinerea sucului cu pulpă sau a cremei → conservare aseptică → cupajare cu materiale auxiliare → centrifugare – omogenizare → dezaerare → tratare termică → îmbuteliere → sterilizare → condiţionare recipiente → depozitarea nectarului.

Tehnologia sucurilor cu pulpă din materii prime vegetale este orientată în trei direcţii:- nectarul din fructe (caise, piersici, vişine, gutui, pere, prune, struguri, coacăze, zmeură,

căpşune, afine)- sucuri cu pulpă obţinute din legume (tomate, sfeclă, morcovi, ţelină, spanac, varză)- sucuri cupajate sau cocteiluri obţinute prin amestecarea sucurilor de legume cu cele de

fructe, pentru îmbunătăţirea gustului având în vedere că sucurile de legume nu au calităţi senzoriale suficient de plăcute.

Nectarurile de fructe se obţin conform următoarelor reţete de fabricaţie: Pentru 100 kg nectar de fructe cu substanţă uscată solubilă minim 10 grade

refractometrice.Sortiment Piure fructe

kgSirop zahăr kg Acid ascorbic

kgAcid citric kg

Nectar de caise 60 40 0,01 0,2Nectar de gutui 40 60 0,01 0,2Nectar de pere 40 60 0,01 0,5Nectar de piersici 60 40 0,01 0,2Nectar de vişine 70 30 0,01 -

Tehnologia sucurilor de fructe concentrate

Sucurile concentrate se obţin din sucuri de fructe supuse operaţiei de concentrare.Instalaţiile moderne pot realiza concentrarea sucurilor de fructe până la maxim 7 ori

concentraţia iniţială. În aceste condiţii sucurile cu substanţă uscată solubilă de aproximativ 100 refractometrice pot fi concentrate până la 700 refractometrice, concentraţie la care activitatea microorganismelor este inhibată.

În prezent există tendinţa de a se renunţa la concentrarea avansată a sucurilor care necesită un consum mare de energie şi influenţează negativ calitatea produselor, realizându-se

concentrarea până la 40 – 450 refractometrice, aplicând ca procedeu de conservare suplimentar următoarele: conservare chimică, conservare şi ambalare aseptică.

Cu excepţia sucurilor de mere şi struguri care se concentrează la 65 – 700

refractometrice, toate celelalte sucuri se concentrează până la 42 – 450 refractometrice.Concentrarea se poate realiza prin mai multe metode: evaporare, congelare, osmoză

inversă şi ultrafiltrare. Metoda cea mai folosită pe scară industrială este concentrarea prin evaporare.

Instalaţiile folosite pentru concentrarea sucurilor de fructe sunt de tipul Alfa – Laval, Schmidt, Manzini cu dublu şi triplu efect în vederea reducerii consumului de utilităţi şi a concentrării ultrarapide pentru a asigura păstrarea calităţii produsului.

O operaţie principală la fabricarea sucurilor de fructe concentrate, o reprezintă recuperarea aromelor, deoarece aromele influenţează mult calităţile senzoriale ale produselor.

Cantitatea de suc evaporată pentru recuperarea aromelor reprezintă 10-30 % din cantitatea de suc proaspăt.

Pentru concentrarea sucurilor de fructe se folosesc sucuri bine limpezite şi filtrate.În cazul sucului de mere prin evaporarea a 10, 20 sau 30 % din suc se pot reţine în

concentratul de aromă 60, 85 sau 90 % din substanţele de aromă ale sucului.În practică gradul de evaporare este de 10 % suficient pentru a asigura obţinerea unui

concentrat de arome, care prin diluare să dea o aromă specifică de mere.În cazul celorlalte fructe procentul de suc evaporat este de 20 % la zmeură, mure,

căpşune; 25 % la vişine; 20-30 % la coacăze negre şi afine.Recuperarea aromelor din sucurile defructe se bazează pe solublitatea acestora în

apă şi pe volatilitatea lor. Aceasta se poate realiza în două variante: - în primele stadii ale concentrării, când are loc evaporarea parţială a sucului, eliminându-se

o cantitate de vapori (10-15 %) ce antrenează aromele; - în a doua variantă recuperarea aromelor se face pe tot timpul concentrării.

Instalaţiile de recuperare a aromelor deşi sunt diferite din punct de vedere constructiv, funcţionează pe acelaşi principiu, respectiv evaporarea unei porţiuni de suc urmată de condensări şi evaporări succesive ale vaporilor conţinând substanţe de aromă, până la obţinerea unui concentrat de aromă.

Gradul de concentrare al substanţelor de aromă se exprimă printr-un raport având la numitor cantitatea de suc proaspăt din care se obţine 1 kg concentrat de aromă. Acesta este între 1/60 şi 1/200 cel mai uzual fiind de 1/100 în funcţie de produs şi instalaţia de recuperare a aromelor.

Sucurile din fructe de pădure (afine, coacăze, zmeură) şi de citrice sunt concentrate la 42 – 450 refractometrice şi pentru a le asigura stabilitatea la depozitare se tratează cu 0,2 % benzoat de sodiu.

Sucurile concentrate se depozitează în recipiente condiţionate în prealabil (din oţel inox sau sticlă), în spaţii ferite de acţiunea razelor solare şi îngheţ, la temperaturi de 10-200C.

Când după concentrare s-a făcut răcirea sucurilor la 3-40C, depozitarea are loc în spaţii refrigerate.

TEST DE AUTOEVALUARE

1. Ce se înţelege prin apă potabilă?2. Prin ce metodă se determină gustul şi mirosul apei?3. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industria conservelor.4. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industria laptelui şi a produselor lactate.5. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industriile fermentative.6. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industria panificaţiei şi a pastelor

făinoase.7. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industria uleiurilor.8. Precizaţi caracteristicile apei utilizată în industria zahărului.9. Care sunt metodele de îmbunătăţire a calităţii apelor?10. Precizaţi principalele caracteristici ale berii.11. Descrieţi materiile prime folosite în industria berii.12. Descrieţi modul de depozitare al orzului.13. Ce este malţul şi ce etape comportă fabricarea acestuia?14. Precizaţi transformările chimice care au loc în timpul germinării orzului.15. Cum se desfăşoară procesul de uscare a orzului?16. Ce este brasajul?17. În ce constă procesul de zaharificare a amidonului?18. În ce constă procesul de hidroliză a proteinelor?19. Care sunt procedeele de plămădire – zaharificare?20. Descrieţi brasajul prin infuzie.21. Descrieţi brasajul prin decocţie.22. Cum se realizează filtrarea mustului din plămezile de slad de orz zaharificat?23. Descrieţi procesul de fierbere a mustului de bere cu hamei.24. În ce constă formarea trubului la cald sau ″fierbinte″?25. În ce constă formarea trubului la rece?26. Descrieţi procesul de fermentare a mustului de bere.27. Cum se obţine cultura pură de drojdie pentru fermentarea berii?28. Descrieţi procesul de fermentare primară la bere.29. Descrieţi procesul de fermentare secundară la bere.30. În ce constă maturarea berii?31. Ce este filtrarea şi stabilizarea în industria berii?32. Modalităţi de realizare a filtrării şi stabilizării în industria berii.33. Melasa ca materie primă în tehnologia de obţinere a drojdiei de panificaţie.34. Descrieţi dezvoltarea drojdiei în plămezi concentrate.35. Cum se obţine drojdia de panificaţie congelată?36. Cum se obţine drojdia de panificaţie uscată?37. Descrieţi materiile prime folosite în industria spirtului.38. Descrieţi tehnologia de obţinere a spirtului din orz.39. Descrieţi tehnologia de obţinere a spirtului din cartofi.40. Precizaţi şi descrieţi etapele fabricării alcoolului din melasă.

41. În ce constă distilarea şi rafinarea alcoolului?42. Descrieţi tehnologia de obţinere a whisky-ului.43. Descrieţi tehnologia de obţinere a romului.44. Ce este oţetul?45. Descrieţi tehnologia de obţinere a oţetului.46. Care sunt caracteristicile organoleptice ale oţetului de fermentaţie?47. Descrieţi procedeul de fermentare la suprafaţă în tehnologia de obţinere a

acidului citric.48. Ce se înţelege prin sucuri de fructe?49. Descrieţi tehnologia sucurilor limpezi.50. Cum se realizează limpezirea sucurilor?51. Descrieţi tehnologia sucurilor cu pulpă.52. Descrieţi tehnologia sucurilor de fructe concentrate.

BIBLIOGRAFIE

1. Banu C. şi col. – Manualul inginerului de industrie alimentară. Vol. II, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1999.

2. Banu C. şi col. - Tratat de ştiinţa şi tehnologia malţului şi a berii. Vol. II, Ed. Agir, Bucureşti, 2000.

3. Banu C. şi col. - Tratat de ştiinţa şi tehnologia malţului şi a berii. Vol. I, Ed. Agir, Bucureşti, 2000.

4. Carpov S. – Tehnologia generală a industriei alimentare. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1997.

5. Dan Valentina – Microbiologia alimentelor. Ed. Alma, Galaţi, 2001.

CUPRINS

1. APA ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ…………………………………… 31.1. Apa în industria conservelor……………………………………………… 31.2. Apa în industria laptelui şi a produselor lactate………………………… 41.3. Apa în industriile fermentative…………………………………………… 41.4. Apa în industria panificaţiei şi a pastelor făinoase……………………… 51.5. Apa în industria uleiurilor………………………………………………….51.6. Apa în industria zahărului………………………………………………….61.7. Metode de îmbunătăţire a calităţii apelor…………………………………61.7.1. Sedimentarea naturală………………………………………………….. 61.7.2. Decantarea cu coagulant……………………………………………….. 61.7.3. Filtrarea apei…………………………………………………………… 61.7.4. Dezinfectarea apei……………………………………………………… 61.7.5. Corectarea calităţii apei………………………………………………... 7

2. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A MALŢULUI ŞI A BERII…………. 82.1. Materii prime……………………………………………………………… 82.1.1. Orzoaica şi orzul……………………………………………………….. 82.1.2. Materii prime nemalţificate folosite la fabricarea berii………………102.1.3. Hameiul……………………………………………………………….. 112.1.4. Apa …………………………………………………………………….122.2. Fabricarea malţului………………………………………………………122.2.1. Înmuierea orzului…………………………………………………….. 132.2.2. Germinarea orzului……………………………………………………132.2.3. Uscarea malţului………………………………………………………162.3. Brasajul……………………………………………………………………172.4. Procedee de plămădire – zaharificare………………………………….. 182.5. Filtrarea mustului din plămezile de slod de orz zaharificate…………..202.6. Fierberea mustului de bere……………………………………………….212.7. Răcirea şi limpezirea mustului…………………………………………...232.7.1. Formarea trubului la cald sau ″fierbinte″……………………………232.7.2. Formarea trubului la rece……………………………………………..242.8. Fermentarea mustului de bere…………………………………………..242.8.1. Cultura pură de drojdie………………………………………………..262.8.2. Desfăşurarea procesului de fermentare primară……………………..272.8.3. Fermentarea secundară……………………………………………….282.8.4. Limpezirea naturală a berii…………………………………………...292.8.5. Maturarea berii………………………………………………………..292.8.6. Filtrarea berii şi stabilizarea………………………………………….29

3. TEHNOLOGIA OBŢINERII DROJDIEI DE PANIFICAŢIE………..32

3.1. Calitatea melasei………………………………………………………..323.2. Limpezirea melasei……………………………………………………..323.3. Dezvoltarea drojdiei în plămezi concentrate………………………….333.4. Drjdia congelată………………………………………………………...343.5. Drojdia de panificaţie uscată…………………………………………...34

4. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A SPIRTULUI……………………..364.1. Clasificarea materiilor prime…………………………………………..364.1.1. Materii prime amidonoase……………………………………………364.1.2. Materii prime zaharoase……………………………………………...364.1.3. Materii prime celulozice…………………………………………….. 364.1.4. Materii prime care conţin insulină şi lichenină…………………… 364.1.5. Melasa……………………………………………………………….. 364.2. Depozitarea materiilor prime…………………………………………..374.3. Fabricarea spirtului din materii prime amidonoase………………….374.3.1. Fabricarea spirtului din orz………………………………………….374.3.2. Fabricarea spirtului din cartofi……………………………………...374.3.2.1. Fermentarea plămezilor din cereale şi cartofi…………………………..384.3.2.2. Pregătirea drojdiilor pentru însămânţarea plămezilor zaharificate….384.3.2.3. Fermentarea plămezilor zaharificate……………………………………. 394.4. Fabricarea alcoolului din melasă………………………………………404.5. Distilarea şi rafinarea alcoolului………………………………………..40

5. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A WHISKY-ULUI………………….42

6. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A ROMULUI………………………..43

7. TEHNOLOGIA FABRICĂRII OŢETULUI……………………………457.1. Materiale de umplutură pentru căzile de oxidare……………………...457.2. Caracteristicile organoleptice ale oţetului de fermentaţie……………..457.3. Caracteristicile fizico-chimice ale oţetului de fermentaţie……………..46

8. TEHNOLOGIA OBŢINERII ACIDULUI CITRIC PRIN FERMENTAŢIE…………………………………………………………..47

9. TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A SUCURILOR DE FRUCTE ŞI LEGUME................................................................................48

TEST DE AUTOEVALUARE………………………………………………...52

BIBLIOGRAFIE……………………………………………………………….54

CUPRINS……………………………………………………………………….55