Реферат: Технологія виробництва пива

Основною сировиною для виробництва пива є ячмінний солод (пророщений і висушений у спеціальних умовах). Ячмінь порівняно з іншими зерновими культурами, як використовують у пивоварінні, має суттєві переваги: росте практично повсюди, невибагливий до грунтово-кліматичних умов; легко переробляється при одержанн солоду; оболонки подрібненого ячмінного солоду розпушують шар дробини, що забезпечує добре фільтрування сусла при розділенні затору; склад ячмінного солоду, включаючи його ферменти, дає можливість одержати пиво з найкращими якісними показниками. Ячмінь належить до родини злакових. Культурні посівн ячмені становлять один збірний вид - Hordeum sativum. Суцвіття являє собою колосок, що складається з тонкого колінчастого стрижня, з обох боків якого розміщується по три квітки на кожному його виступі. За морфологічними ознаками ячмінь є дворядний і багаторядний. У дворядного ячменю зерно розвивається не з кожної квітки, а тільки із середньої на кожному боці стрижня. У шестирядного з кожної квітки розвивається по одному зерну, тобто в три ряди на кожному боц колоскового стрижня. Шестирядний ячмінь має два підвиди: правильно шестирядний, у якого ряди зерен розміщені під кутом 60 градусів, і неправильно шестирядний, що називається чотирирядним, у якого бокові зерна зрушені, поперечний розріз колоска має вигляд чотирипроменевої зірки. Залежно від часу висівання ячмінь буває ярий та озимий. Дворядні ячмені переважно ярі, а шестирядні - як озимі, так і ярі. Зерно перших порівняно з другими за розмірами крупніше й більш вирівняне. Довжина зернівки ячменю - 10 мм і більше, ширина і товщина - 3 - 4 мм. Хімічний склад ячменю залежить від сорту, району вирощування, метеорологічних і ґрунтових умов, масового співвідношення окремих частин зерна. Так, маса зародка коливається від 2,8 - 5%, квіткових плівок - від 6 до 17%. За масою зерна його складові компоненти розподіляються нерівномірно. В ендосперм міститься найбільша кількість вуглеводів, алейроновому шарі ендосперму зародка - багато білка і жиру, в оболонках - сирої клітковини. На 80 - 88% ячмінь складається із сухої речовини і 12 - 20% у ньому становить вода. Суха речовина представлена органічними і неорганічними речовинами. Органічн речовини - це в основному вуглеводи й білки, а також жири, поліфеноли, органічні кислоти, вітаміни тощо. Неорганічні - фосфор, сірка, кремній, калій, натрій, магній, кальцій, залізо, хлор. Деяка частина їх зв'язана з органічними сполуками. Середній хімічний склад ячмінного зерна характеризується такими даними, відсотків на суху речовину: крохмаль 45 - 70; білок (N помножено на 6,25) 7 - 26; пентозани 7 - 11; сахароза 1,7 - 2; целюлоза 3,5 - 7; жир 2 - 3; зольні елементи 2 - 3. Вуглеводи. В ячмені в основному переважають водорозчинн цукри та полісахариди. До останніх відносять крохмаль і некрохмальн полісахариди: целюлозу, геміцелюлозу, гумі- та пектинові речовини.

Основна частина полісахаридів представлена крохмалем, який витрачається зерном при пророщуванн на початкових стадіях розвитку зародка. Крохмаль відкладається в клітинах ендосперму у вигляді крохмальних зерен. Які мають пошарову структуру складаються з окремих кристалічних елементів - міцел, що утворюють ряд сферокристалів. Азот, що міститься в ячмені у всіх формах, називають загальним. Він складається з білкового й небілкового. Білковий - це азот, що входить до складу аміногруп. Небілковий азот - сумарний вміст амідного, амонійного та мінерального. Небілкового азоту в ячмені дуже мало. Амінний - це азот амінокислот, представлений групою NН2 Амідний азот у ячмені утворюється при заміщенні гідроксилу в органічній кислоті на аміногрупу, коли утворюється сполука, що містить групу CONH2 і називається амідом кислоти. Крім того, у ячмені виявлено амонійний азот у формі солей органічних кислот і мінеральний - у вигляді солей азотної кислоти. Для технологічної оцінки ячменю важливі так визначення: розчинний азот - азот водорозчинних білків і продуктів їхнього розкладу. Амінокислот, амідів, аміачний та амінний азот і коагулюючий - частина азоту, яка входить до білкових речовин, що коагулюють при нагріванні.

Жири (ліпіди). В ячмені жири представлені жирними кислотами, гліцериновмісними ліпідами й ліпідами, які не містять гліцерину. Жири розчиняються в етиловому та петролейному ефірах, бензолі й хлороформі. Жир являє собою жовто-буру олію з тонким ароматом, у якій при тривалому відстоюванні утворюються кристали. В ячмінному зерні жир розподіляється таким чином: 2/3 в алейроновому шарі, 1/3 у зародку. Невелика частина його при пророщуванні зерна гідролізується ліпазою, а через те що при сушінні солоду ліпаза інактивується, основна частина жиру переходить у дробину. У вільному вигляді жирні кислоти присутні в незначній кількості (0,1%).

Мінеральні речовини. Загальний вміст і співвідношення окремих мінеральних речовин залежать від грунтово-кліматичних умов та кількості добрив, внесених у грунт, вміст мінеральних речовин визначають у золі ячменю в такому складі: P2O5 - 35% ;K2O - 21 ; SiO2 - 26 ; MgO - 8 ; CaO - 3 ; Na2O - 2,5 ; SO3 - 2 ; Fe2O3 - 1,5 ; Cl - 1%. Ферменти - природні каталізатори білкового походження, які утворюють проміжні сполуки з субстратом, потім цей фермент - субстратний комплекс - зазнає змін й утворюються нові продукти, а фермент регенерується. Ферменти - це білки з молекулярною масою від 10000 до 1000000 і високою ефективністю дії: одна молекула може каталізувати перетворення 100 - 1000000 молекул субстрату за 1 хв.

Вітаміни. Вперше вітаміни були відкриті у 1880 р. російським вченим М. І. Луніним. Вони являють собою органічні речовини, необхідні для нормальної життєдіяльності організму. Виявлені в клітинах зародку та алейронового шару. Вміст вітамінів у ячмен характеризується такими даними, мг на 100г сухої речовини: В1 (аневрин) 0,12 - 0,74 ; В2 (рибофлавін) 0,1 - 0,37 ; В6 (піридоксин) 0,3 - 0,4 ; нікотинова кислота 8 - 15. Поряд із зазначеними в ячмені виявлені вітаміни С, Н (біотин), фолієва і пантотенова кислоти. Деякі вітаміни входять до складу ферментів, активізуючи їхню дію, й у цьому надзвичайно важливе значення вітамінів як біологічно активних речовин.

Технологія Пивного Сусла. Пивне сусло - це основний напівфабрикат для виготовлення пива, який являє собою полідисперсну систему з вмістом цукристих, білкових та хмелевих речовин. Найважливішим технологічним процесом при приготуванні сусла перетворення в результаті ферментативних реакцій нерозчинних компонентів солоду його замісників (ячмінь, пшениця, рис, кукурудза, сорго та інші зернов культури) у розчинний екстракт.

Приготування пивного сусла складається з п'яти основних технологічних стадій:

þ  Підготовка зернопродуктів (очищення, сортування, подрібнення).

þ  Переведення екстрактивних речовин зернопродуктів (крохмаль, білки та ін.) у розчин, тобто сусло,в результаті приготування затору (затирання).

þ  Фільтрування затору (відокремлення сусла).

þ  Кондиціювання (охмелення) сусла кип'ятінням його з хмелевими препаратами.

þ  Освітлення й охолодження сусла.

Глибокі знання технологічних процесів при приготуванні сусла, їх оптимізація і відповідне забезпечення в удосконалених апаратах та машинах дають змогу одержати високоякісне охмелене сусло і в подальшому - чудове пиво. Солод , ячмінь та нші несолоджені матеріали, які використовують для одержання сусла, складаються з зернових оболонок і ендосперму, що мають різні фізичні й хімічн властивості. Технологічне призначення цих двох компонентів сировини різне. Оболонки (квіткові плівки, плодова й насіннєва) зерна складаються з целюлози з нкрустованим у ній лігніном, таніном і зольними речовинами (в основному окислами кремнію), а також із геміцелюлози та пектинових речовин. Оскільки целюлоза нерозчинна у воді, вона в процесі затирання не змінюється, а наявні в оболонці дубильні, гіркі та зольні речовини (розчинні у воді), переходячи в розчин, негативно впливають на смак і колір сусла та смак готового пива. Класична технологія пива передбачає мету - в найбільшій мірі зберегти цілісність оболонок, щоб зменшити перехід цих речовин у розчин. При тонкому помелі зерна сповільнюється фільтрування затору внаслідок сильного ущільнення лузги в фільтраційному апараті. Вологість солоду впливає на еластичність оболонки і величину її часточок у процесі розмелювання: при вологості 3% часточки дрібні, вище 6% - оболонка протидіє тиску вальців, зменшуючи кількість борошна. Оптимальною для розмелювання зерна є вологість 6% і дещо вища. При тонкому помелі не можна повністю відокремити екстракт дробини, що вимивається. У разі, коли намагаються перейти до безперервного процесу одержання пивного сусла, перед затиранням оболонки відокремлюють від зернівки. Це також необхідно робити, якщо замість частини солоду використовують ячмінь. При здійсненн безперервної технології сусла треба найтонше подрібнювати ячмінь, щоб одержати з нього помел у вигляді борошна. При подальшій переробці такого борошна або не потрібне фільтрування затору, або його слід проводити на фільтрпресах.

У першому випадку відбуваються повний гідроліз і подальше розчинення всієї сухої речовини, у другому - залишається нерозчинною лише невелика частина сухої речовини солоду та ячменю, яку відокремлюють від затору на фільтрпресах. Ферментативні процеси в ячмінному зерні при солодорощенні відбувається від зародка до кінчика зерна, в якому речовини розчиняються пізніше. Відповідно й розподіл ферментів в ендоспермі неоднаковий: періферія його багатша на ферменти, ніж середина. В ендоспермі завжди є менш розчинні й більш тверді часточки, що чинять опір при подрібненні, а тому гірше розмелюються.

Раси пивних дріжджів. Розрізняють сильно- і слабозброджуючі дріжджі. Перші здатні зброджувати мальтодекстрин (альфа і бета-ізомальтозу), чого не можуть другі. Більшість дріжджів верхового і низового бродіння належать до типу Фроберг, слабозброджуючі - до типу Заац. Ступінь зброджування сусла дріжджами Фроберг значно вищий, ніж дріжджами Заац. Пивні дріжджі завжди повинні бути мікробіологічно чистими, пластівцеподібними, швидко зброджувати сусло й осідати на дно, утворювати чисте освітлене прозоре пиво з повним смаком і ароматом. У пивоварінні широко застосовують дріжджі раси 776 - середньозброджуючі, за період головного бродіння на суслі концентрацією 11% сухої речовини синтезують 2,7% етанолу. Клітини яйцеподібної форми, завдовжки 8 - 10 і завширшки 5 - 6 мкм. Біомаса збільшується приблизно в п'ять разів від уведеної кількості, здатність до освітлення задовільна. У колишньому ВНДІ напоїв і мінеральних вод з виробничих дріжджів виділені й відселекціоновані раси 11, 41, 44. Із них дріжджі раси 11 - сильнозброджуючі з високою здатністю до освітлення. Пиво, одержане з їх використанням, приємного смаку. Дріжджі рас 41 і 44 - середньозброджуючі, з високою здатністю до осадження та освітлення. Пиво з ними має м'який, повний чистий смак. Дріжджі рас S і Р (львівська раса) - середньозброджуючі, з високою здатністю до осадження та освітлення пива. Смак і аромат пива добрі. Дріжджі раси F (чехословацька раса) - швидко- й сильнозброджуючі, освітлення пива добре, смак приємний. Дріжджі раси 8а (М) сильнозброджуючі, добре освітлюють пиво, глибоко його зброджують й зумовлюють приємний смак. Нова німецька раса дріжджів 34-N прискорює процес бродіння і має високу здатність до освітлення пива (міцність його може досягати 8,5% об. при концентрації сусла 18% сухої речовини). Дріжджі верхового бродіння застосовують рідше і в основному для одержання темних або спеціальних сортів пива. Дріжджі штаму 191-К використовують для виготовлення спеціальних солодких темних сортів пива, зокрема Оксамитового. Вони не зброджують лактозу та рафінозу. У виробництв пива з метою поліпшення його аромату й смаку застосовують змішані раси дріжджів або здійснюють бродіння різними расами з наступним змішуванням молодого пива в апаратах доброджування. Механізм Спиртового Бродіння. Процес спиртового бродіння являє собою перетворення вуглеводів у результаті метаболізму дріжджів в етанол і діоксид вуглецю й виражається рівнянням Гей-Люссака: Із 180г глюкози можна одержати 92 г етанолу та 88 г діоксиду вуглецю. Однак поряд із цими первинними продуктами утворюються побічні вторинні продукти - гліцерин, янтарна кислота, вищі спирти, альдегіди, біомаса дріжджів та ін. Отже , з глюкози утворюється не 92 г, а 87 г етанолу. При розпаді 1 моля моносахариду в процес анаеробного бродіння звільняється близько 84 кДж (20 ккал) енергії за рахунок біохімічного перетворення його і до 17 кДж (4 ккал) за рахунок тепла розчинення синтезованого етанолу у воді. Це набагато менше, ніж при аеробному бродінні з повним окисленням вуглеводів й утворенням води і діоксиду вуглецю. У класичній технології з давніх часів дотримуються двоступеневого бродіння, за яким відразу після головного бродіння (перший ступінь) молоде пиво звільняється від основно маси дріжджів, охолоджується і доброджує (другий ступінь), а також дозріває.

Метою доброджування є завершення розпочатого при головному бродінні біохімічного перетворення дріжджами, що залишилися, решток екстракту в кінцеві продукти - діоксид вуглецю, етанол, ефіри, альдегіди, вищі спирти, органічні кислоти, амінокислоти та ін. При цьому діацетил перетворюється в ацетоїн, тобто відбувається остаточне формування аромату, смаку, піностійкості й стійкост пива.

Методи освітлення пива. Процес освітлення пива можна розглядати як розподіл дисперсійних середовищ на рідку та тверду фази, чого досягають фільтруванням, сепаруванням й ншими методами. Фільтрування - основний метод освітлення пива, вдало поєднуваний із його розливом. Фільтрування і розлив напою з використанням протитиску називається ізобаричним методом. Температура продукту при такому розливі не повинна змінюватися. Фільтрувально-розливна установка складається із змішувача, куди надходить пиво з апарата доброджування, насоса, за допомогою якого воно подається до холодильника й фільтра, збірника фільтрованого пива (форсасу) та ізобаричних апаратів для розливу його у бочки і пляшки. Завдяки подачі стисненого діоксиду вуглецю в аппарат доброджування під час ізобаричного фільтрування підтримується сталий тиск (0,15 - 0,16 МПа), а у збірнику фільтрованого пива після його заповнення з використанням холодоагену стабілізується температура. За допомогою діоксиду вуглецю створюється протитиск, який дорівнює тиску в апараті доброджування (0,15 - 0,16 МПа), що забезпечує максимальне збереження розчинного діоксиду вуглецю й освітлення пива. Регулятор тиску (друклеглер) являє собою спеціальний насос, який перекачує доброджуване пиво через фільтрпрес під тиском. Друклегер встановлюють на необхідний тиск, що забезпечує рівномірне й спокійне протікання пива, яке фільтрується, й передачу його на будь-які відстані та висоту. При зменшенн потоку пива тиск у нагнітальному трубопроводі підвищується і насос автоматично знижує подачу напою; у разі припинення цього процесу насос зупиняє подачу пива, але підтримує постійний тиск у трубопроводах. На невеликих заводах ще використовують поршневі насоси, які приводяться в дію стисненим повітрям або електродвигуном. На сучасних заводах пиво розливають за допомогою відцентрових друклеглерів з електродвигунами. Для вирівнювання якості пива, яке фільтрують, його змішують із кількох апаратів доброджування в змішувачі, встановленому між апаратами доброджування і насосом. Це роблять у відвідній збірній трубі, а однорідності якості досягають у змішувачі.

Розділ 2. Економічна частина

Розрахуємо собівартість виробництва пива, та визначимо економічну ефективність виробництва даного виду продукції.

Розрахунок (витрати на рік):

А. Визначимо витрати підприємства:

1. Вартість обладнання - 6546000 грн.

2. Амортизаційн відрахування – 122800 грн.

3. Заробітна плата робітників

3.1. Розрахунок штатного розкладу – 101 особа

3.2. Розрахунок заробітної плати з врахуванням нарахувань на зарплату – 42200 грн

4. Вартість сировини та матеріалів – 2536000 грн

5. Накладн витрати

5.1. Електроенергія 4440 грн

5.2. Вода – 2520 грн.

5.3. Орендна плата – 5760 грн.

6. Поточна вартість обладнання (3% від вартості) – 6546000*3% = 196380 грн.

7. Транспортн витрати – 2760 грн.

Б. Підсумуємо витрати за рік:

22800 + 42200 + 2536000 + 4440 + 2520 + 5760 + 196380 + 2760 = 2812860 грн.

В. Рентабельність виробництва розраховується за формулою:

В = Б + 0,25 Б

В = 2812860 + 0,25*2812860 = 3516075 грн.

Г. Врахуємо податок на додану вартість (ПДВ) за формулою:

Г = В + 0,20 В

Г = 3516075 + 0,20*3516075 = 4219290 грн.

Д. Розрахуємо кількість продукції, що вироблена за рік. За день підприємство виготовляє в середньому 25900 пляшок пива. Кількість робочих днів – 220.  Тобто, за рік підприємство виготовить 5698000 (25900 * 220) пляшок пива.

Е. Розрахуємо кінцеву собівартість пивної продукції:

Е = Г/Д = 4219290 / 5698000 = 0,74 грн. за пляшку

Отримана ціна виробника за пляшку в цілому відповідає дійсності, тому що на більшост підприємств середній рівень собівартості пива коливається в межах від 0,73 грн. за пляшку до 1,05 грн. за пляшку в залежності від сорту, виду, виробника та марки пива.

Висновки

На думку аналітиків можливо підвищення продажів пива в 2005 році до відмітки 200 млн. дав, відповідно і його споживання на душу населення Передумовами для цього є збільшення виробничих потужностей основними лідерами галузі, розширення асортиментного ряду продукції. Однак можливий і інший варіант розвитку галузі – перенасиченість. Що стосується розвитку структури ринку, то експерти схильні припускати можливість витіснення з нього середніх компаній. В цьому прибутковому бізнесі в перспективі залишаться, на думку експертів декількох крупних гравців. Проте це не виключає існування паралельно з ними невеликих заводів, що практично не впливають на структуру ринку, але вносять різноманітність в регіональний пивний асортимент.

Беручи до уваги зміни, що відбулися в російському законодавстві, зокрема законі «Про рекламу», посилювання заходів пов'язаних із споживанням ячмінного напою, така практика може з часом торкнутися і українських виробників пива.

Нині серед проблем вітчизняних пивоварів можна виділити проблему утилізації відходів, високе мито на імпортний солод, у розмірі 30%, а також мито на імпортний хміль – 50%. Ставка акцизу на пиво в Україні складає 0,23 грн. за літр, але найближчим часом, можливо її підвищення.

Список використаної літератури:

1.                     Галицьк контракти, Український щотижневик, № 15, квітень, 13.05.2004 р

2.                     Аналітичний довідник "Мир пива", 2004 р

3.                     Економіка України, № 09, 2003 р

4.                     Деловой журнал, № 13, 2004 р.