ВОДА В ПИВОВАРЕНИИ - ПИВОВАРЕНИИ
создание документов онлайн
Документы и бланки онлайн

Обследовать

Администрация
Механический Электроника
биологии
география
дом в саду
история
литература
маркетинг
математике
медицина еда Питание косметика рецепты
музыка
образование
психология
разное
художественная культура
экономика




















































ВОДА В ПИВОВАРЕНИИ - ПИВОВАРЕНИИ

еда Питание


Отправить его в другом документе Tab для Yahoo книги - конечно, эссе, очерк Hits: 1815


дтхзйе дплхнеофщ

РЕЦЕПТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Диета для талии
УРОК ДЛЯ ХУДЕЮЩИХ
20 привычек умного питания
КАК БЫТЬ С НИТРАТАМИ
ОТКУДА БРАТЬ БЕЛОК
Физиологические основы составления пищевых рационов
СВЕТЛЫЙ СОЛОД - ПИВОВАРЕНИИ
ФЕРМЕНТЫ В ПИВОВАРЕНИИ - ПИВОВАРЕНИИ
ВОДА В ПИВОВАРЕНИИ - ПИВОВАРЕНИИ
 

Вода в пивоварении - пивоварении

Пиво представляет собой водный раствор экстрактивных веществ солода, не претерпевших изменения в ходе брожения и дображивания пива, этилового спирта и вкусо-ароматических веществ, являющихся либо вторичными метаболитами дрожжей, либо происходящими из хмеля. В состав экстрактивных веществ входят несброженные углеводы (α- и β-глюканы), фенольные вещества (антоцианогены, олиго- и полифенолы), меланоидины и карамели. Их содержание в пиве в зависимости от массовой доли сухих веществ в начальном сусле, состава сусла, технологических режимов брожения и штаммовых особенностей дрожжей  колеблется от 2,0 до 8,5 г/100 г пива. С этими же показателями процесса связано содержание спирта, массовая доля которого в пиве может составлять от 0,05 до 9,4%, и вкусоароматических веществ (высших спиртов, эфиров, альдегидов и т.п.), синтез которых зависит как от состава сусла и, особенно от режимов брожения и природы дрожжей. Как правило, для пива, при сбраживании которого используют низовые дрожжи, концентрация вторичных продуктов метаболизма дрожжей не превышает 200 мг/л, в то время как для пива верхового брожения их уровень прев 636h71bg ышает 300 мг/л. Еще меньшую долю в пиве составляют горькие вещества хмеля, количество которых в пиве не превышает 45 мг/л.

Таким образом, основным компонентом пива, содержание которого превышает  90% его массы, является вода и поэтому  ее следует отнести  к основному виду технологического сырья. При этом необходимо иметь в виду, что вода, используемая в производстве пива, не является чистым химическим веществом, она характеризуется определенными органолептическими и физико-химическими свойствами, которые существенно изменяются в зависимости от места нахождения предприятия, как это видно на примере, приведенном в табл.1. Между тем с ионным составом воды связаны характерные свойства некоторых типов пива (табл.2).



Таблица 1.

Показатели воды, применяемой в пивоварении

Город

Жесткость, мг-экв/л

Сухой остаток, мг/л

Концентрация ионов, мг/л

Са+2

Мg+2

Na+

Fe+2 Fe+3

SO4-2

Cl-

HCO3-

Окисляемость

Москва

3,7

320

56

14

14

0,2

30

30

180

4

С-Петербург

0,9

90

15

5

5

0,1

15

12

68

6

Пльзень

0,6

35

7

2

2

0,05

5

5

15

2

Мюнхен

5,0

275

75

18

2

0,28

10

2

150

7

Вена

15,0

850

200

60

8

0,3

125

12

120

8

Дортмунд

15

1000

225

40

60

0,3

120

60

180

7

Лондон

4,7

300

90

5

15

0,25

40

20

125

4

Дублин

6,0

350

120

5

12

0,2

55

20

125

4

Эдинбург

7,0

650

120

25

55

0,18

140

65

225

5

Таблица 2

Типичный ионный состав воды для производства различных типов пива

Типы пива

Концентрация ионов, мг/л

Na+

K+

Mg2+

Ca2+

Cl-

SO42-

HCO3-

Лагерное

18

2

3

20

25

33

18

Горькое

35

4

20

170

150

260

20

Мягкое

50

4

20

75

250

120

20

Стаут

12

4

10

30

200

15

20

1. Требования, предъявляемые к воде в пивоварении

Вода, используемая для приготовления пива, прежде всего, должна соответствовать требованиям СаНПиН 2.1.4.1074-01 (табл.3). Однако, учитывая ее влияние на физико-химические биохимические процессы в пивоварении, к ней предъявляются дополнительные требования, указанные в технологической инструкции по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков (ТИ 10-5031536-73-90).

Таблица 3.

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели качества воды

Показатель

Ед.измерения

Согласно нормативным документам (не более)

Россия

СанПиН

ЕЭС (предельные значения)

Вода для производства пива ТИ 5031536-73-90)

Органолептические показатели

Запах при температуре 200С и подогревании до температуры 600С,

Баллы

2

Без запаха

0

Вкус и привкус при температуре 200С

Баллы

2

0

Цветность по платиново-кобальтовой шкале

Град

20

20

10

Мутность по мутномеру

мг/дм3

1,5

10

1,0 (0)*

Химические показатели, суммарно

Величина рН (водородный показатель)

6-9

6,5…8,5

6,0-6,5

Сухой остаток минеральных солей

мг/дм3

1000

До 1500

500

Окисляемость (ХПК)

мг О2/дм3

5

5

2

Щелочность

мг-экв/дм3

-

0,5…1,5

Общая жесткость

мг-экв/дм3

7,0

Min 60 мг/л

2-4

Активный хлор

мг/дм3

0,3-0,5

-

-

Сероводород

мг/дм3

0,003

-

следы

Катионы

Алюминий

мг/дм3

0,5

0,2

0,5

Аммиак

мг/дм3

-

0,5

следы

Барий

мг/дм3

0,1

-

-

Бериллий

мг/дм3

0,0002

-

-

Бор

мг/дм3

0,5

-

Железо (суммарно)

мг/дм3

0,3

-

0,1

Кадмий

мг/дм3

0,001

-

Кальций

мг-экв/дм3

-

-

2-4

Кобальт

мг/дм3

0,1

-

Кремний

мг/дм3

10

-

2,0

Литий

мг/дм3

0,3

-

Магний

мг/дм3

-

50

Следы

Марганец

мг/дм3

0,1

50

0,1

Медь

мг/дм3

1,0

100

0,5

Молибден

мг/дм3

0,25

-

Мышьяк

мг/дм3

0,05

50

-

Натрий

мг/дм3

200

-

-

Никель

мг/дм3

0,1

-

Ртуть

мг/дм3

0,0005

-

-

Свинец

мг/дм3

0,03

50

-

Селен

мг/дм3

0,001

10

-

Серебро

мг/дм3

0,05

10

-

Стронций

мг/дм3

7,0

-

Сурьма

мг/дм3

0,05

-

Цинк

мг/дм3

5,0

100

5,0

Анионы

Бромид (бромат)

мг/дм3

0,2

Нитраты

мг/дм3

45

50

10

Нитриты

мг/дм3

0

0,1

0

Сульфаты

мг/дм3

500

250

100-150

Фосфаты

мг/дм3

3,5

5000

Хлориды

мг/дм3

350

-

100-150

Фториды

мг/дм3

1,2…1,5

-

Хром Cr+6

мг/дм3

0,05

-

Цианиды

мг/дм3



0,035

-

Микробиологические свойства

Бактерии группы кишечной палочки

Клеток/дм3

0

-

3 (0**)

Общее микробное число

Число образующих колоний бактерий в 1 см3

50

-

100 (20**)

** вода для плотного пивоварения

(-) не указывается

Основные ограничения для воды, применяемой непосредственно в производстве пива (при затирании), касаются таких показателей как величина рН, жесткость, соотношения между концентрациями ионов Са+2 и Mg+2, которое в питьевой воде вообще не регламентируется. Значительно меньше в воде для пивоварения должно содержаться ионов железа, кремния, меди, нитратов, хлоридов, сульфатов. Не допускается наличие в воде нитритов, которые являются сильными токсинами для дрожжей. В два раза меньше в воде должно быть минеральных компонентов (сухой остаток) и в 2,5 раза ниже показатель ХПК (окисляемость). При оценке пригодности воды для пивоварения внесен такой показатель, как щелочность, который отсутствует в нормативах для питьевой воды.

Кроме того, дополнительные требования предъявляются к воде, которая используется для корректировки массовой доли сухих веществ и спирта в высокоплотном пивоварении (high-gravity brewing). Эта вода должна быть, во-первых, микробиологически чистая, а во вторых, деаэрирована (т.е. практически не содержать растворимый в воде кислород) и содержать меньше ионов кальция и бикарбонатов по сравнению с водой, рекомендованной для пивоварения (табл. 3). Только в этом случае не произойдет изменение биологической, коллоидной и вкусовой стабильности пива.

Технология высокоплотного пивоварения заключается в том, что с целью повышения производительности варочного цеха варят сусло с массовой долей сухих веществ на 4…6% превышающее массовую долю сухих веществ готового пива. Далее, это сусло  разбавляют водой до желаемой массовой доли сухих веществ либо до брожения, либо уже готовое пиво из форфаса. При этом с целью получения пива, не отличающегося по вкусу от пива, полученного по классической технологии, не рекомендуется повышать экстрактивность начального сусла более 15%.

1.1. Величина рН

Величина рН оказывает влияние на скорость ферментативных реакций, как во время затирания солода, так и во время брожения сусла. Опосредованно, через ионизацию компонентов пива, рН влияет на органолептические свойства напитка.

1.1.1 Влияние величины рН на процесс затирания и охмеление сусла

Повышению массовой доли сухих веществ в сусле при затирании благоприятствует величина рН 5,3..5,8, в то время как для увеличения содержания α-аминного азота, напротив величину рН затора следует понижать до 4,7…5,2 (табл.4). Поэтому для интенсификации как амилолитических, так и протеолитических ферментов следует поддерживать величину рН в пределах 5,2…5,4. С другой стороны эффективность использования горьких веществ хмеля возрастает с повышением рН затора, т.к. при этом увеличивается изомеризация  альфа-кислот. В тоже время повышение рН сусла в процессе затирания зернопродуктов и промывании  дробины вызывает целый ряд негативных явлений, а именно:

 увеличение длительности осахаривания;

 замедление скорости фильтрования;

повышение цветности сусла;

повышение мутности сусла;

менее интенсивное образование бруха при кипячении сусла;

снижение выхода экстракта;

появление резкого вкуса и грубой фенольной горечи.

Таблица 4.

Оптимальные значения величины рН для ферментов солода

Ферменты

Величина рН

α-амилаза

5,6…5,8

β-амилаза

5,4…5,6

Эндопептидазы

5,0…5,2

Экзопептидазы

4,8…5,6

Кислая фосфатаза

4,5…5,0

Эндоглюканазы 

4,5…4,8

1.1.2. Влияние величины рН на метаболизм дрожжей

Величина рН оказывает влияние на интенсивность обменных процессов в клетках дрожжей, что отражается на коэффициенте прироста биомассы, скорости роста клеток и синтезе вторичных метаболитов. Так, в кислой среде образуется в основном этиловых спирт, в то время как в щелочной - интенсифицируется синтез глицерина и уксусной кислоты. Величина рН влияет на диссоциацию кислот и оснований, а, следовательно, оказывает влияние на перенос питательных веществ внутрь клетки, а также на степень токсичности ингибиторов роста. Например, оптимальным значением рН для метаболизма сахарозы является 4,6, для мальтозы – 4,8. С другой стороны недиссоциированные вещества, например, органические кислоты, спирты, обладают более высокой растворимостью в липидах, входящих в состав клеточной стенки дрожжей, чем ионизированные формы и поэтому снижение рН способствует большему проникновению кислот в клетку. Именно поэтому увеличение летучих кислот и других органических соединений, которые накапливаются во время брожения, отрицательно сказывается на интенсивности размножения дрожжей. Кроме того, величина рН может воздействовать на конформацию молекул ферментов и тем самым изменить как первичный, так и вторичный метаболизм дрожжей.

1.1.3. Влияние величины рН на органолептику пива

Влияние рН на вкус водного раствора весьма незначительно. Только  растворы, имеющие рН выше 8, вызывают ощущение вязкости и щелочного вкуса; кислый привкус появляется при рН ниже 3, при чем эти ощущения связаны со слизистой рта (10 класс терминологии вкусов ЕВС). Основное влияние рН  заключается в изменении скорости диссоциации веществ, которые воздействуют на вкусовые луковицы языка.

1.1.4. Взаимосвязь величины рН и кислотности сусла

Кислотность сусла и величина рН взаимосвязаны между собой. Снижение кислотности сусла вызывает те же негативные процессы, которые происходят при повышении величины рН. Снижению кислотности сусла (повышению величины рН), способствуют бикарбонаты и карбонаты воды - Са(НСО3)2 , Мg(НСО3)2, КНСОз, КаНСОз, Ка2СО3. Эти соли образованы сильными основаниями и слабой угольной кислотой (Н2СО3), вследствие чего в водном растворе они обладают щелочными свойствами. Так 0,1 н р-р NaНСОз имеет рН 7,6, а 0,1н раствор Na2СО3 – 8,

1.1. Щелочность воды

В пивоварении минеральные соли, входящие в состав воды, делят на химически активные и химически неактивные. Химически активными солями являются все соли кальция и магния, а также карбонат натрия.

 Углекислые соли кальция, магния и натрия понижают кислотность затора и сусла, в то время как кальциевые и магниевые соли серной, соляной и азотной кислот повышают кислотность сусла. При значительном содержании солей, повышающих кислотность сусла, вредное действие углекислых  солей может не только уменьшено, но и полностью компенсировано. Поэтому важно учитывать не общее количество карбонатов, обуславливающих щелочность воды, а то их количество, которое остается в свободном состоянии после частичной компенсации ионами кальция и магния.  При этом учитывают, что. для компенсации повышения рН, вызванного 1 эквивалентом НСО3-, необходимо 3,5 эквивалента Са2+, а также то, что ионы Mg2+ снижают величину рН в 2 раза меньше, чем Са2+. Следовательно различают показатели общая щелочность, указывающая концентрацию карбонатов и бикарбонатов и остаточную щелочность, которая будет определять кислотность сусла.

Остаточную щелочность определяют по формуле (в которой А.В, а, в выражены в мг/экв/л):

А= В – (а+0,5в/ 3,5), где

А- остаточная щелочность;

В- общая щелочность;

а – кальциевая щелочность;

в – магниевая щелочность.

Для производства светлых сортов пива типа Pils наиболее подходит вода, имеющая остаточную щелочность не более 0,54 мг-экв/л ( или 1,50d). При увеличении этой величины до 3, 57 мг-экв/л наблюдается повышение рН сусла на 0,3 по сравнению с дистиллированной водой.

1.2. Жесткость  воды

Жесткость воды это свойство воды, обусловленное содержанием в ней растворенных солей  кальция и магния. Различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная, или карбонатная жесткость связана с количеством ионов кальция и магния, которые находятся в воде в виде бикарбонатов Са(НСОз)2: и Мg(НСОз)2. При кипячении воды, содержащей бикарбонаты, образуются нерастворимые в воде карбонаты и диоксид углерода (СО2), при этом жесткость уменьшается. Постоянная или некарбонатная жесткость характеризуется содержанием щелочеземельных металлов, эквивалентное присутствию в воде сульфатов, хлоридов, нитратов и др. анионов (корме бикарбонатов и карбонатов). При кипячении эти соли остаются в растворе и не изменяют значение показателя жесткости. Общая жесткость представляет собой сумму временной и постоянной жесткости.

В России  жесткость оценивается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) на литр воды, при этом 1 мг-экв. жесткости соответствует 20,04 мг Са2+(28 мгСаО) или 12,16 мг Мg2+ (20 мг MgО) в 1 л воды. (Для перевода единиц жесткости, принятых в других странах можно пользоваться табл. ). По жесткости воду классифицируют следующим образом (мг-экв/л): очень мягкая - до 1,5; мягкая — от 1,5 до 3; средней жесткости — от 3 до 6; жесткая -от б до 10:очень жесткая — более 10.

Анализ данных о качестве технологической воды на 42 предприятиях отрасли показал, что по общей жесткости все образцы можно разделить на три группы: мягкая  (0,4…3,1 мг-экв/л), средней жесткости (3,9…6,4 мг-экв/л) и очень жесткая  (7,9…15,6 мг-экв/л), причем  мягкая вода используется  всего на 10 предприятиях, на остальных жесткость воды превышает рекомендуемые значения (табл. 6.)

Таблица

Соотношение между различными единицами измерения жесткости воды

Градусы жесткости

Страна

Значение

Пересчет на мг/экв

-

Пересчет на 0d

1 мг-экв /л

Россия

28 мг СаО/л или 20 мг MgО/л

1

2,8

10d

Германия

10 мг СаО /л

 0,357

1

10 f

Франция

10 мг СаСО3

0,2

0,56

10e

Англия

14,3 мг СаСО3

0,286

0,80

1ppm

-

-

0,021

0,06

Таблица  6

Показатели качества воды предприятий отрасли (до подработки воды)

Показатели

Тип воды

Мягкая

Средней жесткости

Жесткая

РН

7,6

7,5

7,6

Жесткость, мг-экв/л:

-общая

1,4±0,6

5,1±0,5

10,9±1,6

-кальций (Са2+)

0,8±0,4

3,3±0,3

6,4±1,2

-магний (Mg2+)

0,4±0,2

1,8±0,4

4,5±1,8

Щелочность, мг-экв/л

4,1 ±2,5

4,8±0,8

7,1±2,0

Следует обратить внимание, что в пивоварении имеет значение не только общая жесткость воды, но и соотношение между ионами кальция и магния в ней. При этом предпочтение отдается ионом кальция, в то время, как магний может полностью отсутствовать в среде. Это связано как с процессами затирания, так и охмеления сусла. Именно с ионом кальция связано такое явление как флокуляция дрожжей (см. раздел 7). Важно также то, что при устранении временной жесткости декарбонизацией (термической, известью) карбонат кальция, который практически нерастворим в воде, в то время как карбонат магния осаждается медленно и при охлаждении воды снова частично растворяется. Также определенные проблемы выявляются при декарбонизации известью. Так, для устранения магниевой жесткости требуется в два раза больше извести (Са(ОН)2), чем для удаления кальциевой жесткости.

1.3. Роль минеральных компонентов в пивоварении

Активность ферментов солода и дрожжей, физико-химическая стабильность пива и его органолептические свойства тесно связаны с ионным составом воды. При этом чрезвычайно большую роль играют катионы кальция, железа, меди, цинка, а также анионы  (NO3- ) и  (НСО2-).(табл. 7) При чем степень влияния ионов, особенно катионов, зависит от формы, в которой они присутствуют в пиве, а именно от того находятся они в свободной или связанной форме. Рекомендуют корректировку минерального состава воды проводить в соответствии с типом производимого пива (табл.7).

Таблица 7

Влияние неорганических ионов на процесс пивоварения, органолептические свойства пива и его коллоидную стойкость

Ионы

Влияние на процесс пивоварения

Ca+2

Стабилизируют альфа-амилазу и увеличивают ее активность, в результате чего повышается выход экстракта. Увеличивают активность протеолитических ферментов, за счет этого возрастает содержание в  общего и α-аминного азота в сусле.

Определяют уровень снижения рН сусла при затирании, кипячении сусла с хмелем и брожении. Определяют флокуляцию дрожжей.  Оптимальным является концентрация ионов 45-55 мг/л сусла.

Mg+2

Входят в состав ферментов гликолиза, т.е. необходимы как для брожения, так и для размножения дрожжей.

K+

Стимулируют размножение дрожжей, входят в состав ферметных систем и рибосом

Fe+2

Отрицательное влияние на процессы затирания

При концентрации более 0,2 мг/л могут вызвать дегенерацию дрожжей.

Mn+2

Входят в качестве кофактора в ферменты дрожжей. Содержание не должно превышать 0,2 мг/л

NH+4

Могут присутствовать только в сточных водах

Cu+2

При концентрациях более 10мг/л – токсичны для дрожжей. Могут являться мутагенным фактором для дрожжей

Zn+2

В концентрации 0,1 – 0,2 мг/л стимулируют размножение дрожжей.

При высоких концентрациях ингибируют активность α-амилазы

Cl+

Снижают флокуляцию дрожжей. При концентрации более 500 мг/л замедляют процесс брожения.

HCO3-1

При высоких концентрациях приводят к повышению рН, а следовательно к снижению активности амилолитических и протеолитических ферментов, снижают выход экстракта. и способствуют повышению цветности сусла. Концентрация не должна превышать 20 мг/л..

NO3-

При концентациях более 10 мг/л обнаруживаются в стоках. В присутствии бактерий семейства Enterbacteriaceae образуется токсичный нитритный азот NO2-.

SiO-2

 Снижают активность брожения при концентрации  более 10 мг/л. Силикаты происходят большей частью из солода, но иногда, особенно весной, причиной их повышения в пиве может быть вода.

Hb+2, Sn+2, Ti+2

Ингибиторы ферментов.

F-

До 10 мг/л не оказывает влияния

Влияние на вкус  пива

Са+2

Снижают экстракцию таннинов, которые придают пиву грубую горечь и вяжущий вкус.

Снижают утилизацию горьких веществ хмеля.

Mg+2

Придают горький привкус пиву, который ощущается при концентрации более 15 мг/л.

Na+

При концентрациях более 150 мг/л обуславливают соленый вкус. При концентрациях 75…150 мг/л – снижают полноту вкуса.

SO4-2

Придают пиву терпкость и горечь.

При концентрации более 400 мг/л придают пиву «Сухой вкус».

Могут предшествовать образованию сернистых вкусов и запахов, связанных с жизнедеятельностью инфицирующих микроорганизмов и дрожжей. 

SiO3-2

Оказывают влияние на вкус косвенным путем.

NO3-

Отрицательно влияют на процесс брожения  при концентрации более 25 мг/л.

Возможность образования нитрозаминов.

Cl-

Придают пиву более тонкий и сладкий вкус. При концентрации ионов около 300 мг/л повышают полноту вкуса пиву и придают ему дынный вкус и аромат

Fe+2, Fe+3

При содержании в пиве более 0,5 мг/л  увеличивают цвет пива, коричневая пена

Придают пиву металлический привкус.

Mn+2

Подобно влиянию ионов железа, но намного сильнее.

Cu+2

Отрицательно влияют на стабильность вкуса. Смягчают сернистый привкус у пива.

Влияние на коллоидную стойкость пива

Са+2

Осаждают оксалаты, тем самым  снижают возможность появления оксалатного помутнения в пиве.

Увеличивают коагуляцию белков при кипячении сусла с хмелем.

Снижают экстракцию кремния, что благоприятно сказывается на коллоидной стойкости пива

SiO3-2

Снижают коллоидную стойкость пива в связи с образованием нерастворимых соединений с ионами кальция и магния.

Fe+2

Ускоряют окислительные процессы, вызывают коллоидное помутнение.

Cu+2

Отрицательно влияют на коллоидную стабильность пива, выступая катализатором окисления полифенолов..

Cl+

Улучшает коллоидную стойкость.

1. Окисляемость

 Окисляемость - показывает количество окислителя (или эквивалентное ему количество кислорода), израсходованного на окисление содержащихся в ней примесей (восстановителей) и определяется количеством мг О2, необходимом для окисления примесей, находящихся в 1 л воды. По окисляемости можно судить о загрязненности воды органическими примесям.

Различают общую и частичную окисляемость. Общую окисляемость называют также химическим потреблением кислорода (ХПК). Ее определяют иодатным методом, при котором учитываются все органические вещества, содержащиеся в воде. Частичную окисляемость определяют по реакции с перманганатом калия (КMgО4), израсходованного при кипячении 1 литра воды с избытком перманганата в течение 10 мин. Окисляемость производственной воды не должна превышать 2 мг О2 на 1 л воды.

Из природных вод наименьшую окисляемость имеют артезианские воды (около 2 мг О2 на 1 л). Грунтовые незагрязненные воды - до4 мг/л, озерные -.. 8 мг/л, речные - 1... 60 мг/л.

1.6.Микробиологические показатели

Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется в соответствии с нормами, указанными в табл.  8.

Таблица 8

Нормативные показатели безопасности питьевой воды

Показатели

Единицы измерения

Нормативы

Термотолерантные колиформные бактерии

Число бактерий в 100 мл 1)

Отсутствие

Общие колиформные бактерии2) (БГКП)

Число бактерий в 100 мл 1)

Отсутствие

Общее микробное число 2)

Число образующих колонии бактерий в 1 мл

Не более 50

Колифаги 3)

Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл

Отсутствие

Споры сульфитредуцирующих клостридий4)

Число спор в 20 мл

Отсутствие

Цисты лямблий 3)

Число цист в 50 л

Отсутствие

1) При определении проводится трехкратное исследование по 100 мл отобранной воды.

2) Превышение норматива не допускается в 95% проб, отбираемых в точках водоразбора наружной и внутренней водопроводной сети в течение 12 месяцев, прои количестве исследуемых проб не менее 100 за год.

3) Определение проводится только в системах водоснабжения из поверхностных источников перед подачей воды в распределительную сеть

4) Определение проводится при оценке эффективности технологии обработки воды.

2. Вода, как вспомогательный материал в пивоварении

Большая часть воды, используемой на пивоваренных заводах, относится к производственной воде. В зависимости от участка, на котором она применяется, к воде также предъявляются особые требования. Так вода, которая используется для мойки, дезинфекции,  ополаскивания оборудования и коммуникаций после мойки и дезинфекции, для мойки бутылок,  кегов, разливочных машин, для промывки и хранения дрожжей не должна содержать микроорганизмы, инфицирующие пиво. В то время как химический состав имеет второстепенное значение.

Для получения теплой воды в нагревателях всех типов используют мягкую воду, при этом микробиологический ее состав имеет второстепенное значение. Вода для охлаждения должна быть также мягкой, чтобы не вызывать отложений и не изменять теплопроводные характеристики аппаратов.

3. Способы подработки воды в пивоваренной промышленности

Вода, используемая на пивоваренных заводах, может поступать из водопроводной сети, из артезианских скважин. Значительно реже источниками водозабора являются  поверхностные воды (колодцы, родники и т.п.). Не зависимо от источника водозабора вода должна отвечать требованиям СанПиН, которые определяют предельно допустимые значения показателей. Эти показатели изменяются в зависимости от времени года и источника водозабора, при этом, чем глубже в земле находится источник воды, тем меньше эти колебания. В табл. приведены сведения относительно сезонных колебаний состава водопроводной воды для одного из уральских заводов. При этом вода в течение всего года соответствует нормам, указанным в СанПиН «Питьевая вода», но не отвечает требованиям, предъявляемым к воде для пивоварения. Значительные колебания в составе воды приводят к тому, что не удается получить напитка, характеризующегося одинаковыми органолептическими свойствами, что является недопустимым в современном пивоварении. В связи с этим вода должна быть подработана. Выбор метода подработки зависит от назначения воды. Так для воды, которая используется для  затирания, необходимо предусмотреть деминерализацию с последующим корректированием воды по содержанию ионов кальция. Вода, используемая в процессе фильтрования и в плотном пивоварении помимо этого должна обеззораживаться и деаэрироваться.

Для охлаждения, пастеризации, санитарной обработки, мойки бутылок и кегов может применяться необработанная вода или вода, прошедшая минимальную обработку, например, отстаивание или фильтрование через песочные фильтры, а также корректировку рН. Вода используемая для ополаскивания оборудования после дезинфекции должна пройти микробиологическую обработку

3.1. Подработка воды из скважин

При использовании воды из артезианских скважин или другого природного источника требуется осветление,  предварительное фильтрование и обработка антимикробными препаратами (хлорирование, озанирование и.т.п.) или ультрафиолетовым облучением.

Для осветления воды и снижения мутности используют метод отстаивания в водохранилищах. Однако в отстойном бассейне удаляется, как правило, 60...70% взвешенных частиц, поэтому воду подвергают дальнейшему  фильтрованию через слой чистого, прокаленного кварцевого песка одинаковой крупности: с диаметром частиц 0,8 ... 1 ,2 мм. Толщина слоя при этом составляет около 2 м .

Для эффективного снижения цвета и мутности  воды в современных установках используют различные химические вещества –коагулянты, в качестве которых применяют сульфат алюминия А12(SO4)3 -18Н2О и в редких случаях железистый купорос (Fе8О42О). Отмечается, что в процессе коагулирования наряду с осветлением несколько понижается жесткость воды (на 0,7... 1,0 мг- экв/л).

Коагуляцию примесей воды осуществляют в резервуаре с мешалкой. Доза коагулянта определяется экспериментальным путем. В среднем на 1 м3 воды расходуется 80 г сульфата алюминия или 50 г железистого купороса в виде ..10% водного раствора. Обработанную коагулянтом воду фильтруют на песчаных фильтрах

3.2. Умягчение воды

Умягчение (декарбонизация) воды сопровождается снижением временной (карбонатной жесткости). Декарбонизация воды используется как в подработке водопроводной, так и артезианской воды. Для этой цели используют:

реагентные методы, которые основаны на связывании ионов Са2+ и Мg2+  –анионами, а ионов СОз2-- катионами, в трудно растворимые соединения, выпадающие в осадок;

декарбонизацию с помощью гашеной извести (известкового молока)– при этом гидроокись кальция реагирует с гидрокарбонатом кальция с образованием трудно растворимого мела  СаСОз.

декарбонизацию нагреванием воды до температуры 70…800С, при этом гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат кальция, который осаждается на стенках емкости в виде накипи.

Для устранения постоянной жесткости, а, следовательно, для снижения щелочности, применяют ионообменный метод, который целесообразно использовать при содержании солей до 1,5 г/л воды. При этом способе для умягчения воды используются иониты. В зависимости от знака заряда противоиона иониты подразделяются на катиониты, аниониты и амфолиты.

В катионитах обменивающимися ионами являются катионы, в анионитах – анионы, в амфолитах – ионы обоих знаков зарядов. Катиониты применяют для умягчения воды и удаления катионов, а анионитами удаляют из воды кислоты и кислотные остатки.

При умягчении с помощью катионитов, например ионообменных смол КУ-1, КУ-2, в воде накапливаются сульфаты, хлориды и гидрокарбонаты натрия, последние повышают щелочность воды. Далее вода поступает в анионообменник, где удаляются анионы неорганических кислот, которые накопились в воде после прохождения катионообменника. В результате такой очистки получают практически полностью обессоленную воду, не отличающуюся от дистиллированной. Эту воду можно использовать в для получения пара, в то время как для производства пива ее минерализуют путем смешивания с необработанной водой или с помощью добавления солей СаSО4 или СаС12

Более оправдан  для  деминерализации  воды способ обратного осмоса, который заключается в фильтровании растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающем осмотическое. Он имеет существенные преимущества по сравнению с ионообменными процессами. Так, с помощью этого метода из воды удаляются коллоиды, микроорганизмы и неионизированные органические молекулы. Кроме того, использованная для  регенерации вода может быть применена для производственных целей, в то время как при ионообменном методе она не утилизируется.

3.3.Способы дезинфекции воды

В некоторых случаях в технологическом процессе необходимо использовать стерильную воду, т.е. воду, не содержащую микроорганизмы. Например, такая вода используется для промывки оборудования и коммуникаций после их дезинфекции,  а также  в плотном пивоварении.

Дезинфекцию технологической воды для производства пива осуществляют фильтрованием через керамические или мембранные фильтры, обработкой дезинфектантами (активным хлором, диоксидом хлора или надуксусной кислотой см. раздел 10). Широко используется в последнее время метод обработки воды ультрафиолетовыми лучами. Гораздо реже применяют озонирование и обработкой ионами серебра.

3.3.1.Обеззараживание фильтрованием

Использование стерилизующих мембран с размером пор 0,4…0,45 мкм, оправдано только в том случае, когда требуется стерильная вода непосредственно для технологического процесса, например, для разбавления пива или при получении чистой культуры дрожжей.

3.3.2. Химическая дезинфекция.

Широко распространенный ранее способ химической дезинфекции воды с помощью активного хлора, последнее время уступает место способам обработки воды диоксидом хлора и надуксусной кислотой. Это связано с тем, что остаточный хлор придает воде характерный привкус, а образующиеся хлорфенольные соединения отрицательно сказываются на аромате пива. В результате возникает необходимость обработки воды активированным углем (раздел 9.7).

Аналогичное хлору бактерицидное действие оказывает озон. Его получают из кислорода воздуха с помощью электрического разряда, при котором часть кислорода превращается в озон. Применение озона не дает привкус и запах.

В редких случаях для дезинфекции воды используют  ионы серебра, которые в ничтожных концентрациях (сотые доли мг/л) уничтожают не образующие споры микроорганизмы. Для этого струю воды пропускают между серебряными электродами .

3.3.3. Обеззараживание облучением ультрафиолетовыми лучами

Простым и эффективным методом является способ стерилизации воды с помощью ее обработки ультрафиолетовыми лучами (длина волны 200...290 нм). При этом эффект стерилизация достигается практически мгновенно и является результатом  фотохимического действия УФ-лучей на протоплазму и на ферменты клеток бактерий и грибов. Контроль процесса ведут по концентрации бактерий кишечной палочки, которые обладают наибольшей сопротивляемостью бактерицидному излучению.

3.4.Способы деаэрации воды

Кислород, содержащийся в воде, отрицательно влияет на  физико-химическую и вкусовую стабильность пива. Поэтому вода, применяемая при фильтровании пива, а также вода, используемая в плотном пивоварении деаэрируется.

Для деаэрации воды применяют способ промывки диоксидом углерода, вакуумную и термическую деаэрацию, деаэрацию с использованием мембран в виде полых волокон и способ восстановления водородом, в результате использования которого кислород связывается с водородом, образуя воду. Наиболее простыми способами являются:

промывка воды диоксидом углерода, при этом  вода подводится через оросительную форсунку, в то время, как свободный от кислорода СО2, направляется встречным потоком снизу вверх. Благодаря избытку диоксида углерода и большой поверхности массообмена происходит эффективное удаление кислорода.

термическая деаэрации. В этом случае используют зависимость растворения кислорода от температуры, а именно, растворимость кислорода воздуха уменьшается с повышением температуры, поэтому кипящая вода  практически не содержит кислорода.

4. Локальные установки для подработки воды

В настоящее время существует достаточно много предложений для локальной очистки воды, как поступающей из городского водопровода, так из скважин или поверхностных источников. Эти установки комплектуются в зависимости от качество исходной воды, а также требований к качеству очищенной воды.

Одним из примеров такого вида установок являются установки фирмы «ЛТВО» (С-Петербург). Установки для очистки воды  включают модули предочистки, мембранный и сорбционные. В случае необходимости предусматривается бактерицидная обработка (рис.1). Модуль предочистки предназначен для удаления дисперсных примесей. Он может быть выполнен с использованием насыпных фильтров с загрузкой (например, из кварцевого песка),  и фильтров с микрофильтрационными патронными элементами. В качестве основного модуля обычно применяют мембранный блок, в который, в зависимости от конкретных условий, входят ультрафильтрационные, нанофильтрационные или обратноосмотические мембраны. Модуль сорбционной очистки содержит насыпной фильтр с загрузкой из активированного угля и предназначен для удаления из воды остаточного свободного хлора. Модуль обеззораживания включает бактерицидный аппарат с ультрафиолетовой лампой или серебряный генератор. 

Выбор схемы очистки и типа мембран зависит от качества исходной воды. Например, установка для доочистки водопроводной воды может включать насыпной фильтр с загрузкой из кварцевого песка, фильтр с микрофильтрационным патронным элементом, насос, создающий давление до 0,5 МПа, мембранный блок с ультафильтрационными мембранными элементами, сорбционный фильтр и бактерицидный фильтр.

В табл.9. приведены результаты очистки артезианской воды и подработки водопроводной воды  (в г. С-Петербурге) с использованием двух типов локальных установок. Следует отметить, что благодаря использованию различных мембранных элементов, можно получить воду, которая после корректировки пригодна для пивоварения.

Таблица 9.

Сравнение воды до и после обработки на локальных установках очистки

Показатель

Установка фирмы «ЛТВО» доочистка водопровлдной воды

Установка фирмы « ЛТВО». Очистка артезианской воды

Исходная вода

Очищенная вода

Исходная вода

Очищенная вода

Запах и привкус, баллы

0,5

0

0

0

Мутность, мг/л

1,2

Отс.

0,3

Отс.

Цветность, град

13

1

7

0-1

Хлориды, мг/л

10,8

10,8

37

3,5

Сульфаты, мг/л

22,6

14,9

516

38

рН

7,25

7,0

7,8

7,5

Жесткость (общ.), мг-экв/л

0,8

0,8

5,4

0,1

Алюминий (ост.), мкг/л

270

5

-

-

Железо (общ.), мкг/л

300

20

550

30

Медь, мкг/л

30

3

-

-

Окисляемость, мгО2

5,5

2,6

-

-

Активный хлор (ост.), мг/л

0,38

0.

-

-

Коли-индекс

3

<3

-

-

Общее число бактерий в 1 мл

Отс.

Отс.

-

-

Гидрокарбонаты, мг/л

-

-

98

18

Калий, мг/л

-

-

11

2

Натрий, мг/л

-

-

177

25

Стронций, мг/л

-

-

4,4

0,1

Список использованной литературы

Аксенова Г.Н., Линецкая Г.Н., Будко Л.В. и др. Путиповышения выхода горьких веществ при традиционных способах приготовления сусла и методы оценкт качество хмелепродуктов. М.: АгроНИИТЭИПП. 1989. Сер.22. Вып 3. – 36 С.

Бамфорт С., Симпсон В. Ионное равновесие в пивоварении Спутник пивовара, июнь 1997, с. 7-13.

Главачек Ф., Лхотский А. Пер. с чеш., М.: Пищевая пром-сть, 1977. 623 с.

Криспин П. Процесс обработки воды в пивоваренной промышленности. Спутник пивовара. Ноябрь 1997.с.17-19

Поляков В.А., Орещенко А.В., Урусова Л.М. Основные направления повышения стойкости безалкогольных напитков.  М.: АгроНИИТЭИПП. 1988, вып.6, 20 с.

Производство безалкогольных напитков: справочник / Рудольф В.В., Орещенко А.В., Яшнова П.М..- СПб: Из-во “Профессия”

, 2000.-360 с.

Прохоров Н.А., Сенкевич В.Е. Проблемп обеспечения населения Россиии высококачествкенной питьевой водой. Химия в интересах устойчивого развития 1997, С.423-427.

О”Рурк Подработка и использование воды в пивоварении. Спутник пивовара. Зима 1999, с.6.-11

СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода и водоснабжение населенных мест.

Хакманн Б. Станция водоподготовки для нового пивоваренного завода группы Эфес. Brauwelt. Мир пива. 199.У. с.26.

Хотунцева Л.П., Колпакчи А.П., Яшнова П.М. Перспективные направления водоподготовки для производства напитков. М АгроНИИТЭИПП. 1989, серия 22, вып 1, 28 с.

Enari T-M, Makinen Vesi. In Panimoteknikka. 2. Uusittu painos . Oy Panimolaboratorio, Espoo. P. 46-56.

Kunze W. Technology brewing and malting  VLB Berlin. -726 p.