UNIVESRSITATEA AUREL VLAICU DIN ARAD FACULTATEA DE INGINERIE
ALIMENTAR, TURISM I PROTECIA MEDIULUI DOMENIUL/ PROGRAMUL DE
STUDIU:INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE
PROIECT TEHNOLOGIA BERII
NDRUMTOR TIINIFIC Conf. Dr. Ing. Daniela Diaconescu
STUDENT Nelega Roxana ARAD 2012
TEMA PROIECTULUIS se proiecteze o secie de fermentare clasic cu
o capacitate de 400000 hectolitri bere pe an.
CUPRINS 1.Obiectivul proiectului 2.Alegerea i descrierea schemei
tehnologice adoptate 3.Descrierea materiilor prime i auxiliare
4.Descrierea produsului finit 5.Bilanul de materiale
6.Bibliografie
Obiectivul proiectului Proiectarea unei secii de fermentare
clasic a berii.
Alegerea i descrierea schemei tehnologice adoptate MUST DE BERE
AP DROJDIE PURIFICAT AERARE CU AER STERIL NSMNARE TRATARE
FERMENTARE PRIMAR DROJDIE REZIDUAL DROJDIE BERE TNR FERMENTAIA
SECUNDAR I MATURAREA CO2
PURIFICARE
BERE BRUT
DROJDIE REZIDUAL
Consideraii generale privind fermentaia mustului Prin fermentaia
mustului se urmrete transformarea zaharurilor fermentescibile n
alcool etilic i CO2. Dar n acelai timp se formeaz i produi
secundari cum ar fi alcooli din fuzel, acizi, esteri, cetone,
aldehide i produi din sulf. Pentru realizarea fermentaiei mustului
de bere cu o anumit compoziie chimic este necesar ca unele substane
din must s difuzeze n celula de drojdie strbtnd att peretele
celular ct i plasmalema. n interiorul celulelor de drojdie
substanele care au penetrat plasmalema nu sunt neaprat imediat
utilizate, putnd fi depozitate pentru o perioad mai scurt ca
pool-uri de rezerv. Zaharurile sunt metabolizate n secvena, glucoza
i fructoza fiind consumate la demararea fermentaiei, maltoza este
consumat mai lent la fermentaia primar i n final este consumat
maltotrioza la fermentaia secundar. De remarcat este c zaharoza
este hidrolizat de invertaz prin peretele celular. n interiorul
celulei att maltoza ct i maltotrioza sunt hidrolizate enzimatic la
glucoz. Factori care influeneaz fermentarea primar Fermentaia este
un proces foarte complex i este influenat de trei mari categorii de
factori: -compoziia chimic a mustului: prezena i concentraia
nutrienilor; pH-ul. -drojdia utilizat: tipul i varietatea utilizat;
condiia drojdiei la utilizare; distribuia drojdiei n must; aerarea
mustului; temperatura mustului la adugarea drojdiei. -condiiile de
procreare: durata i temperatura de fermentare; presiunea,
dimensiunile i forma geometric a recipientelor de fermentare;
agitarea i curenii care se formeaz la fermentare. Prin fermentarea
mustului de bere se urmrete transformarea zaharurilor
fermentescibile n alcool etilic i CO2 cu ajutorul complexului
enzimatic al drojdiei de bere. C6H12O6 2 CH3- CH2- OH + 2 CO2 +
28,2 Kcal Procesul are loc n dou etape i anume: fermentarea primar,
tumultoas sau principal rezultnd aa-zisa bere tnr i n continuare,
fermentarea secundar lent, sau maturarea. Fermentarea zaharurilor
este derulat pe calea Meyerhof-Embden-Parnas. La demarare
fermentaiei sunt fermentate hexozele. Fermentaia principal este
caracterizat prin fermentarea maltozei, iar fermentarea secundar
este dominat de fermentarea maltotriozei. Fermentaia primar de
suprafa este obinut cu culturi de Saccharomyces cerevisiae la
temperatura de 15-250C, timp de 4-6 zile, stratul de drojdie,
meninndu-se la suprafa n timpul procesului. Fermentarea secundar,
inferioar sau submers este realizat la temperatura de 5-100C, timp
de 6-10 zile, cu culturi de Saccharomyces carlsbergensis, care tind
s se depun pe fund la sfritul procesului prin fenomenul dfe
floculare. Delimitrile de temperatur i durate ntre aceste dou
tipuri de fermentri nu sunt absolute. Exist procedee de fermentare
inferioar la temperaturi mult mai ridicate i de scurt durat precum
i culturi de drojdii pulverulente care nu floculeaz.
Viteza de fermentare a zaharurilor este influenat de
caracteristicile tulpinilor de drojdie, starea fiziologic a
culturii, cantitatea de inocul, temperatura de fermentare,
compoziia i concentraia n extract a mustului, geometria vasului,
presiunea. Prin transformarea zaharurilor n alcool, densitatea
mustului scade. Dinamica fermentaiei poate fi urmrit prin msurarea
concentraiei n extract a mustului cu ajutorul zaharometrului
Balling. Msura cunoaterii desfurrii fermentrii o reprezint gradul
de fermentare. Gradul de fermentare exprim procentul din extractul
total al unui must care a fost fermentat i se calculeaz cu relaia :
GF = grad de fermentare n % ep = extractul mustului primitiv n % et
= extractul n produsul fermentat n momentul determinrii GF n % Dup
modul n care se determin et (extractul n produsul fermentat ) i dup
momentul calculrii gradului de fermentare se deosebesc : grad de
fermentare aparent, cnd et se msoar ca extract aparent n mustul
fermentat, coinnd alcool etilic, cu ajutorul zaharometrului ; grad
de fermentare real cnd et se msoar ca extract real n produsul
dezalcoolizat prin distilare i 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 s se stabileasc urmtoarele grade
de fermentare : gradul final de fermentare, determinat numai n
condiii de laborator ; el exprim fermentescibilitatea maxim a unui
anume must ; Gradul de fermentare n berea tnr, deci dup fermentarea
primar ; Gradul de fermentare n bere dup fermentarea secundar i
maturare, denumit grad de fermentare al berii la vnzare Grad de
fermentare n diferite etape de fermentare are urmtoarele valori :
grad de fermentare aparent n berea tnr% pentru berea blond 70-73,
berea brun 58-60 ; grad final de fermentare aparent 80-83% pentru
berea blond i 70-72% pentru berea brun. Alte transformri n must n
timpul fermentrii : transformri ale substanelor cu azot scderea
pH-ului de la 5,3-5,6 n mustul primitiv, la 4,3-4,6 n bere cauzat
de formarea de acizi organici deschiderea culorii berii (datorit
scderii pH-ului i adsorbiei de substane colorante de ctre drojdie)
precipitarea i adsorbia de ctre drojdie a unor substane amare i
polifenolice (se elimin 2530% din substanele amare) dizolvarea CO2
n bere, solubilizarea fiind dependent de temperatura berii i de
presiunea exercitat asupra berii. Berile de bun calitate au 4,5-5,0
g CO2/l. Numai cca.15 % din Co2 produs la fermentaie rmne dizolvat
n bere. Restul CO2 este pierdut sau poate fi colectat. Cultura pur
de drojdie se obine n urmtoarele trepte de multiplicare :
-
-
-
-
-
-
-
izolarea de celule de drojdie cu nsuiri dorite i obinerea
culturii-stoc. Izolarea se face din must n fermentaie. Colonia cu
drojdia cea mai viguroas este nsmnat n 5 ml must steril, iar din
aceasta se nsmneaz drojdia pe mediu solid, constituind cultura
stoc, ce se pstreaz la 050 timp de 6-9 luni ; multiplicarea
drojdiei n laborator i obinerea culturii pure de laborator n
condiii perfecte de asepsie ; multiplicarea drojdiei n instalaii
industriale de culturi pure cu obinerea culturii pure pentru arjele
industriale. Pentru multiplicarea drojdiei la nivel industrial se
utilizeaz instalaii de culturi pure sau vase de culturi pure
deschise, utilizate n fabricile mici. Fermentarea primar se
realizeaz n linuri de fermentare, de obicei, nchise n capac, dar
care lucreaz la presiune atmosferic. Pentru fermentarea secundar
sunt folosite tancuri cilindrice orizontale metalice sau tancuri
perpendiculare din beton, vase care lucreaz la suprapresiune de
cca. 1 bar. n ultimii ani au aprut vase de fermentare de mare
capacitate, multe amplasate n aer liber cum sunt : tancuri
cilindro-conice, tancuri Asahi, tancuri sfero-conice, n care se
poate desfura numai una din perioadele de fermentare sau ambele.
Dintre acestea cele mai utilizate sunt tancurile cilindro-conice
din oel inoxidabil sau din aluminiu. Desfurarea procesului de
fermentare primar Fermentaia mustului ncepe cu nsmnarea acestuia cu
cultura drojdiei care se distribuie uniform n mustul aerat,
realizndu-se o concentraie de celule de 15-30 mil/hl must.
Fermentarea mustului n vederea obinerii de beri de fermentare
inferioar se poate face n urmtoarele variante : fermentaie la rece,
caracterizat de temperatura de nsmnare de 5-60C i o temperatur
maximal de 8-90C. Se obin beri de o calitate foarte bun plintate a
gustului i cu bune nsuiri de spumare ; fermentaia la cald
caracterizat de temperatura de nsmnare de 7-80C i o temperatur
maximal de 10-120C. n condiiile menionate, scderea pH-ului este mai
rapid, berile au o plintate a gustului i nsuiri de spumare mai
reduse, dar o foarte bun stabilitate coloidal. Durata fermentaiei
primare depinde de modul de conducere a fermentaiei i este de 6-10
zile. n desfurarea procesului se deosebesc o serie de faze
distincte. Prima faz ce apare n primele 20 ore de la nsmnare const
n apariia pe suprafaa mustului a unei spume de culoare alb. Aceasta
conine proteine i rini de hamei precipitate. Scderea extractului
este de 0,3-0,5%, iar a pH-ului cu 0,2-0,3 uniti. Drojdia se
dezvolt intens n aceast faz. Faza a doua zis i a crestelor joase. n
acest stadiu ptura de spum se desprinde de marginea linului i capt
aspect de smntn groas. Aceast faz dureaz 2-3 zile, extractul scade
zilnic cu 0,5-1%, pH-ul este de 4,9-4,7, culoarea crestelor se
nchide treptat. n aceast faz este nevoie de o rcire puternic,
altfel temperatura ar crete zilnic cu circa 20C. ncepnd cu ziua a
treia de fermentare se semnaleaz apariia "crestelor nalte ",
caracterizate printr-o fermentare intens.
-
Suprafaa spumei se coloreaz n galben-brun, iar nlimea crestelor
depete uneori 30 cm. Din cantitatea de extract se consum 2,5% /zi,
faza durnd 2-3 zile. PH-ul scade la valori de 4,6-4,4. Dezvoltarea
drojdiei este puternic frnat, deoarece s-a consumat ntreaga
cantitate de O2 prezent n mediu. Ca urmare, are loc nceperea
floculrii. Rcirea trebuie realizat cu grij, astfel nct la nceperea
floculrii s se realizeze un grad de fermentare de 40-45%. Ultima
faz de fermentare este caracterizat printr-o scdere treptat a
suprafeei crestelor. Spuma se restrnge i se formeaz un strat dens
cu o grosime de cca. 2 cm care reine n special rinile de hamei.
Scderea extractului este de 0,2-0,4% n fiecare zi iar pH-ul rmne
costant. La trecerea berii tinere, zis i crud, la maturare, este
necesar eliminarea stratului ce plutete pe suprafaa lichidului.
Durata ultimei faze este de circa 2 zile. Urmrirea desfurrii
fermentaiei se face prin msurarea zilnic a extractului aparent, a
temperaturii i a pH-ului, valorile fiind nscrise ntr-o fi a arjei
de must fermentat i reprezentate ntr-o singur diagram de
fermentaie. Dup fermentarea primar are loc colectarea drojdiei
(2-2,5 lcrem de drojdie/hl must) i recuperarea CO2. Fermentarea
secundar. Berea tnr, rezultat de la fermentarea primar, are un gust
pronunat de drojdie, o amreal neptoare, un buchet crud n care se
percep mercaptanii cu miros neplcut. Din acest motiv, berea tnr
este supus fermentrii lente la temperaturi sczute, pentru
descompunerea unei pri ct mai mari din extractul fermentescibil,
rmas dup fermentarea primar, proces care se numete fermentaie
secundar i duraz 4-8 sptmni. La fermentaia secundar se realizeaz :
continuarea fermentaiei zaharurilor cu atingerea gradului de
fermentare al berii la vnzare ; saturarea berii cu CO2 ; limpezirea
natural a berii; maturarea berii. Berea vine la fermentarea
secundar cu 1,2-1,4% extract fermentescibil format din 80% maltoz i
20% maltobioz, mai greu fermentescibil. Fermentaia secundar este
influenat prin scderea treptat a temperaturii, de cantitatea de
zahr fermentescibil i concentraia de celulu n suspensie. n decursul
fermentrii secundare au loc urmtoarele fenomene : sedimentarea
drojdiei i a coloizilor de proteine-polifenoli care se depun n mare
parte ; scade coninutul de substane volatile care confer buchetul
de tnr, respectiv mercaptani, SO2 i acetaldehida ; crete coninutul
de alcooli superiori ; esterii (principalii componeni ai aromei
berii) sufer o cretere care poate fi de pn la 100% ; tirozolul,
responsabil de gustul amar neplcut, este descompus n mare
parte.
Descrierea materiilor prime i auxiliare MUSTUL DE BERE Compoziia
chimic a mustului Mustul fiert cu hamei utilizat ca mediu de
fermentare ete bogat n nutrieni deoarece conine un spectru foarte
larg de zaharuri asimilabile, de aminoacizi i alte substane
azotoase simple, substane minerale, vitamine cum ar fi biotina,
acidul pantotenic, inozitolul, tiamina, piridoxina, acidul
nicotinic. Pentru cretere, drojdiile au nevoie de zaharuri,
aminoacizi sruri minerale i vitamine, i n plus, necesit acizi grai
nesaturai i steroli precum i oxigen. Compoziia mustului va influena
att viteza de fermentaie, gradul de fermentare ct i cantitatea de
biomas produs, i n final calitatea berii. Compoziia mustului este
influenat de temperatura de plmdire. Temperaturile de plmdire mai
sczute conduc la musturi mai fermentescibile, cu o mai bun
atenuare. DROJDIA DE BERE Drojdia este aleas n funcie de
comportarea ei biochimic i fizic ce determin mersul fermentaiei.
Trebuie aleas acea drojdie care produce o bere cu aroma dorit, cu o
stabilitate a aromei, o bere cu o anumit strlucire (luciu) ntr-un
timp acceptabil i ntr-un echipament disponibil, n care se realizeaz
fermentarea i fr pierderi mari de bere n timpul procesrii. Condiia
drojdiei n momentul adugrii n must nu va depinde de modul de
obinere a culturii i de pstrarea acesteia pn la folosire. Dac se
folosete o drojdie cu viabilitate sczut, aceasta va avea o faz mare
de lag n dezvoltarea ei i, deci, fermentaia ei va fi ntrziat. n
legtur cu tipul de drojdie folosit la fermentare, ele sunt n
general de fermentaie superioar (Saccharomyces cerevisiae), care n
timpul fermentrii floculeaz i se ridic la suprafaa mediului n
fermentare, putnd fii recoltate i drojdiile de fermentaie inferioar
(Saccharomices uvarum), care n timpul fermentaiei floculeaz i
sedimenteaz la fundul vasului de fermentare. La o analiz mai
profund drojdiile folosite la fermentarea mustului hameiat de bere,
n funcie de comportamentul lor, pot fi clasificate n 6 grupe i
anume: GRUPA A- drojdii care sedimenteaz foarte devreme la
fermentare din cauza floculrii, dar fermentaia merge nainte din
cauz c aciunea drojdiei sedimentare continu. GRUPA B- drojdii care
sedimenteaz atunci cnd mustul de bere este bine atenuat, iar
fermentaia este substanial redus; GRUPA C- drojdii care sedimenteaz
ntr-un anumit grad pn la sfritul fermentaiei, cea mai mare parte
din drojdii rmnnd n suspensii. GRUPA D- drojdii care prsesc mustul
i ajung la suprafaa acestuia, fermentaia fiind prematur ntrerupt.
GRUPA E- drojdii care formeaz la suprafaa mustului n fermentare
aglomerri, dar care rmn n mare parte n suspensie i atunci cnd
mustul este atenuat ele sedimenteaz. GRUPA F- drojdii care se ridic
la suprafa ntr-un anumit grad, dar cea mai mare parte rmn n
suspensie i u sedimenteaz odat cu finalizarea fermentaiei.
Descrierea produsului finit Berea brut este produsul finit
obinut n secia de fermentare n tancuri cilindro-conice. Aceast bere
este trecut la fermentaia secundar/ maturare, unde vine cu ~1,1-
1,4% extract fermentescibil, din care 80% maltoz i 20% maltotrioz.
n urma procesului de fermentare secundar rezult berea brut, aceasta
este nc turbid datorit prezenei microorganismelor, care au rmas n
suspensie, particulelor fine care alctuiesc tulbureala permanent i
tulbureala la rece. Pentru a fi dat n consum, turbiditatea berii
trebuie sczut la mai puin de 0,6 uniti EBC, dup care berea se
supune operaiei de filtrare. Berea trebuie limpezit artificial prin
filtrare, prin care se ndeprteaz att microorganismele coninute ct i
particulele ce formeaz tulbureala de natur colonial. Dup
fermentarea secundar i maturare, filtrarea are drept scop
asigurarea limpiditii finale a berii.
Bilan de materiale n secia de fermentare se lucreaz tot anul
exceptnd perioada de remontat de 14 zile care se alege la sfritul
anului atunci cnd se apropie i srbtorile. Se mai scad i zilele de
srbtori legale care sunt n numr de 7. Se lucreaz 5 zile pe sptmn n
2 schimburi de cte 8 ore. Se tie c producia anual de bere este de
340000hl/ an, prin urmare ntr-o zi lucrtoare se obine 400000: 240
zile =1666,66 hl/zi bere mbuteliat. Bilanul de materiale se va
calcula pornind de la mbuteliere pentru a obine n final cantitatea
de must de bere ce intr la fermentare. a) Bilan global pentru
condiionare i mbuteliere L1=L+P1 L1- cantitatea de bere brut, hl L-
cantitatea de bere finit, hl P1- pierderile la mbuteliere i
condiionare (0,5%-- mbuteliere+ 0,6% pasteurizare+ 0,4% filtrare)=
1,5%.
1,5 L1 L 100 100 L1 1,5 L1 LP1=100 1666,66 166666 1692,0 hl /
arj 98,5 98,5 (100- 1,5)L1=100 L, L1 L1=1692,04 hl/ arj b) Bilan
pentru operaia de fermentare L2=L1+ P2 , L2- cantitatea de must
cupajat, hl L1- cantitatea de bere brut, hl P2- pierderi globale la
fermentare, hl (1,2% fermentare primar+ 0,6% fermentare secundar)=
1,8% 1,8 1,8 L2 ; L2= 1723,05 = 31,0149 P2= 100 100 1,8 L2 L2= L1+
100 100L2=100L1+ 1,8hl/ arj 98,2L2=100L1 100 1692,04 L2= 1723,05
hl- arj 98,2
=
c) Bilan pentru operaia de limpezire la rece M3=M2+ T+ P2 M3-
cantitatea de must nelimpezit, rcit kg M1- cantitatea de must
primar, kg T- cantitatea de trub depus, kg P3- pierderi la
limpezire, kg P3= 3%
must primitiv este : la 20C 1,0483 103Se face corecia de
temperatur: la 6C 20C 0,00069 (6 20)
la 6C 1,03864 103 kg / hlCalitatea de must primitiv este: M2=L2
M2=1723,051,03864103 0,3 M3 P3= 100 M2=178962,86 Prin procedeul de
separare al trubului la rece n tancul de nsmnare se elimin 40%, din
cantitate de trub. 40 P3 = 100 40 0,3 M3 = 100 100 12 M3 = 10000 12
0,3 M3 + M 3 kg /arj M 3 = M2 + 10000 100 10000M3= 10000 M2+ 12M3
+0,3100 M3 (10000- 12- 30) M3=10000M2 9958M3= 10000 178962,86
M3=179717,67 kg arj 0,3 M 3 =539,153 kg / arj P3= 100 40 179717,67
= 71887,06 kg /arj = 100 Bilanul de materiale pentru fiecare etap a
fermentrii mustului de bere a) bilanul de materiale pentru operaia
de angajare M2+D= M5+ M1CO2+ P5 M2- cantitatea de must primitiv ;
kg
D- cantitatea de drojdie; kg M5- cantitatea de must angajat; kg
M1CO2- cantitatea de CO2 ce se elimin P5- pierderi datorate
depunerii de celule de drojdii moarte P5= 0,6% Cantitatea de
drojdie adugat e de 0,5l / hl must D= 0,5L28C D= 0,51723,05 1,0453
D=900,55 8C- densitatea drojdiei la 8C 8C= 1,0453kg- l 0,6 M2 P5=
100 P5= 1073,77kg CO2 se formeaz n urma reaciei de fermentare i
respiraie, iar n timpul angajrii realizeaz o amorsare a
fermentaiei. G.F.=10% Gradul de fermentare real este : G.F. real
=8,1% Extractul de must primitiv este : Ep (100 G.F . real ) e1=
100 Ep- extract de must primitiv Ep=12 % 12(100 8,1) 11,02 e1= 100
Cantitatea de extract consumat la angajare este: Ep E1 M2 E1= 100
12 11,02 178962,86 E1= 100 E1=1753,83 kg Din aceast cantitate 5% se
consum pentru reacia de respiraie : 5 E1 Er= 100 5 1753,83 89,17 kg
Er= 100 Pentru simplificare se consider c extractul consumat e
alctuit doar din maltoz. Ecuaia reaciei de respiraie este:
C12H22O11+ H2O 2C6H12O6+ 12O2 12CO2+ 12H2O
342............................................1244
Er...............................................M1;1CO2
Er 12 44 342 M1;1CO2 = 137,66kg Cantitatea de extract consumat
prin fermentare este de 95%. 95 E1 Ef= 100 95 1753,83 =1666,13 kg
Ef= 100 Ecuaia reaciei de fermentare este: C12H22O11+ H2O 2C6H12O6
4C2H5OH+ 4CO2
342........................................446..........................................444
Ef..........................................M1............................................M1;2CO2M1;1CO2
= M1;2CO2=
E f 4 44
342 M1;2CO2=857,42kg Cantitatea de alcool etilic format este: M
4 46 1666,83 4 46 896,77 kg M1 = 1 342 342 Cantitatea total format
de CO2 la angajare este: M1CO2=M1; 1CO2+ M1; 2CO2 M1CO2= 137,66+
857,42 M1CO2= 985,08 kgM5= M2+D- M1CO2- P5 M5=178962,86+900,55-
985,08- 1073,77 M5=177804,56 kg b)bilanul de materiale pentru
operaia de fermentare primar M5=M6+ D1+ M2CO2+ P6+ P M5- cantitatea
de must angajat, kg M6- cantitatea de bere tnr, kg D1 cantitatea de
drojdie recoltat, kg M2CO2- cantitatea de CO2 degajat, kg P6-
pierderi pe pereii tancului, conducte datorit spumei, a apelor de
splare, kg P- cantitatea de mas umed antrenat de CO2, kg Berea tnr
e caracterizat de un grad de fermentare:
G.F.=68% G.F. real = 68 0,81= 55,08% Extractul berii tinere: Ep
(100 G.F . real ) e2= 100 12(100 55,08) 5,39 e2= 100 Extractul
consumat la fermentaia primar este: E2=
e1 e2 M5 100
11,02 5,39 177804,56 100 E2=10010,39kg Din aceast cantitate 4%
se consum la respiraie 4 E2 Er= 100 4 10010,39 Er= 100 Er= 400,41kg
Ecuaia procesului de respiraie este: C12H22O11+ H2O 2C6H12O6 12CO2+
12H2OE2=
3H2..........................................................1244
Er.............................................................M2;1CO2
M2;1CO2=
Er 12 44 400,4112 44 618,17kg 342 342
Cantitatea de extract de fermentare este: 96 Er Ef= 100 96
400,41 Ef= 100 Ef=384,39 Ecuaia reaciei de fermentare este:
C12H22O11+ H2O 2C6H12O6 4C2H5OH+ CO2
342..................................446.............................444
Er....................................M2...............................M2;2CO2
384,39 4 44 197,81kg 342 342 Cantitatea total de CO2 este:
M2CO2= M2;1CO2+ M2;2CO2 M2CO2=618,17+ 197,81 M2CO2=815,98 kg Masa
de bere se satureaz cu 0,2% CO2. Cantitatea de CO2 reinut este: 0,2
M5 M2 = 100 0,2 177804,56 M2 = 100 M2= 355,60 kgM2;2CO2=
E f 4 44
Cantitatea de CO2 captat de staia de CO2 este: MCO2= M2CO2- M2
MCO2= 815,98- 355,60 MCO2= 460,38 Cantitatea de alcool etilic din
berea brut este: E 4 46 384,39 4 46 206,8kg M2 = f 342 342 M
alcool= M2+ M1 M alcool= 896,77+ 206,8 M alcool= 937,7 kg Procentul
de alcool etilic din berea brut este:
M5.....................................Malcool
100...................................A% Malcool 100 100 1103,57
A%= M5 177804,56 A%=0,620 Berea tnr se asimileaz cu o soluie de ap-
alcool cu o concentraie de 0,620%. Fracia molar a alcoolului etilic
este: A% Malcool Xa= A% 100 A% Malcool Map
0,620 46 0,002435 Xa= 0,620 100 0,620 46 18 Fracia molar a apei
este: 1-Xa= Xb Xb= 1- Xa=1- 0,002435 Xb= 0,9975 Temperatura medie
de saturaie este T= 6C. Presiunea de saturaie a apei este la 6C de:
Pb= 0,05345104 N/m2 Presiunea de saturaie a alcoolului: Pa=
0,21964104 N/m2 Presiunea de saturaie a amestecului: PS=PaXa+ PbXb
PaXa= 0,21964 104 0,002435 PaXa= 5,348 PbXb= 0,05345 104 0,9975
PbXb= 533,163 PS= 5,348+ 533,163= 538,51 Se aplic legea lui Raoult
asupra amestecului: Psa= YaPs= PsXa PaXa 5,384 Ya= 0,0099 Ps 538,51
Psb= YbPs= PbXb PbXb 533,163 Yb= 0,990 Ps 538,51 Masa molecular a
vaporilor este: Mv= YaMa+ YbMb Mv= Ya 46+ Yb18= 0,0099 46+ 0,990
18= 0,4554+ 17,82 Mv= 18,275 Se consider c CO2 se degaj la o
presiune de P= 9,8 104 N/m2. Coninutul de umezeal este: MV Ps Xs= M
CO2 P PsMV Ps 18,275 538,51 0,397 0,005525 0,00219 4 46 9,8 10 Ps
46 9,8 104 538,51 Masa umed antrenat de CO2 este: p= Xs M2CO2 p=
0,00219 815,98= 1,786 kg Pierderile la fermentare sunt:
Xs=
0,6 M5 100 0,6 195577,44 = 1173,46 P6 = 100 Cantitatea de
drojdii recoltat este : D1= 4D D1= 4 900,55 D1= 3602,2P6 =
Cantitatea de bere tnr rezultat este: M6= M5- D1- M2CO2 P6- P M6=
177804,56- 815,98- 3602,2- 1173,46-1,786 M6= 172211,13 a) Bilanul
de materiale pentru operaia de fermentare secundar M6= M7+ D2+
M3CO2+ P+ P7 M6- cantitatea de bere tnr, kg M7- cantitatea de bere
brut, kg M3CO2- cantitatea de CO2 degajat, kg D2 cantitatea de
drojdie recoltat, kg P- masa umed antrenat de CO2, kg P7= 0,6% D2=
0,75 D D2= 0,75 900,55 D2= 675,41 kg Gradul de fermentare este:
G.F.= 80% G.F. real= 64,8% Extractul de bere brut este: Ep (100 G.F
. real ) e3= 100 Ep= 12% 12(100 64,8) 4,224% e3= 100 Cantitatea
extractului consumat este: e e E3= 2 3 M 6 100 (5,39 4,224)
172211,13 E3= 100 E3= 2007,98
Din aceasta 4% se consum pentru metabolismul drojdiei: 4 4 E3 =
2007,98 = 80,31 Er= 100 100 Ecuaia procesului de respiraie este:
C12H22O11+ H2O 2C6H12O6+ 12O2 12CO2+ 12H2O
342................................................1244
Er...................................................M3;1CO2 Er 12
44 M3;1CO2 = 342 80,3112 44 123,98 kg M3;1CO2= 342 Extractul
consumat la fermentare este: 96 96 E3 2007,98 1927,66 Ef= 100 100
Ecuaia procesului de fermentaie: C12H22O11+ H2O 2C6H12O6 4C2H5OH+
4CO2 Ef 4 44 1927,66 4 44 992,01kg M3;2CO2= 342 342 Cantitatea de
CO2 format: M3= M3;1CO2 + M3;2CO2 M3 = 123,98+ 992,01 M3= 1115,99
kg n masa de bere se reine CO2 pn la saturarea berii, care n
condiiile de temperatur i supratensiune pentru fermentaie n cc este
de 0,5% ns n proces 0,2% s-a reinut la fermentaia primar.
Cantitatea de CO2 reinut este: 0,5 0,5 M6 172211,13 M2;2CO2 = 100
100 M2;2CO2 = 861,05kg Cantitatea de CO2 eliminat din tanc: M3CO2=
M1CO2+ M2CO2 M3CO2= 985,08+ 815,98 M3CO2= 1801,06 Se aplic legea
lui Raoult Psa= YaPs= PbXb XaPa Ya= Ps
0,002435 0,21964 104 5,348 0,009 9 538,51 538,51 Psb= YbPs= PbXb
Pb Xb 533,163 0,990 Yb= Ps 53851 Masa molecular a vaporilor Mv= Ya
Malcool+ Yb Map Malcool=46 Map=18 Mv=0,00946+ 0,99018= 0,414+17,82=
18,234 kg Presiunea de care se degaj CO2: Ps= 9,8 104 N/m2
Coninutul de umezeal antrenat Mv Ps 18,234 709,365 Xs= = 0,414409
0,000724= 0,0003 M CO2 P Ps 44 9,8 100000 709,365
Ya=
Masa de umezeal antrenat: P= XsM3CO2 P= 0,0003 1801,06 = 0,54kg
Pierderile sunt: 0,6 0,6 M6 172211,13 P7= 100 100 P7= 1033,26 kg
Cantitatea de bere brut este: M7= M6- D2 -M3CO2 P7- P M7=
172211,13- 675,41- 1801,06- 1033,26- 0,54 M7= 168700,86 Cp 100 = Ct
=M7 168700,86 100 100 94,87% M5 177804,56
Bibliografie 1.Banu C. (coordonator) Manualul Inginerului de
industrie alimentar 2.Theiss F. Diaconescu D. Tehnologia malului i
a berii, Universitatea Aurel Vlaicu Arad 1997.
